بخشی از مقاله
چکیده
بررسیهای انجام گرفته پیشین در برگه 1:100000 زنجان حاکی از حضور دگرسانیهای فیلیک، آرژیلیک، پروپیلتیک، سیلیسیشدگی و اکسید آهن خصوصا در قسمتهای غربی میباشد. در این پژوهش سعی شده است ناهنجاری عناصر کمیابی همچون La، Th، Ce، Ba، Nb، Tl، U و Y برای تعیین مناطق امیدبخش مشخص شود. به این منظور ضمن بررسیهای آماری تک متغیره و چند متغیره از مدلسازی فرکتالی عیار-تعداد و عیار- محیط به منظور جدایش ناهنجاریهای ژئوشیمیایی استفاده است.
روشهای فرکتالی، ساختار و موقعیت فضایی دادهها را در جداسازی جوامع آماری حدود زمینه، حد آستانه ای و ناهنجاری های ژئوشیمیایی دخالت داده و لذا نتایج بهتری در مقایسه با روشهای کلاسیک بدست میدهند. در مجموع 610 نمونه از رسوبات آبراههای جهت بررسیهای ژئوشیمیایی در محدوده برداشت شده است. مقادیر حد آستانهای محدوده بر اساس PPM برای عناصر مورد بررسی به ترتیب 34، 11، 60، 360، 18، 0/5، 2/19 و 25 تعیین شد. آنومالیهای بدست آمده منطبق بر مناطق دگرسانیهای حاصل از مطالعات سنجش از دور در منطقه میباشند. بنابراین مکانهایی برای مطالعات آینده پیشنهاد شدند.
مقدمه
پس از تهیشدن کانسارهای نمایان و پرعیار، جستجو و بهرهبرداری از نهشتههایی با عیار کم توجیه اقتصادی یافته است. اما از آنجا که از نقطه نظر علمی، تعیین مکان واقعی این نهشتههای کم عیار مشکل است، ژئوشیمی اکتشافی در چنین مواردی اهمیت زیادی می یابد - حسنی پاک، . - 1389 ژئوشیمی اکتشافی با تکیه بر اصول رفتار شیمیایی عناصر و مناسبات گروهی آنها، در پی یافتن کلیدهایی است که با استفاده از آنها نقاط امیدبخش و زونهای کانیسازی را معرفی نماید . - Borovec, 1996 - بهرهگیری از هندسه فرکتال که از آن به هندسه طبیعت نیز یاد میشود جهت بررسی پیچیدگیهای زمین استفاده می شود، در واقع هندسه فرکتال ناتوانی آمار کلاسیک را در تشریح این پیچیدگی ها پوشش داده است.
دشواری در اکتشافات ژئوشیمیای به کمک این فرکتال به خوبی قابل توصیف میباشد - Cheng & . - Agterbeg, 1996 بولین و همکاران - 1992 - از چهار روش موجود برای اندازه گیری ابعاد فرکتال مناطق یا سطوح استفاده کرده اند. نمودار تغییرات، طول کنتورها در برابر مقیاس، رابطه تعداد -مساحت و رابطه محیط-مساحت. روش اول از تئوری زمین آماری نتیجه میشود، روش دوم از مطالعه ابعاد فرکتالی خط ساحلی بریتانیا ماندلبروت - 1967 - نتیجه میشود. روش سوم از دورنمای توپوگرافی ماندلبروت - 1975 - مشتق میشود.
روش چهارم توسط مندلبروت 1982 - و - 1983 معرفی شده و سپس توسط چنگ - 1994 - برای استفاده در تجزیه و تحلیل دادههای ژئوشیمیایی تشریح شده است. مطالعات فرکتالی جهت جداسازی آنومالی از زمینه توسط پژوهشگران کثیری استفاده شده است . - Hassanpour & Afzal, 2013; Afzal et al, 2016 ;Barak et al, 2017; 2018 - در این پژوهش پس از انجام پیشپردازش و پردازشهای لازم بر روی دادههای رسوبات آبراههای به دو روش فرکتال عیار - تعداد و عیار - محیط محدوده های آنومالی احتمالی از زمینه جداسازی شدند، این محدودهها دارای تطابق مکانی بالا با محدوده های آلتراسیونی در منطقه میباشند.
زمینشناسی منطقه مورد مطالعه
ورقه 1:100000 زمینشناسی زنجان در میان طولهای خاوری 48 درجه تا 48 و 30 دقیقه و عرضهای شمالی 36 درجه و 30 دقیقه تا 37 درجه است و در گوشه شمال باختری چهارگوش 1:250000 زنجان واقع شده است. این ورقه از نگاه ساختاری بخش هایی از دو زون طارم و سلطانیه را در بر میگیرد. زون طارم یک کمان ماگمایی مرکب از نهشتههای آتشفشانی و آتشفشانهای ائوسن است که توسط توده های نفوذی الیگوسن زیر تاثیر قار گرفته و در حقیقت دنباله نوار آتشفشانی نفوذی البرز باختری است. در حالیکه زون سلطانیه به طور عمده از نهشتههای رسوبی پرکامبرین-پالئوزوییک بسیار کم مزوزوئیک پدید آمده و در حقیقت یکسری سنگ بالا آمده کهن است - سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی، - 1396 این برگه در شکل - 1 - نمایش داده شده است.
بحث روش پژوهش
در این پژوهش از دادههای مربوط به تعداد 610 نمونه ژئوشیمیایی از رسوبات آبراههای که توسط سازمان زمین شناسی کشور برداشته و مورد آنالیز قرار گرفتهاند، استفاده شده است - سازمان زمین شناسی، . - 1396 همه نمونهها به روش XRF و برای 43 عنصر آنالیز شدهاند. بررسیهای ژئوشیمیایی در چند مرحله شامل پردازش دادههای خام، پیشپردازش دادهها، نرمالسازی دادهها، بررسیهای آماری چند متغیره - آنالیز خوشه ای، محاسبه ماتریس همبستگی بین متغیرها - انجام گرفت و سپس جداسازی ناهنجاریهای ژئوشیمیایی به روش های عیار-تعداد و عیار- محیط انجام گرفت و سرانجام نقشههای مربوط به ناهنجاریها ترسیم شدند.
بررسی آماریهای تکمتغیره در محیط نرمافزار Excel 2016 و جداسازی آنومالی از زمینه از به روشهای فرکتال عیار -تعداد و عیار -محیط نیز در محیط ArcGIS 10.3 انجام گرفت. بررسی هیستوگرام و نمودار تابع تجمعی عناصر مورد بررسی نشان داد که این عناصر توزیع نرمال ندارند و از توزیع لاگ نرمال پیروی می کنند. پارامترهای آماری تک متغیره توزیع عناصر La، Th، Ce، Ba، Nb، Ti، U و Y در جدول - 1 - ارانه شده است.
پیشپردازش دادهها : نمونههای ژئوشیمیایی قبل از بررسی و تحلیل نیازمند یکسری اصلاحات تحت عنوان پیشپردازش میباشند، که این عملیات به صورت آماری انجام میگیرد. به منظور شناسایی و جایگزینی مقادیر سنسورد از روش جایگزینی ساده یعنی ضرایب 3/4 و4/3 که به ترتیب حد پایین و بالای حساسیت برای به ترتیب مقادیر کوچکتر و بزرگتر حساسیت دستگاه میباشند - حسنی پاک، شرفالدین، - 1380 استفاده شد . در ادامه به منظور تصحیح مقادیر خارج از ردیف و با توجه جایز نبودن حذف این مقادیر،خصوصاً در مورد مقادیر با عیار بالا به دلیل از بینرفتن مناطق آنومال، مقادیر خارج از ردیف با مقدار مناسب مستخرج از روش دورفل با توجه به تعداد نمونهها در سطح اعتماد 99% جایگزین شدند.
نرمالسازی دادهها: پس از جایگزینی مقادیر خارج از ردیف، جامعه آماری تا حدود زیادی به توزیع نرمال نزدیک میشود اما این نرمالسازی از شرایط واقعی فاصله زیادی دارد - حسنی پاک، شرفالدین، - 1380 ، در این مقاله به منظور نرمالسازی دادهها از روش کاکس و باکس توسط نرمافزار S-Gems استفاده شده است - برک و همکاران، . - 1395 بررسی آماری چند متغیره به دو روش آنالیز خوشه ای و تعیین ضرایب همبستگی بین متغیرها انجام گرفت. در روش تجزیه و تحلیل خوشهای، هدف دستیابی به ملاکی برای طبقهبندی هرچه مناسبتر متغیرها و یا نمونهها بر اساس تشابه درون گروهی و اختلاف بین گروهی میباشد، به طوری که حداکثر اختلاف را بین خود دارا باشند.
در خوشهبندی از الگوریتمهای متنوعی استفاده می شود که از جمله این الگوریتمها میتوان به روشهای اتصال نزدیکترین همسایگی، اتصال دورترین همسایگی، اتصال میانگین و … اشاره کرد - . - Borovec, 1996 به کمک این روش همبستگی بالا و ارتباط ژنتیکی عناصر کمیابی مانند La-Ce، Y-Th، Ba-Tl و ... در منطقه گویا میباشد. دورترین همسایه متد خوشهبندی مورد استفاده در این منطقه میباشد، این خوشه در شکل - 2 - نمایش داده شده است.
به منظور محاسبه وابستگی دو به دوی عناصر، میتوان از روشهایی مانند کواریانس و ضرایب همبستگی استفاده کرد. اما بزرگی کواریانس وابسته به واحد اندازهگیری داده ها می باشد، لذا برای حل این مسئله و به منظور محاسبه معیاری از همبستگی دو متغیر بدون وابستگی به واحد اندازهگیری دادهها، از پارامتر آماری ضریب همبستگی استفاده میشود - حسنی پاک، شرفالدین، - 1380 ، نتایج حاصل از این ماتریس در جدول - 2 - نمایش داده شده است.
