Research Paper

Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers. 30 June 2025. 224-236
https://doi.org/10.32390/ksmer.2025.62.3.224

ABSTRACT


MAIN

  • 서 론

  • 본 론

  •   지질 및 광상학적 특성

  • 광물학적 특성

  • 지질 탐사 역사

  • 지질 탐사 현황

  • 매장량 평가 현황

  •   광물자원 분류 개요 및 현황

  •   MV-020997 광산 매장량 산정방안

  •   MV-020997 매장량 현황

  • 결 론

서 론

몽골 동부에 위치한 토브 아이막은 수도인 울란바토르를 둘러싸고 있으며, Fig. 1에 나타난 바와 같이 헹티(Khentii), 고비숨베르(Govisumber), 돈드고비(Dundgovi), 우브르항가이(Uvurkhangai), 볼강(Bulgan), 셀렝게(Selenge) 아이막들과 접하고 있다. 토브 아이막의 면적은 약 74,000 km2이고, 경도 104° 4′6.95″-109° 2′19.52″, 위도 46° 22′49.65″-49° 7′31.10″좌표에 위치한다. 이 지역 내의 MV-020997 주석 광업권을 Bayan Mogul LLC 社가 현재 소유하고 있으며, 울란바토르에서 동쪽으로 약 90 km 떨어져 있어 차량으로 이동 시 약 1시간 반 정도 소요된다. 해당 광업권은 주석정광 회수를 위한 선광장 및 인프라시설을 보유하고 있으며, 면적은 1,314.72 ha이고, 경도 107° 56′32.39″-108° 0′11.93″, 위도 47° 37′33.35″-47° 40′31.49″좌표에 위치한다. 평균 고도는 1,627.5 m이고 사계절이 비교적 뚜렷하고 일교차가 매우 큰 지역으로 –30 ℃에서 30℃까지의 기후 변화를 보인다. 광산 인근에는 유목민들이 계절별로 이동하며 목축 생활을 하고 있으며, 가장 가까운 마을인 에르덴(Erdene) 솜과 바얀델게르(Bayandelger) 솜의 인구는 2020년 기준 각각 3,941명과 1,594명으로 집계되었다(Tuv aimag Statistics Department, 2020). 또한, 과거 몽골에서 주석 생산량이 가장 많은 머더트(Modot) 광산으로부터 연구 지역은 북동쪽으로 약 84 km 떨어진 지역에 위치하고 있다.

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Fig. 1.

Location of MV-020997 tin mine in Tuv Aimag, Mongolia.

몽골 내 주석 광화작용(Mineralization)은 조구조 환경 변화에 따라 생성된 고생대 후기부터 중생대 후기까지의 화성활동과 밀접한 연관성을 보이는 것으로 알려져 있으며, 주석 광상의 성인은 마그마 기원과 후기 마그마 기원으로 분류되어 몽골의 중앙 및 동부에 집중되어 분포하는 경향을 보이고 있다(Khasin and Marinov, 1977; Kovalenko et al., 1986; Obolensky, 1986; Shcherbakov, 1986; Sotnikov, 1986). 특히 중생대 전기(트라이아스기 중기-쥐라기 초기)에 관입 된 화강암류(Granitoids) 및 리튬-불소 함유 화강암(Lithium-fluorine granite)에 형성된 주석 광체는(Kovalenko et al., 1970; Tungalag et al., 2016) 오랜 기간 풍화∙침식되어 연구 지역과 그 일대에 사광상 형태로 부존되어 있다. 몽골 내 주석 자원의 부존량은 충분히 존재하여 개발 잠재력이 높은 지역으로 판단되지만, 현재 몽골 내 주석에 대한 사회적 관심 및 저품위 광상에 대한 개발 기술의 부족으로 효율적인 탐사 및 개발이 이루어지고 있지 않은 실정이다(Choi et al., 2023). 따라서 본 보고는 몽골의 주요 주석 광화대에 위치하고 있는 MV-020997 광산 을 소개하고 광물학적 특성, 지질조사 현황 및 매장량 등을 정리하여 해당 광산의 주석 광물자원정보에 대하여 기술하고자 한다.

본 론

지질 및 광상학적 특성

MV-020997 광산은 몽골 중앙 지역에 있는 항가이-헹티 조산대(Khangai-Khentii orogenic belt)에 위치하며, Fig. 2와 같이 중생대 화강암류로 구성되는 Janchivlan(잔치블란) 심성암체(Pluton)를 기반으로 한 충적 및 선상지 퇴적층으로 이루어져 있다.

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Fig. 2.

Geological map of MV-020997 tin mine in Tuv Aimag, Mongolia.

해당 심성암체는 중생대 화성활동과 고태평양 판의 조산운동과 밀접한 관계를 보이고 있으며, 다양한 지구화학적 특성이 나타나는 다중 단계로 이루어진 대규모 복합체로 구성된 것으로 보고되고 있다(Antipin et al., 2022). 전기 단계에서는 조립질 흑운모 화강암, 알래스카이트(Alaskite) 암체와 관련하여 주석, 탄탈륨, 희토류, 지르코늄 등의 광상이 발달하였다. 중기 단계에는 중립질 홍색 화강암(Pink granite)이 주로 형성되었으며, 부분적으로 모암의 그라이젠화(Greisenization) 작용에 의해 주석 광상이 생성된다. 후기 단계에서는 실리카(SiO2)가 풍부하고 휘발성 성분이 많은 상태에서 결정화된 세립질 페그마타이트(Pegmatite), 반상 화강암(Porphyritic granite), 아마조나이트 화강암(Amazonite granite), 애플라이트(Aplite), 화강암-반암계(Granite-porphyry complex)가 형성되었으며, 주석, 몰리브덴, 텅스텐과 같은 희유금속은 잔류 마그마 내에 농집 되었다가 앞서 기술한 모암과 함께 정출 되는 광화작용을 수반한다.

연구 지역은 성인적으로 서로 다른 유형의 주석 광상을 배태하고 있으며, 모암의 풍화 및 침식작용에 의하여 사광상의 형태로 주석이 산출되고 있다. 주석을 함유한 광체층은 자갈이 포함된 사질 실트, 점토, 모래, 자갈층으로 구성되어 있으며, 계곡의 상류부터 하류까지 일정하게 연속적으로 분포하는 특징을 가진다.

광물학적 특성

연구 지역의 광물학적 특성을 파악하기 위하여, 표토(식생층) 및 원광 시료를 현장에서 채취하고, 원광 시료는 트롬멜(Trommel)을 이용해 10 mm 이하로 입도 선별한 후 물리∙화학적 분석을 수행하였다. 표토 시료는 총 6개 지점에서 채취되었으며, 본 논문에서는 이들 분석결과의 평균값을 제시하였다. 반면, 트롬멜 처리 후 분리된 10 mm 이하의 입도 시료는 전체 광산을 대표하는 시료가 아니라 구간별 대표 시료에 대해 1회 분석한 결과이다.

각 시료에 대한 화학성분 특성을 확인하기 위해 ICP-OES/MS(Inductively Coupled Plasma-OES/MS) 및 XRF(X-Ray Fluorescence)을 활용하였으며, 분석 결과는 Table 1에 수록하였다. 표토 시료의 경우 Sn 기준으로 평균 0.001%이며, SiO2와 Al2O3가 각각 61.98%와 13.07%, CaO와 Fe2O3가 각각 4.87%와 4.08%로 나타났다. 입도선별 시료의 경우 Sn 기준으로 약 1.34%이며, SiO2와 Al2O3가 각각 68.19%와 12.82%, Fe2O3와 CaO가 각각 2.87%와 0.98%로 나타났다. 두 시료 모두 맥석광물의 대부분이 Si, Al계의 규산염광물과 일부 Ca 또는 Fe 근원 광물로 이루어짐을 확인하였다.

Table 1.

Chemical composition of the topsoil and product after particle size separation

Sample Chemical composition (%)
Topsoil Sn SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2 MnO P2O5
0.001 61.98 13.07 4.08 4.87 1.40 2.94 2.70 0.63 0.09 0.14
Particle size
separation
Sn SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2 MnO P2O5
1.34 68.19 12.82 2.87 0.98 0.65 4.37 3.21 0.48 0.06 0.08

Fig. 3은 시료별 화학분석 결과 확인된 각 구성 원소로 이루어진 광물들을 규명하기 위해 XRD(X-Ray Diffraction) 분석결과를 나타낸 것으로, 표토 시료의 주요 맥석광물은 석영(Quartz, SiO2), 조장석(Albite, NaAlSi3O8), 백운모(Muscovite, KAl2Si3AlO10(OH)2), 미사장석(Microcline, KAlSi3O8), 방해석(Calcite, CaCO3) 그리고 녹니석(Chlorite, (Mg,Fe2+)5Al(Si,Al)4O10(OH)8)과 같은 규산염광물로 확인되었다. 입도선별 시료의 주요 맥석광물은 표토 시료와 유사한 규산염광물로 구성되어 있으며, 주석을 함유하고 있는 광석광물은 석석(Cassiterite, SnO2)으로 규명되었다.

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Fig. 3.

X-ray diffraction results of the topsoil and product after particle size separation.

지질 탐사 역사

MV-020997 광산을 포함하는 Janchivlan 광상구(metallogenetic province)의 지질 탐사는 1951년 구소련 장관회의를 거쳐 몽골의 광산 산업 지원 및 희소 금속에 대한 지질 탐사를 위한 구소련의 자금을 지원받아 시작되었다. 현재까지 수행된 지질, 광물자원 탐사 현황을 Table 2와 같이 정리하였으며 해당 내용에 대한 간략한 설명은 다음과 같다.

Table 2.

List of exploration work reports on the Janchivlan metallogenetic province, including the MV-020997 tin mine (Project Mining LLC, 2019)

No Report Summary Exploration
Year
Report
Authors
Report
Number
1 Exploration work report on placer tin deposits of Batur, Avdrant, Baruun Avdrant, and Jaakhan Avdrant, conducted by Eastern Expedition, a subsidiary of the 2nd General Department of the Ministry of Geology of the USSR. 1951‒1952 M.G. Korolyeva 570
2 Exploration expeditions conducted exploration and survey work throughout the Janchivlan district. During their study, a geological map at a scale of 1:200,000 was generated, along with a total of 26 pit tests, 7 drill holes, and 7 trench surveys. 1964 P.V. Osokina,
A.A. Khrapov
Unknown
3 Exploration report on the Janchivlan district by the Modot expedition, including percussion drilling and recalculation of tin reserves in Janchivlan. 1973‒1975 E. Chetverikov,
N. Klimenkov,
et al.
2075
4 Report on exploration and survey work in the Janchivlan district. A geological map at a scale of 1:50,000 was generated. 1976‒1978 S. Dantzar,
S. Dashdavaa, et al.
3042
5 Report on the results of geological exploration work carried out at the placer deposits in the Avdrant and Baruun Avdrant areas. Geological maps at a scale of 1:5,000 were generated. 1977‒1981 V.V. Igolkin
M. Dambinbat
B. Altan-Ochir
3657
6 Report on the recalculation of tin resources in the Janchivlan district. 1986 M. Damdinbat,
D. Ivanjav,
J. Ravdan
4108
7 Report on recalculation of resources for the Avdrant deposit conducted by OLOVA LLC. 2013 D. Khashbat,
B. Batzorig
-

Data source: Open file report number in GIC, Monoglia.

1951–1952년 M.G. Korolyeva의 주도하에 Batur, Baruun Avdrant, Avdrant 및 Jaahan Avdrant 광상에 대해 조사가 시작되었다. MV-020997 광산에 속하는 Baruun Avdrant와 Avdrant 광상에서는 각각 총 1,200 m와 2,100 m에 달하는 시험굴착(Test pit)이 완료되었으나, 시추 조사는 수행되지 않았다. Baruun Avdrant 광상의 경우 1.6 km2, Avdrant 광상의 경우 4 km2에 걸쳐 단층 도면이 완성되었으며, 각각 2,400개와 4,200개의 조사 샘플이 수집되었다. 또한, 조사지역 전체에 대하여 1:200,000 축척의 지질도가 완성되었으며, 탐사 작업 완료 후 주석의 매장량을 계산하였다.

1964년 P.V. Osakina와 A.A. Hrapov가 이끄는 탐사대는 Janchivlan 광상구에 대한 측량 및 탐사 작업을 수행하여, 1:200,000 축척의 지질도가 작성되었다. 또한, 7공의 시추 조사(총 80 m)와 26개의 시험굴착(총 50 m)을 비롯하여 7공의 트렌치 조사가 수행되었다.

1973–1975년 Janchivlan 광상구를 대상으로 7,594.3천 투그릭(MNT)의 조사비용을 들여 시추, 트렌치 조사 및 시험굴착이 완료되었다. Baruun Avdrant와 Avdrant 광상에서는 각각 총 551 m 및 612.5 m의 시추 조사가 수행되었나, 트렌치 조사 및 시험굴착은 수행되지 않았다.

1976–1978년 S. Dashdavaaet 등은 Janchivlan 광상구에서 지질 구조선 및 광물자원에 대한 탐사를 수행하였으며, 1:50,000 축척의 지질도를 작성하였다.

1977–1981년 V.V. Igolkin 등은 Baruun Avdrant 광상에서 시추 조사(총 256 m)와 시험굴착(총 448 m)을, Avdrant 광상에서는 시추 조사(총 132.5 m)와 시험굴착(총 205 m)을 진행하였다. 이에 따라, Baruun Avdrant와 Avdrant 광상을 대상으로 1:5,000 축척의 지질도 및 탐사도가 재작성되었으며, 총 388.5 m의 시추 조사와 총 653 m의 시험굴착이 수행되어 전체 1,041.5 m에 대한 조사가 완료되었다.

1986년 M. Damdinbat 등은 Janchivlan 광상구의 주석 매장량을 C1, C2 등급으로 구분하여 재산정하였다.

2005년 Olova LLC는 Baruun Avdrant와 Avdrant 광상에 걸친 3,389 ha에 대한 XV-010407 탐사권을 취득하였으며, 2007년부터 2012년까지 Olova LLC의 지질학자 D. Hashbat와 B. Batzorig에 의해 이전에 수행된 탐사 결과를 검증하기 위한 추가 탐사 작업을 진행하였다. 2014년 XV-010407 탐사권은 Olova LLC에서 Principal Investment LLC로 명의가 이전되었다.

2017년 Principal Investment LLC는 기존의 XV-010407 탐사권을 MV-020997 광업권으로 전환한 바 있으며, 기존 매장량(C1, C2)은 B와 C 등급으로 재분류되었다. 2024년 이후 Bayan Mogul LLC가 해당 광업권을 소유하고 있는 것으로 확인된다.

지질 탐사 현황

연구 지역에 위치한 주석 광상은 Fig. 4에 나타난 바와 같이, 북동-남서 방향으로 왼쪽에 위치한 광상(Baruun Avdrant, 바룬 압달란트)과 북서-남동 방향으로 오른쪽에 위치한 광상(Avdrant, 압달란트)으로 구분된다. 과거 탐사 내용을 토대로 시추 조사 및 시험굴착에 관한 탐사 현황을 파악하고자 하였다. 조사공수는 시추 296공, 시험굴착 569공으로 확인되나, 광상 외 위치의 조사공과 세부 자료 누락공 등을 제외하고 본 연구에 활용한 자료는 시추 296공, 시험굴착 515공이다.

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Fig. 4.

Location maps of the drilling and test pit sites in the MV-020997 tin mine.

바룬 압달란트 광상에 대한 탐사는 평균 해발고도 1,522.3 m, 동경 721084.3547-722869.6565, 북위 5279202.3528-5282088.3399 범위에서 수행되었다. 탐사는 평균 193 m 간격으로 설정된 23개의 광상 횡단 측선을 따라 진행되었으며, 각 측선에서 시추 조사와 시험굴착이 교차 방식으로 수행되었다. 총 124공의 시추 조사가 실시되었으며(총 930.5 m), 굴착 심도는 최소 3.5 m에서 최대 18 m까지이다. 또한, 시험굴착은 총 179공이 수행되었으며(총 993.0 m), 굴착 심도는 최소 1 m에서 최대 10 m로 확인되었다. 0.5 m 간격으로 시료를 채취하여 총 3,229개 시료에 대한 함량 분석이 수행된 것으로 파악되며, 주석의 최대 품위는 3,530 g/m3에 이르는 것으로 나타났다.

압달란트 광상에 대한 탐사는 평균 해발고도 1,542.0 m, 동경 723256.1071-725509.518, 북위 5278962.3818-5283092.9300 범위에서 수행되었으며, 평균 210 m 간격으로 설정된 31개의 조사 측선을 따라 시추 조사와 시험굴착이 교차로 진행되었다. 총 172공의 시추 조사가 실시되었으며(총 879.5 m), 굴착 심도는 최소 3.5 m에서 최대 18 m까지이다. 또한, 시험굴착은 총 336공이 수행되었으며(총 1,590.9 m), 굴착 심도는 최소 1 m에서 최대 13.5 m로 확인되었다. 바룬 압달란트 광상과 동일하게 0.5 m 간격으로 시료를 채취하여 총 3,544개 시료에 대한 함량 분석이 수행된 것으로 파악되며, 주석의 최대 품위는 6,111 g/m3에 이르는 것으로 나타났다.

매장량 평가 현황

광물자원 분류 개요 및 현황

과거 구소련연방(소련)과 몽골의 정치적 관계로 인해 경제적 지원을 받아 탐사 활동이 진행된 MV-020997 광산의 초기 주석 매장량은 구소련연방의 광물자원 분류에 따라 평가된 것으로 확인하였다.

구소련연방의 광물자원 분류 체계를 살펴보면 개발 여부, 지질학적 탐사 및 시추 조사, 자료에 의한 추정 등에 비중을 두어 매장량을 A, B, C로 분류하며, 그 밖에 지질학적인 확신에 근거한 예상 매장량, 새로운 광상, 미발견 광산 또는 잠재 유망지역 등은 P로 분류할 수 있다. C와 P는 첨자를 사용하여 상대적인 자료 크기 정도, 광상 존재의 확실성 및 잠재성에 따라 세분하여 구분할 수 있으며 Table 3에서 확인할 수 있다.

Table 3.

Approximate correspondence of mineral resource categories in the United States and former Soviet Union (Kim, 2008)

Country Total Resource
United
State
Identified resources Undiscovered resources
Demonstrated Inferred Hypothetical
resources
Speculative
resources
Measured Indicated
Soviet
Union
Explored resources Projected resources
A+B C1 C2 P1 P2 P3

미국과 구소련연방의 광물자원 분류 체계를 대조할 경우 완전히 일치한다고 평가할 수는 없지만, 구소련연방 매장량 분류 기준에서 가장 높게 입증된 A, B는 측정(measured) 또는 증명(proved) 매장량에 부합하며, C는 미국의 지시(indicated) 또는 예상(probable) 매장량에 부합된다(Kim, 2008).

현재 몽골의 광물자원 분류는 광물법 제10조 10.1.17항에 근거하여 2015년 9월 11일부터 시행된 광업부 장관령 제203호(매장자원의 분류 및 지침)를 따르고 있다. 구소련연방의 분류 체계와 유사하지만, A, B를 세분화하여 A’, B’로 구분하고 이를 채광계획 및 개발 가능성을 고려한 산출 매장량으로 재분류하고 있다. Table 4는 몽골에서 사용 중인 광물자원 분류 체계를 나타낸 것이다.

Table 4.

Classifications of mineral resources and deposit reserves (According to Article 10.1.17 of the Minerals Law of Mongolia and Ministerial Order No. 203, 2015)

Exploration
Stages
Objectives and Scope of Exploration Mineral Resource and Reserve Assessment
Classification of Resources and Reserves Types of Economic Assessment
Type Category Code
Geological
Survey
Geological structures,
Mineralizations,
Mineral Occurrences
Assessed
Resources
Hypothetical /
Speculative
P3
P2
Geological Evaluation
Prospecting Conducting Exploration on Mineral Occurrences,
Delimiting the Exploration Area
Identified P1(C) Geological and Economic Evaluation of Assessed Mineral Resources
Exploration Determining Mineral Resources and Defining Deposit Reserves Mineral
Resources
Inferred
Indicated
Measured
C
B
A
Preliminary Feasibility Study, (PFS)
Precise Estimation of Extractable Reserves in Deposits and Mines Ore
Reserves
Probable Reserve

Proved Reserve
B’ (C-III, IV Category)

A’
Definitive Feasibility Study (DFS) and Engineering Design

MV-020997 광산 매장량 산정방안

신뢰할 수 있는 매장량 산정은 광산의 규모나 자원의 종류와 관계없이 모든 광산 운영 필수적인 요소이며, 경제적 타당성과 운영 효율성을 평가하는 데 핵심적인 역할을 한다(Stone and Dunn, 1994; Vallee, 1998; Stephenson and Vann, 2001; Goldsmith, 2002; Dominy et al., 2002). 따라서, MV-020997 광산 지역의 주석 매장량 산정방안을 검토하는 것은 경제적 타당성을 확보하고 효과적인 운영 전략을 수립하기 위해 중요하기 때문에 이에 대한 검토를 진행하고자 하였다.

연구 지역의 주석 매장량은 기초 지질 및 탐사 자료를 활용하여 부피법을 근간으로 하여 평가하고 있으며, 평가절차는 크게 6단계로 구분할 수 있다. 평가절차를 요약하면 조사공별로 광체의 두께와 평균 주석 품위를 산정하여 단위면적당 주석 함량을 계산한다. 이후 조사 측선에 의해 구분된 블록 단위로 광체의 평균 두께와 면적을 정의하고, 이를 기반으로 블록 내 광체의 체적과 평균 주석 품위를 계산한다. 블록별 광체 체적과 평균 품위를 바탕으로 주석 매장량을 산출하며, 모든 조사 구역 내 블록의 주석 매장량을 합산하여 최종 주석 매장량을 Table 5와 같이 계산한다.

Table 5.

Case study of tin reserve estimation for the MV-020997 tin mine (Project Mining LLC, 2019)

Block
ID
Survey
line ID
Hole ID Orebody
thickness
(m)
Average tin grade
(g/t)
Tin content per unit area
(g/m2)
Block area
(m2)
Orebody
volume
(m3)
Tin
resource
(kg)
MiCiWiAiViPi
B-1-1 1 6 1.5 100 150 25,239 35,335
8 0.5 97 49
3 1272 1.5 175 263
1271 1.0 162 162
930 1.0 123 123
929 1.0 227 227
928 1.0 238 238
927 2.0 220 440
926 1.0 163 163
925 2.5 120 300
924 1.0 249 249
1100 3.0 98 294
1099 1.0 86 86
1098 1.5 104 156
Sum (Mi, Wi) 19.5 - 2,900 25,239 35,335
Average (M¯, C¯) 1.4 149 - - - 5,265

다만, 이러한 방법으로 추정된 매장량은 입력 자료에 크게 의존하며 특히 광체의 형상 및 연속성, 품위 변화의 단순화(Simplification) 과정에서 정확성이 저하되고 불확실성이 증가할 수 있다.

조사공별 광체 평균 주석 품위 산정

조사공 내 존재하는 광체의 평균 주석 품위(Ci)는 아래의 식 (1)과 같이 계산되며, 시추 조사구간 내 광체의 체적(πr2×Mi)과 조사 시 회수한 최종 주석 정광 무게(wt)를 이용하여 산정한다. 단, 조사공별 광체의 두께(Mi)는 최저품위(Cut-off grade)를 기준으로 정의한다.

(1)
Ci=πr2×Miwt

조사공별 단위면적당 주석 함량 산정

조사공별 단위면적당 주석 함량(Wi)은 아래의 식 (2)로 계산되며, 광체 두께(Mi)와 광체 내 평균 주석 품위(Ci)를 이용하여 산정한다.

(2)
Wi=Mi×Ci

블록별 평균 주석 품위 산정

두 개의 조사 측선으로 구분되는 하나의 블록을 대표하는 평균 주석 함량(C¯)은 아래의 식 (3)으로 계산되며, 블록 내 존재하는 조사공별 단위면적당 주석 함량의 총합(Wi)과 조사공 내 존재하는 광체의 총 두께(Mi)를 이용하여 산정한다.

(3)
C¯=WiMi

블록별 평균 광체 두께 산정

하나의 블록 내 존재하는 광체의 평균 두께(M¯)는 아래의 식 (4)로 계산되며, 광체의 총 두께(Mi)와 조사공의 총 개수(n)를 이용하여 산정한다.

(4)
M¯=Min

블록별 평균 광체 체적 산정

하나의 블록 내 존재하는 광체 체적(Vi)은 아래의 식 (5)로 계산되며, 블록의 면적(Ai)과 광체의 평균 두께(M¯)를 이용하여 산정한다.

(5)
Vi=Ai×M¯

블록별 매장량 산정

하나의 블록에 부존되어 있는 주석 추정 매장량(Pi)은 아래 식 (6)으로 계산되며, 블록 내 광체의 체적(Vi)과 블록의 평균 주석 품위(C¯)를 이용하여 산정한다.

(6)
Pi=Vi×C¯

상관관계 분석

주석 매장량 산정 시 인자들이 미치는 영향 정도와 인자 간의 상관관계를 수치적으로 해석하고자 하였으며, 상관관계는 두 인자 간에 어떤 선형적 관계를 갖고 있는지를 분석하는 방법으로 두 인자 간의 관계의 강도를 상관관계라 정의하고 있다(Cha and Kim, 2018).

몽골에서 확보한 탐사 데이터를 엑셀 파일로 가공하고 오류를 검증하였으며, 입력 자료는 8개의 인자와 각 인자당 65개의 데이터로 총 520개의 변수를 사용하였다. 최종적으로 블록별 조사공의 개수, 광체 총 두께, 광체의 평균 두께, 평균 주석 품위, 단위면적당 주석 함량의 총합, 블록 면적, 광체 부피를 분석하여 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)를 구하고 상관분석을 진행하였으며, 파이썬(Python)의 Pandas, Seaborn 및 Pingouin 라이브러리를 활용하였다. 단, 중심극한정리(Central limit theorem)에 따라 표본 크기가 30이면 비정규 분포를 따르는 모집단에서도 표본 평균의 분포가 대략 정규성을 따르게 된다고 제안되므로(Islam, 2018), 본 연구의 입력 자료는 정규성을 만족한다는 가정하에 피어슨 상관계수를 산정하였다.

모든 변수 간의 관련성을 Table 6에 피어슨 상관계수로 나타내었으며, 주석 매장량과 나머지 변수 간의 상관계수는 별도로 Fig. 5와 같이 시각화하여 이해를 돕고자 하였다. 주석 매장량(Tin resource)과 가장 강한 선형관계를 가지는 변수는 주석 함량의 총합(Total tin content)으로 나타났다. 광체 부피(Orebody volume), 광체의 총 두께(Total orebody thickness), 조사공 개수(Number of survey points), 블록 면적(Block area)의 순서로 상관계수(𝑟)는 각각 0.961, 0.950, 0.863 및 0.837로 주석 매장량과의 상관관계가 매우 높으며, 통계적으로 유의미한 상관(𝑝 < 0.001)을 보여주고 있다.

Table 6.

Pearson correlation coefficient

Number of
survey points
Total
orebody
thickness
Average
orebody
thickness
Average tin
grade
Total tin
content
Block
area
Orebody
volume
Tin
resource
Number of survey
points
1.000 0.916 0.431 0.488 0.864 0.953 0.904 0.863
Total orebodythickness 0.916 1.000 0.650 0.497 0.965 0.843 0.969 0.950
Average
orebody
thickness
0.431 0.650 1.000 0.602 0.649 0.305 0.573 0.598
Average tin
grade
0.488 0.497 0.602 1.000 0.631 0.385 0.444 0.596
Total tin content 0.864 0.965 0.649 0.631 1.000 0.779 0.926 0.978
Block
area
0.953 0.843 0.305 0.385 0.779 1.000 0.905 0.837
Orebody
volume
0.904 0.969 0.573 0.444 0.926 0.905 1.000 0.961
Tin
resource
0.863 0.950 0.598 0.596 0.978 0.837 0.961 1.000

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ksmer/2025-062-03/N0330620304/images/ksmer_62_03_04_F5.jpg
Fig. 5.

Pearson correlation graph.

평균 광체 두께(Averge orebody thickness)와 평균 주석 품위(Averge tin grade)의 상관계수(𝑟)는 0.598, 0.596으로 중간 정도의 상관관계를 가지는 것으로 확인되었으며, 통계적으로 유의미한 상관(𝑝 < 0.001)을 보여주고 있다. 이는 자연적으로 주석 품위 및 광체 두께 값이 크거나 작은 이상치가 포함되어 비대칭적(Skewed)인 분포를 보이기 때문에 타 변수에 비해 비교적 상관계수가 낮은 것으로 판단된다.

MV-020997 매장량 현황

MV-020997 광산의 주석 매장량 현황을 시기별로 조사하였으며, 각 시기에 보고된 광상의 주석 광체의 체적과 평균 주석 품위를 Table 7에 정리하였다. 일반적인 광물의 매장량은 ton 단위와 %로 산정되나(Kim et al., 2009; Lee et al., 2015), 연구 지역은 구소련 시기부터 광체의 체적을 기반으로 부피법을 적용하여 매장량을 평가해왔다. 이에 본 연구에서도 과거 탐사 자료와의 연속성과 비교 가능성을 유지하기 위해 동일한 방법을 적용하였다.

Table 7.
Location Mineral
Resource
1952 1982 20171)
Orebody volume/Grade Orebody volume/Grade Orebody volume/Grade
Baruun
Avdrant
Indicated
resource
1,278,327m3@282.9g/m3Sn 830,970m3@337.8g/m3Sn 1,324,537m3@266.0g/m3Sn
Inferred
resource
- 93,600m3@230.4g/m3Sn 12,440m3@216.0g/m3Sn
Avdrant Indicated
resource
1,326,480m3@222.0g/m3Sn 790,790m3@281.6g/m3Sn 1,357,548m3@241.0g/m3Sn
Inferred
resource
- 80,770m3@182.5g/m3Sn 64,947m3@167.0g/m3Sn
Sum Indicated
resource
2,604,807m3@255.8g/m3Sn 1,621,760m3@313.7g/m3Sn 2,682,085m3@253.0g/m3Sn
Inferred
resource
- 174,370m3@210.1g/m3Sn 77,387m3@175.0g/m3Sn
Total - 1,796,130m3@307.2g/m3Sn 2,759,472m3@251.5g/m3Sn

1) Based on the resource re-estimation year.

1952년에 발행된 탐사 보고서(Ministry of Geology of the USSR, 1952)에 따르면, 모든 주석 광체를 추정 매장량(Indicated resource)으로 분류하고 있으며, 그 체적은 2,604,807 m3, 평균 주석 품위는 255.8 g/m3로 보고되었다.

1982년 탐사 보고서(Ministry of Geology and Mining Industry of the Mongolian People's Republic, 1982)에서는 주석 광체 체적을 1,796,130 m3, 평균 주석 품위를 307.2 g/m3로 제시하고 있으며, 이 중 추정 매장량(Indicated resource)에 해당하는 체적은 1,621,760 m3, 예상 매장량(Inferred resource)에 해당하는 체적은 174,370 m3으로 구분된다.

2017년 Olova LLC에 의해 수행된 매장량 재산정된 결과(Project Mining LLC, 2019)에 따르면, 주석 광체의 체적은 2,759,472 m3, 평균 주석 품위는 251.5 g/m3로 평가되었다. 1982년 대비 추정 매장량(Indicated resource)에 해당하는 체적이 증가하고, 예상 매장량(Inferred resource)에 해당하는 체적은 감소한 것으로 나타난다.

이와 같이 시기별 탐사 및 매장량 재산정 결과를 비교하면, 보고 연도에 따라 자원량과 평균 품위의 변동이 나타남을 확인할 수 있다. 이러한 변화는 탐사 기법의 개선, 평가 기준의 변경, 추가 탐사에 따른 새로운 탐사 데이터 반영 등에 기인한 것으로 판단된다.

결 론

몽골 토브 아이막(Tuv aimag)에 위치한 MV-020997 주석 광산은 항가이-헹티 조산대(Khangai-Khentii orogenic belt) 내에 위치하며, 잔치블란 광상구(Janchivlan metallogenetic province)에 속한다. 주석 광화작용은 중생대 조산운동 및 화성활동과 밀접한 관련이 있으며, 대규모 복합 심성암체(Pluton)를 모암으로 한 서로 다른 유형의 주석 광상을 배태하고 있는 것으로 관찰된다. 모암의 풍화·침식작용으로 인해 사광상의 형태로 주석이 산출되고 있으며, 광체는 자갈이 포함된 실트, 점토, 모래층으로 구성되어 있다. 광물학적 분석결과, 주석을 함유한 광석광물은 석석(Cassiterite, SnO2)으로 확인되었으며, 맥석광물은 규산염 광물로 규명되었다.

북동-남서 방향의 광상(바룬 압달란트, Baruun Avdrant)은 평균 193 m 간격으로 설정된 23개의 조사 측선을 따라 시추 조사 124공과 시험굴착 179공이 교차로 수행되었으며, 북서-남동 방향의 광상(압달란트, Avdrant)은 평균 200 m 간격으로 설정된 31개의 조사 측선을 따라 시추 조사 172공과 시험굴착 336공이 교차로 수행되었음을 확인하였다. 0.5 m 간격으로 시료를 채취하여 총 6,773개 시료에 대한 함량 분석이 수행된 것으로 파악되며 주석의 평균 함량은 251.5 g/m3, 최대 함량은 6,111 g/m3에 이르는 것으로 나타났다.

1950년대부터 구소련의 경제적 지원을 받아 수행된 탐사 자료를 활용하여 부피법을 근간으로 매장량(Resource)을 평가하고 있으며, 주석 광체의 총 체적은 2,759,472 m3로 산정되었다. 주석 매장량 산정 시 변수 간의 피어슨 상관관계(Peason correlation coefficient)를 구하여 관계의 강도를 확인한 결과, 주석 매장량은 조사 구역별 주석 함량의 총합과 가장 강한 상관관계(𝑟 = 0.978, 𝑝 < 0.001)가 존재함을 확인하였다. 반면, 평균 광체 두께와 평균 주석 품위의 상관계수(𝑟)는 0.598, 0.596으로 주석 매장량과 중간 정도의 상관관계를 가지는 것으로 확인되었는데, 이는 자연적으로 크거나 작은 이상치가 포함되어 표본이 비대칭적인 분포를 보이기 때문이다. 연구 지역의 주석 매장량 산정 현황 및 평가 방법을 해석한 결과, 입력 자료에 크게 의존하고 있으며, 광체의 연속성 및 품위 변화의 단순화 과정에서 정확성이 저하되는 것으로 확인되었다.

본 연구는 연구 지역의 효율적인 탐사 및 채광계획 수립에 기여 할 것으로 기대되며, 향후 정밀한 사광상 매장량 평가에 대한 추가 연구가 필요하다. 또한, 연구 지역의 효율적인 개발을 위해 추가적인 정밀 탐사와 선광 기술의 개발이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

Acknowledgements

본 연구는 산업통상자원부의 재원으로 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 연구과제입니다(RS-2022-KP002764).

References

1

Antipin, V.S., Kuzmin, M.I., Odgerel, D., Kushch, L.V., and Sheptyakova, N.V., 2022. Rare-metal Li-F granites in the late paleozoic, early mesozoic, and late mesozoic magmatic areas of central asia, Russian Geology and Geophysics, 63(7), p.772-788.

10.2113/RGG20214409
2

Cha, J.W. and Kim, J.Y., 2018. Analysis of fine dust correlation between air quality and meteorological factors using SPSS, Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, 22(5), p.722-727.

3

Choi, H.K., Kim, C.H., Cho, Y.J., and Jeon, H.S., 2023. Status of tin mineral resources according to the geological characteristics and mineralization in Mongolia, Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers, 60(4), p.252-264.

10.32390/ksmer.2023.60.4.252
4

Dominy, S.C., Noppé, M.A., and Annels, A.E., 2002. Errors and uncertainty in mineral resource and ore reserve estimation: the importance of getting it right, Exploration and Mining Geology, 11(1-4), p.77-98.

10.2113/11.1-4.77
5

Goldsmith, T., 2002. Resource and Reserves - Their impact on financial reporting, valuations and the expectations gap, In Proceedings of CMMI Congress 2002, The Australasian Institute of Mining and Metallurgy, Melbourne, p.1-5.

6

Islam, M.R., 2018. Sample Size and Its Role in Central Limit Theorem (CLT), Computational and Applied Mathematics Journal, 4(1), p.1-7.

10.31295/ijpm.v1n1.42
7

Khasin, R.A. and Marinov, N.A., 1977. Geology of the Mongolian People's Republic, Vol. 3, Mineral resources, Nedra, Moscow, Russia, p.703. (in Russian)

8

Kim, I.J., 2008. Mineral resources classification scheme of the former soviet union, Economic and Environmental Geology, 41(5), p.597-600.

9

Kim, Y.D., Heo, C.H., and Kim, S.Y., 2009. Evaluation on development activities of uranium deposits in Mongolia, Economic and Environmental Geology, 42(2), p.153-165.

10

Kovalenko, V.I., Koval, P.V., Yakimov, V.M., and Sherchan, O., 1986. Metallogeny of Mongolian People's Republic: Tungsten, tin, rare and rare-earth elements, USSR Academy of Sciences, Siberian Branch, Novosibirsk, Russia, 52p. (in Russian)

11

Kovalenko, V.I., Kuz'min, M.I., and Letnikov, F.A., 1970. Magmatic origin of lithium-and fluorine-bearing rare-metal granite, Doklady Akademii Nauk SSSR, Earth Science Section, 190, p.189-192.

12

Lee, B.H., Kim, I.J., and Heo, C.H., 2015. Resource estimation of ugii nuur Fe-Mn occurrence area, Mongolia, Journal of the Mineralogical Society of Korea, 28(1), p.1-7.

10.9727/jmsk.2015.28.1.1
13

Ministry of Geology and Mining Industry of the Mongolian People's Republic, 1982. The Report on the results of geological exploration work carried out at the placer deposits of the Janchivlan district for the period from 1977 to 1981. with the calculation of tin reserves as of November 1, 3657, Ulaanbaatar, Mongolia, p.72-86. (in Mongolian)

14

Ministry of Geology of the USSR, Second Main Geological Administration, 1952. The reports on the preliminary exploration conducted at the deposits in 1951 and 1952, 570, Moscow, Russia, p.183-198. (in Russian)

15

Obolensky, A.A., 1986. Metallogeny of Mongolia: Mercury and epithermal mineralization, USSR Academy of Sciences, Siberian Branch, Novosibirsk, Russia, p.47. (in Russian)

16

Project Mining LLC, 2019. Technical and Economic Justification for Open-Pit Mining Of the Avdrant Tin Deposit Located in Erdene Soum, Tuv Aimag, PM2019XXXIV, Ulaanbaatar, Mongolia, 111p. (in Mongolian)

17

Shcherbakov, Y.-G., 1986. Metallogeny of Mongolia: Gold, USSR Academy of Sciences, Siberian Branch, Novosibirsk, Russia, p.40. (in Russian)

18

Sotnikov, V.I., 1986. Metallogeny of Mongolia: Copper, Molybdenum, USSR Academy of Sciences, Siberian Branch, Novosibirsk, Russia, p.40. (in Russian)

19

Stephenson, P.R. and Vann, J., 2001. Mineral Resource and Ore Reserve Estimation - The AusIMM Guide to Good Practice, Vol. 23, The Australasian Institute of Mining and Metallurgy, Melbourne, Australia, p.13-20.

20

Stone, J.G. and Dunn, P.G., 1994. Ore Reserve Estimates in the Real World ( Special Publication, No.3), Society of Economic Geologists, Littleton, 150p.

10.5382/SP.03
21

Tungalag, N., Jargalan, S., and Odbayar, O., 2016. Tungsten and tin deposits of Mongolia, Journal of the Society of Resource Geology, 66(3), p.127-133.

22

Tuv Aimag Statistics Department, 2020. Population and Housing 2020 National Census: Tuv Aimag Consolidated Results, ННА-60.6, Zuunmod, Mongolia, 37p. (in Mongolian)

23

Vallee, M.A., 1998. Quality assurance, continuous quality improvement and standards, Exploration and Mining Geology, 7(1-2), p.1-13.

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