일기장 광해방지기사 필기 1일차

1. 광해 정의 및 개념

  광업 : 산업 활동의 기초가 되는 원료자원을 확보하고 이를 필요로 하는 각 산업에 공급해주는 국가기간산업으로서의 중요성이 있음

  광해 : 광산개발 과정에서 행해지는 토지굴착, 암석의 파분쇄, 운반, 선광 등으로 이하여 발생하는 지반침하, 오염수 배출, 폐석유출, 먼지날림, 소음 및 진동으로 자연과 사람에 피해를 발생시키는 것

  광해의 특성 : 오염성, 지속성, 확산성, 축적성

 

2. 광해 개념

  일반적 개념 - 광산 개발에 따른 모든 피해

2.1 '광업법'에 의한 광해 개념

  - 광업의 경영으로 인해 제 3자에게 주는 피해

2.2 '광산보안법'에 의한 광해 개념

  - 광산 개발로 인하여 발생하는 광해를 사전에 방지하기 위해 위한 것

2.3 '석탄산업법'에 의한 광해 개념

  - '석탄산업법'에 따라 광해방지 산업은 폐탄광에 대한 광해방지사업과 가행 및 휴지/폐일반광산에 대한 광산지역공해방지사업

  '공해'는 일본의 '공해대책기본법'에서 유래

  '광해'와 같은 의미이나 사업시행자와 사업을 구분하기 위해 편의상 다른 용어를 사용

  따라서 '광산보안법'상의 광해 개념과 같음

2.4 환경법령으로 의한 광해 개념

  주로 '폐기물 관리법'과 '토양환경보전법'에서 광산폐기물에 대해 다루며, 특히 광물찌거기에 대해 다룸

  일반적으로 오염된 갱수, 선광수, 침출수와 광산폐기물로 인하여 수생환경, 토양환경, 대기환경 등으로 인한 광해를 방지하는 목적

2.5 '광해방지법'에 의한 광해 개념

'광업법', '광산보안법', 환경법령의 광해를 모두 포함

  지속 가능한 광산을 목표로 하는 정부가 국내 광업의 지원을 목적으로 광산에서 발생되는 광해는 정부가 책임지고 예방, 관리, 복원함으로써 국가의 원료산업으로 광업을 발전시키고자 하는 정책의지에 따라 보다 광의적 개념을 포함

 

  → '광업법'에서는 광해 배상의 대상범위에 국한함.

  '광산보안법'과 환경법령에서는 일반적 광해의 개념으로 범위가 상당히 포괄적임

  학문적 개념과 같이 '광해방지법'에서 광범위하고 포괄적으로 규정함

 

3. 광산 및 광해현황

3.1 지질 일반

3.1.1 광물

  광물 : 자연산의 무기물로서 균질의 고체이며 일정한 범위 내의 화학성분과 결정구조 및 형태와 물리적·화학적 특성을 갖는 것

  화학성분과 결정형태로 분류

  규소를 주로하는 규산염광물과 산화광물, 탄산염광물, 황화광물, 할로겐광물 등의 비규산염광물로 나뉨

  일정한 원소의 구성과 규칙적 배열을 하고 있으므로 물리적·광학적·화학적 성질을 광물감정에 사용

  - 물리적 성질 : 비중, 색과 조흔색(streak color), 광택, 쪼개짐, 경도

      모스경도 → 활석, 석고, 방해석, 형석, 인회석, 정장석, 석영, 황옥, 강옥, 금강석 : 1~10

      결정구조, 화학조성, 불순물 등에 의해 고유의 색을 나타냄

  - 화학적 성질

      동질이상(polymorphism) : 흑연과 금강석 - 화학성분은 같으나 원자배열이 달라 결정형태와 물리적 성질이 다름

      유질동상(isomorphism) : 방해석, 능철석, 마그네타이트 - 화학성분은 다르나 결정구조가 같아 물리적 성질이 유사함

3.1.2 암석

  한 종류 또는 그 이상의 괌울이 모여서 생긴 집합체. 성인에 따라 크게 화성암, 퇴적암, 변성암으로 분류

 - 화성암(igneous rocks)

  지구 내부에 녹아 있는 용융 상태의 마그마가 지표에 분출하거나 지각 중에 관입하여 냉각·고결된 암석

  일반적으로 생성 당시의 기피와 SiO2의 함량을 분류기준으로 함

  생성 깊이에 따라

     마그마가 지각 내부의 깊은 곳에 관입하여 굳어진 조립질의 심성암

     마그마가 지표에 분출되어 빠르게 굳어진 유리질 또는 세립질의 화산암

     비교적 지하 얕은 곳에 관입하여 굳어진 반정질의 반심성암

  SiO2 함량에 따라 초염기성암, 염기성암, 중성암, 산성암

     산성암 - 석영과 정장석으로 구성되어 엷은 색

     염기성암 - 흑운모, 각섬석, 휘석, 사장석으로 구성되어 짙은 색

 

  * 화성암의 분류

 

  * 화성암을 구성하는 조암광물

  마그마의 냉각·고결에 따라 고온성 광물부터 저온성광물까지 단계별고 정출

  광물의 조성은 마그마의 화학조성과 온도에 상당한 영향을 받음

  보웬은 마그아에 녹아 있는 여러 가지 광물들이 냉각될 때 온도에 따라 정출됨을 발견

  불연속 반응계열 : 감람석 → 휘석 → 각섬석 → 흑운모 

  연속 반응계열 : Ca 사장석 → 잔류 마그마와 Na 이온이 반응 → Na 사장석

  결정의 마짐가 단계에서 백운모와 정장석 정출. 최종 잔류 마그마에서는 실리카가 풍부해 석영이 정출

 

  * 보웬의 반응계열

 

 - 퇴적암(sedimentary rocks)

  지표면에서 형성된 풍화, 침식, 산물 및 화산쇄설물이 물, 바람, 빙하 등에 의하여 운반, 퇴적된 후 굳어져서 생성된 암석

  퇴적물의 기원에 따라 쇄설성 퇴적암, 화학적 퇴적암, 유기적 퇴적암으로 분류

    쇄설성 퇴적암 - 지표에 노출된 암석이 풍화작용을 받아 퇴적된 쇄설물이 암석화된 것

                       - 입자 크기에 따라 자갈 입자크기 이상의 역암, 모래 크기의 사람, 실트나 접토 입자 크기의 셰일이나 이암

    화학적 퇴적암 - 물 속에 용해되어 있던 성분이 수분의 증발이나 화학적 침전으로 퇴적되어 만들어진 암석

                       - 방해석, 아라고나이트, 돌로마이트 같은 탄산염과 석고, 암염, 처트 같은 비탄산염으로 분류

    유기적 퇴적암 - 동물의 유해, 식물 등이 침전되어 형성된 암석

                       - 식물체가 탄화되어 생성된 석탄, 석회질 생물체로 인한 석회암, 규질 생물체로 인한 규조토 등

  층상의 구조인 층리(bedding), 수심이 얕은 물 밑에서 생긴 물결자국인 연흔(ripple mark), 퇴적물이 건조한 대기에 노출되는 경우 가뭄 때 논바닥이 갈라지는 형태의 건열(sun or mud crack) 등의 퇴적구조와 생물의 유해 등이 지층 중에 남아있는 화석(fossil)을 발견할 수 있음

 

- 변성암(metamorphic rocks)

  기존의 암석이 열과 압력으로 인한 변성작용을 받아 새로운 광물조성과 조직을 갖게 된 암석

  변성작용의 요인에 따라 파쇄작용에 의한 파쇄암, 압력과 열에 의한 동력변성암, 열의 작용에 의한 접촉변성암으로 구분

    파쇄암 - 압쇄암, 안구상 편마암

    동력변성암 - 동력 변성작용에서 열과 압력에 의한 변성 정도가 커짐에 따라 변화

                   - 셰일(shale) → 슬레이트(slate, 점판암) → 천매암(phyllite) → 편암(schist) → 편마암(gneiss)

    접촉변성암 - 일정한 방향성을 갖지 않는 대리암이나 혼펠스(hornfels)

  암석이 재결정작영을 받아 운모와 같은 판상의 광물이 평행하게 배열되는 엽리(foliation)와 바늘모양이나 주상의 광물이 한 방향으로 평행하게 배열되는 선 구조(lineation)이 특징

 

3.1.3 광상

  경제적 가치가 있는 광물자원이 암석 속에 자연상태로 농집되어 있는 부분(ore deposit)

  성인에 따라 화성광상, 퇴적광상, 변성광상으로 분류

 (1) 화성광상(igneous deposit)

  화산활동에 수반되어 생성된 광상으로 마그마가 고화될 때 단계적으로 온도, 압력, 성분의 변화에 따라 농집되는 광물의 종류가 다르며, 초기단계부터 정마그마광상, 페그마타이트광상, 기성광상, 열수광상으로 분류

   - 정마그마광상(orthomagmatic deposit)

     마그마 고결 초기에 주요 조암광물이 완전히 정출되기 전에 생성

     600℃보다 높은 온도에서 형성

     자철석, 크롬철석, 백금, 니켈, 금강석, 강옥 등이 광상을 조성하는 광물

   - 페그마타이트광상(pegmatite deposit)

     마그마가 냉각됨에 따라 마그마의 잔액과 희유원소를 포함한 휘발성 성분이 주위의 암석을 뚫고 들어가 유용광물이 농집

     500~600℃에서 생성

     석영, 장석, 운모 등의 큰 결정과 U, Li, Nb, Ta, Be 등과 같은 희유원소광물이 포함

   - 기성광상(pneumatolytic deposit)

     페그마타이트 시대를 지나 잔여 수증기와 휘발성 성분이 주위의 암석을 뚫고 유용광물을 침전시킴

     374~500℃에서 생성

     Sn, Mo, W, F를 포함한 휘수연석, 철망간중석, 회중석, 휘석 등의 광물이 산출

     특히 화성암체 주위의 석회암이 있으면 휘발성 성분을 석회암과 격렬하게 반응해 석회암과 교대하여 석류석, 투휘석과 같이 Ca를 많이 포함한 광물의 집합체를 생성(스카른 skarn)

     과거 세계적으로 유명했던 텅스텐 광상인 상동광산이 이 유형

   - 열수광상(hydrothermal deposit)

     화성암체에서 주위로 쫓겨나간 수증기와 휘발성 성분이 이동하는 동안 온도가 374℃ 이하로 떨어지면 수증기는 고열의 열수로 변하여 주변 암석 틈 사이에 여러 가지 광물을 침전시킴

     광액에서는 규산분이 다량 포함되어 있어 주로 석영맥을 형성하고, 석영맥 중에는 금, 은, 구리, 납, 아연, 주석 등과 같은 유용광물이 함유

 

(2) 퇴적광상(sedimentary deposit)

  유용광물을 포함한 암석이 풍화·침식·퇴적 작용을 받아 육지나 바다 밑, 하천, 호수에 퇴적되어 형성되는 광상

  사광상(placer deposit), 풍화잔류광상, 침전광상으로 분류

   - 사광상

     풍화작용과 침전작용으로 하상에 운반되어 비중이 크고 풍화에 강한 유용광물들이 물의 흐름으로 모여 쌓임

     금강석, 백금, 금, 자철석, 모나자이트, 석류석 등

   - 풍화잔류광상

     계속된 기계적·화학적 풍화작용으로 광상의 위치 또는 가까이에 잔류·농집되어 형성

     기후조건과 풍화를 받는 암석의 성분에 영향

     대표적으로 장석이 풍화작용을 받으면 고령토가 되고, 더 심하게 풍화되면 보크사이트가 됨

     온대 지방에서는 고령토를 주성분으로 하는 진흙이 주된 풀화잔류물이, 열대 다우지방에서는 보크사이트를 주로 하는 알루미늄 잔류광상이 존재

   - 침전광상

    경제적으로 유용한 광물들이 침전하여 형성

    암염, 석고, 같은 화학적 침전광상과 동·식물의 사체가 쌓여 농집된 석회암, 인광, 석탄 등과 같은 유기적 침전광상

 

(3) 변성광상(metamorphic deposit)

  변성작용으로 유용광물이 한 곳에 집중되어 이루어진 광상

  예시) 퇴적암 중 소량으로 남아 있는 유기질 기원의 비정질 탄소가 변성작용을 받아 결정질의 흑연광상으로 형성

  예시2) 톨로마이트 변성할 때 물과 이상환탄소 등이 첨가되면 활석광상이 되는 것

 

----------

 

7월 3일날 필기시험