광물종류 광물학 9: 광상과 경제적 광물 3.3: 퇴적광석 퇴적물 3.3: 퇴적광석 퇴적물

[백산]

광물학  9: 광상과 경제적 광물 3.3: 퇴적광석 퇴적물 3.3: 퇴적광석 퇴적물  

 
출처 덱스터 퍼킨스 노스다코타 대학교     소스: EK 이페어케이 플러스

9.3.3: 퇴적광석 퇴적물

9.3.3.1 플레이서 예금

Figure 9.92: 사금 금 광상의 형성

중력은 경제적 광물을 농축하는 중요한 힘일 수 있습니다. 

화성암, 퇴적암 또는 변성암에서 풍화된 무거운 광물을 집어 올릴 수 있으며 강은 사분암에 집중되기 전에 먼 거리를 운반 할 수 있습니다. 

따라서 사금 퇴적물이라고도 하는 사금 퇴적물은 하나 이상의 광물이 이러한 방식으로 농축되어 광석 광상이 될 때 형성됩니다.

 placer라는 단어는 충적 모래를 의미하는 스페인어입니다.

전형적으로, 플레이서는 하천의 속도가 포인트 바, 편조 하천 또는 충적 팬에서 느려지는 곳에서 형성됩니다(그림 9.92). 

다른 유사한 퇴적물은 바다와 호수 해안의 해변 모래 또는 자갈에 있습니다. 

그리고 일반적으로 채굴되지는 않지만 대륙붕의 연안 해양 환경에서 형성되는 일부 사금류도 있습니다.

Figure 9.93: 캘리포니아의 금을 위한 사금 채굴. 1883년 월간 잡지 The Century Illustrated에 게재됨.

사금 금은 역사적으로 중요한 1849년 캘리포니아 골드러시를 촉발시켰다(그림 9.93). 

사금기에 있는 광물의 원래 공급원은 종종 결정하기 어렵지만 캘리포니아에서는 공급원이 확인되었습니다. 

캘리포니아의 금은 시에라 네바다 산맥의 모맥(mother lode)이라고 불리는 광맥 퇴적물에서 풍화되었습니다. 

광맥은 새크라멘토와 샌프란시스코의 동쪽 지역에 있으며 너비는 1-6km이고 남북으로 거의 200km에 이릅니다. 

마더 로드 금은 최대 20 미터 두께와 수천 미터 길이의 석영 광맥에 있습니다. 

많은 탐사자들이 광맥을 찾아 채굴한 이야기를 들려주었지만, 사실 광맥의 대부분은 광부들이 도착하기 훨씬 전에 침식되어 사라졌습니다.

캘리포니아의 골드러시로 인해 캘리포니아는 1850년에 미국에 편입되었고, 이후 샌프란시스코 미식축구팀(49ers)의 이름을 갖게 되었습니다. 

한때 미국에서 가장 생산적인 금 생산 지역 중 하나였지만 현재 대부분 관광지이자 와이너리의 본거지입니다.

그림 9.94: 와이오밍주 코디의 드레이퍼 자연사 박물관(Draper Museum of Natural History)에 있는 금배치(Placer gold)

사금 광물은 침전되고 분해되지 않고 제자리에 유지되기 위해 밀도가 높고 내구성이 있어야 합니다. 

구리나 금과 같은 천연 금속, 황철광이나 황철광과 같은 황화물 광물, 자철광이나 일메나이트와 같은 산화물 광물은 모두 밀도가 높으며 사금류에서 발견될 가능성이 높습니다. 

금속 산화물, 특히 자철광(산화철)은 일반적이며 특히 밀도가 높고 내구성이 있으며 종종 이러한 침전물을 지배합니다. 

그리고 금은 밀도가 높고 모든 종류의 풍화에 매우 강하기 때문에 하천과 강 퇴적물에 축적될 수 있습니다. 

사금 퇴적물에서 금은 미세한 크기에서 농구 크기에 이르는 덩어리로 발견됩니다. 

여기서 볼 수 있는 사진(그림 9.94)은 출처를 알 수 없는 밀리미터 및 더 미세한 크기의 사금 덩어리를 보여줍니다.

금 외에 다른 중요한 금속은 사금기에서 나옵니다.

 앞서 논의한 바와 같이, 청동기 시대에 메소포타미아와 그리스 사람들은 오늘날의 영국에서 주석을 얻었습니다. 

그 깡통은 현대의 콘월 지역에 있는 깡통 사금소에서 나왔습니다.

 주석은 카시테라이트(SnO2) 인근 화강암의 풍화작용에서 파생된 것입니다. 

사람들은 기원전 2150년경부터 4,100년 이상 콘월 주석 매장지, 사금 및 지하를 채굴했습니다. 마지막 광산인 사우스 크로프티 광산은 1998년에 문을 닫았습니다. 

플레이서에서 발견되는 다른 중요한 광물로는 다이아몬드, 석류석, 일메나이트 및 루틸(티타늄 광석), 루비, 사파이어, 모나자이트 및 지르콘이 있습니다.

9.3.3.2 철광석

그림 9.95: 북부 미네소타의 수단 철층(Soudan Iron Formation). 가늠자를 위한 망치.

퇴적물 광석 퇴적물은 또한 화학적 침전에 의해 형성됩니다. 

선캄브리아기 방패에서 발견되는 줄무늬 철층(BIF)이 그 예이다. 

BIF의 사진은 그림 9.95와 그림 7.77 (7장)에서 볼 수 있습니다. 

줄무늬 철층은 규모가 거대하고 수백 평방 킬로미터에 달하는 곳도 있으며 두께는 수십 미터에서 수백 미터에 달할 것입니다.

 특히 상당한 양의 자철광과 적철광이 포함되어 있으면 수익성 있게 채굴됩니다.

전형적인 줄무늬 철 형성에는 흑색에서 은색 산화철 (자철광) 및 적색 처트 (미정질 석영)의 반복 층이 포함되어 있습니다. 

전체적인 붉은 색은 chert가 적철광의 포함을 포함하기 때문입니다. 

그림 9.95에 표시된 노두는 미네소타의 메사비 철 산맥(Mesabi Iron Range)에 있다. 

21억 년 전인 선캄브리아기에 형성되었으며 높이 2m, 너비 3m, 무게 8.5톤입니다.

줄무늬 철 형성에는 철의 산화물, 규산염 및 탄산염이 포함됩니다. 

그들은 가장 일반적으로 자철광(Fe3O4) 및 적철광(Fe2O3) 그러나 siderite (FeCO3), 수산화철 goethite와 limonite는 때때로 광석 광물입니다.

 BIF의 다른 광물로는 탄산염 앙케라이트(불순물이 있는 사이드라이트와 유사)와 미네소타이트(철 양피볼), 그린알라이트(Fe가 풍부한 사문석) 또는 그루너라이트(철 암피볼)와 같은 철 규산염이 있습니다. 

20억 년 전 지구 대기의 구성 변화는 이러한 광물의 퇴적을 일으켰습니다. 

그들은 일반적으로 대기 변화를 일으켰을 가능성이 있는 매우 오래된 화석 조류와 관련이 있습니다. 

BIF는 전 세계 모든 주요 대륙에서 발견되며, BIF가 발견되는 곳에서는 종종 채굴이 발생합니다.

그림 9.96: 서호주의 톰 프라이스(Tom Price)에 있는 철광산

호주에는 적철광이 주요 광석 광물인 대규모 철광이 많이 있습니다. 

대부분의 큰 적철광 퇴적물은 줄무늬 철 지층의 변화에 의해 형성되었습니다. 

이 퇴적물은 자철광이 풍부한 띠 모양의 철 형성보다 덜 일반적이지만 채굴 및 가공이 더 쉽습니다.

호주는 전체 철광석의 36%를 생산하며 세계 철강 시장을 지배하고 있습니다. 

브라질과 중국은 각각 약 16%를 생산합니다. 

그림 9.96은 서호주의 톰 프라이스(Tom Price)에 있는 철광을 보여준다. 

기반암과 토양은 철 형성을 대표하는 적철광 및 괴철광과 같은 산화된 철 광물과 관련된 전형적인 붉은 색을 띠고 있습니다.

9.3.3.3 증발

수역이 갇히면 증발로 인해 할라이트 및 기타 염분이 침전될 수 있습니다. 

할라이트, 실바이트, 석고 및 황의 두꺼운 증발 퇴적물이 이러한 방식으로 형성되었습니다. 

섹션 7.3.2 (7 장)는 이러한 퇴적물과 증발 광물의 형성에 대해 논의했습니다. 

증발석은 많은 것들, 특히 할라이트, 실바이트 및 석고를 위해 채굴됩니다. 그들은 또한 붕소 및 리튬 광물 광석을 생산합니다.

9.3.3.4 라테라이트 광상

기존 암석의 풍화는 귀중한 광물을 노출시키고 농축시킬 수 있습니다. 

시간이 지남에 따라 물은 암석과 토양을 침출시켜 용해성 물질을 용해시키고 운반합니다. 

잔류물이라고 하는 잔해에는 알루미늄, 니켈, 철 또는 기타 불용성 원소가 풍부할 수 있습니다. 

열대 기후에서는 극심한 침출로 인해 라테라이트라고 불리는 토양이 생성되었는데, 라테라이트에는 알루미늄 또는 때로는 니켈이 풍부합니다. 

알루미늄이 풍부한 라테라이트가 암석이 되기 위해 석화되면 우리는 그것을 보크사이트라고 부릅니다. 

우리는 노천광에서 라테라이트와 보크사이트를 채굴하여 니켈과 알루미늄을 생산하고 때로는 2차 상품으로 철을 생산합니다. 

7장에서는 라테라이트와 보크사이트의 형성에 대해 논의했다. 특히 Box 7.1을 참조하십시오.

9.3.3.5 인광석

그림 9.97: 구아노 섬의 가마우지

인은 칼륨과 마찬가지로 모든 생물에 필수적인 영양소이며 사람들은 수세기 동안 인을 비료로 사용해 왔습니다. 

18세기에 사람들은 동물의 뼈를 구워 인(phosphorus)을 방출하여 만든 뼛재를 인의 공급원으로 사용했습니다. 

19세기에 사람들은 구아노 즉 새와 박쥐의 배설물을 비료로 사용하는 인의 주요 공급원으로 삼았습니다. 

그들은 조류 개체수가 많은 작은 바다의 섬에서 구아노를 얻었습니다. 

그림 9.97은 흰색 구아노 퇴적물이 있는 전형적인 섬을 보여준다. 

이와 비슷한 퇴적층이 전 세계의 많은 해양 섬들에서 발견되는데, 그곳에는 수만 년에서 수백만 년 동안 새들의 배설물이 쌓여 있다. 

어떤 곳에서는 구아노 층의 두께가 수십 미터에 이릅니다.

오늘날, 대부분의 인은 새똥에서 나오는 것이 아니라, 그림 9.98의 아래 사진에서 채굴되고 있는 인산염(phosphorite)에서 나오는데, 인산염이 풍부한 화학적 퇴적암은 여러 해양 환경에서 형성된다. 

가장 일반적인 퇴적 환경은 해변, 조간대 및 강어귀를 포함한 얕은 해안 근처의 해양 환경입니다. 이 그림의 광산은 서아프리카 토고에 있습니다.

그림 9.99는 서사하라 내륙(모로코 남쪽의 분쟁 지역)에 있는 Bou Craa 인산염 광산을 보여준다. 60마일 길이의 덮개가 있는 컨베이어 벨트는 광산에서 대서양 연안의 선적 항구로 광석을 운반하여 전 세계로 비료로 운송합니다. 

모로코와 서사하라에는 오늘날 전 세계적으로 알려진 인산염 매장량의 70%가 매장되어 있지만, 중국이 제1의 생산국입니다. 일부 소규모이지만 여전히 중요한 생산이 다른 국가에서 발생합니다. 

미국에서는 때때로 플로리다, 아이다호, 노스캐롤라이나, 유타에서 인광석을 채굴합니다.

Figure 9.98: 서아프리카 토고의 인산염 채굴

그림 9.99: 인산염은 운송을 위해 컨베이어 벨트를 통해 대서양 항구로 거의 60마일을 운송됩니다.