مدلسازی پتانسیل معدنی ذخایر کرومیت تیپ انبانه ای با استفاده از نقشه های شاهد وزن دار پیوسته در کمربند افیولیتی سبزوار

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، دانشکده‌ مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود

2 دانشیار، دانشکده‌ مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود

3 دانشیار، دانشکده‌ی فنی و مهندسی، دانشگاه ملایر، ملایر

4 مرکز تحقیقات زمین شناسی اقتصادی (URGE)، دانشکده علوم زمین و علوم محیطی، دانشگاه جیمز کوک، ellivsnwoT، 1184 DLQ، استرالیا

چکیده

در اکتشافات ناحیه‌ای به منظور معرفی محدوده‌های پتانسیل‌دار معدنی برای اکتشاف تفصیلی از ویژگی‌ها و شاخص‌های مختلفی استفاده می‌شود. برای نیل به این هدف، شاخص‌های یک ذخیره‌ معدنی مانند ویژگی‌های طیفی واحدهای سنگی، چینه‌شناسی و الگوهای ساختاری حاصل از اطلاعات ماهواره‌ای، تنوع واحدهای سنگی و زمین‌شناسی ساختاری حاصل از نقشه‌های زمین‌شناسی و هم‌چنین اطلاعات حاصل از داده‌های ژئوشیمیایی و ژئوفیزیکی استخراج شده و پس از تجزیه و تحلیل به ‌صورت نقشه‌های شاهد وزن‌دار تهیه و برای تلفیق به محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی وارد می‌شوند. در این تحقیق که در محدوده کمربند کرومیت‌زایی سبزوار- فرومد انجام شده است، نقشه‌های شاهد سنگ میزبان و کنترل‌کننده‌های ساختاری با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای سنتینل 2B و نقشه‌های زمین‌شناسی موجود استخراج شده است. این نقشه‌ها به همراه نقشه آنومالی ژئوشیمایی مربوط به ذخایر کرومیت تیپ انبانه‌ای به روش‌های پیوسته (بر اساس تابع لجستیکی) و دانش‌محور (طبقه‌بندی داده‌های شاهد مکانی به فواصل دلخواه و اختصاص وزن به هر طبقه بر اساس نظر کارشناس)، وزن‌دار شده و برای تولید مدل پتانسیل معدنی به‌ وسیله‌ عملگرهای گامای فازی و میانگین هندسی با یکدیگر تلفیق شدند. ارزیابی عملکرد مدل‌های پتانسیل معدنی تولید شده با استفاده از نمودارهای مشخصه عملکرد سیستم و آهنگ پیش‌بینی- مساحت بررسی شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهد که مدل‌های پتانسیل معدنی تولید شده به روش پیوسته، پیشگوهای مناسب‌تری است و مناطق هدف اکتشاف تفصیلی ارایه شده از آن برای ادامه فعالیت‌های اکتشافی قابل اعتماد است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Mineral Prospectivity Mapping For Podiform Chromite Deposits Using Continuously-Weighted Evidence Maps In Sabzevar Ophiolitic Belt

نویسندگان [English]

  • B. Roshanravan 1
  • H. Aghajani 2
  • M. Yousefi 3
  • O. Kreuzer 4
1 PhD candidate of Mining, Petroleum and Geophysics, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
2 Associate Professor, Dept. of Mining Petroleum and Geophysics, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
3 Associate Professor, Malayer University, Malayer, Iran
4 Economic Geology Research Centre (EGRU), School of Earth & Environmental Science, James Cook University, Townsville, QLD 4811, Australia
چکیده [English]

Multi-criteria decision-making approaches using geographical information system are widely used to solve problems in geoscience. In this paper, logistic transformation, as a data-driven way, was utilized to assign continuous weights to evidential maps of host rocks, structural controls and geochemical data. These three evidence layers were then integrated using fuzzy gamma and geometric average operators. The prediction-area plot and receiver operating characteristic curve confirm that the generated prospectivity models are reliable to be used for selecting exploration targets.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Podiform chromite
  • Fuzzy gamma
  • Geometric average
  • mineral prospectivity mapping
[1]     Thayer, T. P. (1964). “Geologic features of podiform chromite deposits. Methods in prospection for chromite”. Woodtli, R., and Ostel, D. (Eds.), Paris OECD, 135-146.

[2]     Dickey, J. S. (1975). “A hypothesis of origin for podiform chromite deposits”. In Chromium: its Physicochemical Behavior and Petrologic Significance, 39: 1061–1074.

[3]     Roberts, S. (1988). “Ophiolitic chromitite formation; a marginal basin phenomenon?”. Economic Geology, 83: 1034-1036.‏

[4]     Arvin, M., and Robinson, P. T. (1994). “The petrogenesis and tectonic setting of lavas from the Baft ophiolitic mélange, southwest of Kerman, Iran”. Canadian Journal of Earth Sciences, 31: 824-834.‏

[5]     Stöcklin, J. (1977). “Structural correlation of the Alpine ranges between Iran and Central Asia”. Memoire Hors-Serve, 8: 333-353.‏

[6]     Davis, W. E., Jackson, W. H., and Richter, D. H. (1957). “Gravity prospecting for chromite deposits in Camaguey province, Cuba”. Geophysics, 22: 848-869.

[7]     Bhattacharya, B. B., Mallick, K., and Roy, A. (1969). “Gravity prospecting for chromite at Sukinda and Sukrangi, Cuttack District, Orissa (India)”. Geoexploration, 7: 201-240.

[8]     Bayrak, M. (2002). “Exploration of chrome ore in Southwestern Turkey by VLF-EM”. Journal of the Balkan Geophysical Society, 5: 35-46.

[9]     Mohanty, W. K., Mandal, A., Sharma, S. P., Gupta, S., and Misra, S. (2011). “Integrated geological and geophysical studies for delineation of chromite deposits: A case study from Tangarparha, Orissa”. Geophysics, 76: 173-185.

[10]  Rajendran, S., Al-Khirbash, S., Pracejus, B., Nasir, S., Al-Abri, A. H., Kusky, T. M., and Ghulam, A. (2012). “ASTER detection of chromite bearing mineralized zones in Semail Ophiolite Massifs of the northern Oman Mountains: Exploration strategy”. Ore Geology Reviews, 44: 121-135.

[11]  Pournamdari, M., and Hashim, M. (2014). “Detection of chromite bearing mineralized zones in Abdasht ophiolite complex using ASTER and ETM+ remote sensing data”. Arabian Journal of Geosciences, 7: 1973-1983.

[12]  Asçi, M., and Bayat, C. (2015). “Chrome mine exploration by microgravity method in Fenk plateau, Osmaniye, Turkey”. In EGU General Assembly Conference Abstracts, pp. 17.

[13]  Bonham-Carter, G. F. (1994). “Geographic information systems for geoscientists-modeling with GIS”. Computer methods in the geoscientists, Pergamon, Oxford, 13: 398.

[14]  Porwal, A., Carranza, E. J. M., and Hale, M. (2004). “A hybrid neuro-fuzzy model for mineral potential mapping”. Mathematical geology, 36: 803-826.

[15]  Carranza, E. J. M. (2008). “Geochemical anomaly and mineral prospectivity mapping in GIS”. Elsevier, 11: 365.

[16]  Porwal, A., and Kreuzer, O. P. (2010). “Introduction to the Special Issue: Mineral prospectivity analysis and quantitative resource estimation”. Ore Geology Reviews 38: 121-127.

[17]  Kreuzer, O. P., Miller, A. V., Peters, K. J., Payne, C., Wildman, C., Partington, G. A., Puccioni, E., McMahon, M. E., and Etheridge, M. A. (2015). “Comparing prospectivity modelling results and past exploration data: A case study of porphyry Cu–Au mineral systems in the Macquarie Arc, Lachlan Fold Belt, New South Wales”. Ore Geology Reviews, 71: 516-544.

[18]  Yousefi, M., and Nykänen, V. (2017). “Introduction to the special issue: GIS-based mineral potential targeting”. Journal of African Earth Sciences, 12: 1–4.

[19]  Yousefi, M., and Nykänen, V. (2016). “Data-driven logistic-based weighting of geochemical and geological evidence layers in mineral prospectivity mapping”. Journal of Geochemical Exploration, 164: 94-106.

[20]  Stöcklin, J. (1974). “Possible ancient continental margins in Iran”. In The geology of continental margins, Berlin, Springer, 873–887.

[21]  Rajabzadeh, M. A., Ghasemkhani, E., and Khosravi, A. (2015). “Biogeochemical study of chromite bearing zones in Forumad area, Sabzevar ophiolite, Northeastern Iran”. Journal of Geochemical Exploration, 151: 41-49.

[22]  Shafaii Moghadam, H., Rahgooshay, M., and Forouzesh, V. (2010). “Geochemical investigation of the noudular chromites in the Forumad ophiolite, NE of Iran”. Iranian Journal of Sciences and Technology, 43: 235–245.

[23]  Shirzadi, A., Masoudi F., and Rahimzadeh, B. (2013). “Nature of Chromite parent magma in Sabzevar ophiolite (North-East of Iran)”. Iranian Society of Crystallography and Mineralogy, 21: 49-58.

[24]  Jannessary, M. R., Melcher, F., Lodziak, J., and Meisel, T. C. (2012). “Review of platinum-group element distribution and mineralogy in chromitite ores from southern Iran”. Ore Geology Reviews, 48: 278–305.

[25]  Lipin, B. R. (1984). “Chromite from the Blue Ridge Province of North Carolina”. American Journal of Science, 284: 507-529.

[26]  Prichard, H. M., Neary, C. R., Fisher, P. C., and O’hara, M. J. (2008). “PGE-rich podiform chromitites in the Al ‘Ays ophiolite complex, Saudi Arabia: an example of critical mantle melting to extract and concentrate PGE”. Economic Geology, 103: 1507-1529.‏

[27]  Paktunc, A. D. (1990). “Origin of podiform chromite deposits by multistage melting, melt segregation and magma mixing in the upper mantle”. Ore Geology Reviews, 5: 211–222.

[28]  Yigit, O. (2009). “Mineral deposits of Turkey in relation to Tethyan metallogeny: implications for future mineral exploration”. Economic Geology, 104: 19-51.‏

[29]  Beqiraj, A., Masi, U., and Violo, M. (2000). “Geochemical characterization of podiform chromite ores from the ultramafic massif of Bulqiza (Eastern Ophiolitic Belt, Albania) and hints for exploration”. Exploration and Mining Geology, 9: 149-156.

[30]  Mosier, D. L., Singer, D. A., Moring, B. C., and Galloway, J. P. (2012). “Podiform chromite deposits--database and grade and tonnage models”. US Geological Survey Scientific Investigations Report, pp. 45.

[31]           Schuiling, R. D. (2011). “Troodos: a giant serpentinite diaper”. International Journal of Geosciences, 2: 98-101.

[32] حشمت‌بهزادی، ک.، 1371؛ "بررسی مکانیسم تشکیل و جایگزینی ذخایر کرومیت انبانی موجود در آمیزهی افیولیتی بافت". پایان‌نامه‌ کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید باهنر کرمان.

[33]  Hengl, T. (2006). “Finding the right pixel size”. Computers & Geosciences, 32: 1283–1298.

[34]  Roshanravan, B., Aghajani, H., Yousefi, M., and Kreuzer, O. (2018). “Particle Swarm Optimization Algorithm for Neuro-Fuzzy Prospectivity Analysis Using Continuously Weighted Spatial Exploration Data”. Natural Resources Research, 1-17. DOI: 10.1007/s11053-018-9385-4.

[35]  Whittaker, P. J. (1986). “Chromite deposits in Ontario”. Ontario Ministry of Northern Development and Mines, 55: 97.

[36]  Yang, W., and Siegel, F. R. (1989). “Geochemical exploration for chromite deposits, piedmont upland province, maryland, USA”. Journal of Geochemical Exploration, 32: 299-300.

[37]  Navidi, A., Ziaii, M., Afzal, P., Yasrebi, A. B., Wetherelt, A., and Foster, P. (2014). “Determination of Chromites Prospects Using Multifractal Models and Zonality Index in the Parang 1: 100000 Sheet, Iran”. Universal Journal of Geoscience, 2: 133-139.

[38]  Roshanravan, B., Aghajani, H., Yousefi, M., and Kreuzer, O. (2018). “Generation of a Geochemical Model to Prospect Podiform Chromite Deposits in North of Iran”. In 80th EAGE Conference and Exhibition, Denmark. DOI: 10.3997/2214-4609.201800909.

[39]  Yousefi, M., and Carranza, E. J. M. (2015). “Geometric average of spatial evidence data layers: a GIS-based multi-criteria decision-making approach to mineral prospectivity mapping”. Computers & Geosciences, 83: 72–79.

[40]  Yousefi, M., and Carranza, E. J. M. (2015). “Prediction-area (P-A) plot and C-A fractal analysis to classify and evaluate evidential maps for mineral prospectivity modeling”. Computers & Geosciences, 79: 69–81.

[41]  Chauhan, S., Sharma, M., Arora, M. K., and Gupta, N. K. (2010). “Landslide susceptibility zonation through ratings derived from artificial neural network”. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 12: 340-350.

[42]  Chen, Y. (2015). “Mineral potential mapping with a restricted Boltzmann machine”. Ore Geology Reviews, 71: 749-760.

[43]  Nykänen, V., Lahti, I., Niiranen, T., and Korhonen, K. (2015). “Receiver operating characteristics (ROC) as validation tool for prospectivity models—A magmatic Ni–Cu case study from the Central Lapland Greenstone Belt, Northern Finland”. Ore Geology Reviews, 71: 853-860.

[44]  Parsa, M., Maghsoudi, A., and Yousefi, M. (2017). “A Receiver Operating Characteristics-Based Geochemical Data Fusion Technique for Targeting Undiscovered Mineral Deposits”. Natural Resources Research, 27: 15-28.

[45]  Zuo, R. (2018). “Selection of an elemental association related to mineralization using spatial analysis”. Journal of Geochemical Exploration, 184: 150-157.