بخشی از مقاله
چکیده :
منطقه چاپان - ایرانخواه - دراستان های آذربایجان غربی وکردستان در 45 کیلومتری جنوب غرب شهرستان سقز واقع شده است.برای تعیین مناطق پتاتسیل دار برگه 1:100000چاپان 898 نمونه آبراههای از منطقه چاپان جمع آوری شده و برای عناصر Ag,Cu,Au,Sb,Pb,Cr,Ni,Bi,As,Sn,Ba,V,Sr,Hg,W,B,Mo,Au به روش ICP-MS آنالیز شدند. آنالیزهای تک متغیره و چندمتغیره برروی داده های فوق انجام شد که برای رسم نقشه بی هنجاری هر عنصر، ابتدا حد آستانهای با روش تک متغیره - X+tS - محاسبه شد.
انالیزهای چند متغبره بر روی داده ها انجام شد و نتایچ آنالیز خوشهای سلسله مراتبی سه خوشه جداگانه مشخص شد که عناصر این خوشه دارای مقادیر بالاتری نسبت به سایر عناصر در منطقه هستند. همچنین نتایج آنالیز K-means Cluster نتاج آنالیزخوشه ای سلسله مراتبی را تایید کردند که در نقشه خوشه دوم به رنگ قرمز مشخص شد. برروی داده های فوق همچنین آنالیز فاکتوری نیز انجام شد که با مطالعه مقادیر ویژه فاکتور ششم به همراه نقشه فاکتور مهم در تعیین منازق دارای پتانسیل معرفی شد. در نهایت نتایج فوق با هم تلفیق شده بهترین مناطق امیدبخش برای مطالعات آتی مشخص شدند.
مقدمه :
منطقه مورد مطالعه از نظر تقسیمات کشوری دراستان های آذربایجان غربی وکردستان، در 45 کیلومتری شهرستان سقز در موقعییت جغرافیایی 46 30 00" تا 47 00 00" طولهای شرقی و 36 00 00" تا 36 30 00" عرضهای شمالی جای دارد.>1@ در این مقاله از روش های آنالیز تک متغیره - محاسبه حدآستانه ای به روشهای غیرساختاری و ساختاری - و روشهای آنالیزچندمتغیره خوشهای و فاکتوری و با استفاده از نرم افزارهای Surfer, Arc GIS, SPSS برای مشخص نمودن مناطق پر پتانسیل استفاده شد. روشهای آنالیز تک متغیره و چند متغیره بر روی دادههای ژئوشیمیایی توس محققان زیادی استفاده شده است.
شایسته فر و همکاران >2@ - 1389 - از روش های انالیز تک متغیره و چندمتغیره برای پتانسیلیابی با پردازشهای دادههای ژئوشیمی اکتشافی برگه 1:100000 سربیشه، سربیشگی مقدم و همکاران >3@ - 1387 - این روشها را جهت شناسایی آنومالی های فلزی ورقه 1:100000 دولت آباد کرمان، سان و همکاران - >4@ - 2011 از روش آنالیز چندمتغیره فاکتوری برای شناسایی الگوی ژئوشیمیایی در منطقه شدولانگ در کشور چین در حالی که یوان و همکاران >5@ - 2013 - روشهای فوق را به تربیت برای شناسایی فلزات خطرناک در اطراف معدن مس سرچشمه و شناسایی آلودگی فلزات سنگین در منطقه ای از چین استفاده کردند.
نویسندگان ایرانی بسیاری از روشهای آنالیز چندمتغیره بر روی دادههای ژئوشیمیایی و مقاصد مختلف به کار بردهاند که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد: شایسته فر و زمردیان - 1392 - ، از روش های آماری چندمتغیره - خوشه ای و انالیز مولفه های اصلی - بر روی داده های ژئوشیمیایی برای تعیین ژنز کرومیتهای منطقه صوغان،استفاده کردند.
>6@ در صورتی که قورچی و کریم پور - 1389 - از روش آماری چند متغیره تحیلیل مولفههای اصلی برای شناسایی آنومالیهای ژئوشیمیایی در ناحیه فیض آباد - شمال شرق ایران - استفاده کردند.>7@ از روش های آماری تک متغیره هاشمی گهرویی و همکاران - >8@ - 1391 برای ارزیابی پتانسیل کانیزایی بازالت در منطقه سلطان میدان - شمال شاهرود - و دهقان منشادی و همکاران - 1390 - برای شناسایی بیهنجاریهای ژئوشیمیایی کانسار چاهمیر استفاده کردند.>10@
عباسزاده و همکاران - - 1392 از روش های آماری تک متغیره - X+tS و فراکتال - و چندمتغیره - خوشه ای و آنالیز مولفه اصلی - بر روی داده های ژئوشیمیایی و تلفیق نتایج منطقه قلعه عسکر در استان کرمان جهت شناسایی مناطق کانیزایی مس پورفیری استفاده کردند>11@ در حالی که یوسفی و همکاران - - 1385 از روشهای آماریآنالیز چندمتغیره فاکتوری و خوشه ای بر روی دادههای آبراههای برای شناسایی مناطق دارای بیهنجاری ژئوشیمیایی استفاده کردند.>12@ حاجی میرزاجان و همکاران - - 1392، از تلفیق دادههای زمین شناسی، ژئوشیمیایی و ژئوفیزیکی برای شناسایی کانی زایی در منطقه رودگز، جنوب شرق گناباد استفاده کردند.>13@
بحث:
نقشه زمین شناسی 1:100000 چاپان در شکل 1 آورده شده است.قسمت عمده ای از استان کردستان در پایانه شمال باختری قلمرو ساختاری رسوبی، سنندج - سیرجان قرار دارد با وجود این بخش کوچکی از جنوب باختری استان متعلق به پهنه زاگرس و نیمه شمال خاوری آن به صورت ساختارهای فروافتاده، متعلق به حاشیه جنوب باختری ایران مرکزی است به همین رو ساختار زمین شناسی استان تا اندازه ای متنوع می باشد.>3@
شکل 2موقعیت جغرافیانی منطقه مورد مطالعه در نقشه ایران و چهارگوش تکاب را نشان میدهد نیز راه های دسترسی به منطقه نشان داده شده است. با تلفیق دادههای ماهوارهای و نقشه زمینشناسی 1:100000، حوضههای آبریز بااهمیت مشخص و نمونهبرداری از رسوبات در طول مسیر رودخانههای اصلی و حوضههای آبریز کوچک صورت گرفته است محل برداشت این نمونه ها در شکل 3 نشان داده شده است.
تعداد 898 نمونه آبراهه ای از منطقه توس سازمان زمین شناسی و اکتشافلت معدنی کشور برداشت شده و به روش ICP-MS برای عناصر Ag,Cu,Au,Sb,Pb,Cr,Ni,Bi,As,Sn,Ba,V,Sr,Hg,W,B,Mo,Au تجزیه شدند. قبل از استفاده از دادهها برای آنالیز های ژئوشیمیمایی باید روی آن پیش پردازش صورت گیرد که شامل جایگزینی دادههای سنسورد - مقادیر بیشتر و یا کمتر از حد حساسیت دستگاه - و جایگزینی مقادیر خارج از ردیف است. در این تحقیق دادهی سنسورد وجود نداشت.
مقادیر خارج از ردیف به مقادیری گفته می شوند که به دلایلی به گونه ای چشمگیر،خارج از جامعه اصلی قرار گرفته و خود را جدا از بقیه نمونهها قرار دادهاند.>15@ در این تحقیق مقادیر خارج از ردیف با روش Box-Plot آنها، مشخص شدند و سپس با بیشینه مقدار پس از آن جانشین شده اند. برای نمونه، نمودار Box-Plot عنصر Zn در شکل 4 اورده شده است.
نمودار فراوانی تمامی عناصر رسم شد و مشخص شد که عناصر توزیع نرمال نشان نمیدهند و باید با یک تبدیل لگاریتمی به توزیع نرمال تبدیل شوند که در این مقاله از تبدیل لگاریتمی - - Lnستفاده شد. برای مثال نمودار فراوانی و Q-Q-Plot عنصرZn قبل از تبدیل لگاریتمی و پس از ان در شکل 5 رسم شده است.همانطور که از شکل پیداست نمودار فراوانی عنصر Zn پس از تبدیل، به توزیع نرمال تبدیل شده است.
روشهای آنالیز تک متغیره:
برای آنالیز تک متغیره از روشهای جداسازی بیهنجاری از زمینه استفاده شد که به طور کلی این روشها را می توان به دو دسته کلی روشهای ساختاری و غیرساختاری تقسیم کرد. روشهای غیرساختاری روشهایی هستند که بر اساس پارامترهای توزیع، حدآستانهای را مشخص می نمایند ولی روشهای ساختاری، ساختار و ارتباط فضایی نمونه ها نیز جهت شناسایی حد آستانه ای مدنظر قرار می دهند.>15@
از حدآستانه برای ترسیم نقشه استفاده شد که یکی از راههای درک ارتباط بین دادهها و ارتباط بین دادهها واطلاعات بررسی شده در یک پروژه اکتشافی، ترسیم نقشه است. نقشهها به صورت نمادین، حاصل مراحل دادهپردازی، تحلیل و تخمین مناسب دادهها بوده و کمک بسیار موثری در درک ارتباطات بین اجزای موجود و تعبیر و تفسیر نتایج و نهایتا طراحی بهینه فازبندی میکنند.>16@ در این تحقیق از روش غیرساختاری X+tS استفاده شد. برای رسم نقشه بیهنجاری عناصر، ابتدا باید حد آستانهای آن ها را بهدست آورد که برای تعیین آن به روش X+tS باید مقدار زمینه و انحراف معیار مشخص شود که برای تعیین مقدار زمینه از تفیق دو روش زیر استفاده شده است:
.1ابتدا به کمک هیستوگرام فراوانی دادهها مقادیر بی هنجاری از بقیه مقادیر جدا شوند پس از آن بین دادههای باقیمانده میانگین حسابی گرفته شود که این مقدار به عنوان زمینه شناخته می شود.
.2 روش دوم استفاده از میانه داده هاست که در آن مییانه کل داده ها به عنوان زمینه انتخاب می شود. به دلیل آنکه مقدار میانه مستقل از توزیع فراوانی دادهها بوده و از روی نمودار توزیع محاسبه نمیگردد و همچنین مستقل از مقادیر کرانهای بوده و مقدار بیشینه و کمینه دادهها در ان تاثیری ندارد، میتون گفت پاراکتر بسیار مناسبی جهت تعیین مقدار زمینه است. باید توجه داشت که روش اول بدون اشتباه نخواهد بود زیرا جدا کردن دادههای مربوط به زمینه روش دقیقی نیست و احتمال وجود اشتباه در آن وجود دارد. نتایج حد استانه ای با این روش در جدول 1 اورده شده است.
ضریب همبستگی پیرسون برای عناصر محاسبه شد و نتایج آن در جدول2نشان داده شده است. همانطور که قبلا اشاره شد عناصری که ضریب همیشتگی انها بیشتر از 0/7 باشد، دارای همبستگی قوی هستند این عناصر در جدول به رنگ زرد نشان داده شده اند و شامل همبستگی زیاد بین وانادیوم و کروم است.عناصری که دارای ضریب همبستگی بین 0/4 تا 0/7 باشند، دارای همبستگی متوس میباشند که این عناصر در جدول به رنگ صورتی نشان داده شدهاند.
روشهای آنالیز چندمتغیره:
تجربه نشان دادهاست که اگر ترکیبی از مقادیر یک گروه از عناصر معرف، به جای مقدار یک عنصر خاص بکار گرفته شود، هالههای ژئوشیمیایی در اطراف تودههای کانساری بهتر مشخص می شوند و اثرات خطاهای تصادفی در آن به حداقل میرسد. بهطور کلی دو مزیت عمده در بررسیهای آماری چندمتغیره وجود دارد. اول آنکه هاله های مرکبی که از روش های آماری چندمتغیره بهدست میآید، نسبت به سیمای زمینشناسی و ماهیت ژنتیکی نهشته های کانساری رابطه نزدیکتری را نشان میدهد و در نتیجه ارتباط بین عناصر بهتر مشخص میشود.دوم آنکه بوسیله هاله های مرکب میتوان خطاهای تصادفی، تعداد داده ها و نقشه ها را به حداقل رسانده و به نتایج کارامدتری دست یافت.
روش های متدادل در آمار چندمتغیره شامل: روش نحلیل مولفه اصلی - - PCA، تحلیل فاکتوری - - FA، تحلیل خوشهای - - CA، رگرسیون چندگانه، تحلیل ویژگی و تحلیل تفریقی است. روش تحلیل فاکتوریو تفریق تحلیل ی براساس تحلیل مولفه اصلی صورت میگیرد.>17@در این تحقیق از ضریب همبستگی و روشهای آنالیز چندمتغیره خوشهای و فاکتوری استفاده شده است.
مقدار ضریب همبستگی بالا - بین -1 و - 1 رابطه بسیار خوبی را بین دو متغیر نشان میدهد و در نقطه مقابل ضریب همبستگی در اطراف صفر، رابطهای بین آنها نشان نمیدهد.در سطح اعتماد 95، پارامترهایی که ضریب همبستگی آنها بیش از 0/7 باشند، دادای همبستگی قوی هستند و ضریب همبستگی بین0/4تا 0/7 رابطه متوسطی بین پارامترها را نشان میدهد.
آنالیز خوشهای:
روشهای تحلیل خوشهای کاربرد وسیعی در علوم زمین دارند. گروهبندی خوشهای ،روشی است که برای دسته بندی داده های ژئوشیمیایی به کار میرود.تحلیل خوشهای، مشاهداتی را که باهم شباهت زیاد دارند را به یکدیگر مرتب میکند.
