지구의 자원_광상

1. 광상

(1) 자원과 광상

① 지하자원 : 자원은 인간 활동과 생산에 필요한 모든 것으로, 유용하고 가치 있는 물질 및 에너지로 쓸 수 있는 원료를 말한다. 특히 땅속에 묻혀 있는 채취 가능한 자원을 지하자원이라고 한다.

 

② 광물 자원 : 여러 종류의 자원 중 금, 구리, 아연과 같은 금속 광물과 고령토, 석회석과 같은 비금속 광물을 통칭하여 광물 자원이라고 한다.

 

③ 광상과 광산 : 광물 자원이 지각 내에 채굴이 가능할 정도로 농집되어 있는 장소를 광상이라하고, 광상에서 채굴한 경제성이 있는 암석을 광석이라고 한다. 광상에서 광석을 채굴하는 곳을 광산이라고 한다.

 

(2) 화성 광상

마그마가 냉각되는 과정에서 마그마 속에 포함된 유용한 원소들이 분리되거나 한곳에 집접되어 형성되는 광상을 화성 광상이라고 한다.

 

① 정마그마 광상 : 고온의 마그마가 냉각되는 초기에 용융점이 높고 밀도가 큰 광물들이 정출되어 형성된 광상으로 자철석, 크로뮴철석, 백금, 니켈 등이 산출된다.

 

② 페그마타이트 광상 : 마그마 냉각 말기에 마그마가 주변의 암석을 뚫고 들어가서 형성된 광상으로 석영, 장석, 운모, 녹주석 등의 광물과 희유원소들이 산출된다. 이 광상에는 석영 · 운도 광상, 리튬 · 베릴륨 광상, 희우원소 광물의 광상, 녹주석 · 전기석 등의 보석 광상이 있고, 금속 광물의 광상으로는 철, 텅스텐, 몰리브데넘, 금 등이 있다.

 

③ 기성 광상 : 마그마에 있던 수증기와 휘발 성분이 주위의 암석을 뚫고 들어가 일부를 녹이고 침전하여 형성된 광상으로 주석, 몰리브데넘, 망가니즈, 텅스텐 등이 산출된다.

 

④ 열수 광상 : 마그마가 냉각되면서 여러 가지 광물이 정출되고 남은 열수 용액이 주변 아석의 틈을 따라 이동하여 형성된 광상으로 석영맥과 함께 금, 은, 구리, 납, 아연 등을 포함하는 광물이 산출된다.

 

※ 마그마

지구 내부에서 암석이 자연적인 과정으로 용융 내지는 부분 용융된 물질로서, 가스 및 결정이 포함되어 있다.

 

※ 페그마타이트(pegmatite)

심성암을 함유하는 암맥에서 발견되는 입자가 큰 조립질 화성암이다. 렌즈 모양의 덩어리로 소규모로 존재한다.

 

 

(3) 퇴적 광상

지표의 광상이나 암석이 풍화, 침식, 운반되는 과정 중에 유용 광물이 집중적으로 집적되어 형성된 광상이다.

 

① 표사광상 : 광상이나 암석 중에 있던 광물들이 풍화 작용으로 분리되고 침식 작용으로 깍여 나가, 강바닥으로 운반된 후 모래 사이로 가라앉아 진흙층이나 기반암 위에 모여서 만들어진 광상이다. 표사 광상에서는 금이나 백금, 금강석, 주석 등이 산출된다.

 

② 풍화 잔류 광상 : 기존의 암석이 풍화 작용을 받은 후 풍화의 산물이 그 자리에 남아서 만들어진 광상이다. 풍화 잔류 광상에서는 장석이 풍화 작용을 받아 만들어진 고령토, 고령토가 풍화 작용을 받아 만들어진 보크사이트, 철분이 많이 포함된 암석이 풍화되어 생성된 갈철석이나 적철석 등이 산출된다.

 

③ 침전 광상 : 해수가 증발하면서 해수에 녹아 있는 물질이 침전되어 형성된 광상으로 석회석, 암염, 망가니즈 단괴, 황산 나트륨 등이 산출된다. 호상 철광층은 적철석의 침전으로 형성된 것이다.

 

(4) 변성 광상

광물이 변성 작용을 받는 과정에서 재배열됨으로써 새로운 광물이 농집되거나 기존의 광상이 변성 작용을 받아 광물의 조성이 달라져 형성된 광상이다.

 

① 광역 변성 광상 : 광역 변성 작용이 일어날 때는 광물들이 한 곳에 모이기 어렵지만 광역 변성 작용이 일어나면서 물과 휘발 성분이 빠져나와 생긴 열수에 의해 광상이 형성되기도 한다. 변성 광상에서는 우라늄, 흑연, 활석, 석면, 남정석 등이 산출된다.

 

② 접촉 교대 광상 : 석회질 퇴적암에 화성암체가 관입한 접촉부에서는 석회질 물질과 고온의 규산염 용액이 반응하여 새로운 광무링 침전되어 기존 광물을 교대하여 광상이 형성되는데, 이를 접촉 교대 광상이라고 한다. 이 광상에서는 철, 구리, 텅스텐, 납, 아연, 몰리브데넘, 주석 등이 산출된다. (암석학적으로는 변성 광상이지만 광상학에서는 화성 광상으로 분류한다.)

 

※ 풍화 작용

지표 부근의 암석이 공기, 물, 생물 등의 작용으로 오랜 시간에 걸쳐 성분이 변하거나 잘게 부서지는 현상을 풍화라 하고, 풍화를 일으키는 모든 작용을 풍화 작용이라고 한다.

 

※ 암염

석염 · 돌소금이라고도 한다. 바닷물이 증발하여 소금이 광물로 남아 있는 것으로 염화 나트륨으로 이루어져 있다.

 

2. 광물과 암석의 이용

(1) 금속 광물 자원

① 금속이 주성분으로 함유된 광물이다,

 

② 특징

• 대체로 금속 광택이 나고, 불투명하다.
• 제련 과정을 거쳐야 한다.
• 전기와 열을 잘 전달한다.

③ 금속 광물에는 철, 알루미늄, 구리, 아연, 금, 은, 망가니즈, 텅스텐, 희토류, 리튬 등이 있다.

금속 광물	이용
철	기계, 자동차, 건축, 조선 등
구리	전선, 전자 부품, 함급 등
알루미늄	고압 전선, 합금, 우주 항공 산업, 창틀, 건축 재료, 알루미늄 캔, 주방 용기 제작 등
망가니즈	강철 합금, 의약품, 건전지 등
금	보석, 치과 재료, 화폐, 전자 제품
은	보석, 사진 재료, 식기
납	도료, 전지
리튬	전지 원료
희토류	전자 산업, 항공 우주 산업 등

 

(2) 비금속 광물 자원

① 주로 비금속 원소로 이루어진 광물이다.

 

② 특징

• 제련 과정이 필요 없다.
• 암석으로부터 유용한 성분을 분리하거나 이용하기 쉽게 분쇄하는 과정이 필요하다.

③ 비금속 광물에는 석회석, 고령토, 점토, 규사, 운모, 장석, 금강석, 흑연 등이 있다.

비금속 광물	이용
고령토	종이, 도자기, 시멘트의 원료 등
규사	유리, 도자기, 반도체 소자, 내화 벽돌의 원료 등
유황	화학 공업 재료
형석	알루미늄 제련, 의약품
점토 광물	도자기, 내화 벽돌, 종이
석영	유리 원료, 광학 기구, 전자 부품 등
장석	유리, 에나멜, 유약, 치과용 재료 등
활석	종이, 페인트, 화장품의 제조
운모	단열재, 절연체 등

 

(3) 광물의 이용 예

금속 광물	구리로 만든 전선,  희토류가 사용된 전자 부품, 알루미늄 깡통
비금속 광물	규사로 만든 유리, 고령토로 만든 도자기, 운모로 만든 절연체

※ 제련

용광로 등을 활용하여 광석을 녹여낸 후, 원하는 금속 광물을 추출해 낸다.

 

※ 희토류

란타넘 계열 원소 15개에 원자 번호 21번인 스칸듐(Sc), 39번인 이트륨(Y) 등을 더한 총 17개 원소를 말한다. '자연계에 매우 드물게 존재하는 금속 원소'라는 의미로, 경제성이 있을 정도로 농축된 형태로 산출되는 경우는 매우 드물다. 희토류는 LED, 스마트폰, 컴퓨터 등 첨단 산업에서 중요하게 이용되고 있다.