فهرستفصل اول کلیات.. 11-1- مقدمه.. 21-2- مشکلات تحقیق.. 51-3- موضوع تحقیق.. 71-3-1- هدف تحقیق.. 71-3-2-پرسشهای تحقیق.. 81-4- روش تحقیق.. 91-4-1-واردکردن دادهها.. 91-4-2-پردازش دادهها.. 111-4-3-آنالیزدادههای ژئوشیمیایی وتفسیرآنها.. 12فصل دوم نحوه تشکیل کانسارهای کرومیت و زمینشناسی منطقه مورد مطالعه 142-1- مقدمه ...........152-2-زمینشناسی افیولیتها.. 162-2-1-سنگهای سازنده افیولیتهای ایران.. 172-2-2-چگونگی تشکیل وجایگیری افیولیتهای ایران.. 172-2-3-پراکندگی جغرافیایی و سن افیولیتهای ایران.. 182-3-سنگ میزبان و ساختارکرومیتهای نیامی .. 182-4-نحوه تشکیل کانسارهای نوع نیامی.. 192-5-ویژگیهای جغرافیایی.. 202-6-ویژگیهای ساختاری برگه1:100000پرنگ.. 202-6-1-پهنه ماخونیک باغسنگی.. 222-6-2-پهنه افیولیتی.. 222-7-چینهنگاری و واحدهای سنگی منطقه.. 232-7-1-سنگهای افیولیتی منطقه.. 232-7-2-واحدهای رسوبی کرتاسه پسین.. 282-7-3-واحدهای فلیش بالایی.. 282-7-4-واحدهای رسوبی پالئوسن–ائوسن.. 292-7-5-واحدهای رسوبی پالئوسن–ائوسن.. 292-7-6-واحدهای رسوبی پالئوسن–ائوسن.. 302-7-7-واحدهای سنگچینهای ائوسن.. 302-7-8-واحدهای سنگچینهای الیگوسن-میوسن.. 312-7-9-واحدهای سنگچینهای نئوژن.. 332-7-10-واحدهای کواترنری.. 332-7-11-واحدهای سنگ آذرین.. 332-8- اندیسهای معدنی منطقه ....... 34فصل سوم اکتشافات ژئوشیمیایی رسوبات آبراههای.........................................................................................363-1 مقدمه................................................................................................................................................................373-2-مفهوم کیفی زمینه، آنومالی، هاله اولیه.. 383-3- داده ژئوشیمیایی ........................................................................................................393-3-1- آناليز آماري تك متغيره ......................................................................................................................393-3-2- آنالیز آماری چند متغیره ......................................................................................................................413-5- كاربرد هاله ضربي و تعيين فاکتور زونالیته.............................................................................................44فصل چهارم اصول مدلسازیهای فرکتالی جهت تفکیک جوامع آنومال از زمینه...................................484-1-مقدمه.. 494-2- روشهاي تعيين بعد فر كتالي..................................................................................................................504-2-1-روش پرگار.. 504-2-2-روش شمارش جعبهای.. 514-2-3-روش خودتشابهی.. 524-3-روش عیار– مساحت.. 534-4-روش فرکتالی عیار– تعداد.. 54فصل پنجم تهیه نقشه پتانسیل مطلوب کانیسازیهای کروم ......................................................................565-1- پردازش دادهها .. 575-1-1- معرفی روش درونیابی مجذور عکس فاصله (IDW) 575-1-2- تفکیک جوامع مختلف براساس مدلسازیهای مولتیفرکتالی 585-2-ایجادنقشههای ژئوشیمیایی عناصر معرف و شاخص اکتشافی 715-2-1-تعیین موقعیت نمونههای رسوبات آبراههای.. 725-2-2-نقشه ناهنجاری توزیع عنصرکروم.. 735-2-3-نقشه ناهنجاری عنصرکبالت.. 775-2-4-نقشه ناهنجاری عنصرنیکل.. 815-2-5- نقشه ناهنجاری آنالیزفاکتوری.. 855-3-کاربرد هاله ضربی عناصرکروم،کبالت و نیکل درتشخیص و شناسایی مناطق آنومال 865-4-تطابق نتایج حاصل از مدلسازیهای مولتیفرکتالی با ساختارهای زمینشناسی 92فصل ششم نتیجه گیری و پیشنهادات.. 7-1- نتیجه گیری.. 996-2-پیشنهادات.. 1007-منابع .. 101 فهرست شکلهاشکل 1-1 جوامع ژئوشیمیایی زمینه و آنومالی 6شکل 1-1 نقشه رقومی شده زمین شناسی منطقه 10شکل 2-1 موقعیت نقشه 1:100000 زمین شناسی پرنگ 16شکل 2-2 نقشه زمین شناسی برگه 1:100000 پرنگ 24شکل 2-3 راهنمای نقشه زمین شناسی برگه پرنگ 25شکل 5-1 منحنی فرکتالی کخ 54شکل 6-1 نمودار فرکتالی عیار – مساحت عنصر کروم 60شکل 6-2 نمودار فرکتالی عیار - مساحت عنصر کبالت 60شکل 6-3 نمودار فرکتالی عیار – مساحت عنصر نیکل 61شکل 6-4 نمودار فرکتالی عیار – مساحت هاله ضربی Cr.Co.Ni 61شکل 6-5 نمودار فرکتالی عیار مساحت فاکتور اول 62شکل 6-6 نمودار فرکتالی عیار – تعداد عنصر کروم 65شکل 6-7 نمودار فرکتالی عیار - تعداد عنصر نیکل 66شکل 6-8 نمودار فرکتالی عیار – تعداد عنصر کبالت 66شکل 6-9 نمودار فرکتالی عیار – تعداد هاله ضربی Cr.Co.Ni 74شکل6-10نمودار هیستوگرام داده های نرمال شده عناصر کروم 69شکل6-11نمودار هیستوگرام داده های نرمال شده عناصر کبالت 69شکل6-12نمودار هیستوگرام داده های نرمال شده عناصر نیکل 70شکل 6-13 موقعیت نمونه های برداشت شده 73شکل 6-14 نقشه توزیع پراکندگی ژئوشیمیایی غلطت عنصر کروم در منطقه 74شکل 6-15الف نقشه تفکیک جوامع مختلف کانی سازی های کروم مدل سازی های فرکتالی عیار- مساحت 76شکل 6-15ب نقشه تفکیک جوامع مختلف کانی سازی های کروم مدل سازی های فرکتالی عیار- مساحت 76شکل 5-15ج نقشه تفکیک جوامع مختلف کانی سازی های کروم مدل آمار کلاسیک 77شکل 5-16نقشه توزیع پراکندگی عنصر کبالت در منطقه 78شکل 5-17الفنقشه تفکیک جوامع مختلف کانی سازی های کبالت مدلسازی های فرکتالی عیار- مساحت 80شکل 5 - 17ب نقشه تفکیک جوامع مختلف کانی سازی های کبالت مدلسازی های فرکتالی عیار- تعداد 80شکل 5-17ج نقشه تفکیک جوامع مختلف کانیسازیهای کبالت مدل آمار کلاسیک 81شکل5-18 نقشه توزیع پراکندگی عنصر نیکل در منطقه 82شکل 6-19الف نقشه تفکیک جوامع مختلف کانیسازیهای نیکل مدل سازی های فرکتالی عیار- مساحت 83شکل5-19ب نقشه تفکیک جوامع مختلف کانیسازیهای نیکل مدلسازیهای فرکتالی عیار-تعداد 84شکل 5-19ج نقشه تفکیک جوامع مختلف کانی سازی های نیکل) مدل آمار کلاسیک 84شکل 5-20 نقشه توزیع پراکندگی فاکتور 1 85شکل 5-21 نقشه توزیع پراکندگی هاله ضربی عناصر کروم، کبالت و نیکل 87شکل 5-22الفنقشه تفکیک جوامع مختلف هاله ضربی Ni.Co.Cr مدل سازی های فرکتالی عیار- مساحت 88شکل 5-22بنقشه تفکیک جوامع مختلف هاله ضربی Ni.Co.Cr a)مدل سازی های فرکتالی عیار- تعداد 88شکل 5-23 نقشه نقاط آنومالی در مناطق امید بخش بر اساس روش زونالیته 90شکل 5-24 نقشه نقاط آنومال جدا شده از مدل های مولتی فرکتالی عیار – مساحت برای هاله ضربی عناصر 91 فهرست جدولهاجدول1‑1 داده ها و لایه های اطلاعاتی منطقه 9جدول 4-1 خلاصه ای از پارامتر های آمار کلاسیک برای داده ها 40جدول 4-2 آنالیز مولفه اصلی داده های ژئوشیمیایی رسوبات آبراهه ای برگه 1:100000 پرنگ 42جدول5‑1حد آستانه ای عنصر کروم بر اساس مدل فرکتالی عیار – مساحت 62جدول5-2حد آستانه ای عنصر کبالت بر اساس مدل فرکتالی عیار – مساحت 63جدول 5-3حد آستانه ای عنصر نیکل بر اساس مدل فرکتالی عیار – مساحت 63جدول5-4حد آستانه ای هاله ضربی بر اساس مدل فرکتالی عیار – مساحت 63جدول5-5 حد آستانه ای مولفه اول بر اساس مدل فرکتالی عیار – مساحت 64جدول5-6 حد آستانه ای عنصر کبالت بر اساس مدل فرکتالی عیار – تعداد 67جدول5‑7حد آستانه ای عنصر نیکل بر اساس مدل فرکتالی عیار – تعداد 67جدول5-8حد آستانه ای هاله ضربی بر اساس مدل فرکتالی عیار – تعداد 67جدول5-9حد آستانه ای عنصر کروم بر اساس مدل فرکتالی عیار – تعداد 67جدول5-10 میزان حد زمینه و حد آنومالی برای هر عنصر بر اساس آمار کلاسیک 68جدول5-11 محاسبه ضریب زونالیته برای مناطق آنومال 90جدول5-12مقایسه همبستگی و تطابق مدل های ژئوشیمیایی باینری ایجاد شده با ساختار های زمین شناسی بر اساس ماتریس logratio 93جدول5-13 مقایسه همبستگی و تطابق مناطق پر پتانسیل کانی سازی مدل های فرکتالی عیار – مساحت و عیار - تعداد برای تک عنصر کروم و مدل فرکتالی عیار – مساحت هاله ضربی با ساختار های زمین شناسی بر اساس ماتریس logratio 94جدول5-14 مقایسه همبستگی و تطابق مناطق آنومال مدل های فرکتالی عیار – مساحت و عیار - تعداد برای تک عنصر کروم و مدل فرکتالی عیار – مساحت هاله ضربی با ساختار های زمین شناسی بر اساس ماتریس logratio 95جدول 5-15مقایسه همبستگی و تطابق مناطق با کانی سازی ضعیف مدل های فرکتالی عیار – مساحت و عیار - تعداد برای تک عنصر کروم و مدل فرکتالی عیار – مساحت هاله ضربی با ساختار های زمین شناسی بر اساس ماتریس logratio96 اختصارات و نشانههای بهکار رفته در پایاننامه Ubسنگهای اولترامافیکgb گابروSr سرپانتینیتGr پلاژیو گرانیتtb توف بازیکR رادیولاریتLvلیستونیتcm آمیزه رنگینaKf واحد فلیشی زیرینKatv واحد فلیشواره – آذرآواریKa sc واحد ماسه سنگی فلیش بالاییKu sh-s واحد شیلیPEms واحد مارن و ماسه سنگی پالئوسن – ائوسنKua واحد کنگلومرایی- ماسه سنگی کرتاسه پسینPEft واحد فیلیشوارهPElm واحد فلیشواره، آهکی- مارنیEf واحد فلیشیEg واحد گچیEnl واحد سنگ آهک نومولیتدارEcs واحد کنگلومراییEs واحد ماسهسنگی ائوسنOMcs واحد های کنگلومرائیOMss واحد ماسهسنگی الیگوسن میوسنOMac واحدهای آگلومرایی – کنگلومراییOMsl واحد ماسهسنگ توفی – کنگلومراییOMv واحد آتشفشانی (آندزیت - بازالتی)Ngcm واحد کنگلومرایی – مارنی نئوژنPl-Qa-Pl-Qb واحد کنگلومرایی و آتشفشانی پلیوسن – کواترنریQal پادگانههای آبرفتی کهنQt2 پادگانههای جوانQf مخروط افکنهQk 1 کفههای گلی و نمکی – کویرQal آبرفتهای جدیدQd 2 بادرفتهاᶲC زمینهAC حد آستانهایẍ میانگین غلظت عناصرS انحراف معیارمنگنزMnفسفرPتیتانیومTiلیتیومLiبرBايريديومYyلانتنيومLaسربPbرویZnمسCuاسترانسيومSrاستيبنيتSbزيركنيومZrواناديومVكرومCrكباالتCoنيكلNiباريتBa فصل اول(کلیات) 1-1 مقدمه به طور کلی دو دیدگاه برای اکتشاف کانسارهای سطحی و پنهان میتواند به کار برده شود. 1) به کار بردن مدل کانساری. 2) تشخیص هالههای اولیه کانسار. یک مدل کانساری، توصیفی از ویژگیهای اساسی زمینشناسی، ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی را بیان میکند. هاله اولیه برای نخستین بار، توسط سافرانوو[1]در سال 1936 تعریف شد. هاله اولیه کانسار، شامل سنگهای اطراف کانسار و عناصر غنی شدهای میباشد؛ که همراه با کانسار تشکیل میشود. بنابراین توصیفی از هاله اولیه، بخشی از یک مدل کانساری است. اما اساس هر دو دیدگاه ذکر شده، مطالعه ویژگیهای هالههای اولیه کانسار است؛ چراکه در نهایت فرایندهای ژئوشیمیایی در طول کانیسازی باعث رسوب و شکلگیری کانسار میشود. مدلهای کانساری تنها رهنمودهای تجربی و تئوری را در اختیار قرار میدهد، اما معیارهای اکتشافی را مشخص نمیکند( Carranza and Sadeghi., 2012). برای این منظور، مطالعه لیتوژئوشیمیایی عناصر اصلی و فرعی جهت تشخیص کانی سازی از سنگهای عقیم به کار گرفته میشود (Makkonen et al.,2008;Zhao et al., 2011). چنانکه ذکر شد، هاله اولیه نتیجه بر همکنش بین سنگ میزبان و سیال کانه زا میباشد. این برهمکنش، باعث غنی شدگی و یا تهی شدگی سنگها از برخی عناصر و یا فلزات میشود. این ویژگیها معمولا همزمان با کانیسازی در محیط اطراف کانسار اتفاق میافتد. از این رو ویژگیهای ژئوشیمیایی هالههای اولیه کاملا قابل پیشبینی میباشند و به عنوان اهداف اکتشافی بهتر شناخته میشوند. عناصر یا فلزات تشکیل دهندهی هالههای اولیه، نقش ردیاب را برای زون کانیسازی بازی می کنند(Kekelia et al., 2008).انتخاب عناصر ردیاب به فاکتورهایی از قبیل هبستگی عناصر با کانسار، پراکندگی اولیه عناصر و سادگی در انجام آنالیزهای ژئوشیمیایی مربوط میشود. اساس به کاربردن نسبتهای عنصری و تعریف فاکتورهای اکتشافی، تهیشدگی و غنیشدگی از عناصر یا فلزات در هاله اولیه کانسار میباشد. این فاکتورها، راهنمایی جهت نزدیک شدن به ماده معدنی هستند.هدف اصلی از آنالیز دادههای ژئوشیمیایی، تعیین زونهای غنی شده از تمرکز یک یا چند عنصر میباشد؛ که میتواند بازتاب دهنده وجود یک کانسار باشد. همچنین هدف از آنالیز دادههای ژئوشیمیایی، جداسازی آنومالیهای همراه با کانیسازی از مقادیر زمینه است، که نشان دهندهی فرایندهای ژئوشیمیایی و زمینشناسی است که منشا مواد را برای رسوبات آبراهه تامین میکند. شناخت جوامع آنومال در رسوبات آبراههای، همواره با مشکلات فراوانی همراه است. این مسئله نیازمند شناخت دقیق فرایندهای سطحی دارد؛ که باعث انتقال وجابجاییهای رسوبات از منبع آنها میشود. پس میتوان اینگونه بیان نمود که آنالیز دادههای ژئوشیمیایی جهت اکتشافات ژئوشیمیایی، برای توسعه یک برنامه کلی جهت آشکارسازی کانیسازیهای پنهانی است؛ که به لحاظ اقتصادی قابل توجهمی باشد (Ahadji ,. 2003). در گذشته چندین روش بر اساس ژئوشیمی، برای پیشبینی مکان کانیسازیهای پنهان ارائه شده است(Ziaii et al ., 2009). اغلب روشهای ژئوشیمیایی به سطح از فرسایش افقی مربوط میشود. سطح از فرسایش به صورت شاخصهای کمی و ارزیابی آنومالیهای ژئوشیمیایی که بازتاب دهنده کانیسازیهای پنهان است تعریف میشود(Ziaii et al.,2012) .بئوس و گریگوریان[2])1977( ، تنها با استفاده از معیار زونالیته ژئوشیمیایی قائم، به عنوان یک پارامتر قابل پیش بینی برای انواع مختلف کانیسازیهای هیدروترمال در منظرهای متفاوتژئوشیمیایی و تحت تغییرات زمینشناسی در مقیاس کوچک مانند یک معدن و یا درمقیاس اکتشافی بسیار بزرگ، مدلی برایپیشبینی کانی سازیهای پنهان ارائه کردند. همچنین سالاووف[3] )1987 و1990( روابط متفاوتی را برای پیشبینی کانسارهای پنهان با استفاده از تئوریهای متالومتری ارائه نموده است.لیو و پنگ[4]نیز )2003 ( با استفاده از اطلاعات زمینشناسی،ژئوفیزیک و ژئوشیمی مدلی بر اساس دیدگاه دینامیکی برای شناسایی کانیسازی پنهان پیشنهاد کردند.کنستانتینوف و استروژاکوف[5])1995) تئوری جدیدی بیان کردند که برای انواع گستردهای از کانی سازیهای ماگمایی،تکتونیکی و هیدروترمال قابل استفاده میباشد. اما به هر حال استفاده از این روشها دارای محدودیتهایی است. چراکه این روشها نیاز به زمان طولانی دارند. همچنین هزینههای انجام این روشها بالا میباشد و نمونهبرداری برای این روشها نیاز به تخصص بسیار بالایی دارد؛ که اجرای این روشها را با محدودیت روبرو کرده است.لذا پیشنهاد شده است، که با استفاده از روشهای هوشمند و نوین در علم ریاضی، مانند روش های فرکتالی، نرو فازی وشبکه عصبی و یا تلفیقی از این روشهامیتوانبه محدودیت های ذکر شده برای روشهای رایج غلبه کرد. روشهای فرکتالی، بر اساس توزیع فرکانسی و ضریب همبستگی عیار عناصر یا براساس ساختار فضایی عناصر یا هر دوی این موارد بنا شدهاند. روشهای زمینآماری و فرکتالی با در نظر گرفتن این ساختارهای فضایی، الگوهای مناسبی را جهت شناسایی آنومالی ضعیف ازحد زمینه قوی ارائه دادهاند ودر شناخت مرز بین جامعه آنومال و زمینه دقت بیشتری را دارند. تئوری فرکتال، برای اولین بار توسط ماندلبرات[6]در سال 1983 مطرح شد و به طور گسترده در علوم زمین مورد استفاده قرار گرفت. روشهای فرکتالی برمبنای هندسه فرکتال، ارتباط بین تغییرات زمینشناسی، کانیشناسی و ژئوشیمی را با در نظر گرفتن ساختار فضایی دادهها بررسی میکند(Afzalet al., 20011; Carranza , 2008, 2009).در بیشتر مناطقی که جهت اکتشاف کرومیت مورد بررسی قرار گرفته است، کانسارها عمدتا در سطح یا در نزدیکی سطح اکتشاف شدهاند. این مسئله به این علت میباشد، که کانسارهای کرومیتانبانهای مقاومت بیشتری نسبت به سنگ میزبان در برابر فرسایش دارند. لذا چنان که گفته شد، ذخایر آنها عمدتا در سطح زمین قابل رویت میباشد. با توسعه معدنکاری ذخایر سطحی این کانسار به سرعت استخراج شدند. حفاریهای اکتشافی اطراف کانسار نیز با محدودیتهایی همراه است. در کالیفرنیا، حفاری بیش از 90 متر برای کانسارهای کرومیت مقرون به صرفه نمی باشد، در نتیجه، وجود کانسارهای اکتشاف نشده در زیر کانسارهای سطحی محتمل به نظر میآید. به طور کلی، احتمال اکتشاف تودههای جدید در اطراف کانسارهای شناخته شده بیشتر است. اگرچه هیچ الگوی شناخته شدهای جهت اکتشاف این کانسار، ارائه نشده است. 1-2-مشکلات تحقیقچالشهای پیش رو در این مطالعه، از دو منظر قابل بررسی میباشد:1) شناسایی صحیح حد آستانهای دادههای ژئوشیمیایی و تشخیص درست حد زمینه از حد آستانهای 2) طبیعت غیر قابل پیشبینی کانسارهای کرومیت.آنالیز دادههای ژئوشیمیایی برای جداسازی آنومالی از حد زمینه در محدوده اکتشافی شامل روشهای آمار فضایی و روشهای آمار خطی میشود. روشهای آمار خطی(کلاسیک)، استفاده از کاغذ احتمال، تکنیکهای آمار چند متغیره و تک متغیره را شامل میشود( Sinclair, 1991).در این روشها برای جداسازی آنومالیهای ژئوشیمیایی، توزیع عناصر مورد مطالعه قرار میگیرد. شکل(1-1) دو جمعت a وb را نمایش میدهد که جمعیت a معرف جامعه آنومال و جمعیت b معرف زمینه میباشد؛ که مقدار آنها در هر دو عنصر از یکدیگر متفاوت است. همانگونه که مشخص شده است، این دو جامعه دارای یک همپوشانی میباشند. در تحلیل دادههای ژئوشیمیایی تعیین این مرز بسیار حائز اهمیت است. مطابق شکل مقادیر کمتر از z1 به عنوان زمینه و مقادیر بیش از Z2 به عنوان آنومالی در نظر گرفته میشود. اما عناصر با مقادیر بین z1و z2را نمیتوان به درستی تقسیمبندی کرد(Ahadji, 2003)دیدگاه آمار کلاسیک برای تقسیمبندی جوامع مختلف، نمیتواند پاسخ قابل اتکایی باشد. در کنار مشکلات مربوط به تقسیمبندی آنومالیها تنها بر مبنای مقدار عنصر مورد نظر، محدودیتهای دیگری نیز در روشهای آمار خطی تک متغیره و چند متغیره وجود دارد. برای مثال مکان نقاط نمونهبرداری در آنالیزها مورد توجه قرار نمیگیرد. دیدگاه آمار فضایی از روشهای مختلفی برای از بین بردن این محدودیتها استفاده میکند. روشهای فرکتالی از جمله روشهای آمار فضایی به شمار میرود(Cheng et al.,1994). در دیدگاه آمار فضایی ویژگیهای زیر مورد بررسی قرار میگیرد :1) توزیع فراوانی عنصر مورد نظر 2) مقدار و محل نمونهبرداری 3) ویژگیهای هندسی ناحیه آنومال .