تعیین مناطق امیدبخش معدنی در محدوده برگه هزارکانیان به روش فیلتر فضایی حصاری

چکیده :
 
هدف از بررسی­هاى اکتشافى ناحیه­اى، تعیین نواحى است که باید به منظور کشف توده­هاى کانسارى تحت پوشش عملیات اکتشافى تفصیلى قرار گیرند. در بررسى رسوبات آبراهه­اى مذکور تعداد ۲۱۳ نمونه در محدوده برگه هزارکانیان برداشته شد. براى تعیین مقادیر آنومالى عناصر و به منظور استفاده از فیلترهاى فضایى با آمار پایا، داده­هاى حاصل از آنالیز شیمیایى مورد پردازش قرار گرفت. براى رسم نقشه آنومالى ناحیه­اى کل محدوده به صورت شبکه منظم تبدیل و مقادیر گره­اى تخمین زده شد. در این تحقیق از روش فیلتر فضایى حصارى جهت حذف زمینه و بارز نمودن مناطق آنومال استفاده نمودیم. نتایج بدست آمده از عمل فیلتر کردن میزان تغییرات و نواحى تمرکز عنصر طلا را مشخص نمود که با توجه به پاراژنز بودن آن با عناصر آرسینک و آنتیموان همخوانى بالایى بین آنومالى آنها نیز موجود بود و براین اساس محدوده اطراف روستاى تازه آباد گلانه براى ادامه فعالیتهاى اکتشافى جهت عنصر طلا ییشنهاد گردید.
واژه هاى کلیدى: اکتشاف ناحیه­اى، تفکیک آنومالى، فیلترهاى فضایى، فیلتر حصارى، نواحى آنومالى

احمد واعظیان* ؛ دانشگاه صنعتی شاهرود – کارشناس ارشد اکتشاف معدن، avaezian@yahoo.com
حمید آقاجانی؛  دانشگاه صنعتی شاهرود – دانشجوی دکتری اکتشاف معدن،  haghajani@shahroodut.ac.i
مقدمه:
 
محدوده مورد مطالعه درغرب شهر دیواندره از توابع استان کردستان در ورقه یکصد هزارم باینچوب می­باشد. این محدوده در فاصله بین طولهای جغرافیایی 46 درجه و 45 دقیقه تا تا 47 درجه شرقی و عرضهای 35 درجه و 45 دقیقه تا 36 درجه شمالی واقع شده است. مهمترین راه دسترسی به محدوده جای آسغالته سنندج - دیواندره و سقز- دیواندره در شرق برگه یک پنجاه­هزارم هزارکانیان می باشد. این منطقه کوهستانی بوده و بلندترین نقطه ارتفاعی با بلندای 2731 متر و کمترین نقطه ارتفاعی حدود 1800 متر می­باشد[4]. هدف از بررسی­های اکتشافی ناحیه­ای، تعیین نواحی است که باید به منظور کشف توده­های کانساری تحت پوشش عملیات اکتشافی تفصیلی قرار گیرند. بدین منظور از روش ژئوشیمی رسوبات   آبراهه­ای استفاده شد.
 
بحث:
 
زمین شناسی منطقه
 
این منطقه بخشی از کمربند چین خورده زاگرس در زون ساختاری سنندج – سیرجان می باشد. واحدهای سنگی این محدوده عمدتاً بعد از دوران اول بوه و پی­سنگ منطقه را دگرگونی پالئوزوئیک تا تریاس تشکیل می­دهد،که سنگهای آتشفشانی و آذرآواری اسیدی با ترکیبات ریولیتی تا ریوداسیتی دگرگون شده می­باشد که در برخی نقاط به ترکیب بازالتی همراه می­باشد. واحدهای از سنگهای آهکی سفید ضخیم لایه در محدوده­ای از این ورقه وجود دارد که روی آهکهای کرینوئیدار خاکستری رنگ قرار گرفته­اند وجود این آهکهای متبلور (مرمریت) باعث فعالیت معادنی نظیر عمارت شده است. واحدهای از سنگهای شیلی دگرگون شده تا حد اسلیت و فیلیت در بین توالی­های رسوبی از ماسه سنگهای آهکی کرتاسه بالایی وجود دارد .در محدوده سنگهای کرتاسه، واحدهای آتشفشانی و آذرآواری با ترکیب متوسط تا بازیک به صورت گدازه تا توف­های آندزیتی می­باشد[4].
بخشی از واحدهای سنگی محدوده، سنگ­های آهکی لایه­ای با ضخامت متوسط تا توده­ای شکل به رنگ خاکستری تیره تا روشن بوده که مربوط به گذار از کرتاسه به پالئوسن می­باشد و حاوی گانیهای هماتیت و مگتیت می­باشد. سنگهای رسوبی دوره ائوسن با کنگلومرای قاعده­ای و ماسه سنگهای درشت دانه شروع و به تدریج به ماسه سنگ ریز دانه ،سیلستون، ماسه سنگهای آهکی و رسی ختم می­گردد (جدول 1). به لحاظ تکتونیک و زمین­ساخت عمده فعالیت تکتونیکی ناشی از زون چین خورده و رانده زاگرس می­باشد که فعالیت مجموعه گسل­های معکوس رانده زاگرس باعث تغییرات تکتونیکی در منطقه شده است. بیشتر چین­های منطقه ازنوع گسلی بوده و انواع مختلف در آن بویژه در واحد آرژیلیتی دگرگون شده یافت می­شوند[4].
 
جدول 1 :واحدهای سنگی موجود در برگه یک پنجاه هزارم هزار کانیان
 
دوره  -سن
نوع واحد سنگی
ترکیب و جنس سنگ
ائوسن میانه
رسوبی
کنلگومرا قاعده­ای، ماسه­سنگ، سیلتون، ماسه­سنگهای آهکی و رسی و سیلتی
کرتاسه بالایی - پالئوسن
رسوبی
سنگ آهک
کرتاسه فوقان
رسوبی – آذر آواری
ماسه سنگ گریواکه ،اسلیت ،فیلیت و آذر آوارای های حدواسط تا بازیک
کرتاسه (سنومانین)
رسوبی
شیل های سیاه
پالئوزوئیک فوقانی–تریایس
رسوبی
آهکهای خاکستری تا آهک های تبلور سفید
پالئوزوئیک زیرین
آتش فشانی های دگرگونی
آذرآواری و گدازه های بازیک تا اسیدی دگرگون شده که اسیدی قدیمی نر می باشند
 
 
 
نمونه­برداری
به منظور طراحی شبکه نمونه­برداری نقشه­های مختلف توپوگرافی، زمین­شناسی و ژئوفیزیک هوایی موجود از منطقه گردآوری و محل نمونه­برداری روی نقشه توپوگرافی 1:50000 هزارکانیان مشخص گردید. تعیین محل نمونه­ها روی نقشه و سپس پیاده نمودن آنها بر روی زمین،براساس کلیه اطلاعات زمین­شناسی موجود مثل گسل،توده­های نفوذی و خروجی،نواحی دگرسان و... انجام شد. با استفاده از روش مرکز ثقل تعداد 200 نمونه برداشت گردید. از رسوبات آبراهه­ای در محل با الک کردن، نمونه­های زیر 80 مش برداشت و در آزمایش با پودر کردن به حدود 200 مش تبدیل و سپس توسط روشهای مختلف آزمایشگاه مورد آنالیز قرار گرفتند[1].
 
تعیین مقادیر سنسورد
با توجه به حد حساسیت روش­های اندازه­گیری آزمایشگاهی، به طبع بخشی از داده­ها مربوطه به صورت سنسورد یا کراندار می­باشند، که بایستی طی محاسباتی یک مقدار جانشینی برای این مقدار تهیه شود. زیرا این داده­ها چه به صورت بیش از حد قابل ثبت دستگاه­ها و یا کمتر از حد حساسیت دستگاه­ها، اگر تعداد زیاد باشند در پردازش آماری داده­ها به صورت گپ اطلاعات ظاهر شده و عمل پردازش را مختل می­نمایند. برای تعیین مقدار جانشینی داده­ها سنسورد از روش بیشترین مقدار درست نمایی کوهن استفاده گردید [8].چون در این روش فرض بر دارا بودن توزیع نرمال داده­ها است، ابتدا به روش­های مختلف توزیع داده­ها به توزیع نرمال تبدیل و سپس با استفاده از فرمول زیر مقدار میانگین داده­های سنسورد محاسبه گردید.
که در آن ؛ میانگین کل جامعه (بخش سنسورد و غیرسنسورد)
؛ میانگین کل داده­های سنسورد
؛ میانگین کل داده­های غیرسنسورد
؛تعداد داده­های کل
؛ تعداد داده­های سنسورد
؛ تعداد داده­های غیرسنسورد
 
تفکیک جوامع سنگی و تعیین شاخص غنی­شدگی
به منظور مناسب متغیرها در جوامع ژئوشیمیایی، بایستی جامعه مورد نظر را همگن فرض نمائیم. در این راستا نقش سنگ بستر و رسوبات حاصل از آن اساسی بوده و باعث ناهمگنی جامعه ژئوشیمیایی می­گردد. از طرفی مقدار زمینه هر عنصر در جوامع مختلف سنگی متفاوت بوده و عدم لحاظ نمودن این مهم در تحلیل ژئوشیمیایی باعث نتایج خطاداری خواهد شد. درصد تمرکز یک عنصر در محیط (نمونه) تابع دو مولفه سنژنتیک و اپی­ژنتیک بوده که به ترتیب مرتبط با پدیده­های سنگ­زایی و کانی­زایی احتمالی می­باشد. بنابراین غلظت همزادی عناصر با سنگ­زایی بایستی حذف و بخش باقیمانده که مرتبط با پدیده­های کانی­سازی است لحاظ و بررسی گردد، که این عمل با جدایش جوامع سنگی امکان­پذیر می­باشد. در این پروژه 6 جامعه سنگی ساده تا مرکب تشخیص و مورد تفکیک قرار گرفته­اند [2].
پس از تفکیک جوامع مختلف سنگی، لازم است اثر سنگ بالا دست یا مولفه همزادی حذف گردد. بدین منظور مقدار زمینه هر عنصر که معادل متوسط مولفه همزادی در هر جامعه    می­باشد را تعیین نموده و مقدار اثر آن را از روی داده­ها حذف نمودیم. برای حذف مقدار مولفه سنژنتیک، محاسبه تفاضل یا تقسیم مقدار غلظت هر عنصر در نمونه به مقدار زمینه (میانه یا میانگین) آن عنصر در جامعه مربوط می­باشد که همان شاخص غنی­شدگی می­باشد. به لحاظ وابستگی مقدار میانگین به مقادیر کراندار داده­ها از مقدار میانگین به مقادیر کراندار  داده­ها از مقدار میانه برای این منظور استفاده گردید. بدین ترتیب داده­های حاصل معرف مولفه کانی­سازی شده بوده و با حذف اثر زمینه به روش فیلتر کردن ما توانستیم مناطق آنومالی هر عناصر را مشخص نمائیم [2]
فیلتر حصاری
 
در یک اکتشاف مقدماتی ژئوشیمیایی ناحیه­ای عموما تعداد داده­هایی که به عنوان آنومالی مطرح می­شوند نسبت کمی از مجموع داده­ها را شامل می­شوند. این داده­ها معمولا خود را بعنوان داده­های پرت نشان می­دهند. یکی از روش­های فیلتر کردن آنومالی جهت تشخیص داده­های پرت در تحلیل داده­های اکتشافی فیلتر حصاری (fence filter) می­باشد[5].
یک مجموعه ابتدایی آماری در تحلیل داده­های اکتشافی شامل میانه ساده، مقادیر (حدی) و چارک­ها می­باشد که تقریبا معادل 4/1 نمونه­ها است. تفاوت بین چارک­های پایینی (25 درصد پایینی داده­ها) و بالایی (75 درصد بالایی داده­ها) بعنوان پراکندگی چارک­ها یا بعبارت دیگر انحراف چارک ها (F-SpreadیاH-Spread) می­باشد که لزوما بین محدوده چارک­ها واقع     می­گردد و یک مقدار گستردگی را نشان میدهد. مقادیر داده­هایی که به مقدار کافی کمتر از چارک­ها باشند بعنوان داده­های پرت بالقوه در نظر گرفته می­شوند.
این داده­های پرت ممکن است از بدنه اصلی داده­ها بوسیله تعریف حدود مشخص با استفاده از قوانین توصیفی زیر باشد:
چارک بالایی   
چارک بالایی   
که K وقتی معادل 1.5 باشد حدود، نشان دهنده حصارهای داخلی بوده و هنگامی که K معادل 3 باشد حدود، نشان دهنده حصارهای بیرونی می­باشد. قوانین اکتشافی براساس چارک ها نسبت به داده های پرت مقاوم بوده و تا 25 درصد از مقادیر داده ممکن است بطور اختیاری بزرگ باشند، بدون اینکه به چارک ها و F-Spread صدمه ای وارد کند[3 و 5].
در بکارگیری از فیلتر حصاری فقط با حصارهایی سروکار داریم که در ارتباط با چارک بالایی هستند. در این فیلتر ابتدا مقدار میانه  از یک بلوک مرکزیm*m  را بدست آورده و آنرا نسبت به چارک بالایی () و F-Spread ()که از مقادیر یک بلوک حصاری و یا شعاع موثر rسلول از سلول مرکزی فعلی در نظر گرفته می­شود مقایسه می­گردد (شکل 1). سلول مرکزی با توجه به روابطی که در شکل ملاحظه می شود مقادیر صفر،نیم ویا یک را شامل می گردد که بستگی به مقدار  بلوک حصاری دارد.این مراحل برای تمامی سلولهای پر انجام شده وسلول های خالی دست نخورده باقی می ماند.
تجربه نشان داده است که مقادیر سلول مرکزی با بیش از نیم به عنوان آنومالی و مقادیر نیم و صفر به ترتیب بعنوان حدآستانه ای و زمینه درنظر گرفته می­شوند. در سیستم فیلتر فضایی،اندازه بلوک مرکزی و همچنین شعاع اندازه­گیری شده از مرکز فیلتر تا بلوک حصاری ممکن است به مقدار نیاز تغییر کند. در عملیات واقعی این متغیرها می توانند به صورت غیروابسته (مجزا) تخمین زده شوند. به عنوان مثال از یک بررسی ابتدایی داده ها و یا از یک بررسی جهت­دار ناحیه ای، آنومالی­های فیلتر حصاری توسط تمرکز بر روی گروه مرکزی سلولها در مقابل سلولهای احاطه کننده حاصل می شود. ممکن است سلولهایی که غلظت عناصر آنها درحد زمینه (امابیشتر ازمقادیر اطراف) می باشد به عنوان آنومالی شناخته شوند. این مقادیر کم ارزش سلولها، عموما خود را به شکل آنومالی های تک نقطه ای مجزا نشان می دهند که از نظر ژئو شیمیایی ناشناخته می باشند. اما ممکن است باعث پیچیدگی تفسیر نقشه های آنومالی گردند. برای رفع این مشکل ممکن است یک فیلتر مناسب بطور انتخابی جهت خارج ساختن هر کدام از این مقادیر کمتر از فیلتر،درنظر گرفته می­شود که مقدار این فیلتر بایستی کمتر از ضعیف­ترین آنومالی موردنیاز جهت تهیه نقشه باشد. بزرگی این مقدار ممکن است توسط روش های مجزای دیگری مانند یک بررسی جهت­دار ناحیه ای، تخمین زده شود [5و6].
از طرفی ممکن است بجای اینکه یک بلوک مرکزی m×m را جهت بکارگیری فیلتر حصاری استفاده نمائیم، از تنها سلول مرکزی در مقایسه با میانه سلول­های محیطی و F-Spreadدرنظر گرفته می­شود. فیلتر حصاری تاثیری خود را در طراحی و خارج ساختن سلولهای بین بلوک مرکزی و گروه سلولهای محیطی در محاسبات آماری نشان میدهد. فرض کنید یک آنومالی داریم که در آن غلظت عناصر از مرکز آن داخل آنومالی بوده وگروه سلولهای محیطی خارج از آنومالی واقع شده اند. در این حالت ایده آل، غلظت عناصرسلولهای میانی بایستی کمتر از سلولهای مرکزی بوده اما بیشتر از سلولهای محیطی باشد. اگر سلولهای میانی در محاسبه درنظر گرفته شوند باعث جمع شدگی میانه مرکزی و پهن شدگی میانه محیطی و F-Spread می گردد و دقت تشخیص بین آنومالی و زمینه را کاهش داده و باعث می شود که تشخیص آنومالی های ضعیف مشکل گردد. این فیلتر با بلوک مرکزی و بلوک محیطی، جهت پردازش تصاویر و داده های اکتشافی ژئوشیمیایی معرفی گردید [3و 5و6].
برای استفاده از فیلتر فضایی حصاری، ابتدا کل مساحت برگه هزارکانیان به صورت شبکه منظم 105×86 سلول تقسیم گردید. سپس برای انجام عمل فیلتر برنامه ای در محیط Visual Basic  نوشته شد و مقادیر عددی هر عنصر پس از گذراندن از فیلتر به صورت فایل خروجی ذخیره گردید. برای تفکیک مناطق آنومالی، برآیندی از میانه که عبارت از میانگین مجموع میانه بلوک مرکزی و بلوک محیطی بوده، به عنوان یک فاکتور استفاده شد. مقدار مورد نظر در خروجی برنامه که اعداد صفر، 5/0 و 1 بوده ضرب شده و با محاسبه تعداد  مناطق آنومالی مشخص گردید (شکل 2). با بررسی آنالیز خوشه ای نتایج حاصل از فیلتر حصاری مقدار شاخص غنی­شدگی جامعه همدیگر را تایید نموده و عناصری که رابطه پاراژنزی قوی داشتند مشخص گردید.
نتیجه­گیری:
 
براساس روشهای فیلتری فضایی،با استفاده از آمار پایا می توان گفت که تکنیک های فیلتر کردن فضایی مفهوم موثری جهت تعریف الگوهای توزیع ناحیه ای و تشخیص نواحی آنومالی درمجموعه های بزرگ داده های ژئوشیمیایی می باشد. استفاده از فیلتر حصاری احتمال بیشتری را برای تعیین مقادیر آنومال فراهم می نماید و مناسب تر است. براساس نتایج حاصل از عمل فیلتر حصاری بهترین نقطه ای که می توان به عنوان آنومالی طلا برای فعالیت های اکتشافی بعدی معرفی نمود. محدوده روستای تازه­آباد گلانه می باشد که با روشهای دیگر مورد استفاده نیز تایید شده است.    
منابع فارسی:
 
1- حسنی پاک، ع.ا.، 1371، نمونه برداری معدنی، انتشارات دانشگاه تهران، شماره 2140
2- حسنی پاک، ع.ا.، 1376، ژئوشیمی اکتشافی ( محیط سنگی)، انتشارات دانشگاه هرمزگان، شماره 54.
3- حسنی پاک، ع.ا. و شرف الدین، م.، 1384، تحلیل داده های اکتشافی، انتشارات دانشگاه تهران، شماره 2356، 991صفحه.
4- شاه پسندزاده، م. و گورابجیری، آ.، 1378، نقشه زمین شناسی 1:100.000 باینچوب.

کلید واژه ها: کردستان