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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 오석훈
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수13
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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매장량 평가는 광체가 경제성 있게 채광될 수 있는 양을 결정하는 것으로 자원개발에 있어서 중요한 부분으로 강조되고 있지만 과거에는 2차원적 구조해석을 통해 매장량을 추정함으로써 평가 결과의 불확실성이 높아 오차의 원인이 되어왔다. 또한, 시추자료와 지질조사만을 이용한 매장량 평가는 시추공 간에 대한 정보 파악이 부정확할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 지구통계학적 복합해석을 통해 제작된 3차원 광체 모델을 구성하고 이를 통해 품위를 추정함으로써 정확도가 향상된 매장량 평가를 수행하고자 하였다.
연구대상 지역은 강원도 양양에 있는 철광산으로서, 섬장암 및 변성암류가 주로 배태되는 지질학적 특징을 보이는 지역이고, 20개의 철광체가 존재하는 것으로 알려져 있으나, 본 연구에서는 양양광체, 수갱광체, 양논광체로 한정하여 연구대상 지역으로 선정하여, 획득한 다양한 자료간의 비교분석을 통해 연구대상 지역 잔광체 연구를 진행하고자 하였다. 특히 연구대상 지역 내의 기존 시추자료를 토대로 광체의 품위와 암종에 관한 정보를 얻을 수 있었으며, 암종에 따라 0∼5까지 숫자로 분류 번호를 구분하고, 이를 이용하여 잔광체의 모델을 생성하였다.
연구대상 지역 내 암석의 물리적, 역학적 특성을 파악하기 위해 5가지(밀도, 비중, 공극률, 전기비저항, 탄성파속도) 암석물성시험결과에 대한 상관관계를 분석하였고, 그 결과, 광체 내의 철(Fe) 성분으로 인해 밀도가 높을수록 낮은 전기비저항을 나타냄을 알 수 있었으며, 이를 토대로 철광석의 전기적 특성을 고려할 수 있는 물리탐사를 적용할 수 있었다.
암석물성시험의 상관관계 결과를 고려하여 전기비저항을 측정할 수 있는 전기비저항(DC resistivity) 탐사와 자기지전류(magnetotellurics, MT) 탐사를 하였으며, 자기지전류 탐사 자료의 역산 결과와 광체 품위를 비교한 결과, 광체 품위가 높을수록 전기비저항이 낮아지는 경향을 확인할 수 있었으며, 이를 통해서 광체품위와 전기비저항의 상관관계를 규명하였다.
수평적인 광체 범위를 확인하기 위해 붕락지역에 대한 무인항공 자력 탐사(magnetic survey)를 수행하였다. 자력 탐사결과는 국제표준지자기장(international geomagnetic reference field, IGRF) 및 자극화 변환(reduce to pole, RTP)보정을 실시하여 2차원 자력 이상도를 제작하여 이를 지질도와 비교 분석하였다. 분석 결과, 지질도상 각 지질경계와 자력 이상도상의 경계가 유사하게 나타날 뿐만 아니라 수갱광체와 양양광체의 연장선상에 높은 자력값을 보였다. 또한, 높은 자력 이상대가 국소적으로 나타나는 것을 보아 연구대상 지역의 광체가 국소적인 괴상형태로 존재하는 것으로 추정할 수 있었다.
암석 종류별 분포를 확인하기 위해 시추 자료로부터 획득한 암종 분류번호를 이용하여 순차 지시자 시뮬레이션(sequential indicator simulation, SISim)을 실시하였다. 순차 지시자 시뮬레이션을 통해서 구현된 3차원 광체 모델은 시추 자료상의 자철석 위치와 동일하게 나타났으며, 실현된 시뮬레이션 중 시추 자료를 잘 반영하는 결과를 이용하여 복합 해석에 사용하였다.
현장에서 획득한 물리탐사 결과를 이용하여 다양한 지구통계학적 방법 적용하여 3차원 전기비저항 모델을 생성하였다. 그 중 전기비저항의 통계적 분석과 지질의 비균질성을 잘 반영하는 순차 가우스 시뮬레이션(sequential gaussian simulation, SGSim)모델을 이용하여 복합해석을 실시하였다.
각 암종별 분류번호와 물리탐사자료로 생성된 3차원 모델들을 복합 해석하여 새로운 잔광체 모델을 생성하였다. 생성된 광체 블록 모델은 시추 자료상 착맥된 구간에서 생성되었다. 이 광체에 품위를 추정한 결과 생산할 수 있는 자철광의 양은 873,616톤, 평균 품위는 16.07% 으로 나타났다. 또한, 잔광체 모델은 광산보안도를 통해 획득한 모델 잔광 위치와 일치하는 신뢰도 높은 결과를 획득할 수 있었다.
본 연구에서 금속 광산의 매장량 평가를 위해 물리탐사와 이종 자료를 복합 해석한 결과, 신뢰도 높은 매장량 추정이 가능하였고, 주관적인 판단을 최소화할 수 있어 국내 금속 광산에 대하여 개발된 평가기법을 효율적으로 적용할 수 있을 것으로 예상된다.
연구대상 지역은 강원도 양양에 있는 철광산으로서, 섬장암 및 변성암류가 주로 배태되는 지질학적 특징을 보이는 지역이고, 20개의 철광체가 존재하는 것으로 알려져 있으나, 본 연구에서는 양양광체, 수갱광체, 양논광체로 한정하여 연구대상 지역으로 선정하여, 획득한 다양한 자료간의 비교분석을 통해 연구대상 지역 잔광체 연구를 진행하고자 하였다. 특히 연구대상 지역 내의 기존 시추자료를 토대로 광체의 품위와 암종에 관한 정보를 얻을 수 있었으며, 암종에 따라 0∼5까지 숫자로 분류 번호를 구분하고, 이를 이용하여 잔광체의 모델을 생성하였다.
연구대상 지역 내 암석의 물리적, 역학적 특성을 파악하기 위해 5가지(밀도, 비중, 공극률, 전기비저항, 탄성파속도) 암석물성시험결과에 대한 상관관계를 분석하였고, 그 결과, 광체 내의 철(Fe) 성분으로 인해 밀도가 높을수록 낮은 전기비저항을 나타냄을 알 수 있었으며, 이를 토대로 철광석의 전기적 특성을 고려할 수 있는 물리탐사를 적용할 수 있었다.
암석물성시험의 상관관계 결과를 고려하여 전기비저항을 측정할 수 있는 전기비저항(DC resistivity) 탐사와 자기지전류(magnetotellurics, MT) 탐사를 하였으며, 자기지전류 탐사 자료의 역산 결과와 광체 품위를 비교한 결과, 광체 품위가 높을수록 전기비저항이 낮아지는 경향을 확인할 수 있었으며, 이를 통해서 광체품위와 전기비저항의 상관관계를 규명하였다.
수평적인 광체 범위를 확인하기 위해 붕락지역에 대한 무인항공 자력 탐사(magnetic survey)를 수행하였다. 자력 탐사결과는 국제표준지자기장(international geomagnetic reference field, IGRF) 및 자극화 변환(reduce to pole, RTP)보정을 실시하여 2차원 자력 이상도를 제작하여 이를 지질도와 비교 분석하였다. 분석 결과, 지질도상 각 지질경계와 자력 이상도상의 경계가 유사하게 나타날 뿐만 아니라 수갱광체와 양양광체의 연장선상에 높은 자력값을 보였다. 또한, 높은 자력 이상대가 국소적으로 나타나는 것을 보아 연구대상 지역의 광체가 국소적인 괴상형태로 존재하는 것으로 추정할 수 있었다.
암석 종류별 분포를 확인하기 위해 시추 자료로부터 획득한 암종 분류번호를 이용하여 순차 지시자 시뮬레이션(sequential indicator simulation, SISim)을 실시하였다. 순차 지시자 시뮬레이션을 통해서 구현된 3차원 광체 모델은 시추 자료상의 자철석 위치와 동일하게 나타났으며, 실현된 시뮬레이션 중 시추 자료를 잘 반영하는 결과를 이용하여 복합 해석에 사용하였다.
현장에서 획득한 물리탐사 결과를 이용하여 다양한 지구통계학적 방법 적용하여 3차원 전기비저항 모델을 생성하였다. 그 중 전기비저항의 통계적 분석과 지질의 비균질성을 잘 반영하는 순차 가우스 시뮬레이션(sequential gaussian simulation, SGSim)모델을 이용하여 복합해석을 실시하였다.
각 암종별 분류번호와 물리탐사자료로 생성된 3차원 모델들을 복합 해석하여 새로운 잔광체 모델을 생성하였다. 생성된 광체 블록 모델은 시추 자료상 착맥된 구간에서 생성되었다. 이 광체에 품위를 추정한 결과 생산할 수 있는 자철광의 양은 873,616톤, 평균 품위는 16.07% 으로 나타났다. 또한, 잔광체 모델은 광산보안도를 통해 획득한 모델 잔광 위치와 일치하는 신뢰도 높은 결과를 획득할 수 있었다.
본 연구에서 금속 광산의 매장량 평가를 위해 물리탐사와 이종 자료를 복합 해석한 결과, 신뢰도 높은 매장량 추정이 가능하였고, 주관적인 판단을 최소화할 수 있어 국내 금속 광산에 대하여 개발된 평가기법을 효율적으로 적용할 수 있을 것으로 예상된다.
목차
목 차Ⅰ. 서 론 1Ⅱ. 이론적 배경 51. 매장량 평가 52. 적용된 물리탐사 기술의 이론적 배경 71) 자기지전류 탐사이론 72) 전기비저항 탐사이론 93) 자력 탐사이론 10Ⅲ. 연구대상 지역의 지질 및 광상 111. 연구대상 지역 개요 112. 연구대상 지역의 지질 123. 연구대상 지역 광상 성인 154. 시추조사 자료 18Ⅳ. 현장 물리탐사 결과 231. 암석물성시험 231) 암석물성시험 방법 232) 암석코어의 물성간의 상관관계 252. 자기지전류 탐사 및 결과 281) 자기지전류 탐사 자료획득 282) 자기지전류탐사 결과 303. 전기비저항 탐사 결과 401) 전기비저항 탐사 자료획득 402) 전기비저항 탐사 결과 424. 무인항공 자력탐사 결과 471) 자력탐사 장비 및 예비실험 472) 자력 탐사 자료 획득 523) 자력 탐사의 결과 53Ⅴ. 지구통계학적 해석 및 매장량 평가 611. 지구통계학 이론적 배경 611) 베리오그램 이론 612) 크리깅 이론 653) 시뮬레이션 이론 714) 크리깅과 시뮬레이션 비교 742. 3차원 모델링을 위한 자료 설정 761) 시추자료에 대한 통계적 분석 762) 물리탐사 자료에 대한 통계적 분석 813) 연구대상 지역에 대한 블록 설정 853. 시추자료를 이용한 3차원 지구통계학적 모델링 884. 물리탐사를 이용한 3차원 지구통계학적 모델링 945. 물리탐사 및 품위 자료 복합 분석을 통한 매장량 평가 1041) 광체 범위 설정 1042) 품위자료를 이용한 매장량 평가 107Ⅵ. 결 론 114참 고 문 헌 116
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