آنالیز دادههای دورسنجی و ژئوفیزیک هوایی جهت اکتشاف کانسارهای نوع پورفیری با استفاده از روش طبقهبندی فازی. مطالعه موردی منطقه میدوک استان کرمان
| دسته | دورسنجی و GIS |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و یکمین گردهمائی علوم زمین |
| نویسنده | زهره معزیفر۱ حجتاله رنجبر۲ مهدی هنرمند۱ |
| تاريخ برگزاری | ۲۹ آبان ۱۳۸۴ |
چکیده
منطقه مورد مطالعه در جنوب کمربند آتشفشانى- رسوبى ایران مرکزى واقع شده است و منطقهاى حدود ۴۲۰ کیلومتر مربع را شامل میگردد. میدوک و سارا دو محدوده کانیسازى میباشند که در این منطقه وجود دارند و محدوده معدن مس میدوک به عنوان منطقه کنترلى انتخاب شده است. دادههاى ژئوفیزیک هوایى (رادیومترى پتاسیم، اورانیوم، توریم و شدت میدان مغناطیسى) با دادههاى سنجنده ETM+ ترکیب شده و سپس با استفاده از روش آنالیز طبقهبندى فازى آنالیز شدهاند. روش طبقهبندى فازى جهت طبقهبندى دادههاى دورسنجى استفاده میشود اما در اینجا از این روش جهت ترکیب دادههاى ژئوفیزیک و دورسنجى استفاده شده است. پس از اینکه مناطق کنترلى و آموزشى (Training areas) انتخاب شدند، تمام منطقه با روش طبقهبندى فازى به دو بخش دگرسان شده و غیردگرسان شده تقسیم شد. این روش آنالیز جهت اکتشاف کانسارهاى نوع پورفیرى در کمربند آتشفشانى- رسوبى ایران مرکزى مفید میباشد.
Abstract :
The study area is located in the volcanic-sedimentary belt of Central Iran and covers an area of about ۴۲۰ km۲. Meiduk and Sara deposits are located in this area and Meiduk deposit is chosen as a control area. Airborne geophysical data (K counts, U counts, Th counts and total magnetic intensity) has been integrated with ETM+ data and then analyzed by using fuzzy classification metod. Fuzzy classification is usually used for classification of remote sensing data. Here, it is used for classification of both geophysical and remote sensing data. After defining the training sets (altered and unaltered areas), the entire area is classified into altered and unaltered zones. This type of analysis is useful for exploration of porphyry copper deposits in the Central Iranian Volcanic- Sedimentary Belt.
مقدمه
تعداد زیادی از کانسارهای شناخته شده ایران در کمربند آتشفشانی ارومیه- دختر واقع شدهاند (شکل 1). این کمربند دارای پتانسیل زیادی در ارتباط با کانسارهای نوع پورفیری میباشد. بخش عمدهای از این کمربند تاکنون به صورت تفضیلی پیجویی نشده است. هدف از این مطالعه ارائه روشی میباشد که بر پایه آن بتوان دادههای دورسنجی و ژئوفیزیک هوایی را با یکدیگر ترکیب و آنالیز نمود تا بتوان از این روش در اکتشاف کانسارهای نوع پورفیری استفاده نمود.
کانسارهای پورفیری همراه با آلتراسیون میباشند که عمدتا از مرکز کانسار به بیرون عبارتند از مناطق دگرسانی پتاسیک، فیلیک، آرژیلیک و پروپیلیتیک. کانههای هیدروکسیلدار در زونهای میانی وجود دارند. برخی از این کانسارها دارای زون اکسیدی در بالای کانسار میباشند که این زون به نوبه خود غنی از کانیهای اکسید آهن میباشد. وجود این کانیها را میتوان توسط روشهای دورسنجی مشخص نمود.
مطالعات قبلی نشان داده است که مقادیر بالای پتاسیم در زون سریسیت و پتاسیک دیده شده است. همچنین هوازدگی سطحی کانههای سولفیدی باعث تحرک بیشتر توریم از سنگ همبر و نهایت تهنشین شدن توریم در گوسانها میگردد (1996، Dikson and Fraser). در نتیجه روش رادیومتری میتواند به عنوان یک روش مناسب جهت اکتشاف کانسارهایی که این ویژگیها را دارند مورد استفاده قرار بگیرد. کانیهای دارای هیدروکسیل و اکسید آهن را میتوان با روشهای دورسنجی پیدا نمود (1991، Loughlin؛ 1998،Rutz-Armenta and Prol-Ledesma؛ 2001، Tangestani and Moore). پیچر و همکاران (1994) و رنجبر و همکاران (2001) بر روی بخشهایی از این دادهها کار نمودهاند و به این نتیجه رسیدهاند که کانسارهای مس پورفیری منطقه کرمان دارای شمارش پتاسیم، توریم، اورانیوم بالا و همچنین دارای شدت میدان مغناطیسی پایین میباشند.
ترکیب و آنالیز دادههای دورسنجی و ژئوفیزیک هوایی بر روی کمربند آتشفشانی ایران مرکزی توسط محققین متعددی انجام پذیرفته است (1999، Asadi and Hale؛ 1997، Ranjbar and Roonwal؛ 2001، Tangestani and Moore؛ 2002، Ranjbar et al).
ترکیب دادهها در سامانه اطلاعات جغرافیایی میتواند به صورت راستر و برداری انجام بگیرد. مروری بر روشهای ترکیب دادههای راستری در سامانه اطلاعات جغرافیایی توسط دهمرز (2002) ارائه شده است.
تصاویر ماهوارهای توسط روشهای مختلفی طبقهبندی میشوند. در این روشها المانهای تصویر (پیکسلها) در گروههای مشخصی که مرتبط با ویژگیهای طیفی این المانهای تصویر میباشند قرار میگیرند (1994، Lillesand and Kiefer). مرز هر کدام از این گروهها کاملا مشخص میباشد. جهت انجام این طبقهبندی بایستی تعدادی مناطق آموزشی (Training Site) برای نرمافزار تعریف نمود. هر کدام از این مناطق آموزشی دارای سنگ مشخصی میباشند (به عنوان مثال بازالت). در روشهای معمول طبقهبندی تصویر فرض بر این است که هر کدام از این مناطق آموزشی حاوی موادی میباشند که در نوع خود خالص میباشند و هیچگونه تغییرات تدریجی در آنها وجود ندارند. اما در زمینشناسی چنین مناطقی به ندرت یافت میشوند.
در روش فازی فرض بر این است که مرزهای مناطق آموزشی به صورت تدریجی تغییر میکنند. مجموعههای فازی (یا گروههای فازی) دارای مرزهای تند نمیباشند بلکه دارای مرزهای تدریجی میباشند به این معنی که هر کدام از المانهای تصویر میتوانند دارای درجه تعلق بین یک و صفر به هرکدام از گروهها داشته باشند. برای مثال در صورتی که 60 درصد یک پیکسل از سنگهای دگرسان شده و 40 درصد بقیه از سنگهای دگرسان نشده پوشیده شده باشد، در این صورت این پیکسلها دارای احتمال فازی 60/0 به سنگ دگرسان شده و احتمال فازی 40/0 به سنگ دگرسان نشده میباشد. وانگ (1990) روشی جهت طبقهبندی تصاویر با استفاده از روش فازی پیشنهاد نموده است. در اینجا از این روش جهت ترکیب و طبقهبندی دادههای ژئوفیزیک و دورسنجی استفاده شده است.
دادههای ژئوفیزیک هوایی که در اینجا مورد استفاده قرارگرفته است، توسط شرکت آلمانی Prakla-seismos از طرف سازمان انرژی اتمی ایران در سال 1977 برداشته شدهاند. هدف ازاین برداشت ژئوفیزیکی بیشتر جهت اکتشاف اورانیوم در منطقه بوده است. فاصله خطوط پرواز حدود 500 متر و ارتفاع 120 متر منظور شده بوده است. دادههای مورد استفاده به صورت نقشههای کنتوری 50000/1 بوده است که بعدا به صورت دادههای راستری درآمده است. دادههای سنجنده ETM+ که در 10/4/2001 برداشته شدهاند جهت این مطالعه استفاده شده است.
زمینشناسی منطقه
منطقه مورد مطالعه ( ′15 º30 تا ′30 º30 شمالی و ′5 º55 تا ′ 15º55 شرقی) در بخش جنوبی کمربند آتشفشانی- رسوبی ایران مرکزی قرار گرفته است. سنگهای آتشفشانی متعلق به ائوسن و با ترکیب تراکیبازالت، تراکیآندزیت، توف، آندزیت و سنگهای بازالتی میباشند. سنگهای نفوذی دارای ترکیب گرانودیوریت و تونالیت میباشند. فلیشهای کرتاسه فوقانی قدیمیترین و آبرفتهای دوران چهارم جدیدترین سنگهای منطقه میباشند. سنگهای رسوبی شامل ماسهسنگ، کنگلومرا، و مارن متعلق به سنگهای پلیوسن و ائوسن در منطقه وجود دارند (1973، Dimitrijevic).
روش آنالیز دادهها
پس از بررسی دادههای دورسنجی منطقه و برداشتهای صحرایی در منطقه مشخص شد که تمام مناطق آلتره در دادههای ژئوفیزیکی یا دورسنجی دیده نمیشوند بلکه مناطقی وجود دارند که دگرسان میباشند و تنها بر روی یکی از دادههای ژئوفیزیکی یا تصاویر ماهوارهای از خود اثراتی نشان میدهند. یکی از روشهایی را که میتوان جهت بررسی مناطق دگرسان شده اختیار نمود ترکیب تصاویر ماهوارهای و ژئوفیزیک هوایی میباشد. در ابتدا دادههای ژئوفیزیک هوایی که شامل شمارش پتاسیم، توریم، اورانیوم و شدت میدان مغناطیسی میباشند، رقمی شده و سپس با استفاده از نرمافزار ERMAPPER به صورت تصاویر راستر درآمدهاند. شکل 2 تصویر راستری شمارش پتاسیم منطقه را نشان میدهد. تصیحات هندسی با استفاده از نقشههای توپوگرافی منطقه بر روی تصاویر سنجنده ETM+ منطقه انجام پذیرفته است. شکل 3 تصویر کاذب رنگی منطقه میدوک را نشان میدهد که با باندهای 4،3و2 در رنگهای سرخ، سبز و آبی تهیه شده است. سپس این دادهها به نرمافزار IDRISI منتقل شدهاند. در محدوده منطقه پس از وارسی تصاویر ماهوارهای مناطقی که در آنها اثراتی از آلتراسیون از خود نداشتند به عنوان مناطق کنترلی دگرسان نشده تعیین شدند. سپس با استفاده از روش طبقهبندی فازی منطقه مورد مطالعه به بخشهای آلتره و غیر آلتره طبقهبندی شدند.همانگونه که قبلا نیز اشاره گردید در این روش طبقهبندی مرز گروههای دگرسان شده و یا دگرسان نشده دارای ارزش پیکسلی مشخصی میباشد. به عنوان مثال در صورتی که یک پیکسل دارای تعلق بیشتری به دسته دگرسان شده باشد روشنتر و در کنار آن پیکسلی که تعلق بیشتری به دسته دگرسان نشده داشته باشد تاریکتر به نظر میرسد. شکل 4 تصویر طبقهبندی شده منطقه میدوک را نشان میدهد که در آن مناطق دگرسان شده با المانهای تصویر روشن و مناطق دگرسان نشده دارای المانهای تصویر تیرهتر میباشند. یکی از مزیتهای این روش این است که مناطق رسوبی به خاطر داشتن کانههای رسی به عنوان مناطق دگرسان شده مشخص نمیگردند. در صورتی که این مناطق با استفاده از آنالیز تصاویر ماهوارهای به منظور تعیین مناطق دگرسان شده به عنوان مناطق آلتره طبقهبندی میشوند.
خلاصه و نتیجهگیری
دادههای ژئوفیزیک هوایی و تصاویر ماهوارهای با یکدیگر ترکیب شده و سپس با استفاده از روش طبقهبندی فازی –با تعیین مناطق کنترلی- آنالیز شدهاند. مناطق کنترلی دارای ویژگیهای کانیشناسی و دگرسانی مشخصی بودهاند. محدوده کانسار میدوک به عنوان منطقه کنترلی آلتره انتخاب شده است. تصویر بدست آمده از این روش محدوده منطقه را به دو بخش دگرسان شده و دگرسان نشده تقسیم نموده است. با توجه به اینکه دادههای هر کدام از دورسنجی و ژئوفیزیک هوایی ویژگی خاصی از کانسارهای پورفیری را ثبت مینمایند، ترکیب این دادهها جهت تعیین مناطق امید بخش دارای اطمینان بیشتری نسبت به زمانی است که تنها از یکی از این دادهها استفاده شود. با توجه به اینکه دادههای ژئوفیزیک هوایی و تصاویر ماهوارهای برای بخشهای عمده کمربند آتشفشانی- رسوبی ایران مرکزی به صورت رقومی در دسترس میباشد، میتوان از این روش به عنوان یکی از روشهای پیجویی ناحیهای استفاده نمود.
تشکر و قدردانی
بدینوسیله از مسئولین سازمان انرژی اتمی کشور به خاطر دادههای ژئوفیزیک هوایی تشکر و قدردانی میگردد. از مسئولین مجتمع مس میدوک به خاطر در اختیار دادن امکانات اقامت در منطقه قدردانی میگردد.