광물학과 에너지원

출처 : 구글

지난 세기 동안, 산업은 빠르게 발전했고, 인구는 극적으로 증가했으며, 생활 수준은 개선되어 에너지와 광물 자원에 대한 수요가 계속 증가했습니다. 지질학자와 지구물리학자들은 화석 연료(석탄, 석유, 천연 가스 등)와 지열 에너지의 집중적인 탐사를 주도해 왔으며, 최근 몇 년 동안 응용 분야가 증가했습니다. 그들은 또한 상업적으로 가치 있는 광물의 매장지를 찾는데 중요한 역할을 했습니다. 석탄입니다. 18세기 후반과 19세기의 산업혁명은 석탄에 의해 추진되었습니다. 비록 대부분의 현대 산업 국가에서 석유와 천연가스가 주요 에너지원으로 대체되었지만, 그럼에도 불구하고 석탄은 여전히 중요한 연료로 남아 있습니다. 미국 지질조사국은 지금까지 전 세계 채굴 가능한 석탄의 약 2%만이 개발되었다고 추정했습니다; 알려진 매장량은 적어도 300년에서 400년 동안 지속될 것입니다. 게다가, 인도 북서부의 라자스탄에서 1980년대 중반에 발견된 갈탄 분지와 같은 새로운 석탄 분지가 계속해서 발견되고 있습니다. 석탄 탐사 지질학자들은 석탄이 두 가지 다른 구조적 환경에서 형성되었다는 것을 발견했습니다: (1) 안정된 대륙 가장자리의 늪지대 해양 삼각주와 (2) 대륙 지각의 그라벤(두 개의 평행한 정상 단층 사이의 길고 좁은 수조)의 늪지대 담수호. 이것과 일반적으로 석탄을 포함하는 퇴적암 형성의 유형을 알고 있기 때문에 지질학자들은 석탄이 있는 지역을 쉽게 찾을 수 있습니다. 따라서 그들의 주요 관심사는 석탄의 품질과 석탄층 또는 심의 두께입니다. 석유와 천연가스입니다. 20세기 후반 동안, 석유 제품의 소비는 급격히 증가했습니다. 이것은 특히 미국의 많은 기존 유전의 고갈과 새로운 광상을 찾기 위한 집중적인 노력으로 이어졌습니다. 상업적인 양의 원유와 천연가스는 일반적으로 갈라진 대륙 가장자리를 따라 퇴적암과 대륙 내 분지에서 발견됩니다. 이러한 환경은 지질학적 조건과 암석 유형 및 액체 및 기체 탄화수소의 형성과 축적에 도움이 되는 구조의 특별한 조합을 보여줍니다. 그들은 적절한 원천 암석(예: 블랙 셰일과 같은 유기적으로 풍부한 퇴적암), 저수지 암석(그 안으로 이동하는 기름과 가스를 유지할 수 있는 높은 다공성과 투과성을 가진 암석), 그리고 액체의 더 이상의 위쪽으로의 이동을 막는 위에 있는 불투수성 암석을 포함합니다. 이 소위 캡 바위들은 석유 트랩을 형성하는데, 그것들이 지각 변형에 의해 생성되었는지 아니면 원래의 침전 패턴에 의해 생성되었는지에 따라 구조적이거나 지층적일 수 있습니다. 석유 지질학자들은 유망한 지역의 표면과 지하 특징을 매우 상세하게 매핑하면서 그러한 지질학적 환경에서 석유 매장량에 대한 검색을 집중합니다. 지질학적 표면 지도는 접힘의 초기 단계에서 반선에 의해 형성된 능선과 단층 파열에 의해 생성된 선형과 같은 구조적 함정과 관련된 하부 퇴적암과 특징을 보여줍니다. 이러한 종류의 지도는 직접적인 관찰에 기초하거나 항공기와 지구 궤도 위성, 특히 외딴 지역의 지형을 촬영한 사진으로 구성할 수 있습니다. 지하 지도는 석유 함정을 형성할 수 있는 퇴적암체의 숨겨진 지하 구조와 측면 변화를 보여줍니다. 이러한 특징의 존재는 중력 측정, 지진 방법, 탐사 시추의 시추공 샘플 분석 등 다양한 방법으로 감지할 수 있습니다. 석유 지질학자들이 탐사 지역에서 사용하는 또 다른 방법은 늪, 개울 또는 호수에서 지표수를 채취하는 것을 포함합니다. 물 샘플에서 탄화수소의 흔적이 있는지 분석합니다. 탄화수소의 존재는 지하 석유 트랩에서 누출된 것을 나타냅니다. 이 지구 화학 기술은 지진 프로파일링과 함께 해상 석유 축적을 검색하는 데 종종 사용됩니다. 일단 석유 매장지가 실제로 발견되고 유정 시추가 진행되면, 석유 지질학자들은 코어 표본을 통해 저장소 암석의 깊이와 두께, 다공성 및 투과성을 확인할 수 있습니다. 이러한 정보를 통해 그들은 존재하는 오일의 양과 오일을 회수할 수 있는 용이성을 추정할 수 있습니다. 비록 전 세계 석유의 약 15%만이 개발되었지만, 석유 지질학자들은 현재의 수요 속도에서 회복 가능한 석유의 공급은 100년 이상 지속되지 않을 것으로 추정하고 있습니다. 전통적인 석유 자원의 급속한 고갈 때문에, 경제 지질학자들은 석유 셰일과 타르 모래를 잠재적인 보충 석유 자원으로 탐구해 왔습니다. 지열 에너지입니다.  또 다른 대체 에너지 자원은 지구 내부의 열입니다. 이 에너지의 표면 표현은 화산, 푸마롤, 증기 간헐천, 온천, 끓는 진흙 웅덩이에서 나타납니다. 지구 물리학 데이터로 구성된 글로벌 열 흐름 맵은 열 흐름이 가장 높은 영역이 활성 판 경계를 따라 발생한다는 것을 보여줍니다. 사실상 지열 에너지 자원과 화산 활동 지역 사이에는 밀접한 연관성이 있습니다. 지열 에너지를 위한 다양한 응용 프로그램이 개발되었습니다. 예를 들어 아이슬란드 레이캬비크와 같은 지역의 공공건물, 주거용 주택, 온실은 온천과 지열 우물에서 퍼낸 물로 가열됩니다. 이러한 공급원의 뜨거운 물은 농작물 생산을 증가시키기 위해 토양을 가열하는 데에도 사용되며(예: 오리건 주), 재목을 양념하는 데에도 사용됩니다(예: 뉴질랜드 일부 지역). 그러나 지열 에너지의 가장 중요한 적용은 전기의 생성입니다. 최초의 지열 발전소는 1900년대 초 이탈리아 라데렐로에서 운영되기 시작했습니다. 그 이후로 비슷한 시설들이 아이슬란드, 일본, 멕시코, 뉴질랜드, 터키, 중국의 티베트 자치구, 그리고 미국을 포함한 다양한 나라들에 지어졌습니다. 대부분의 경우 터빈은 지하 지열 저장소 및 간헐천에서 과열된 물과 분리된 증기로 구동됩니다. 광물이 매장되어 있습니다. 위에서 언급한 바와 같이 상업적으로 중요한 광물 매장량의 분포, 그 회복과 관련된 경제적 요인 및 가용 매장량의 추정치는 경제 지질학자들의 기본 관심사입니다. 지속적인 산업 발전은 광물 자원에 크게 의존하기 때문에, 그들의 작업은 현대 사회에 매우 중요합니다. 지구 역사의 특정 기간이 특정 유형의 광물의 농도에 특히 유리하다는 것은 오래전부터 알려져 왔습니다. 구리, 아연, 니켈, 그리고 금은 아르케안 암석에서 중요합니다. 자철과 헤마타이트는 초기 원생대 띠철 층에 집중되어 있습니다. 그리고 대기업에는 경제적 원생대 우라늄 매장량이 있습니다. 현생대에 걸쳐 개발된 이러한 광물 퇴적물과 다양한 다른 것들은 특정 유형의 판-텍토닉 환경과 관련이 있을 수 있습니다. 후자 중에는 대륙 내 균열에 있는 구리, 납, 아연이 있습니다. 흥미로운 발견은 홍해와 남부 캘리포니아의 솔튼 해에 있는 소금 웅덩이와 황화물이 풍부한 진흙에서 금, 철, 아연, 그리고 구리의 놀라운 농도입니다. 많은 나라에서 해저에서 대륙으로 관측되는 오피올라이트 복합체에서 구리, 니켈 및 크롬 퇴적물이 발생합니다; 포피리 구리 및 몰리브덴 퇴적물은 그라노디오라이트 침입과 관련하여 발견됩니다. 텅스텐 및 주석 퇴적물은 많은 화강암에서 발생합니다. 한편으로는 이러한 연관성 및 분포와 지구 역사의 기간의 상관관계, 다른 한편으로는 판-텍토닉 설정이 지역 금속 유전학적 영역을 정의할 수 있게 해 주었으며, 이는 광상을 찾는 데 도움이 된다는 것이 입증되었습니다. 20세기 동안 광물 매장량의 착취는 매우 극심해서 많은 자원의 심각한 고갈이 예상되었습니다. 예를 들어, 수은 매장량은 특히 낮습니다. 이 문제를 해결하기 위해서는 작업 가능한 등급이 점점 더 작고 작은 광상을 채굴하는 것이 필요해졌는데, 이는 현재 0.2% 정도로 낮은 등급의 암석에서 구리를 추출하는 구리 광산 업계가 잘 보여주는 추세입니다. 조사관들은 해저 깊은 곳에서 소량의 구리, 니켈, 코발트와 함께 망간이 풍부한 결절이 다량 존재하는 주요 잠재적 금속 공급원을 발견했습니다. 이러한 농도는 특히 태평양의 세 부분, 즉 하와이 근처, 뉴질랜드 북동쪽, 중앙아메리카 서쪽에서 풍부합니다.