SUPERVISOR
Hooshang Asadiharooni,Hasan Tabatabaei,John emanuel Caranza
هوشنگ اسدي هاروني (استاد مشاور) سيد حسن طباطبائي (استاد راهنما) امانوئل جان کرانزا (استاد مشاور)
STUDENT
Hamid Geranian
حميد گرانيان
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده معدن
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1390
TITLE
Geochemical Modeling in the Sari-Gunay Epithermal Gold Deposit, Kordestan Province
In mineral exploration projects, drilling is the most important, yet expensive discovery tool. Drilling locations are usually selected based on surface anomalies. A surface anomaly may be achieved from a certain geological, geophysical or geochemical exploration dataset. Drilling location can also be identified from integrated analysis of various exploration layers. Apart from integration methods, modeling methods between surface data or subsurface data to identify borehole locations are also introduced and used in this research. This proposed method could increase the probability of interesting the offered boreholes with subsurface mineralization. Sari-Gunay epithermal gold exploration datasets are used to test the proposed model. Sari-Gunaiy deposit is located in the southwest of Kordestan province, NW Iran. There are two epithermal gold mineralization zones at Sari-Gunay and Agh-Dagh hills. Detailed exploration has been completed at the Sari-Gunay hill, but the exploration at the Agh-Dagh hill is still in its preliminary stage. Epithermal gold mineralization in these two hills is low sulfidation in character. The mineralization is mostly hosted by fragmental/brecciated sub-volcanic rocks of the Miocene age. The dominant lithological units of study area are dacite and andesite porphyries, diatreme tuff breccia and sub-alkaline lithic porphyry rocks. The Sari-Gunay hill with a resource of 120-130 Mt at 2 g/t Au is the largest ever discovered gold deposit in the Middle East. In this research, quantity and quality modelling methods are used to model subsurface gold mineralization. In the quantity modelling, three mineralization parameters such as Mean, Sum and PI were modeled continuously by multivariate regression (MR) and support vector regression (SVR) methods. The PI parameter was also modelled discontinuously by discriminant analysis (DA) and support vector machine (SVM) methods. The results obtained from continuous and discontinuous modelling identified four important gold mineralized zones at the Sari-Gunay hill, Agh-Dagh hill, a faulted zone between Sari-Gunay and Agh-Dagh hills and in the northeast of the Sari-Gunay hill. The RBF-nu-SVR function produced the best results for all the four identified mineralized zones in continuous modelling, whereas in discontinuous modelling, RBF-nu-SVM function produced the best results for Sari-Gunay and Agh-Dagh hills and the LDA function for the faulted zone. The achieved results indicated that the functions of the SVR and SVM methods, because of minimizing the structural risk, were produced better modelling results than the functions of the MR and DA methods with less empirical risk. The maps obtained by Mean parameter and Sum and PI parameters could be used to design the drilling area and the density of drilling grids, respectively. In quality modelling methods, the combination of geological data and surface and subsurface geochemical data were used to model the subsurface gold mineralization. Fractal, positive and negative geochemical anomalies and geochemical zoning methods were used for this purpose. The results of the fractal modelling methods showed that blocks with very high gold grades were located in the brecciaed andesitic/dacitic rocks, while most of the mineralization occurred in the dacite porphyry rocks. The dacitic tuffs were ranked third in terms of gold mineralization. Fractal modelling at the Sari-Gunay hill indicated that the economic gold mineralized zone is ellipsoidal in shape (1050m ×650m ×350m). The results of the positive and negative geochemical anomaly methods showed that chalcophile elements related to the mineralization have positive anomalies, whereas the lithophile and siderophile elements revealed negative anomalies in the study area. Hydrothermal solutions and the geochemical characteristics of the elements played the most important role in the formation of the positive anomalies. Also hydrothermal alteration along with weathering processes were more important in the formation of the negative anomalies. The portion of the geochemical holes of the elements with positive anomalies to the geochemical holes of the elements with negative anomalies were modeled for all the four the mineralized zones. The results of geochemical zoning method showed that in the series of the elements obtained by surface axis, Au was a middle element and Ba, Ce, Cu, Hg, La, Pb, Sc and Sb elements and B, Mn, Mo and Zn elements were supra-ore and sub-ore elements, respectively. The compositional holes index indicated that the erosion level at the Sari-Gunay hill was 50-60 meters higher than the Agh-Dagh hill. The geochemical resources, obtained from the geochemical zoning, at the Sari-Gunay hill was at least 22.5 times higher than the Agh-Dagh hill.
در پروژه هاي اکتشافي گمانه ها مهمترين و در عين حال گرانترين ابزار اکتشافي محسوب مي شوند. موقعيت گمانه ها معمولاً بر روي آنومالي هاي سطحي انتخاب مي شود. يک آنومالي سطحي مي تواند منطبق بر بهترين نقطه حاصل از يک فعاليت اکتشافي (مثل زمين شناسي، دورسنجي، ژئوفيزيکي و يا ژئوشيميايي) و يا حاصل تلفيق لايه هاي اکتشافي باشد. جدا از روشهاي تلفيق در جانمايي گمانه ها، استفاده از روشهاي مدلسازي داده هاي سطحي با زيرسطحي روش ديگري در جانمايي گمانه هاي اکتشافي است که در اين رساله مطرح شده که مي تواند امکان برخورد گمانه هاي پيشنهادي را با ماده معدني در زيرزمين افزايش دهد. براي اين منظور از اطلاعات محدوده اکتشافي ساري گوناي استفاده شده است. منطقه مطالعاتي در جنوب شرقي استان کردستان قرار دارد. در اين منطقه، دو کانسار طلاي ساري گوناي و آق داغ شناسايي شده است. اکتشافات تفصيلي در کانسار ساري گوناي به اتمام رسيده است، ولي مطالعات در کانسار آق داغ در فاز اکتشاف مقدماتي قرار دارد. کاني زايي طلا در اين دو کانسار، از نوع اپي ترمال سولفيداسيون پايين مي باشد که در سنگ هاي ساب ولکانيکي برشي و خورد شده متعلق به ميوسن اتفاق افتاده است. سنگهاي داسيت و آندزيت هاي پرفيري، توف هاي دودکشي/دياترمي همراه با لاتيت پرفيري ساب آلکالن مهمترين واحدهاي ليتولوژي منطقه مطالعاتي را تشکيل مي دهند. کانسار ساري گوناي با ذخيره احتمالي 130-120 ميليون تن با عيار متوسط 2 گرم بر تن مهمترين کانسارهاي طلاي کشف شده در خاورميانه محسوب مي شود. به منظور مدلسازي کاني زايي طلا در منطقه از دو دسته روشهاي مدلسازي کمي و کيفي استفاده شده است. در روشهاي مدلسازي کمي، سه پارامترهاي کاني زايي طلا (Mean، Sum و PI) به صورت پيوسته توسط روشهاي رگرسيون چندگانه (MR) و رگرسيون بردار پشتيبان (SVR) و پارامتر PI به صورت ناپيوسته توسط روشهاي آناليز تمايز (DA) و ماشين بردار پشتيبان (SVM) مدل شده اند. نتايج مدلسازي هاي پيوسته و ناپيوسته نشان مي دهند که چهار محدوده کاني زايي A (کانسار ساري گوناي)، B (کانسار آق داغ)، C (محدوده گسل بين اين دو کانسار) و D (محدوده اي در بخش شمال شرقي کانسار ساري گوناي) در منطقه مطالعاتي قابل شناسايي هستند. در مدلسازي پيوسته روش رگرسيون بردار پشتيبان با تابع RBF-nu-SVR براي هر چهار محدوده و در مدلسازي ناپيوسته روش ماشين بردار پشتيبان با تابع RBF-nu-SVM براي مدل کردن در محدوده هاي A و B و روش آناليز تمايز با تابع LDA در محدوده C بهترين عملکرد را دارند. اين مطلب نشان مي دهد که توابع روشهاي SVR و SVM به دليل کم کردن خطاي ساختاري عملکرد بهتري در مدلسازي نسبت به توابع روشهاي MR و DA که خطاي تجربي را کاهش مي دهند، دارند. از نقشه بدست آمده توسط پارامتر کاني زايي Mean براي طراحي محدوده هاي حفاري و از نقشه هاي Sum و PI براي طراحي چگالي شبکه حفاري مي توان استفاده نمود. در روشهاي مدلسازي کيفي از ترکيب اطلاعات زمين شناسي و ژئوشيميايي سطحي و زير سطحي در مدل کردن محدوده هاي کاني زايي استفاده شده است. براي اين منظور سه روش فرکتالي، آنومالي هاي ژئوشيميايي مثبت و منفي و روش منطقه بندي به کار رفته است. نتايج مدلسازي فرکتالي نشان مي دهد که بلوکهاي پرعيار در سنگهاي برشي قرار دارند و بيشترين حجم کاني زايي نيز در سنگهاي داسيت پرفيري صورت گرفته است. بعد از اين دو واحد سنگي، سنگهاي توف داسيتي قرار دارد. مدلسازي محدوده کاني زايي در کانسار ساري گوناي، شکل يک بيضي گون کشيده با ابعاد 350 × 650 × 1050 متر را نشان مي دهد. نتايج روش آنومالي هاي مثبت و منفي نشان داده است که عناصر کالکوفيل مرتبط با کاني زايي داراي آنومالي مثبت و عناصر ليتوفيل و سيدروفيل داراي آنومالي منفي در منطقه مطالعاتي هستند. همچنين در ايجاد آنومالي هاي مثبت، ماگماي اوليه به همراه محلولهاي هيدروترمال و ويژگيهاي ژئوشيميايي عناصر بيشترين نقش را دارد. در حاليکه در ايجاد آنومالي هاي منفي، نقش فرآيندهاي هوازدگي و آلتراسيون هيدروترمالي بيشتر است. نسبت هاله هاي ژئوشيميايي عناصر داراي آنومالي مثبت به هاله هاي ژئوشيميايي عناصر داراي آنومالي منفي توانسته است به خوبي هر چهار محدوده کاني زايي را مدلسازي کند. نتايج روش منطقه بندي نشان داده است که در سري بدست آمده توسط روش محور سطح عنصر طلا به عنوان عنصر مياني، عناصر Ba، Ce، Cu، Hg، La، Pb، Sc و Sb به عنوان عناصر فوق کانساري و عناصر B، Mn، ، Mo و Zn به عنوان عناصر تحت کانساري قرار دارند. با استفاده از شاخص هاي هاله هاي مرکب، اختلاف سطح فرسايش دو کانسار ساري گوناي و آق داغ در حد يک افق (حدود 60-50 متر) تخمين زده شده است. همچنين نسبت ذخيره ي ژئوشيميايي کانسار ساري گوناي به آق داغ حداقل 5/22 برابر برآورد شده است.