بخشی از مقاله
چکیده
محدوده اکتشافی برزج با وسعت 30 کیلومتر مربع در نقشه 1/100000 بیرجند در استان خراسان جنوبی و در خاور بلوک لوت مرکزی واقع شده است. سنگهای اولترابازیک سرپانتینیت، پریدوتیت و لیسونیت، آمیزههای رنگی و سنگهای اسپیلیتی دگرگون شده با سن کرتاسه مهمترین واحد دارای رخنمون در منطقه میباشند. در فاز اکتشافی مقدماتی 61 نمونهی رسوبات آبراههای برای شناسایی مناطق دارای پتانسیل کانیزایی فلزی برداشت شده است.
در این مقاله، نتایج آنالیز شیمیایی 12 عنصر فلزی که در منطقه دارای غنیشدگی میباشند برای محاسبه هاله ژئوشیمیایی مرکب جمعی استفاده شده است. سپس به کمک مدلسازی فرکتالی طیف توان هاله ژئوشیمیایی مرکب به سه بخش نویز، آنومالی و زمینه تفکیک شده است. در مرحله بعد برای هر بخش نقشه کنتوری ترسیم گردیده است.
نقشه نویز که حدود 1/5 درصد تغییرات را شامل میشود، نشان دهندهی خطاهای تصادفی در اندازهگیری عیارها است. نقشه آنومالی نشان دهندهی محدوده دقیق آنومالی مرکب به وسعت 3/1 کیلومتر مربع است. در حالیکه نقشه زمینه نیز نشان دهندهی روند کلی تغییرات هاله ژئوشیمیایی مرکب با وسعت آنومالی در حدود 4/2 کیلومتر مربع میباشد. مناطق آنومالی در این دو نقشه نشان دهندهی مناطق دارای پتانسیل کانیزایی است که در سنگهای اولترابازیک، اسپیلیتی دگرگون شده و لیسونیتها اتفاق افتاده است.
مقدمه
ژئوشیمی یکی از مهمترین ابزارهای اکتشافی محسوب میشود. بررسی چگونگی و قوانین حاکم بر توزیع، پراکندگی، جابجایی و مهاجرت عناصر شیمیایی در محیط مختلف زمینشناسی، برداشت نمونههای ژئوشیمیایی و تفسیر کمی و کیفی نتایج آنالیز نمونهها بخش مهمی از علم ژئوشیمی را تشکیل میدهد. از آنجا که پدیده های زمین شناسی میتوانند باعث غنیشدگی و تهیشدگی سنگها به عناصر خاص گردند، تعیین نواحی که در آنها آنومالیهای ژئوشیمیایی مثبت و یا حتی منفی تشکیل شده اند، کلید مباحث ژئوشیمیایی اکتشافی میباشد. بنابراین پردازش دادههای ژئوشیمیایی، تعیین آستانه برای جدا کردن آنومالیها از زمینه، ترسیم منطقه کانیزایی و تشخیص نحوهی زایش کانیها مهمترین کار در اکتشافات ژئوشیمیایی خواهد بود.
آنومالیهای ژئوشیمیایی بطور ژنتیکی با پدیدهی تشکیل کانسارها وابسته است. این آنومالیها میتوانند بصورت تک عنصره و یا چند عنصره - مرکب - باشند 8] و .[9 از آنجا که آنومالیهای مرکب بزرگتر و بارزتر از آنومالیهای تک عنصره هستند و نمونهای ژئوشیمیایی نیز اکثراً بصورت چند عنصره آنالیز میشوند، بنابراین تعیین آنومالیهای ژئوشیمیایی مرکب در اکتشافات اولیه میتوانند عملکرد بهتری را از خود نشان خواهند داد
آنومالیهای مرکب میتوانند به دو صورت جمعی و ضربی محاسبه شوند. در آنومالیهای جمعی از مقادیر نرمالیز شده استفاده میشود، در حالیکه در آنومالیهای ضربی نیازی به نرمالیز کردن دادهها نیست
برای محاسبه مقادیر آستانه یا تفکیک جوامع آماری نیز میتوان از دو دسته روشهای غیر ساختاری و ساختاری استفاده نمود. در روشهای غیر ساختاری از توزیع فراوانی دادهها و در روشهای ساختاری علاوه بر توزیع فراوانی از همبستگی فضایی بین دادهها نیز استفاده میشود
روشهایی همچون استفاده از پارامترهای آماری، روش حاصلضرب احتمال پیدایش در تعداد نمونه، روش فاصله ماهالانوبیس، روشهای نموداری - همچون نمودار احتمال و نمودار جعبهای، نمودار خیدو - و روش آماره انفصال جزء دسته اول و روشهای از قیبل آماره فضایی U، روشهای فیلترینگ فضایی، روش میانگین متحرک، روشهای فرکتالی و روش کریجینگ نیز جزء دسته دوم محسوب میشوند
اگرچه از آنومالیهای مرکب در طول چند ده گذشته استفاده شده است، ولی میتوان به کاربرد این روش در اکتشاف کانسارهای اورانیم [4]، استفاده از هالههای مرکب در اکتشاف نیمه- تفصیلی مس- طلای پورفیری خوپیک [5]، ترسیم محدوده کانیزایی در کانسار سرب و روس ایرانکوه [11] و اکتشاف محدودههای میدان گازی [12] نیز نام برد .
در این مقاله، از روش مدلسازی فرکتالی طیف توان برای تعیین آنومالی مرکب در محدوده اکتشافی برزج واقع در استان خراسان جنوبی استفاده خواهد شد. برای این منظور دادههای ژئوشیمیایی رسوبات آبراههای در مقیاس 1/25000 بکار گرفته خواهد شد. لازم به یادآوری است که مدل فرکتالی طیف توان یکی از بهترین روشهای ساختاری تعیین آنومالی میباشد.
زمین شناسی محدوده مطالعاتی
منطقه اکتشافی برزج در حدود 25 کیلومتری جنوب شرقی شهر بیرجند واقع شده است. . بر اساس تقسیمات ساختمانی-رسوبی ایران منطقه اکتشافی در خاور خرد قاره ایران مرکزی و در خاور مرکز بلوک لوت و در نزدیکی محل اتصال این بلوک با حوضه فلیش کرتاسه نهبندان- خاش یا زون زمین درز سیستان واقع است
قدیمیترین واحد سنگی منطقه، سنگهای اسپیلیتی دگرگون شده متعلق به دوره کرتاسه است که در بخش شمالی منطقه قابل مشاهده است
سنگهای اولترابازیک پریدوتیتی با سن کرتاسه، مهمترین و بزرگترین واحد پلوتونیک منطقه میباشد. این سنگها در بعضی قسمتها بصورت دایکهای با جنس گابرو در منطقه ظاهر شدهاند. لیستونیتها فراوانترین واحد سنگی منطقه مطالعاتی است. بخشی از این واحد سنگی در مجاورت سنگهای پریدوتیتی و بخشی دیگر بصورت واحد سنگی لیستونیت-سرپانتینیت- پریدوتیت با لایهبندی تکراری، در بخشهای شمالی و غربی منطقه رخنمون دارند
مخلوطهای رنگی که در بخش شرقی منطقه مشاهده میشوند شامل سنگهای بازیک، اولترابازیک و رسوبی با ابعاد متفاوت با سن کرتاسه بالایی هستند.
رسوبات فلیشی با سن پالئوسن شامل شیلهای سبز رنگ، ماسه سنگ، سیلت و شیلهای فیلیتی است که بصورت پراکنده در منطقه مطالعاتی دیده میشوند. در بعضی مناطق این رسوبات شدیداً ماسهای بوده و با سنگهای اسپیلیتی و یا سنگهای اولترابازیک به نسبتهای مختلف آمیخته شده است .[7] واحد دگرگونی فیلیت و شیست که در بخش جنوبی شکل 1 مشاهده میشود، نیز جوانترین واحد سنگی منطقه است.
شکل -1 نقشه ساده شده زمینشناسی منطقه اکتشافی برزج
روش فرکتالی طیف توان- مساحت
اگر توزیع دادههای اکتشافی از یک تابع توانی تبعیت کند، امکان مدلسازی دادهها با روابط فرکتالی میسر خواهد شد. خصوصیت مهم توابع توانی تغییرناپذیری نسبت به مقیاس است. آنومالیهای ژئوشیمیایی نتیجه فرآیندهای مختلف زمینشناسی هستند که باعث پراکندگی و تغییرات فضایی عناصر شیمیایی در سنگها و رسوبات میشود. این تغییرات فضایی در مقیاس مختلف الگوی خوشهبندی شده دارد، که از مدلهای چند فرکتالی تبعیت میکنند
با استفاده از تبدل فوریه میتوان دادههای مکانی از حوزه فضا را به حوزه فرکانس انتقال داد. به عبارتی، تغییرات عیار برای تمامی موقعیتهای مکانی دادههای ورودی با استفاده از این تبدیل، به جنس فرکانس - نوسانات در گستره زمان - تبدیل میشوند. این انتقال برای دادههای گسسته با استفاده از تبدیل فوریه سریع به فرمول زیر صورت میگیرد:
که طیف فوریه، u و v متغیرهای فرکانس - عدد موج - ، - , - پارامتر اندازهگیری و x و y متغیرهای مکانی است. به منظور محاسبه طیف فوریه، شبکه نمونهبرداری بایستی منظم باشد. بنابراین در صورت داشتن یک شبکه نمونهبرداری نامنظم - که در اکثر پروژههای اکتشافی با این حالت روبرو هستیم - ، میتوان به روشهای درونیابی شبکه داده ها را منظم نمود
