توصیف الگوهای ژئوشیمیایی با استفاده از روش‎های تحلیل مؤلفه اصلی و کلاستر فازی میان‎مرکز (FCMC) برای ثبت بی‌هنجاری‌های ضعیف (منطقه قولان- آذربایجان شرقی)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران.

2 گروه زمین شناسی، دانشگاه آزاداسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران.

3 گروه مهندسی معدن، دانشگاه آزاداسلامی واحد اهر، اهر، ایران.

چکیده

ثبت بی‌هنجاری‌های بهینه ژ‌ئوشیمیایی نیازمند پی‎جویی‎های توجیهی (Orientation Survey)است که یکی از لایه‎هایمهم آن انتخاب روش بهینه تحلیل داده‎هاست.شناسایی مناطق کانی‎زایی شده و پنهان با استفاده از روش‌های نو و ارائه الگوی مناسب عناصر ردیاب برای بررسی پتانسیل‌های امیدوارکننده با مؤثرترین روش در منطقه قولان، هدف این پژوهش و گامی در سوی بهینه‎سازی عملیات اکتشافی است. در این راستا، 233 نمونه از رسوبات آبراهه‎ای برداشت و برای عناصر پایه و ردیاب‎های مربوط به آنها (Cu, Mo, Cr, Co, Ni, Pb, Zn, As, Y…)تجزیه شدند. فرایند پردازش داده‎ها با استفاده از دو روش تحلیل مؤلفه اصلی و خوشه‎بندی فازی میان‎مرکز (Fuzzy C-meansClustering) (FCMC) انجام و بی‌هنجاری‌های موجود در منطقه شناسایی شدند. نتایج حاصل از به‎کارگیری روش خوشه‎بندی فازی میان‎مرکز (FCMC) برروی داده‎های منطقه نشان‎دهنده ثبت بی‌هنجاری‌های Cu و Mo در محدوده قره چیلر است. به‌گونه‌ای که جدایش بی‌هنجاری‌های این دو عنصراز یکدیگر، احتمالاً به‎دلیل اسیدی شدن منطقه و شستشوی رخنمون‌های سولفیدی و حمل‌و‌نقل  Mo به‌صورت مولیبدات‌ها صورت گرفته  و باعث جدایش تقریبی هاله‎های ثانویه  Cu از  Mo در نزدیکی یکدیگر شده است. اعمال  FCMCبراساس منطق فازی (FuzzyLogic) حاکی از قرار گیری Cu و Mo در یک خوشه و همپوشانی بی‌هنجاری‌های آن نشان‎دهنده پاراژنز این دو عنصر است. مقایسه نتایج حاصل از دو روش، بیانگر ثبت بی‌هنجاری‌های مشابه در منطقه با به‎کارگیری هر دو روش خوشه‌بندی فازی میان‌‎مرکز (FCMC)  و  PCAاست اما الگوی ثبت بی‌هنجاری‌های ژئوشیمیایی توسط PCA نشان می‌دهد که اعمال این روش در شدت‌بخشی به هاله‌های ژئوشیمیایی ضعیف بی‌هنجاری‌های پنهان، مؤثرتر از خوشه‌بندی فازی میان‌مرکز (FCMC)  عمل می‌کند . به‌گونه‌ای که با این روش بجز محدوده قره چیلر، باختر لوتکه و بی‌هنجاری‌های پنهان نمنیق نیز با الگوهای ژئوشیمیایی مناسب Cu-Mo درامتداد همان منطقه  (شمال باختر- جنوب خاور) با شدت قوی‌تری ثبت شدند. بررسی‌های بعدی نشان می‌دهد که روش PCA در حذف اثر ترکیب سنگی و ثبت الگوهای بهینه ژئوشیمیایی مؤثرتر است و نتایج حاصل از آن در منطقه صحت بیشتری دارد.

کلیدواژه‌ها


برنا، ب.، جان نثاری، م. ر.، 1372- گزارش اکتشافی طلا در مناطق قره چیلر و قره دره وبررسی طلا در زونهای آرسنیک دار سیه رود و دستجرد.
حسنی­پاک، ع. ­ا.، 1380- تحلیل داده­های اکتشافی، انتشارات دانشگاه­تهران، 2536.
رستم اف، ز.، 1371- متالوژنی در زون الحاق تکتونیکی ایران و قفقازکوچک.
شرکت مشاورین چکان، 1377- گزارش پتانسیل­یابی منطقه شهرستان ­ارسباران، طرح بررسی ذخایرمعدنی (آذربایجان شرقی).
علوی، ح.، 1371- گزارش زمین­شناسی ورقه 1:100000 سیه­رود، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات­معدنی کشور.
فتحی، ه.، 1382- کاربرد هندسه فراکتال در جداسازی آنومالی و تخمین حدآستانه­ای، سمینار کارشناسی ­ارشد، دانشگاه صنعتی­سهند تبریز.
قنبری، ی.، 1381- اکتشافات ژئوشیمیایی و بررسی پتانسیل­های معدنی Cu-Mo و بکارگیری روشهای GIS در منطقه قولان (سیه­رود، آذربایجان­شرقی)، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی­سهند تبریز.
ملاک پور، م. ع.؛1352-  مطالعات مقدماتی حفاری وزمین‌‌شناسی ناحیه معدنی قره چیلر، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات­معدنی کشور.
مؤمن زاده، م.، 1364- گزارش ارزیابی ذخایر معدنی شناخته شده منظقه چهارگوش اهر، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات­معدنی کشور.
 
References
Bezdek, J. C., Ehrlich, R. & Full, W., 1984 - FCM: the fuzzy c-means Clustering algorithm”, J. Computers & Geosciences (10), pp.191-20
Brown, W., Groves, D. & Gedeon, T., 2003- Use of fuzzy membership input layers to combine subjective geological knowledge and empirical data in a neural network method for mineral-potential mapping: Natural Resources Research, International Association for Mathematical Geology, Special issue on Neural networks (12), pp.183-200
Crosta, A. P, Rabelo, A., 1993- Assessing Landsat/TM for Hydrothermal mapping in Central Western, Brazil, in processing of the 9th Thematic Conference Of Geologic Remote Sensing.
Du , Q. & Flower, E. J, 2008- Low-Complexity Principal Component Analysis for Hyperspectral Image Compression.International Journal of High Performance Computing Applications,pp.438-448  .
Fresman, A. E., 1939b- Geochemical and mineralgical methods of prospecting for useful minerals., In: U.S. Geol. surv. Circ.127, 37pp.
Howarth, R. J. & Sinding-Larson, R., 1983- In: R. J. Howarth(editor), Statistic and Data Analysis in Geochemical prospecting. Handbook of exploration Geochemistry, vol.2, Elsevier, Amesterdam, pp: 207-289.
Knox-Robinson, C. M., 2000- Vectorial fuzzy logic; a novel technique for enhanced mineral prospectivity mapping, with reference to the orogenic gold mineralization potential of the Kalgoorlie Terrane, Western Australia: Australian; Journal of Earth Sciences( 47), pp. 929-941.
Kramar, U., 1995- Application of limited fuzzy clusters to anomaly recognition in complex geological environments, Elsevier, Journal of Geochemical Exploration (55), pp. 81-92.
Loska, K. & Wiechuła, D., 2003- Application of principal component analysis for the estimation of source of heavy metal contamination in surface sediments from the Rybnik Reservoir, Journal of Chemosphere 51:723–733
Loughlin, W. P. G., 1991- Principal Component Analysis Alteration Mapping. Photogram. Eng. Remote Sensing.
Lovering, T. S., Huff, L. C., Almond, H., 1950- Dispersion of Copper from San Manual Copper Deposit., Pinal County, Arizona, Econ. Geol., 45:493-514.
Pasadakis, N., Obermajer, M. & Osadetz, K. G., 2004- Definition and characterization of petroleum compositional families in Williston Basin, North America using principal component analysis. Journal of Organic Geochemistry 35 (2004) 453–468.
Prinzhofer, A., Mello, M. R., Da Sila Freitas, L. C. & Takaki, T., 2000- A new geochemical characterization of natural gas and its use in oil and gas evaluation. In Mello M.R. and Katz, B.J.(Eds.), Petroleum systems and south Atlantic Margins.American Association of Petroleum Geologists Bulletin, Memoir 70:107-119.
Rantitsch, G., 2000- Application of fuzzy clusters to quantify lithological background concentrations in stream-sediment geochemistry; Elsevier, J. Geochem. Explor (71), pp. 73–82. 
Rose, A. W., Hawkes, H. E. & Webb, J. S., 1979- Geochemistry in mineral exploration.", Academic press, New York .N.Y., 2nd ed., 657pp.
Sabeti, H., Javaherian, A. & Araabi, N. D., 2007- Principal component analysis applied to seismic horizon interpretations .International congress of Petroleum Geostatistics , Cascais, Portugal, 10 - 14 September 2007.
Webb, J. S., 1958b- Observation of Geochemical exploration in tropical terrains. In: Symposium de exploration Geochemica 20th. Int. Geol. Congr. Mexico City, 1956, pp: 143-147.
Woodall, R., 1984- Success in mineral exploration Confidence in source and Ore deposit models." Geosci. Can., 11:127-132.