지질학과를 다니는 분들은 뭐랄까 주변 사람들로부터
"자자, 쓸데없는 공부하지말고 금이나 찾아보라구"
뭐 이런 이야기들을 들을 때가 종종 있습니다.
뭐 나쁜 아이디어는 아니라고 생각합니다만, 저는 결국 평생 금이 아닌 석유나 천연가스르 찾으러 다녔네요.
오늘은 왠지 금을 찾아 다니는 선후배드을 생각하면서 금 이야기를 해보려고 합니다.
한번 읽어보세요. 혹시나 지접 우연한 기회에 금을 찾으실 수도 있자나요 -_-;;;
금은 수천 년 동안 인류의 관심을 사로잡은 매혹적인 귀금속입니다.
금(Au)은 광택이 나는 노란색, 부식에 대한 저항성을 가지면서 가공성이 높은 것으로 잘 알려진 화학 원소입니다.
금은 보석, 전자제품 및 부의 저장 수단으로 높은 가치를 인정받고 있습니다.
금의 형성
다른 많은 원소와 달리 금은 지구에서 생성될 수 없습니다.
네 그렇습니다. 금은 지구의 지질학적 과정으로 형성되지 못하고 이를 훨씬 뛰어넘는 대격변적인 우주적 사건에 뿌리를 두고 있습니다. 뭔가 위대해보이져?
금이 형성되는 주요 단계는 다음과 같습니다:
1. 우주에서 금 형성
초신성 폭발:
태양 질량의 최소 8배에 달하는 거대한 별이 수명이 다하면 초신성 폭발을 일으킵니다.
중력에 의해 중심부가 붕괴되면서 은하 전체를 잠시 비출 수 있는 거대한 폭발이 일어납니다.
이 폭발이 일어나는 동안 중성자가 원자핵에 엄청나게 빠른 속도로 흡수되는 급속 중성자 포획 과정(r-과정)이 일어납니다.
이 과정에서 금을 포함한 무거운 원소가 형성됩니다.
항성 핵 합성:
더 가벼운 원소를 더 무거운 원소로 융합하는 일반적인 항성 핵합성에서는 금이 형성되지 않습니다.
대신 초신성에서 금은 R-과정 중에 형성됩니다.
초신성 폭발의 극한 조건은 중성자를 빠르게 포획하여 금과 다른 무거운 원소를 생성합니다.
우주로 분산
초신성 폭발로 생성된 금은 우주 전역으로 흩어집니다.
수십억 년에 걸쳐 금 입자를 포함한 이 우주 먼지는 소행성이나 행성과 같은 더 큰 물체로 합쳐집니다.
이러한 분산 과정을 통해 금은 결국 지구를 포함한 행성을 형성하는 물질의 일부가 됩니다.
2. 지질학적 과정 (지구의 금 매장)
금을 함유한 우주 먼지가 지각의 일부가 되면 여러 지질학적 과정을 거쳐 지구에 금이 매장됩니다.
이러한 과정에는 열수, 마그마, 변성 활동이 포함됩니다.
열수 과정:
지각 내에서 지구 내부의 뜨겁고 미네랄이 풍부한 유체가 암석의 균열과 틈을 통해 이동합니다.
이 유체가 식으면서 금을 비롯한 광물을 광맥에 침전시킵니다.
이러한 열수 광맥은 종종 석영 또는 황화물 광물에서 발견되어 풍부한 금의 원천이 됩니다.
소위 금맥이라고 부르는 녀석들이죠.
마그마틱 프로세스:
금은 마그마 공정을 통해서도 농축할 수 있습니다.
여기서 녹은 암석(마그마)이 냉각되고 결정화되어 광물이 분리됩니다.
마그마가 굳어지면서 주변 암석에 금이 퇴적되어 상당한 광물 매장지가 형성될 수 있습니다.
변성 과정:
암석이 변성하는 동안 금은 재이동하여 농축될 수 있습니다.
높은 압력과 온도로 인해 금은 지각 내의 새로운 위치로 이동하여 황화물 광물과 결합하는 경우가 많습니다.
이 과정을 통해 금은 다양한 유형의 변성암에서 발견될 수 있습니다.
금은 어디에서 찾을 수 있나?
금은 원래 우주에서 왔지만 지금은 지구에 널리 분포되어 있으며 다양한 지질 환경에서 발견됩니다.
여기에서는 다양한 유형의 금 매장지와 금이 어떻게 형성되는지, 그리고 금이 주로 발견되는 곳을 간단하게 설명해보겠습니다.
금의 지질학적 매장지 분류
금은 일반적으로 화합물이 아닌 순수한 금속으로 발견되는 자연적인 형태로 존재합니다.
이 귀금속은 종종 석영 광맥과 관련이 있지만 사금 퇴적물(느슨한 퇴적물), 열수 광맥, 심지어 바닷물에서도 발견될 수 있습니다.
금의 분포는 지질학적 과정과 역사적 사건의 영향을 받아 다양한 유형의 매장지가 형성됩니다.
금의 1차 매장지 (Primary Deposit)
1차 금 매장지는 암석 내 원래 위치에서 금이 발견되는 곳으로, 흔히 '광맥 lode' 매장지라고도 합니다.
이러한 매장지는 일반적으로 석영 광맥에서 발견되거나 변성암의 황화물 광물과 연관되어 있습니다.
주요 매장지에는 크게 두 가지 유형이 있습니다:
- 광맥 매장지 (lode deposit): 암석층에서 발견되는 금 광맥으로, 일반적으로 석영 광맥입니다. 이러한 매장지의 금은 종종 자연 상태로 발견되며, 채굴 작업을 통해 추출할 수 있습니다.
- 분산 매장지 (Disseminated Deposit): 이는 많은 양의 암석에 분산된 미세한 금 입자로 구성되며, 종종 구리 및 은과 같은 다른 광물과 함께 발견됩니다.
금의 2차 매장지 (Secondary Deposit)
2차 매장지는 금이 원암에서 풍화되어 물에 의해 운반될 때 형성됩니다. 사금이 여기에 해당됩니다.
이 금은 강바닥, 하천 바닥, 해변가에 축적됩니다.
- 사금 (Placer Deposit): 사금은 1차 퇴적물의 풍화와 침식에 의해 형성되며, 강바닥, 하천 바닥 및 기타 퇴적 환경에서 발견되는 금 입자로 구성됩니다. 금은 일반적으로 먼지, 플레이크 또는 너겟 형태이며 패닝(접시같은 기구로 중력을 이용 분리하는 방식), 수문 또는 준설을 통해 추출됩니다.
- 충적 매장지 (Alluvial Deposit): 1차 매장지에서 침식된 금은 물에 의해 운반되어 강 계곡, 범람원, 고대 강바닥과 같은 충적층에 퇴적됩니다.
독특한 지질학적 환경의 매장지
금은 위에 설명한 곳들 이외에 특정 지질학적 환경과 과정을 통해 퇴적되기도 합니다.
산맥 (Orogenic Belt)
지판들이 충돌하여 산이 형성되고 변성 과정이 일어나 금이 집중되는 지역입니다.
남아프리카의 윗워터스랜드 분지와 캐나다 순상지등이 이에 해당되는 유명한 금광들입니다.
다른 금속 채굴의 부산물:
금은 구리나 은과 같은 다른 금속과 함께 발견되는 경우가 많기 때문에 이러한 금속의 채굴 작업에서 부산물로 산출되기도 합니다.
바다/해양
미량의 금이 바닷물에 녹아 있지만 농도는 매우 낮습니다.
오래된 암석
세계에서 가장 풍부한 금 매장지 중 일부는 남아프리카의 윗워터스랜드 분지(Witwatersrand Basin)와 같은 고대 지질 구조가 있는 지역에서 발견됩니다.
금의 세계적 분포
금은 모든 대륙에서 발견되며 중국, 호주, 러시아, 미국, 캐나다, 남아프리카공화국을 비롯한 주요 금 생산국이 있습니다.
이러한 지역에는 1차 매장지와 2차 매장지가 함께 존재하여 금 생산 능력에 기여하고 있습니다.
우리나라도 적지 않은 금이 매장되어 있었던 곳입니다.
전 세계에 얼마나 많은 금이 있을까요?
채굴된 금의 총량과 지각에 남아 있는 금의 양을 추정하려면 역사적 데이터와 지질학적 조사가 모두 필요합니다.
채굴된 금:
최근 추산에 따르면 역사적으로 약 201,296톤의 금이 채굴되었습니다.
이 금을 모두 녹이면 각 변의 길이가 약 21.7미터에 달하는 정육면체를 만들 수 있답니다.
이 금의 대부분은 장신구, 투자 상품, 중앙은행 보유고의 형태로 보유되고 있습니다.
매장량 및 자원:
미국 지질조사국(USGS)은 경제적으로 채굴 가능한 금 매장량이 약 53,000톤에 달하는 것으로 추정하고 있습니다.
남아있는 지각과 해양의 금
해양:
금은 미량이지만 바닷물에서도 발견됩니다.
바닷물 속 금의 농도는 약 0.0000000001 ppm 입니다.
해양에 존재하는 금의 총량은 약 2천만 톤으로 추정되지만, 현재 금을 추출하는 것은 경제적으로 불가능합니다.
지각:
지각에 존재하는 금의 농도는 평균 약 0.004ppm으로 매우 낮습니다.
이는 지각에 엄청난 양의 금(145,000톤의 금)이 있다는 것을 의미하지만, 현재 기술로는 접근이 불가능할 정도로 분산되어 있는 경우가 많습니다.
미발견 자원:
알려진 매장량 외에도 잠재적으로 많은 양의 미발견 금 자원이 존재할 수 있습니다.
현재는 첨단 지질 모델링 및 탐사 기술을 통해 금이 매장된 새로운 잠재적 지역을 계속 찾아내고 있습니다.
재활용:
금 공급의 상당 부분은 오래된 보석, 전자제품 및 기타 제품을 재활용하는 데서 비롯됩니다.
이러한 2차 자원은 신규 채굴에만 의존하지 않고 지속적인 금 수요를 충족하는 데 매우 중요합니다.
이렇게 금에 대해서 알아봤습니다.
금의 독특한 형성 과정은 우주적 사건과 지구 지질학을 모두 포함하고 있어 이 녀석의 희귀성과 가치를 높힙니다.
금은 전 세계적으로 매장량이 풍부한 특정 지역에 집중되어 있으며, 상당량이 채굴되었지만 여전히 지구 표면 아래에는 상당한 양의 매장량이 존재합니다.
자, 이제 금을 찾으러 나가가만 하면 되는 것인가요.
