Skip to main content
SUPERVISOR
Stefano Albanese (استاد مشاور) Benedetto De Vivo (استاد مشاور) احمدرضا مختاری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Taher Najafian
طاهر نجفیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1393

TITLE

Modifying dilution correction equations of geochemical anomalies and improving the background estimation of lithological units in stream sediments
Stream sediment sampling is a well-known technique used to discover the geochemical anomalies. Various methods have been used in interpretation of stream sediment data in which geochemical landscapes are proposed to be modeled as either continuous or discrete fields. The sample catchment basin approach (SCBA) is one of the mostly-used discrete field techniques which its theoretical development date back to 1970s and 1980s. In SCBA, two main processes including correcting the geochemical background due to lithology and dilution correction are applied to avoid the creation of false anomalies and missing true anomalies and to more effectively delineation of anomalous catchment basins based on mathematical equation. The present study, knowing the shortcomings of exploratory geochemical studies, tries to take steps to improve and develop methods of geochemical interpretation of stream sediment data. To do these tasks, two areas are selected including portions of the1:100,000 Varzaghan and Kohpayeh geological maps. In general, certain chemical contents of stream sediments have positive relationships with areas of lithologic units in a catchment basin and have negative relationships with total area of a catchment basin, and these relationships have been used to model background concentrations and dilution effect, respectively. It should be noted that the area factor applied in all Equations is a horizontal (2D) projection of the area whereas in reality chemical composition of stream sediments is influenced by surfaces of lithologic units, which vary in three-dimensional (3D) space, as do the surfaces of sample catchment basins. To correct dilution effect from geochemical anomalies, the calculation of the three-dimensional area of catchments and rock units and its comparison with the results obtained from the calculations based on the two-dimensional area of the same basins in Varzeqan region was studied. The study area has 490 samples of stream sediments. According to mineral occurrence of copper mineralization and economic value, in this study, copper was selected as a reference element to the desired range. After calculating the three-dimensional area of all rock units in each basin as well as the True Sample Catchment Basins, the residual values of geochemical dilution correction based on the new relation presented by Mokhtari and Grossinejad (2015) based on SDR for n ( n = 0 , n = -0.25 and n = -0.5 ) were calculated and the geochemical anomalies were separated from the background using fractal concentration-area. The effectiveness of new equations in anomaly delineation was demonstrated by Normalized Density (ND) concept and the results showed how the parameters improved dilution correction of geochemical anomalies. The spatial position and actually, the distance and proximity of a lithological unit to the sampling site of the sediment discharge can play a role in amount of sediment delivery in that basin. On the other hand, under the same conditions in a stream basin consisting of two different lithological units, sediments related to that lithological unit in vicinity of the sample of the stream sediment may travel over shorter distance to reach the sampling point. Thi point is so useful in estimation of being anomalous or non-anomalous basin.. If there is mineralized source in much further lithological units, the resulting sediments should be traorted over longer distance and there would be a possibility of its dilution and reduction of its signal size during exploration by using stream sediment method. This distance is considered as the stream distance betwee lithological unit (j ) in catchment basin ( i ) and sample location of stream sediment ( Lji ). The weighted mean equation was solved in order to estimate the geochemical background concentration of the elements in two cases, considering the independent area variable ( Xij ) and the parallel area parameter divided by the length of the canal ( Zij = Xij / Lij ). To compare the results, two different approaches were considered. First, comparing the geochemical contexts obtained from the new and existing equations in each sample with its corresponding sample in the actual data set for each element. Second, comparing the geochemical background scatter distribution of all data obtained from the new and existing relationships for each element with the actual data. The results obtained from both methods showed that the length of the canal plays an important role in the downstream dilution of sediments from the mineralized areas and for all elements, Zij was closer to the value observed at the outlet of the basin.
روش تجزیه و تحلیل رسوبات آبراهه ای بر اساس روش حوضه آبریز نمونه، یکی از روش‌های موثر در اکتشاف ذخایر فلزی بوده و مدت هاست که ژئوشیمی رسوبات آبراهه­ای توجه زمین شناسان را به منظور مکان یابی نواحی کانی زایی شده با امید اکتشاف نهشته های قابل معدن کاری در مراحل بعدی به خود معطوف کرده است. در تحلیل ژئوشیمیایی داده­های رسوبات آبراهه­ای مجموعه از عوامل زمین شناختی، ژئومورفولوژیکی، هیدرولوژیکی و رسوب شناسی در محتوی ژئوشیمیایی رسوبات آبراهه ای نقش تعیین­کننده دارند. در حوزه­ی اکتشافات ژئوشیمیایی در محیط­های سوپرژن، مفاهیم بسیاری همچون زمینه ژئوشیمیایی واحدهای سنگی در یک حوضه و نیز زمینه ژئوشیمیایی کل حوضه، رقیق­شدگی آنومالی‌های ژئوشیمیایی، فرسایش، موقعیت واحد‌های سنگی نسبت به نقاط نمونه برداری و مساحت واقعی حوضه با توجه به شیب و توپوگرافی حوضه، در روابط به درستی تبیین نشده­اند. تحقیق پیش رو با آگاهی از نواقص و کاستی­های موجود در مطالعات ژئوشیمی اکتشافی سعی دارد در راستای بهبود و توسعه­ی روش­های تفسیر ژئوشیمیایی داده‌های رسوبات آبراهه ای گام بردارد. بر این مبنا دو مطالعه موردی شامل مناطقی از برگه های زمین شناسی 1:100000 ورزقان و کوهپایه انتخاب گردیدند. درمناطق مربوط به برگه ورزقان از داده های ژئوشیمیایی رسوبات آبراهه ای برداشت شده توسط سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور استفاده شده است و در منطقه فشارک (بخشی از برگه زمین شناسی کوهپایه)، کلیه مراحل شامل طراحی و نمونه برداری از رسوبات آبراهه ای و واحد های سنگی، آنالیز و تست های آزمایشگاهی در راستای اهداف این رساله می باشد. در رساله پیش رو، محاسبه مساحت سه بعدی حوضه های آبریز و واحد های سنگی و مقایسه آن با نتایج بدست آمده از محاسبات بر اساس مساحت دو بعدی همان حوضه ها در منطقه ورزقان مورد بررسی قرار گرفت. محدوده مورد مطالعه دارای تعداد 490 نمونه رسوبات آبراهه ای می باشد. با توجه به وجود اندیس ها و مناطق کانی زایی و ارزش اقتصادی مس، در این تحقیق عنصر مس به عنوان عنصر مرجع جهت مطالعه محدوده مورد نظر انتخاب گردید.پس از محاسبه مساحت سه بعدی تمامی واحد های سنگی موجود در هر حوضه و همچنین حوضه های واقعی نمونه، مقادیر باقیمانده های تصحیح رقیق شدگی ژئوشیمیایی بر اساس رابطه جدید ارائه شده توسط مختاری و گروسی نژاد (2015) مبتنی بر SDR برای n های مختلف ( n=0 ، n=-0.25 و n=-0.5 ) محاسبه شد و با استفاده از فرکتال غلظت-مساحت نسبت به جدایی آنومالی های ژئوشیمیایی موجود از زمینه اقدام شد. برای مقایسه نتایج بدست آمده، با رسم نمودار های نرخ پیشبینی-مساحت و محاسبه چگالی نرمال شده، مشخص گردید با استفاده از مساحت سه بعدی بجای دو بعدی، نتایج 25% ، 24% و 23% برای n های مختلف بهبود یافته اند. همچنین برای سه مقدار مختلف n ، بیشترین مقدار ND برای n=-0.5 بدست آمد که این نتایج با مطالعات گروسی نژاد و همکاران (2017) تطابق دارد. یکی دیگر از مسائل مطرح شده در این رساله، استفاده از حوضه آبراهه واقعی نمونه ها بجای استفاده از حوضه های محدود بین دو نقطه نمونه برداری بود که همزمان با اثر محاسبه مساحت سه بعدی در یک منطقه هدف (منطقه ورزقان در شمال باختر ایران) و همچنین بهبود تخمین مقدار زمینه ژئوشیمیایی در منطقه فشارک، موردمطالعه قرار گرفت. در این پژوهش اقدام به در نظر گرفتن نقش طول آبراهه در تخمین مقدار زمینه ژئوشیمی سنگ های بالادست در حوضه های آبریز آن ها شد. بدین منظور شاخص طول آبراهه ای ( Lij ) برای هر واحد سنگی موجود در حوضه مورد نظر محاسبه گردید که نشاندهنده طول مسیری است که رسوبات هر واحد سنگی برای رسیدن به خروجی حوضه طی می کنند. معادله میانگین وزن دار غلظت های تک عنصری به منظور تخمین غلظت زمینه ژئوشیمیایی عناصر در دو حالت با در نظرگرفتن متغیر مستقل مساحت ( Xij ) و پارامترتوأمان مساحت تقسیم بر طول آبراهه ای ( Zij=Xij/Lij ) حل شد. به منظور پیاده سازی کامل روش تحلیل حوضه آبریز نمونه ای یک منطقه هدف (اطراف روستای فشارک، اصفهان) انتخاب شد. تعداد 69 نمونه­های رسوبات آبراهه ای انتخاب و نمونه های رسوب (جزء80 - مش) با روش ICP-OES برای 33 عنصر اصلی و فرعی توسط شرکت زرآزما مورد آنالیز قرار گرفته اند. برای مقایسه نتایج، دو رویکرد مختلف در نظر گرفته شد. اول مقایسه زمینه ژئوشیمیایی بدست آمده از روابط جدید و موجود در هر نمونه با نمونه متناظر آن در مجموعه داده واقعی برای هر عنصر و دوم، مقایسه توزیع پراکندگی زمینه ژئوشیمیایی تمامی داده های بدست آمده از روابط جدید و موجود برای هر عنصر با داده های واقعی. از نتایج بدست آمده از هر دو روش مشخص گردید که طول آبراهه نقش مهمی در رقیق‌شدگی پایین دست رسوبات ناشی از نواحی کانی سازی شده دارد و در مورد تمامی عناصر، مقدار تخمینی با در نظر گرفتن سهم جدید ( Zij ) به مقدار مشاهده شده در خروجی حوضه نزدیک‌تر بوده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی