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심해저광물자원활용

HOME > 심해저광물자원 > 심해저광물소개 > 해저열수광상

해저열수광상

정의

·해수가 해저 지각의 틈새를 통해 지하로 스며들면 마그마의 영향으로 압력과 온도가 상승하여  유용금속을 다량 함유한 열수광화용액으로 변화된다. 이렇게 변화된 용액은 더 이상 지하 깊숙이 갇혀있지 못하고 다시 해저면으로 상승 분출된다. 
·열수광화용액이 해저면으로 분출되면서 차가운 해수와 혼합되어 압력과 온도가 낮아진다. 이때 열수광화용액에 함유돼 있던 동, 연, 아연, 금, 은 등의.유용금속이 계속 분출하여 검은 굴뚝연기 형태의 유화물을 형성한다.
·이와 같이 마그마의 영향으로 열수광화용액이 만들어지고 순환되는 과정에 의해 형성되는 광상  을 해저열수광상(hydrothermal sulfide minerals)이라 한다.    
·1977년에는 미국 우즈홀 연구소의 유인잠수정 앨빈호가 갈라파고스 해령을 조사하면서 수심 2,640m의 해저 열수분기공을 발견하였고, 동태평양 해령 및 후앙드 후카(Juan de Fuca) 해령 등 태평양, 대서양, 인도양 등지에서 약 100여 곳이 발견되었다.

형태및분포

일반적으로 석순 원뿔형처럼 보이는 굴뚝형태이며 해저면으로부터 30m 이상의 높이를 형성하기도 한다. J.M.Broadus(1984)에 의하면 현재까지 알려진 열수광상은 두 가지 유형이다. 
·첫 번째 유형은 갈라파고스 지역에서 발견된 것으로서 동 함유량이 5%로 높으나 기타 금속함유량은 낮다. 
·이 지역은 활동하지 않는 굴뚝모양의 광상들이 단층을 따라 약 1km마다 형성되어 있으며 대개 20m에서 200m의 폭을 가진다.
·두 번째 유형은 후앙드 후카 및 가이마스지역에서 발견되는 유형으로 은(300g/t), 아연(30%)의 함유량은 높으나.동의 함유량은 낮다.

개발전망

·1960년대 이후부터 관심을 끌어왔던 금속자원을 함유한 망간단괴 등과 더불어 해저열수광상은 금, 은, 동, 아연 등 유용금속자원이 다량 함유되어 있어 최근 관심의 대상이 되고 있다. 이러한 해저열수광상은 대략 수심 2,000m 이내에 위치하기 때문에 향후 개발에 있어 여타 해저자원에 비해 기술적으로나, 경제적으로 용이하다. 이번에 Nautilus사에 의해 발견된 파푸아 뉴기니(PNG) 인근 Bismark 바다의 해저열수광상은 대륙지각과 해양지각이 만나는 섭입대(subduction zone)에 위치한다.  
 
·현재 탐사의 초기단계이지만 기존의 중앙해령에서 발견된 광상들보다 유용광물의 함량이 높은 것으로 알려져 있다.
  
·Vienna Woods로 명명된 이 열수광상은 아직까지 본 광상의 규모에 대해 정확히 밝히지는 못하였으나 열수작용에 의해 유용금속광물을 분출하는 무수히 많은 black smoker가 생성되었으며, 이들은 높이 10∼20m, 폭 20∼30m에 달하는 봉우리를 형성한다는 것을 알아냈다. 이후 Vienna Woods로부터 170km 동쪽에 위치한 Manus 분지에서 또다른 열수광상이 발견되어 PACMANUS로 명명되었으며 계속된 연구결과 해저화산의 정상부로부터 15km정도 떨어진 곳까지 유용금속광물의 존재가 확인되었으며, 중심에서 2km 까지의 금속함유량이 가장 높은 것으로 알려졌다.  
 
·현재 이 지역의 탐사권을 가지고 있는 Nautilus Minerals Corporation은 본 광상에 대해 1㎥당 U$ 2,000의 가치를 부여하고 있다. 그러나 개발에 앞서 몇 가지 당면한 과제가 있다. 첫 번째는광상의 정확한 분포범위와 채광가능한 품위별 광량의 평가가 선행되어야 한다. 두 번째는 채광방법의 개발이다. 이를 위해 독일의 Siemag Transplan사 등 관련 기업들의개발이 이루어지고 있다. 세 번째는 탐사 및 채광이 생태계에 미치는 영향을 최소화해야 한다는 점이다. 
 
·이미 상당부분 알려진 사실로 해저열수광상 주변에 다양하게 서식하는 생물상들을 어떻게 보호할 것인가에 대해서 Nautilus사는 크게 우려하고 있지 않는 듯하다. 그 이유는 광상주변의 생물들은 현재 유황, 비소, 수은등을 다량함유한 강산성 해수환경에 잘 적응하고 있으며, 채광에 의한 이러한 독성물질들의 배출에 전혀 영향을 받지 않으며, 오히려 이러한.독성물질의 공급이 중단되면 이러한 생물상이 멸종되든지, black smoker의 활동이 활발한 곳으로.이동할 것이란 주장이 지배적이다. 

·마지막으로 현재 활동중인 열수광상은 비교적 쉽게 찾을 수 있으나 화산활동이 끝난 광상은 심해 퇴적물에 덮혀있어 찾아내기 어렵다. 다행히도 육상의 잠두광체 탐사목적으로 발전해온 지구물리학적 탐사기법을 광상탐사에 활용할 수 있다. 여기에는 중력, 자력, 전자력, 전기비저항 등의 방법과, 자연방사능 또는 방사성동위원소가 이용되기도 한다. 상기한 바와 같이 해저열수광상의 개발에는 많은 어려움이 있으나 이 모든 것을 상쇄할만한 열매가 우리를 기다리고 있다.

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