몽골 우기누르 철-망간 산출지 자원량 평가
Resource Estimation of Ugii Nuur Fe-Mn Occurrence Area, Mongolia
이 범 한(Bum Han Lee)1,*⋅김 인 준(In Joon Kim)1⋅허 철 호(Chul-Ho Heo)1
1한국지질자원연구원 광물자원연구본부 광물자원연구실
(Mineral Resources Research Department, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, Daejeon 305-350, Korea)
요약 :한국지질자원연구원과 몽골광물자원청은 몽골 우기누르 철-망간 산출지의 제2광상 우측부에서
시험시추를 수행하였다. 기술적 한계의 최저 시추 각도인 65°의 각도로 시추하고 50-70 m 시추 구간에 서 착맥되도록 시추 위치를 설계하였다. 몽골 우기누르 철-망간 산출지에 대한 시험시추 결과 3번 시추 위치를 제외한 나머지 세 공은 지하에서의 습곡에 의해 예상보다 낮은 깊이에서 광체를 착맥하였다. 3 번 시추 위치는 비교적 예상에 맞게 착맥되었다. 1번 시추 위치에는 47.45-50 m 구간과 56.35-57.1 m 구간에서 Fe 40% 이상의 고품위 철 광체가 배태되어 있다. 1번 시추 위치의 나머지 광체 구간 및 다른 세 공의 광체에서 Fe는 약 10%로 저품위 철 광체이다. 1번 시추 위치에서 망간은 최대 10%, 평균 1%
의 품위를 갖고 나머지 세 공의 광체에서 망간은 평균 0.2%로 품위가 낮지만 철과 망간의 품위가 매우 유사한 변동 양상을 보이고 있어 철과 망간이 함께 이동하고 농집되었음을 유추할 수 있다. 시추 지역 의 확정 자원량은 Fe 231,661 톤이고 평균 품위는 Fe 11.82%이다. 시추위치 1과 2의 광체와 3과 4의 광체가 지하에서 연결되어 있다는 가정 하에 계산한 시추 지역의 예상 자원량은 Fe 4,415,296 톤이고 평균 품위는 Fe 11.82%이다. 평가된 자원량은 현재로서는 품위가 낮아 개발 가능성이 낮다.
주요어 :우기누르, 철-망간, 시험 시추, 자원량 평가
ABSTRACT : Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (KIGAM) and Mineral Resources Authority of Mongolia (MRAM) performed test drilling in the right side of Deposit 2 in Ugii Nuur Fe-Mn occurrence area, Mongolia. It was decided to perform the drilling with 65 degree of drilling angle due to the technological limit of low angle drilling and designed to find ore bodies in cores between 50 m and 70 m. Ore bodies were found in lower depths than expected probably due to the folds in the subsurface in three drilling sites other than drilling position 3. Ore body in drilling position 3 was found in the similar depths with the expected depths. In drilling position 1, high Fe bearing ore body (more than 40%) was found between 47.45 and 50 m and between 56.35 and 57.1 m. The rest of ore body in drilling position 1 and ore bodies in other three sites have low Fe contents with about 10% of Fe. In drilling position 1, maximum and average Mn contents are about 10% and 1%, respectively, and in other three sites, average Mn contents are about 0.2%. Whereas Mn contents are low, Fe and Mn contents show very similar variations with varying depths, suggesting that they were moved and concentrated together in the ore genesis process. Proved resources estimated for the
*Corresponding author: +82-42-868-3946, E-mail: [email protected]
ore bodies confirmed by drilling are Fe 231,661 tonne with 11.82% of the average Fe grade. Possible resources supposing that ore bodies of DP-1 and DP-2 are connected and those of DP-3 and DP-4 are connected are Fe 4,415,296 tonne with 11.82% of the average Fe grade. The possibility of development of this area based on the estimated resources is low because the ore grade is low.
Key words : Ugii Nuur, Fe-Mn, test drilling, resource estimation
서 론
한국지질자원연구원(Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, KIGAM)과 몽골광물자원 청(Mineral Resources Authority of Mongolia, MRAM)은 2011년에 우기누르 철-망간 산출지에 대한 지표지질조사를 수행하였고(Koh et al., 2011), 2012년에는 우기누르 철-망간 산출지 정밀지표지질 조사 및 자력탐사를 수행하였다(Heo et al., 2012).
2014년에는 2013년에 몽골 측 사정으로 수행하지 못한 우기누르 철-망간 산출지에 대한 시험시추 조 사를 수행하게 되었고 이를 바탕으로 우기누르 철- 망간 산출지에 대한 자원량을 평가하였다(Heo et al., 2014).
우기누르 지역에서 서쪽으로 약 40 km 떨어진 타미르골(Tamir Gol) 지역은 매장량이 약 6천만 톤 의 지질학적인 부존이 예상되는 잠재적 부존량이 확보된 곳이다(Kim et al., 2004). 우기누르와 타미 르골 철 광상은 화산기원의 퇴적형 철 광상으로 알 려져 있다(Rodionov et al., 2003). 우기누르와 타 미르골 철광상은 중기 캠브리아기-초기 오르도비 스기의 대륙사면으로 해석되는 지역인 자그하라 (Zag-Haraa) 저탁류 분지에서 화산성 퇴적물이 퇴 적되어 형성된 타미르골-요루골(Tamir Gol-Yoroo Gol) 광상구에 속한다(Rodionov et al., 2003).
우기누르 지역의 지질은 오르도비스기 하르호린 (Kharkhorin) 층군의 먼곤체지(Munguntseej) 층, 데본기 후른톨고이(Hoorntolgoi) 층, 데본기 츄겔 (Tsugel) 층, 백악기 아르항가이 층으로 구성된다 (Lee et al., 2012). 이 지역의 철-망간은 주로 견운 모-녹니석, 장석-석영, 석영-녹니석, 녹니석-석영-흑 운모 편암들과 규암으로 구성된 먼곤체지 층에서 발달하고 있으며, 쳐트, 자철석, 자철석-적철석, 망 간 층들이 협재하고 있다. 우기누르 철 망간 광상 의 철 광물은 주로 자철석, 적철석이 우세하게 나 타나고 기타 철 산화물과 황철석이 미량으로 수반 되어 나타나며, 망간 광물은 주로 스페사틴, 버네
사이트가 우세하게 나타나고 기타 망간 산화물이 수반되어 나타난다(Lee et al., 2012).
타미르골 철 광상도 먼곤체지 층에서 렌즈상으 로 협재되어 나타나며 주로 규암과 편암으로 이루 어져 있다. 그러나 우기누르 지역의 편암이 주로 견운모질 편암인데 비해 타미르골 철 광상에서 나 타나는 편암은 백운모 편암으로 이루어져 있는 특 징을 갖는다(Lee et al., 2012). 타미르골 지역의 철 광석은 자철석이 우세하게 나타나고 적철석이 수반되며 황철석, 철 산화물, 탄산질 철 등이 미량 으로 수반되어 나타난다(Lee et al., 2012). 타미르 골 철 광상 노두에서 관찰되는 규암과 협재되는 철 광석은 우기누르 지역과 같으며 주향과 경사도 같 게 나타난다. 이러한 타미르골 철 광상과 유사한 우기누르 철-망간 산출지는 타미르 골 철 광상과 마찬가지로 개발 가능성이 있을 것으로 판단되어 자원량 평가까지 수행되었다.
본 논고에서는 몽골 우기누르 철-망간 산출지의 시험시추 결과와 이를 바탕으로 평가한 자원량을 소개한다. 또한 시험시추를 통해 드러난 우기누르 지역 철-망간의 산출 특성을 살펴보고자 한다.
시추 설계
우기누르 일대의 철-망간 산출지는 2011년도에 지표지질조사를 수행하고 2012년도에 정밀지표지 질조사 및 자력탐사를 수행하여 Fig. 1과 같이 제1 광상과 제2광상의 광체 분포도를 작성하였다. 몽골 우기누르 철-망간 산출지의 제1광상 및 제2광상 서 쪽의 광체 주변부는 지역 주민들이 종교 행사를 수 행하는 곳이 많아 지역 주민들과의 마찰을 최소화 하기 위해 Fig. 2와 같이 제2광상 동쪽에서 시험시 추를 진행할 것을 제안받았다. 100 m 4개 공의 시 험시추를 통한 자원량 평가는 제2광상 우측부에서 충분히 수행이 가능하다고 판단하여 몽골 측의 제 안을 받아들여 시추 위치를 선정하기로 하였다. 제 2광상 우측부에는 여섯 개의 광체가 지표에 드러
Fig. 1. Location and mineral distribution maps of Deposit 1 and 2 of Ugii Nuur Fe-Mn occurrence area.
Fig. 2. Location map of drilling positions in Deposit 2 of Ugii Nuur Fe-Mn occurrence area. Number and ellipse indicate the order and the location of the drilling, respectively. Black dashed lines show that DP-1 and DP-2 are aligned in the same direction with the main strike and DP-3 and DP-4 are the same.
나 있다. 이 중 Fig. 2와 같이 지표에 드러난 철-망 간의 품위가 상대적으로 좋은 4개 광체를 시험 시 추 대상 광체로 선정하였다.
우기누르 철-망간 산출지의 퇴적암은 대체로 60°
이상의 고각의 경사를 갖는다. 이러한 고각의 퇴적 암 광체를 시추를 통해 착맥하기 위해서는 저각으 로 시추를 해야 하나 시추를 담당한 몽골지질조사 센터(GIC)에서는 기술적 한계로 인해 65°가 시도 할 수 있는 최소 저각이라고 하였다. 따라서 금번 시추에서는 65°의 각도로 시추하기로 하였다. 또한 퇴적암의 경사가 습곡 등으로 인해 지하에서 고각 으로 변할 경우 착맥이 어려울 수 있어 50-70 m 시추 구간에서 착맥되도록 시추 위치를 설계하였다.
시추 결과 및 자원량 평가
한국지질자원연구원 조사팀이 현장에 방문했을 때 에는 Fig. 3a와 같이 1번 위치의 시추는 모두 끝나 있었고 Fig. 3b와 같이 3번 위치의 시추가 30 m 정 도 진행된 상태였다. 3번 시추 위치의 경우 64 m 구
Fig. 3. Drilling position no. 1 (A) after drilling and drilling position 2 (B), 3 (C), and 4 (D) under drilling.
Fig. 4. Cross-sections of DP-1 (A), DP-2 (B), DP-3 (C), and DP-4 (D) after drilling. Red dashed lines indicate the ore bodies proved by drilling and black lines indicate the expected ore bodies before drilling.
Y-axis indicates the altitude.
간부터 석영이 다량 함유된 편암이 나와 시추 속도 가 매우 더디게 진행되었고 이미 54-64 m 구간에 광체를 착맥하여 80 m에서 시추를 중단하고 2번 시 추 위치와 4번 시추 위치를 110 m씩 시추하는 것으 로 변경하였다. Fig. 3c는 2번 시추 위치 현장의 모 습이고 Fig. 3d는 4번 시추 위치 현장 모습이다.
Fig. 4는 시추 설계 및 시추 결과로 예상되는 광 체의 단면도이다. 1번 시추 위치에서는 당초 62-76 m 구간에서 광체를 착맥할 것으로 예상하였으나 45-57 m 구간에서 착맥되었다(Fig. 4a). 2번 시추 위치에서는 당초 62-67 m 구간에서 광체를 착맥할 것으로 예상하였으나 36.5-50.5 m 구간에서 착맥 되었다(Fig. 4b). 3번 시추 위치에서는 당초 56-62 m 구간에서 광체를 착맥할 것으로 예상하였고 실 제로 54.3-64.1 m 구간에서 착맥되어 비교적 예상 에 맞게 착맥되었다(Fig. 4c). 4번 시추 위치에서는 당초 50-72 m 구간에서 광체를 착맥할 것으로 예 상하였으나 8.3-29.2 m 구간에서 착맥되었다(Fig.
4d). 1번, 2번, 4번 시추 위치에서 당초 예상보다 얕은 깊이에서 착맥된 것은 지하에서의 습곡에 의 한 것으로 예상된다.
Fig. 5는 1번 시추 위치의 광체 구간에 대한 시 추코어 사진이다. 광체 구간의 광석은 자철석에 의 해 주로 검은색을 띤다. 녹색을 띠는 부분은 석영- 견운모 편암으로 엽리가 잘 발달되어 있다.
Fig. 6는 각 시추 위치의 광체 구간에 대한 시추 로그이다. 시추 로그에는 철과 망간 품위의 깊이에 따른 변화를 함께 표시하였다. 1번 시추 위치에서 는 47.45-50 m 구간과 56.35-57.1 m 구간에서 Fe
Drilling Number
Ore bodies in
the drill cores
(m)
Thickness of ore body
in the drill cores
(m)
Dip of ore body (°)
Real thickness
of ore body
(m)
Length of ore body
(m)
Depth of ore body
(m) (+15m)
Area of ore body (㎡)
Volume of ore body
(㎥)
Specific gravity
of Fe
Proved resources
(tonne) Fe grade
(%)
DP-1
45.1-47.5 2.4 40 2.32 60 73 139.2 10161.6 7.85 7921 9.93
47.5-50 2.5 40 2.41 60 73 144.6 10555.8 7.85 23301 28.12
50-56.4 6.4 40 6.18 60 73 370.8 27068.4 7.85 23437 11.03
56.4-57.1 0.7 40 0.68 60 73 40.8 2978.4 7.85 9717 41.56
sum 11.96 64,376 15.65
DP-2 33-50.5 17.5 30 17.43 56 71 976.1 69303.1 7.85 50,649 9.31
DP-3 54.3-64.1 9.8 65 7.51 50 77 375.5 28913.5 7.85 22,470 9.90
DP-4 8.3-29.2 20.9 20 20.82 80 65 1665.6 108264 7.85 94,166 11.08
Total 231,661 11.82
Table 1. Proved resources estimated for the ore bodies confirmed by drilling
Fig. 5. Core boxes of ore body in DP-1.
40% 이상의 고품위 철 광체가 배태되어 있다(Fig.
6a). 나머지 광체 구간에서는 Fe 약 10%로 저품위 철 광체이다. 광체 구간에서 망간은 최대 10%, 평 균 1%로 품위가 낮다. 2번 시추 위치 광체 구간의
Fe 품위는 평균 9.3%로 저품위 철 광체이다(Fig.
6b). 광체 구간의 망간은 평균 0.2%로 품위가 낮 다. 3번 시추 위치 광체 구간의 Fe 품위는 평균 9.9%로 저품위 철 광체이다(Fig. 6c). 광체 구간의 망간은 평균 0.2%로 품위가 낮다. 4번 시추 위치 광체 구간의 Fe 품위는 평균 11.1%로 저품위 철 광체이다(Fig. 6d). 광체 구간의 망간은 평균 0.2%
로 품위가 낮다. 모든 시추 위치에서 망간의 품위 가 낮지만 철과 망간의 품위가 매우 유사한 변동 양상을 보이고 있어 철과 망간이 함께 이동하고 농 집되었음을 유추할 수 있다.
Table 1은 4개 시추공에서 확인한 광체에 대해 계산한 확정 자원량이다. 자원량 계산은 “광물자원 매장량 산출 지침서(Park, 2011)”를 따랐다. 이에 따라 착맥된 광체 깊이에 15 m가 추가로 하부에 연장될 것으로 보고 계산하였다(Table 1). 계산된 결과에 따르면 우기누르 철-망간 산출지 제2광상 우측부 시추 지역의 확정 자원량은 231,661 톤이 고 평균 품위는 11.82%이다. Fig. 2의 검은색 단속 선은 시추위치 1과 2가 같은 주향의 방향 위에 있 음을 보여주고 시추 위치 3과 4가 같은 주향의 방 향 위에 있음을 보여준다. 따라서 시추 위치 1과 2 의 광체와 3과 4의 광체가 지하에서 연결되고 있 음을 예상할 수 있다. 이러한 가정 하에 계산한 시 추 지역의 예상 자원량은 Table 2와 같다. 계산된 결과에 따르면 우기누르 철-망간 산출지 제2광상 우측부 시추 지역의 예상 자원량은 4,415,296 톤이
A B
C D
Fig. 6. Drilling log of DP-1 (A), DP-2 (B), DP-3 (C), and DP-4 (D). Only the sections including the ore
bodies are shown.
Drilling Number
Average thickness of ore bodies
(m)
Average depth of ore bodies
(m)
Length of ore bodies
(m)
Specific gravity of
Fe
Possible resources (tonne)
Fe grade (%)
DP-1 and 2 14.7 72 2,549 7.85 2,706,576 12.78
DP-3 and 4 14.2 71 2,070 7.85 1,708,720 10.43
Total 4,415,296 11.82
Table 2. Possible resources supposing that ore bodies of DP-1 and DP-2 are connected and those of DP-3 and DP-4 are connected
고 평균 품위는 11.82%이다. 평가된 자원량은 현 재로서는 품위가 낮아 개발 가능성이 낮다.
사 사
본 연구는 한국지질자원연구원이 수행하고 있는 미래 창조과학부 정부출연사업인 “해외/북한/북극권 광물자원 탐사 및 부존잠재성 평가(GP2015-033)”에서 지원되었습 니다. 세심하게 심사하여 주신 세 분의 심사위원 분 들께 감사드립니다.
REFERENCES
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Received January 29 2015, Revised March 17, 2015, Accepted March 25, 2015, Responsibility Editor: Kang Joo Kim
