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빙엄 캐니언 광산 역사
1911년까지 존재했던 21개의 개별 광업 운영은 1970년에 케네콧과 아나콘다 미네랄 회사 두 곳으로 통합되었다. 1985년 케네콧의 유타 구리에 의해 노천 채굴 작업이 중단되었다. 1986년 케네콧은 근처 바니 캐니언에서 금을 발견했다.
KCC는 1981년 소히오에 인수되었고, BP 미네랄이 자산을 매입한 후 1987년 광산이 재개장했다. 1989년 리오 틴토 그룹이 자산을 인수하여 광산, 제분소, 제련소를 현대화했다.:9
노천 소유주들은 구식의 1000량 철도를 컨베이어 벨트와 파이프라인으로 교체하여 광석과 폐기물을 운반하게 함으로써 비용을 거의 30% 절감하고 수익성을 회복했다.
2013년 4월 10일 오후 9시 30분, 광산에서 산사태가 발생했다. 약 2.3–2.5십억 세제곱피트 (65×10^6–70×10^6 m3)의 흙과 암석이 광산 측면을 따라 굉음을 내며 쏟아져 내렸다. 이는 북아메리카에서 역사상 가장 큰 비화산성 산사태일 가능성이 있다. 광산의 가파른 벽이 산사태 위험이 높다는 점을 고려하여, 지반 안정성을 모니터링하기 위해 이전에 간섭계적 레이더 시스템이 설치되었다. 이 시스템이 발생시킨 경고 덕분에 산사태를 예상하고 전날 광업 작업이 중단되었으며 인명 피해는 없었다. 이 대규모 산사태로 인해 구리 생산량이 100,000 tonne (98,000 롱톤; 110,000 쇼트톤) 감소할 것으로 예상되었다. 2013년 9월 11일, 두 번째 산사태로 인해 100명의 작업자가 대피했다. 2021년 5월 31일에는 덜 심각한 산사태가 또 발생했다.
다른 산업 시대 광업 작업과 유사하게, 이 광산은 역사적으로 물고기와 야생 동물의 서식지에 부정적인 환경 영향을 미쳤을 뿐만 아니라 대기 및 수질 오염을 유발하여 주변 대중에게 건강상의 위험을 초래했다. 환경 보전에 관심 있는 여러 연방 기관은 엄격한 법적 규제를 사용하여 케네콧 구리 광산의 자회사가 환경 규제를 준수하도록 압력을 가했다. 1990년대 초반부터 케네콧은 영향을 받은 지역의 정화 노력에 4억 달러 이상을 지출하여, 슈퍼펀드 국립 우선 목록(NPL)에 등재될 수 있는 규제 법률을 피했다.
위 그림은 빙엄 캐니언 광산의 1985년과 2016년 변화를 파악하는 데 사용된 두 위성 사진을 비교한 것이다.
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빙엄 캐니언 광산 지질학
빙엄 캐니언 광상은 빙엄 오버트러스트 단층에 존재한다. 이들은 퇴적암에 석영 몬조나이트 반암이 관입하여 형성된 반암 구리 광상이다. 이들은 빙엄 암주 주변에 동심원적 변질 패턴과 광물학적 지역성을 나타낸다. 이 지역은 자철석을 포함하는 중심핵으로 구성되며, 그 뒤로 "구리 함량이 낮은 휘수연석 지역, 반동석-황동석-금 고품위 구리 지역, 황철석-황동석 지역, 황철석 지역, 그리고 가장 바깥쪽의 납-아연 지역"이 이어진다.:E1, E8
구조지질학적으로, 후기 고생대 암석은 백악기 세비어 조산운동 동안 선캄브리아 시대 크라톤 위로 충상단층되었다. 이 암석들은 나중에 제3기에 화강암 암석에 의해 관입되고 변질되었다. 이 화성 활동은 금, 은 및 기타 비철 금속의 침전의 원천이었다.:E4
구리와 몰리브데넘 황화물 광물은 관입된 암주와 인접한 탄산염 퇴적 스카른에 분산되어 있다. 빙엄 캐니언의 주요 층서 암석은 오커 그룹의 빙엄 광산 형성으로 알려진 상부 펜실베이니아기 사암, 규암, 석회암이다. 중심 반암 광석은 맨틀 열수 순환에 의해 형성되었고, 외부 광맥과 퇴적암의 광상은 마그마와 운석수가 혼합될 때 더 낮은 온도에서 형성되었다.
빙엄 캐니언 광산 회수 과정
채굴된 광석은 근처 마그나에 있는 케네콧 제련소에서 처리된다. 광석은 농축기를 통해 통과하며, 그라인딩 밀에서 얼굴 분말 정도의 농도로 갈린다. 그런 다음 부유선별로 맥석을 금속 입자와 분리하는데, 금속 입자는 28% 농축 구리 형태로 떠오르며 소량의 은, 금, 납, 몰리브데넘, 백금, 팔라듐이 함께 부유한다. 선택적 부유선별 단계를 통해 휘수연석 (이황화 몰리브데넘)을 황동석과 분리한다.
여과된 농축 슬러리는 제련소까지 17 마일 (27 km) 파이프라인으로 운반되며, 그곳에서 건조된 후 산소와 함께 플래시 제련로에 주입되어 철과 황을 산화시킨다. 산화된 철은 걷어내고, 이산화 황 가스는 포집되어 현장 산 플랜트로 보내져 매년 백만 톤의 귀중한 황산으로 전환된다.
남은 것은 매트라고 불리는 녹은 황화 구리이다. 70% 구리 매트는 물로 냉각되어 모래와 같은 고형물을 형성한 다음, 산소와 함께 플래시 전환로에 주입되어 98.6% 순도의 녹은 구리를 생산한다. 이 구리는 700-파운드 (320 kg) 애노드 판으로 주조되어 철도로 정련소로 운송된다.
빙엄 캐니언 광산 회수 과정
정련소에서는 애노드 판을 평평하게 압착하고 스테인리스강 캐소드 블랭크와 교차시킨다. 자동 로봇 차량이 준비된 애노드를 산성 전해질이 담긴 셀에 넣는다. 셀이 전기를 띠면 애노드가 천천히 용해되어 구리 이온을 방출하고, 이 이온은 캐소드에 99.99% 순수 구리로 침착된다.
불순물과 귀금속은 전해 셀 바닥에 애노드 슬라임으로 침전된다. 염소화 침출 과정을 통해 금과 은을 회수하며, 이는 유도 용광로에서 녹인다.
빙엄 캐니언 광산 운영
케네콧의 빙엄 캐니언 광산은 세계에서 가장 큰 인공 굴착지이며, 궤도를 도는 우주왕복선에서도 육안으로 볼 수 있다. 약 2,000명의 작업자를 고용하여 매일 450,000 쇼트톤 (400,000 롱톤; 410,000 t)의 물질을 광산에서 제거한다. 전기 삽은 한 번에 최대 56 세제곱야드 (43 m3) 또는 98 쇼트톤 (88 롱톤; 89 t)의 광석을 운반할 수 있다. 광석은 각각 255 쇼트톤 (228 롱톤; 231 t)의 광석을 운반하는 64대의 대형 덤프 트럭에 실린다. 트럭 자체는 각각 약 3백만 달러가 든다. 광석을 코퍼턴 농축기와 부유선별 공장으로 운반하는 five-마일 (8 km) 길이의 컨베이어 시리즈가 있다. 가장 긴 컨베이어는 3 마일 (4.8 km) 길이이다.
빙엄 캐니언 광산 운영
2010년 현재, 케네콧 유타 구리는 미국에서 두 번째로 큰 구리 생산자였으며, 미국 구리 수요의 약 13-18%를 충족했다. 이 광산은 세계 최고 생산 구리 광산 중 하나이며,  1870만 단톤 (1670만 장톤; 17.0 Mt) 이상을 생산했다. 매년 케네콧은 약  30만 단톤 (272 kt 또는 26만 8천 장톤)의 구리와 함께  40만 트로이 온스  (13.7 단톤 12.4 톤, 또는 12.2 장톤)의 금,  400만 트로이 온스 (124 톤, 137 단톤 또는 122 장톤)의 은, 약 1만 단톤 (9,100 톤 또는 8,900 장톤)의 몰리브데넘, 그리고 제련 공정의 부산물로 약 100만 단톤 (910 kt 또는 89만 장톤)의 황산을 생산한다. 리오 틴토는 1989년에 케네콧 유타 구리를 인수했으며, KUC 운영 현대화에 약 20억 달러를 투자했다.
빙엄 캐니언 광산 운영
빙엄 캐니언은 세계에서 가장 생산적인 광산 중 하나임이 입증되었다. 2004년 현재, 이곳의 광석은 1,700만 톤 이상의 구리, 715톤의 금, 5,900톤의 은, 그리고 425,000톤의 몰리브데넘을 산출했다. 빙엄 캐니언 광산에서 추출된 자원의 가치는 콤스톡 로드, 클론다이크, 캘리포니아 골드 러시 광산 지역을 합친 것보다 더 크다. 칠레, 인도네시아, 애리조나주, 페루, 콩고 민주 공화국, 잠비아의 광산들은 2023년에 빙엄 캐니언의 연간 생산량을 초과했다. 2005년의 높은 몰리브데넘 가격은 그 해 빙엄 캐니언에서 생산된 몰리브데넘이 구리보다 더 많은 가치를 가지게 했다. 2006년 빙엄 캐니언에서 생산된 금속의 가치는 18억 달러였다.
2023년 현재, 이 지역은 연간 약 150,000 쇼트톤 (140,000 t)의 구리 광석을 생산했다.
빙엄 캐니언 광산 환경 영향
1990년, 이전에 홍수림이었던 곳에 지어진 주택들이 높은 수준의 납과 비소에 오염된 것으로 밝혀졌다. 1990년대 초부터 주 유타 환경 품질부와 연방의 감독 하에 100년간 축적된 영향들을 정화하기 위한 활동이 시작되어 현재까지 진행 중이다.
EPA는 1994년 슈퍼펀드 부지로 등재될 것이 제안된 후 "케네콧 남부 구역/빙엄"을 슈퍼펀드 웹페이지에 등재했다. 남부 구역에는 솔트레이크시티 남서쪽 약 25 mi (40 km)에 위치한 오커 산맥의 빙엄 광산 지역, 노천광, 폐석 더미, 코퍼턴 제련소 및 기타 역사적 유적지가 포함된다. 회사는 오염된 토지를 자발적으로 정화하는 슈퍼펀드 대체 접근법을 통해 NPL에 등재되는 규제 문제를 피했다. 등재 제안은 2008년에 철회되었다.
빙엄 캐니언 광산 환경 영향
1904년까지 솔트레이크 계곡에는 3개의 대규모 구리 제련소와 1개의 납 제련소가 있었다. 굴뚝에서 배출되는 이산화 황 가스는 인근 농작물에 상당한 피해를 입혔다. 1904-1905년 겨울 동안 농부들은 단합하여 유타주 미국 지방법원에 제련소를 상대로 소송을 제기하기로 결정했다. 1906년, 연방 법원 마셜 판사는 제련소가 황을 10% 이상 함유한 광석을 제련할 수 없다고 판결했으며, 이는 앞서 언급된 모든 제련소를 사실상 폐쇄하는 결과를 가져왔다.
빙엄 캐니언 광산 환경 영향
케네콧 구리 광산은 유타 구리 및 케네콧 구리 광업 회사의 합병 후 1910년에 설립되었다. 1912년까지 환경 보호 단체들은 조직에서 사용되는 높은 수준의 석면에 대해 불평하고 있었다. 케네콧 공사는 구리 가공에 매우 높은 온도가 필요하기 때문에 화재 예방을 위해 석면을 사용하고 있었다. 구리는 4,644 °F(2,562 °C)의 매우 높은 끓는점을 가지고 있으며, 광석에 존재하는 다른 금속 및 불순물로부터 구리를 분리하기 위해 다른 화학 물질의 사용도 필요하다. 석면은 미세한 입자를 가지고 있어 대기 중으로 분산되어 광산 인근에 거주하는 노동자와 개인의 질병에 기여했다. 석면은 흉막 섬유증, 피부 사마귀, 폐암과 같은 질병의 원인이 된다.
케네콧 공사는 비소 및 수은과 같은 중금속 배출에 기여한 것으로도 언급되었다. 1940년까지 비소와 수은 또한 환경 보호 기관들이 케네콧 공사에 대해 제기한 우려 사항 중 일부였다. 수은과 비소는 소량이라도 건강에 위험하다.
빙엄 캐니언 광산 환경 영향
1980년대 조사에 따르면 광업 활동에서 유해 물질이 방출되어 지하수 오염이 발생했다. 유타주는 케네콧에 대해 법적 조치를 취하고 1986년 10월에 천연 자원, 특히 지하수 손실 및 파괴에 대한 손해 배상 청구를 제기했다.
또한 광미 댐으로 인한 위협도 있었다. 1988년 3월에 발표된 공학 보고서에 따르면 마그나 마을을 가리는 광미 댐이 지진으로 인해 붕괴될 위험이 있으며, 10억 톤 규모의 광미 연못이 제방이 붕괴될 경우 인근 주택들을 매몰시킬 것이라고 밝혔다. 광산 측은 광미 연못 근처의 전체 구역을 매입하고, 제방이 붕괴될 경우 회사의 책임 계산, 제방 강화를 위해 5억 달러 (오늘날 $1.1억 달러) 투자, 그리고 공학 보고서를 대중의 눈에 띄지 않게 하기 위해 주 규제 기관과 공모하는 등 다양한 잠재적 전략을 제안하며 대응했다.
빙엄 캐니언 광산 환경 영향
1990년대 초부터 광산의 먼지 배출이 주변 지역을 오염시키기 시작했으며, 광산 근처 지역에서 PM10 (직경 10μm 이하의 입자상 물질) 수치가 28μg/m³에서 50μg/m³로 상승하여 주민들의 심각한 건강 문제를 야기했다. PM10 상승에 대한 첫 보고서는 1992년 슈워츠와 도커리에 의해 제안되었다. 그 후 1997년 카터(브리검영 대학교 교수)는 광산에서 배출되는 PM10이 인근 주민들에게 폐 손상을 일으켰다고 주장했다.
1995년, 광업이 지하수 오염을 야기했다는 과학적 연구 결과에 따라 유타주는 케네콧 기업이 수질 오염 통제를 위해 3,700만 달러(오늘날 $63만 달러)를 지불하도록 하는 법률을 통과시켰다.
광산 배출 하수에는 다량의 비소와 셀레늄이 포함되어 있었는데, 셀레늄은 특히 새, 물고기, 양서류에 독성이 강하여 1990년대 초에 어류 개체수의 약 30%가 폐사했다. 1995년 케네콧, EPA, 유타주는 케네콧이 배출 하수를 계속 정화하겠다는 내용의 협정에 서명했다.
2000년부터 2011년까지 빙엄 캐니언 구리 광산은 수많은 화학 물질 유출을 겪었다.
EPA는 광산의 여러 유출과 유출로 인해 72-제곱마일 (190 km2)의 오염된 지하수 수원이 형성되었다고 추정했다. 지하수 오염의 장기적인 영향으로는 솔트레이크 계곡의 인구가 증가함에 따라 지표수 해결책에 대한 수요가 증가할 수 있는데, 이는 카운티가 지하수 공급원을 활용할 수 없게 되기 때문이다.
2007년, 케네콧 유타 구리 LLC는 남부 오커 산맥의 로즈 캐니언 랜치와 솔트레이크군의 옐로우 포크 캐니언 토지로 토지 보유를 확장하는 것을 고려했다. 케네콧은 1916년 목축 농장법에 따라 광업권을 신청할 권리가 있다고 주장한다.
2008년, 미국 내무부 어류 및 야생동물 관리국은 셀레늄, 구리, 비소, 아연, 납, 카드뮴 등의 유해 물질 방출로 인해 케네콧을 고소했다. 연방 생물학자는 이러한 화학 물질이 철새 개체군을 지탱하는 생태계와 자원, 그리고 다른 어류 및 야생 동물 서식지에 큰 피해를 입혔다고 주장했다.
마그나 근처 북부 지역에서는 광산 채굴 생산이 시작된 이래로 광대한 남부 광미 연못이 광미를 수집해 왔다. 케네콧 유타 구리 LLC는 마그나의 광미 연못 댐을 확장하기 위한 광미 확장 프로젝트(TEP)를 요청했으며, 이미 1.8십억-쇼트톤 (1.6십억-tonne) 용량에 달하는 이 댐을 확장하고, 그레이트솔트호 남쪽 721 ac (1.1 mi2; 2.9 km2) 면적의 습지까지 확장할 계획이다. 회사는 구조물의 불안정성으로 인해 조사를 받아왔다. 솔트레이크 트리뷴은 2007년 주요 지진 발생 시 광미 연못이 붕괴될 경우 발생할 수 있는 잠재적 피해에 대한 정보를 회사가 공개하지 않았음을 폭로하는 보도를 발표했다. 2001년부터 2009년까지 진도 2.3에서 3.4에 이르는 6번의 지진이 발생했으며, 평균 진앙은 마그나에서 불과 three 마일 (4.8 km) 떨어져 있었다.
빙엄 캐니언 광산 대중문화에서
빙엄 캐니언 광산은 1973년 TV 영화 새들의 먹이에 등장했는데, 주인공 헬리콥터 조종사 해리 워커(데이비드 잰슨 분)가 중장비 뒤에 숨어 있던 에어로스파시알 SA 315B 라마를 탄 세 명의 은행 강도와 여성 인질을 추적하기 위해 자신의 휴즈 500을 노천광으로 조종하는 장면이 나온다. 또한 보살핌의 정석에도 중요하게 등장했다. PC 비디오 게임 아메리칸 트럭 시뮬레이터에서 플레이어는 광산에서 화물을 운반하는 것을 시뮬레이션할 수 있다.
에스콘디다
에스콘디다(Escondida)는 칠레 안토파가스타주의 아타카마 사막에 위치한 해발 3,100 미터 (10,200 ft)의 대규모 노천 구리 광산이다. 수십 년 동안 세계에서 가장 생산적인 구리 광산 중 하나였으며, 칠레의 구리 및 금 생산을 선도하는 광산이다. 2019년에는 광산과 그 부대 산업이 칠레 GDP의 2.5%에 기여한 것으로 추정되었다. 광산의 생산물은 대부분 정광 형태로 중국으로 수출된다.
에스콘디다 지질학
에스콘디다 광상은 약 18 km 남북으로, 3 km 동서로 길게 늘어진 지역에 분포하는 반암 동 광상의 집합체 중 하나이며 길이 600 km의 서부 균열(Falla Oeste) 시스템과 관련이 있으며, 이 시스템은 다시 주요 칠레 반암 광상 대부분과 연관되어 있다. 곳곳에 최대 300 미터 두께의 황량하고 침출된 덮개가 주요 광체의 고품위 2차 천성 광물화 구역을 덮고 있으며, 이는 주로 휘동석과 코벨라이트로 구성되어 있고, 다시 변성되지 않은 황동석, 반동석, 황철석의 1차 광물화를 덮고 있다.
2007년 중반 기준으로 에스콘디다는 총 3,470만 톤의 구리 확인 및 추정 매장량을 보유하고 있었으며, 이 중 2,250만 톤이 회수 가능할 것으로 추정된다. 총 자원량(매장량 포함)은 5,760만 톤의 구리였으며, 이 중 3,300만 톤이 회수될 것으로 예상된다. 탐사는 계속되고 있다. 2019년 기준으로, 에스콘디다 및 인접 광상을 포함한 확인된 자원은 217억 톤이며 구리 함량은 0.54%이다. 광산과 부대 산업은 칠레 GDP의 2.5%에 기여한다.
에스콘디다 운영
회수 가능한 구리 매장량의 77%를 차지하는 황화광은 두 개의 농축기 중 하나에서 분쇄되고 제련되며, 부유 선광을 이용하여 구리 농축물이 분리된다. 약 86%의 구리가 회수된다. 이는 콜로소 항구로 파이프를 통해 운반되며, 선적 전에 탈수된다. 회수 가능한 구리의 4%를 차지하는 산화광은 파쇄, 응집된 후 대형 더미에서 산 침출되며, 침출액에서 구리 음극으로 용매 추출/전기 회수 (SX/EW) 플랜트에서 구리가 회수된다. 회수율은 68%이다. 저품위 황화광은 회수 가능한 구리의 19%를 차지한다. 이 역시 파쇄되어 대형 더미에 쌓이지만, 여기서는 미생물에 의한 산화 작용을 통해 침출이 일어난다. 구리는 또한 SX/EW에 의해 회수된다.
2006년에는 3억 3,860만 톤(하루 92만 8천 톤)이 채굴되었으며, 이 중 2억 5,150만 톤은 폐기물과 산화광이었다. 황화광은 총 8,710만 톤, 즉 하루 23만 9천 톤이었다. 산 로렌조와 2000이라는 두 캠프는 매일 7천 명을 수용한다. 에스콘디다의 현재 구리 생산 능력은 연간 약 140만 톤으로, 세계에서 가장 큰 구리 광산이다.
에스콘디다 운영
2005년, 데그레몽 인더스트리는 하루 1,200만 갤런의 신선한 물을 생산할 수 있는 새로운 해수 역삼투압 플랜트를 설치해 달라는 요청을 받았다.
광산 운영을 위해서는 작업 인력 숙소 캠프와 현장 사무소 건설 서비스가 필요하며, 이와 관련하여 2012년 테크노 패스트는 에스콘디다 광산의 해당 작업 인력 숙소 캠프의 2단계 건설을 위해 고용되었다.
BHP는 에스콘디다 및 스펜스 광산(해발 1,640m) 운영을 위해 연간 3 TWh의 전력을 구매하며, 이곳의 태양 에너지는 연간 3,000 kWh/m2 이상이다.
동두천 단층
동두천 단층(東豆川 斷層, Dongducheon Fault)은 대한민국 경기 지괴 내 동두천시를 중심으로 남-북 방향으로 발달하는 한국의 단층으로, 추가령 구조곡의 추가령 단층 중 철원군~연천군~동두천시~양주시~의정부시를 지나는 약 100 km 부분을 지칭한다. 동두천 단층은 김옥준(1971)에 의해 처음 명명되었으며 이대성 외(1983)는 대광리 단층, 원종관 외(1990)는 연천 단층, 철원 지질도폭(1996)에서 추가령 단층으로 기재하였으나 동두천 단층이라는 명칭이 가장 흔하게 사용된다.
동두천 단층 개요
추가령 단층대(標哥嶺 斷層帶, Chugaryeong Fault Zone)는 추가령 구조곡을 중심으로 발달한 대규모 단층대로, 동두천 단층과 포천 단층, 왕숙천 단층, 신갈 단층을 포함한다. 이들은 서울특별시를 넘어 성남시까지 연장된다. 동두천 단층은 추가령 단층 중 철원군에서 동두천시와 양주시를 지나 서울특별시까지 이어지는 부분을 가리키며, 그 남쪽은 신갈 단층으로 이어진다. 동두천 단층 파쇄대의 깊이는 최소 5 km, 최대 6.5 km 깊이까지 연장되며 폭은 200 m로 측정되었다.
추가령 구조곡의 일부인 동두천 단층은 연천군에서 서울특별시까지 지형적으로 낮은 골짜기를 형성한다. 이 골짜기를 따라 국도 제3호선과 경원선 철도가 지나가며 6.25전쟁 당시 조선인민군의 서울 침공로로 사용되어 일대에서 동두천·포천-의정부 전투, 내촌-태릉 전투 등이 전개되었다. 김두일 외(1993)는 추가령 구조곡에서 적의 접근로와 지형을 고려한 최적의 방어선으로 국사봉-축석령-불국산을 연결하는 동-서 방향의 방어선을 설정하였다.
동두천 단층 개요
양주시 시가지 지역에서는 대보 화강암 분포 지역에서 지형적으로 뚜렷한 환상 구조가 발달하며 동두천 단층을 경계로 그 동쪽에서는 칠봉산~축석령~천보산 지역에서 거의 완전한 원형 구조를 보인다. 외관상 운석 충돌구와 비슷하나 충돌 관련 증거는 확인되지 않았다.
2016년 경주 지진 이후 추가령 단층대에서 발생한 지진의 빈도가 이전에 비해 현저하게 증가하였다는 보고가 있다. 특히 동두천 단층에 인접한 연천군 북북동쪽 3~5 km 지역에서 집중적으로 지진이 발생하고 있다. 2009~2017년의 지진들은 동두천 단층을 북서쪽에서 남동쪽으로 가로지르지만, 2018년~2021년의 지진들은 단층 동쪽 1 km 지점에 집중된다.
동두천 단층 개요
이와 같은 군발지진이 대지진의 전조 현상인지 아니면 국지적인 단층 운동인지 알아보기 위해 2020년 11월 연세대학교와 스웨덴의 웁살라 대학교에서 동두천 단층을 횡단하는 5.6 km 축선에 대해 2차원 탄성파 탐사를 실시하였다. 그 결과 동두천 단층의 파쇄대로 추정되는 곳에서 서쪽에 비해 동쪽의 지층이 1 km 수직으로 상승한 흔적이 발견되었다. 최승찬 외(2022)는 해당 지역에서 중력 이상을 측정하고, 동두천 단층의 동쪽에서 안행상(En echelon) 단층을 따라 깊이 5 km 이내의 천발지진이 집중되었으며, 이는 지표 부근에 관입한 고밀도 암석 사이에 발달하는 저밀도의 단층이 응력에 취약하여 군발지진이 집중되는 것으로 추정하였다.
동두천 단층 지질
연천 지질도폭(2008)에 의하면, 동두천 단층은 연천읍 대광리에서 북동-남서 방향으로 휘어지며 백악기 철원 분지의 서측 경계 단층으로 이어진다. 철원 분지는 동두천 단층과 동송 단층의 우수향 주향 이동으로 형성된 인리형 분지로 해석된다. 동두천 단층에 의해 변위된 전곡 단층을 기준으로 동두천 단층은 4 km의 수평 변위량이 추정된다. 동두천 단층에 인접할수록 엽리의 주향이 심하게 굴절되어 형성된 습곡 구조가 발달하며 이는 동두천 단층의 우수향 주향이동을 지시한다.
포천 지질도폭(2005)에 의하면, 동두천시를 남-북 방향으로 관통하는 동두천 단층은 외견상 우수향의 주향 이동 단층이며 이 단층에 의해 분리되어 있는 대동 누층군 적성층의 부정합면 또는 초성 스러스트 단층을 기준으로 측정된 변위량은 3.5 km이다. 그러나 동두천 단층의 동부 지역에 상위 지층들이 많이 분포하고 있어 동측 지역이 상대적으로 하강한 것으로 보인다. 적성층과 선캄브리아기 암석들의 층리와 엽리는 단층 가까이 접근할수록 굴곡되어 있어 우수향 주향이동에 수반된 끌림작용을 지시한다.
동두천 단층 지질
지질도 상으로, 연천군 전곡읍~양주시 지역에서 동두천 단층의 변위량은 경기변성암복합체 규암 3.1 km, 대동 누층군 적성층 2.9 km, 함석류석 흑운모 화강암 2.9 km, 전곡 단층 3.2 km, 초성 스러스트 단층 2.9 km 정도이다. 따라서 동두천 단층의 변위량은 우수향으로 3 km 정도이다.
양주시 지역에서의 중력 탐사 결과 동두천 단층이 지나는 지점에서 중력 이상값이 가장 낮다. 화강암의 분포 심도는 동두천 단층에서 동쪽으로 갈수록 심도가 얕아지며, 동두천 단층은 좌우 양쪽에서 중력 이상이 낮아 단층의 경사가 수직임을 나타낸다. 양주시 지역에서 측정된 절리는 대부분 전단 절리 및 단층이며 경사가 70° 이상인 수직 절리로 광역적 지구조 운동에 의해 형성된 것으로 해석된다. 이동 감각은 주로 우수향이고 좌수향 이동이 같이 관찰된다.
동두천 단층 지질
의정부 지질도폭(2005)에 의하면 동두천 단층이 쥐라기의 대보 화강암 함석류석화강암을 우수향으로 절단하고 여기에 포천 단층이 축석령을 지나 의정부시에서 동두천 단층에 수렴한다.
최승찬 외(2024)는 추가령 단층대의 지구조적인 이동을 확인하기 위해 동두천 단층을 따라 중력장을 측정하였다. 측정 결과 경기도 양주시 지역에서 부게 이상이 북서쪽에서 남동쪽으로 분포하고 있는데 이는 동두천 단층이 우수향으로 단층 동쪽 지역이 남쪽으로 3 km 정도 이동한 결과로 해석되며, 지질도 상의 암석 변위량(2.9~3.2 km)과 거의 일치한다.
팔룬 광산
팔룬 광산(스웨덴어: Falu Gruva)은 스웨덴 팔룬에 있던 광산으로, 10세기부터 1992년까지 밀레니엄 동안 운영되었다. 유럽 구리 수요의 3분의 2를 생산했으며 17세기 스웨덴의 많은 전쟁 자금을 조달하는 데 도움이 되었다. 광산의 기술 발전은 2세기 동안 전 세계 채굴에 지대한 영향을 미쳤다. 이 광산은 현재 박물관으로 사용되며 2001년 유네스코 세계유산으로 지정되었다.
팔룬 광산 역사
팔룬 광산의 채굴 작업이 정확히 언제 시작되었는지에 대한 서면 기록은 없다. 고고학 및 지질학 연구는 상당한 불확실성에도 불구하고 채굴 작업이 서기 1000년경에 시작되었음을 시사한다. 850년 이전에는 중요한 활동이 시작되지 않았지만, 1080년에는 광산이 확실히 운영되고 있었다. 10세기 유물에서 광산에서 채취한 구리가 포함된 것이 발견되었다. 초기에는 지역 농부들이 광석을 채취하고 제련하여 가정용으로 사용하는 소규모 작업이었다.
1275년부터 1290년까지 스웨덴의 왕이었던 망누스 3세 재위 무렵, 더욱 전문적인 작업이 시작되었다. 귀족과 뤼베크 출신의 외국 상인들이 농부들로부터 광산을 넘겨받았다. 상인들은 구리를 유럽으로 운반하여 판매했으며, 채굴 작업에도 영향을 미쳐 채굴 방법과 기술을 발전시켰다. 광산에 대한 최초의 서면 문서는 1288년으로, 베스테로스 주교가 부동산과 교환하여 광산의 12.5% 지분을 획득했다고 기록되어 있다.
팔룬 광산 역사
14세기 중반 무렵, 이 광산은 국가의 중요한 자원으로 성장했고, 향후 수세기 동안 스웨덴 국가 수입의 상당 부분이 이 광산에서 나올 것이었다. 당시 국왕인 망누스 4세는 직접 이 지역을 방문하여 채굴 작업에 대한 헌장을 작성하여 주권자의 재정적 이익을 확보했다.
구리를 채굴하는 주된 방법은 대규모 화재를 통해 암석을 가열하는 것이었는데, 이를 화공법이라고 한다. 암석이 식으면 부서지기 쉬워지고 금이 가서 쐐기와 큰 망치 같은 수동 도구를 사용할 수 있었다. 광석을 광산 밖으로 운반한 후에는 공개된 불구덩이에서 구워서 유황 함량을 줄였다. 이때 발생하는 짙은 독성 연기는 수세기 동안 팔룬 지역의 특징이 되었다. 구운 후에는 광석을 제련하여 구리가 풍부한 물질을 생산했다. 굽고 제련하는 과정을 여러 번 반복하여 조동을 생산했다. 이것이 광산의 최종 생산물이었고, 추가 정제는 다른 구리 정련소에서 이루어졌다. 이 과정은 19세기 말까지 7세기 동안 큰 변화 없이 사용되었다. 화공법과 배수 기술은 하르츠 산맥과 같은 독일 광산에서 수입되었을 가능성이 높다.
팔룬 광산 역사
1347년 헌장에 따라 팔룬 광산에 만들어진 조직 구조는 당시로서는 진보적인 것이었다. 자유 광부들은 구리 제련소 소유 지분에 비례하여 운영 주식을 소유했다. 이 구조는 현대 합자 회사의 전신이며, 옛 광산 회사의 현대적 후계자인 스토라엔소는 종종 세계에서 가장 오래된 합자 회사로 불린다.
17세기에는 생산 능력이 절정에 달했다. 이 시기에 광산에서 나오는 생산물은 스웨덴의 강대국 시대에 여러 전쟁에 자금을 대는 데 사용되었다. 스웨덴 추밀원은 이 광산을 국가의 보물 창고이자 요새라고 불렀다. 최대 생산량은 1650년에 발생했으며, 3,000톤 이상의 구리가 생산되었다.
팔룬 광산 역사
황금 시대가 끝날 무렵, 이 산은 거의 반천년 동안 채굴되었다. 지난 수십 년 동안 생산이 강화되었고, 1687년에는 암석이 수많은 갱도로 뒤덮였으며 붕괴는 드문 일이 아니었다. 탐사를 위해 광산 지도를 만드는 데 많은 노력이 들어갔지만, 전반적인 조직이나 산의 강도에 대한 추정은 없었다. 1687년 여름, 산에서 정기적으로 큰 굉음이 들렸다. 그 해 하지제 전날, 주요 갱도와 기초 사이의 경계벽이 무너져 광산의 상당 부분이 붕괴되었다. 이는 수백 명의 광부들이 광산에서 일하고 있었기 때문에 큰 재앙이 되어 사망하고 갇힐 수도 있었지만, 광부들이 일하지 않는 1년에 두 번의 날 중 하나인 하지제 전날에 발생했기 때문에 대참사는 면했다. 다른 날은 크리스마스였다.
팔룬 광산 역사
하루가 끝날 무렵 광석을 가열하기 위해 불을 지르고 밤새도록 타게 두었다. 다음 날 아침 불을 끄고 광석을 파냈다. 이런 식으로 광부들은 한 달에 약 1 m (3 ft) 정도 전진할 수 있었다. 불을 다루고 바위를 부수는 광부들은 가장 높은 임금을 받고 가장 숙련된 사람들이었다. 부서진 광석을 운반하는 데는 손수레가 사용되었는데, 약 20 m (70 ft) 간격으로 여러 팀이 장거리를 운반했다. 이것은 보통 신참들에게 배정되는 일이었다. 작업은 힘들었고 광산은 끊임없는 불 때문에 매우 뜨거웠으며, 광부들은 지역 주점의 좋은 손님이었다. 술 취하는 것은 광부들에게는 매우 정상적인 것으로 여겨졌다.
칼 폰 린네는 이 광산을 방문하여 광부들의 삶에 대한 생생한 묘사를 남겼다. 그는 광부들이 "목욕물처럼" 몸에서 땀을 흘리며 흔들리는 사다리를 기어올랐다고 묘사했다. 그는 이어서 "팔룬 광산은 스웨덴의 위대한 경이로움 중 하나이지만, 지옥 그 자체만큼이나 끔찍하다"고 말했다. 린네가 광부들이 일하는 환경을 묘사한 내용은 다음과 같다. "그들은 사방에서 그을음과 어둠에 둘러싸여 있었다. 돌, 자갈, 부식성 반초석, 물방울, 연기, 연무, 열기, 먼지가 도처에 있었다."