한국이 탐사 중인 해저광물자원의 희유금속 함량과 의미

박상준,문재운,이경용,지상범,Pak, Sang-Joon,Moon, Jai-Woon,Lee, Kyeong-Yong,Chi, Sang-Bum 대한자원환경지질학회 2010 자원환경지질 Vol.43 No.5

Seabed mineral resources explored by Korea are categorized into major three types of deposit; manganese nodule, manganese crust and polymetallic sulfides. Pt displays high enrichment factors (400, ore/crust ratios) in manganese nodule. Rare earth oxide content in manganese nodule ranges from 0.037 to 0.302 REO % with mean value of 0.12 REO %. Both of Te and Pt are enriched elements in manganese crust, displaying enrichment factors of 10800 and 150, respectively. Rare earth oxide's contents of manganese crust are slightly higher than manganese nodule's (0.013~0.387 REO %, average = 0.18 REO %). Se and In are outstanding rare metals from seabed polymetallic sulfides, showing enrichment factors of 1300 and 110, respectively. Au (0.8~26.3 g/t) and Ag (0.9~348.0 g/t) are another enriched elements in polymetallic sulfides. The main concern at exploiting seabed mineral resource will be a securing rare metals for high-technology industries and rare metals from subsea mineral deposits will add economic values to commodity candidates such like Co, Ni and Cu. 한국이 현재 탐사하고 있는 해저광물자원의 유형은 망간단괴, 망간각, 다금속황화광체 등으로 구분된다. 망간단괴에 함유되어 있는 주요 희소금속은 Pt로 지각함량 대비 최대 400 배까지 부화되어 있다. 망간단괴의 총 희토류 함량은 0.037~0.302 REO %, 평균 0.12 REO %를 보인다. 망간각의 주요 희소금속은 Te 및 Pt로 각각 10800 배, 150배 정도의 부화량을 보인다. 총 희토류 함량은 0.013-0.387 REO %, 평균 0.18 REO %로 망간단괴 보다 다소 높은 함량을 보인다. 다금속화황광체의 주요 희소금속은 Se 및 In으로 각각 1300 배, 110 배의 높은 부화량을 보이며, 금(0.8~26.3 g/t), 은(0.9~348.0 g/t) 등의 귀금속이 함유된다. 해저광물자원에 함유되어 있는 희유금속은 채광 예상 금속 종인 Co, Ni, Cu 등의 채광 경제성을 높여 줄 것으로 생각되며 첨단산업을 위한 희유금속 확보 차원에서 의미가 있다.

해저 착저식 시추기 시험시추 보고 및 기술 동향

박상준,김현섭,Pak, Sang Joon,Kim, Hyun-Sub 대한자원환경지질학회 2016 자원환경지질 Vol.49 No.6

Seabed drilling system has recently been used to drill seafloor mineral resources. This case report highlights the procedure and result of sea-trial of seabed drilling system at off-shore of Japan on March, 2016 as well as briefs an international-technical trend of seabed drilling system. In case of having less than 100 m drill depth, seabed drilling system is favorable for seafloor mineral deposits which are mostly distributed within a narrow district and situated between 1000~3000 m water depth, compared with vessel-mounted drilling system. The system is featured by the remotely-operated drill gear, which has top drives, drill strings and mud system on it. The core samples are generally recovered to ship with seabed driller after a dive. In this sea-trail, recovery rate of core samples averagely shows about 55% and the recovered rocks mostly correspond to fresh and/or weak-altered basalt. In case of drilling hydrothermal ore deposit, the recovery rate would be lower than 55% because of the fragile nature of ores. Alternatively it is used to collect cutting chips through riser or bins in order to increase the recovery rates. Recently a reverse circulation method is taken considered to acquire the better cutting-chips. Three-leg type outrigger system and four-leg type leveling system are the competing landing-instruments of seabed drill system. However the landing efficiency using these gears has to be further monitored due to lack of case reports. 해저 착저식 시추 시스템은 해저 광물자원 시추를 위해 최근 들어 사용이 증가하고 있는 시추 시스템이다. 2016년 3월 일본 근해에서 수행된 해저 착저식 시추 시스템 실해역 테스트의 과정, 결과 및 착저식 시추 기술과 관련된 국제동향을 보고한다. 해저 착저식 시추기는 선상 탑재식 시추기와 비교하여 1000~3000 m 사이 수심의 좁은 면적에 산재하여 분포하는 광체를 100 m 내외의 깊이로 시추하는데 유리한 시추 시스템이다. 해저 착저식 시추 시스템은 시추에 필요한 동력, 시추로드 및 코어베럴 등을 착저식 시추기에 장착한 후 해저 착저를 시켜 시추를 수행한다. 시추 시 획득되는 암추 시료는 시추기와 함께 회수한다. 본 실해역 시험 시추에서 회수된 시료는 모두 현무암으로, 시추 시료 회수율은 약 55%를 보인다. 그러나 현무암 보다 연약한 열수 광체를 시추 할 경우 이보다 회수율이 낮을 것으로 판단된다. 회수율을 높이기 위해 전통적인 암추 시료 회수 방법에 부가하여 무암추 시료 회수 방법을 이용하기도 하며, 최근에는 보다 안정적인 무암추 시료 회수를 위해 reverse circulation 방법 적용이 고려되고 있다. 착저 방식에 있어서 세 개 및 네 개의 다리를 이용하여 착저하는 방법이 경쟁하고 있으나, 더 많은 시추 결과를 통해 해저 착저에 유리한 방안을 고려하여야 한다.

무안 지역, 삼보 광상의 금광화작용

박상준,최선규,Pak, Sang-Joon,Choi, Seon-Gyu 대한자원환경지질학회 2008 자원환경지질 Vol.41 No.3

백악기 함평분지 서측에 위치하는 삼보광상은 유문암내에 배태되는 $N10{\sim}20W$ 주향의 함금석영세맥(지자맥)과 선캠브리아기의 편마암 열극을 충진하는 NE 계열의 석영맥(풍자맥.광산맥.풍자지맥)으로 구성된다. 함금석영세맥은 주로 유문암의 미세 열극 따라 단속적인 불규칙상 세맥으로 배태되며, 에렉트럼은 미세 열극을 따라 모암내에서 산점 분포하거나, 세맥내 황철석의 용식 공간에서 정출하는 적철석과 밀접히 공생한다. 함금석영세맥의 광화유체($H_2O/-NaCl$ 계)는 $340{\sim}200^{\circ}C$의 균일화온도 및 <2.7 eq. wt.% NaCl의 염농도를 보인다. 반면 NE 석영맥의 유체($H_2O-NaCl/-CO_2$계)는 $400{\sim}190^{\circ}C$의 균일화 온도 및 <7.9 eq. wt.% NaCl의 염농도를 보인다. 이 두 유체계는 서로 다른 물리화학적 조건을 보이는 반면 공통적으로 초기 비등 이후 혼입의 유체 진화 과정을 보인다. 삼보광상은 백악기 인리형 분지와 관련된 NNW 방향의 인장성 열극 형성과 밀접한 관련을 보이며 각맥별 광화작용은 서로 다른 기원의 광화유체에 의해 진행되었다. 삼보광상에서 산출되는 석영맥, 광석광물, 광화유체에 대한 연구를 종합적으로 검토한 결과 삼보광상의 금광화작용은 성인적으로 백악기 지구조운동에 의한 인리형 분지 형성과 관련된 인장형 열극을 충진한 천열수 광상으로 해석된다. The Sambo gold deposit located nearby the Cretaceous Hampyeong basin is composed of gold quartz fine vein(the Jija vein) within Cretaceous rhyolite showing $N10{\sim}20W$ trends as well as $N5{\sim}10E$ trending quartz veins(the Pungja, Gwangsan and Pungjaji veins) in Precambrian gneiss. The gold vein typically displays the intermittent and irregular fine veins within rhyolite. Electrum is disseminated in wallrock along the fine cracks as well as coexists with hematite replacing pyrite. Ore-forming fluids from the mineralized vein($H_2O/-NaCl$ system, Th; $340{\sim}200^{\circ}C$, Salinity <2.7 eq. wt.% NaCl) and NE-trending veins($H_2O-NaCl/-CO_2$ system, Th; $400{\sim}190^{\circ}C$, salinity <7.9 eq. wt.% NaCl) are featured by dissimilar physicochemical conditions but their fluid evolution trends(boiling and mixing) are similar with each other. Gold veins of the Sambo deposit filled along NNW-trending tension crack are related to pull-apart basin evolution. Selective gold mineralization of the deposit reflect to dissimilarity between two ore-forming fluid sources. Consequently, gold veining of the Sambo deposit formed at shallow-crustal level and could be categorized into epithermal-type gold deposit related to tensional fractures filling triggered by Cretaceous geodynamics.

아르헨티나 자플라 철광상 현지 조사 연구

박상준(Pak Sang Joon),이한영(Lee Han Yeang) 한국암석학회 2009 암석학회지 Vol.18 No.4

아르헨티나 북부 후후이주에 분포하는 자플라 함철광체는 고생대 실루리아기 해성층에 배태되는 철광석(ironstone)형 철광상이다. 자플라 함철광체는 적철석, 차모사이트, 능철석으로 구성되며 특징적으로 어란상 조직을 보인다. 주 함철광물인 적철석은 운모류의 벽개 및 외각부를 교대하며 산출되어 광체 형성시 화학적 작용에 의해 철광체가 형성되었다. 아르헨티나 북부에는 고생대 실루리아기 분지가 다수 분포하며 이들은 잠재적인 철광상으로 생각되며 이들의 경제성은 함철층의 연장성 및 품위, 개발 심도에 따라 좌우 될 것으로 생각된다. Zapla iron ore bodies in Jujuy state, northern Argentina are located within Paleozoic Silurian marine sedimentary rocks and can be categorized into ironstone deposit. Iron ores contain oolitic hematite as main iron mineral as well as siderite and chamosite. Hematite replaced biotite and/or muscovite along their cleavage or grain boundary, which indicates hematite is precipitated by chemical reaction. Silurian basins in northern Argentina has high potential resources for ironstone deposit but economic aspects of ore body can be controlled by magnitude of lateral vertical extensions and local grade variation of iron beds.

통가 해저열수광체 광석광물 산출 특성

박상준(Pak Sang Joon),김종욱(Kim Jonguk),김현섭(Kim Hyun-Sub),이경용(Lee Kyeong Young) 한국암석학회 2012 한국암석학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.5

인도양 중앙해령 및 북피지 분지 중앙해령 지구조 특징과 관련된 해저열수활동

박상준(Sang Joon Pak),김현섭(Hyun-Sub Kim),김종욱(Jonguk Kim),Michael Chandler,최선기(Sun Ki Choi) 대한지질학회 2017 대한지질학회 학술대회 Vol.2017 No.10

통가해저열수광체에서 산출되는 황화광물 및 동광화작용

박상준(Sang Joon Pak),이인경(In-Gyeong Lee),최선기(Son-Gi Choe),최상훈(Sang-Hoon Choi),김종욱(Jonguk Kim) 대한지질학회 2013 대한지질학회 학술대회 Vol.2013 No.10

모리셔스 자연경관에 대한 고찰 -뜨루 오 셰프 화산 및 블랙리버 지역 지형·지질을 중심으로-

박상준 ( Pak Sang Joon ) 한국사진지리학회 2016 한국사진지리학회지 Vol.26 No.4

모리셔스는 인도양 남위 20° 부근에 위치하는 열점기원의 화산섬으로 화산 활동과 관련된 다양한 자연경관을 보인다. 뜨루 오 셰프 화산 분화구는 주요한 자연경관으로 피트크레이터로 비폭발적 분출로 형성되었다. 주변에는 화도가 자연경관을 이룬다. 모리셔스 중심부에는 북동방향의 현무암 고원이 형성되어 있다. 모리셔스 남서측의 블랙리버 협곡 국립공원에는 이러한 현무암 고원의 침식에 의해 형성된 협곡이 분포하며, 일부는 폭포가 형성되어 샤마렐 폭포와 같은 자연경관을 이룬다. 블랙리버 협곡 국립공원에 있는 세븐칼라어스는 면상침식과 릴침식에 의해, 주변지역과는 다르게 식생이 전혀 분포하지 않는다. 세븐칼라어스는 인위적인 식생 억제와 지속적인 침식에 의해 형성된 악지로서, 자연적인 지질현상과 인위적인 활동이 결합하여 형성된 독특한 자연경관이다. Mauritius situated in Indian Ocean, 20°S, was formed by volcanic eruption caused by hot spot rise. Subsequently, it has various natural landscapes related to volcanism. Trou aux Cerfs volcanic crater, one of the most important scenic spot, is featured by pit crater without an explosive eruption. The volcanic vents are located in vicinity of this crater. NE-trending high lands hosted by lava plateau is observed in the center of Mauritius. Black River Gorges National Park in the south western part of Mauritius shows canyons by erosion of basaltic plateau and has waterfalls such like Chamarel fall. Seven-colored earth in the park is characterized by deforestation within a small area. The area, corresponding to a badland, results from the sheet erosion and rill erosion by an artificial deforestation. Seven-colored earth is a unique scenic-spot that has been combined by geological process and human activity.

홍천 광화대, 가족 광상의 금,은 광학작용

박상준 ( Sang Joon Pak ),최선규 ( Seon Gyu Choi ) 한국광물학회 2008 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.21 No.1

중부 안데스 동부산맥과 푸나의 지질 및 지형발달

박상준 ( Sang Joon Pak ) 한국사진지리학회 2009 한국사진지리학회지 Vol.19 No.4

중부 안데스 동부산맥 및 푸나 지역 대한 지질·지형 조사를 실시하였다. 동부산맥에서는 고평탄면, 퇴적단구 등이 분포하며 지질작용에 의한 악지, 붕적층과 같은 사면 형태가 관찰된다. 푸나 고평원에서는 플라야가 발달하며 높은 해발로 인한 건조기후로 플라야 내에 증발암이 퇴적되어 독특한 자연경관을 이룬다. 이러한 지형은 신생대 마이오신 이후에 진행된 급속한 융기에 기인하며 지질작용 외에 지형에 의한 기후 변화 등이 이 지역의 독특한 지형 형성에 영향을 주었다. Geological and geomorphological survey was carried out in Eastern Cordillera and Puna, central Andes. Paleoplanation suface and depostional terrace as well as badlands and colluvium are predominant in Eastern Cordillera. Playa is typical geomorphological feature in Puna and is composed of the various evaporites within arid climate. Outstanding natural landscapes were triggered by Miocene rapid uplift as well as climate changes along the altitudes of Andes.