کاربرد آنالیز مولفه‌های اصلی در جهت شناسایی آنومالی‌های ژئوشیمیایی در ناحیه هلاک‌آباد، سبزوار

نویسندگان

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

منطقه­ی هلاک آباد در 30 کیلومتری جنوب سبزوار واقع شده است. بازالت، آندزیت و هورنبلند­ آندزیت قدیمی­ترین مجموعه رخنمون یافته در منطقه­ی مورد بررسی است. مونزونیت، کوارتز دیوریت،­ کوارتز مونزودیوریت، کوارتز­مونزونیت و هورنبلند­ کوارتز مونزودیوریت در سنگ­های آتشفشانی نفوذ کرده­اند. تجزیه و تحلیل مولفه­های اصلی (Principal component analysis) یکی از روش­هایی است که می­تواند به هدف آشکارسازی الگوهای پی­جوئی در درون مجموعه­ای از متغیرها کمک کند. در پی­جوئی­های معدنی، از رایج­ترین کاربردهای روش­ تحلیل چند متغیره، شناسایی و به نقشه درآوردن روابط داده­های ژئوشیمی سطحی در حجم بالا است. این روش برای آشنایی با تغییرات ژئوشیمیایی در منطقه هلاک آباد مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل مولفه­های اصلی نمونه­های ژئوشیمی آبراهه­ای منطقه­ی هلاک آباد، به طور کلی تغییرات عناصر را در پنج مولفه مشخص می­کند. نتایج بررسی­ها حاکی از آن است که مولفه­ی اول در مورد عناصر Cu, Zn, Co, V و نیز Sr, Cs, Li و Th وزن (بار) مثبت، و عناصر Ba, Rb, Nb, Pb و نیز نیکل-کروم وزن منفی نشان می­دهد. مولفه­ی دوم برای عناصر Rb, Sr, Th, Ba وزن منفی و برای عناصر دیگروزن مثبت دارد. همراهی روی با سرب و فلوئور می­تواند گویای نوع دیگری از پاراژنز کانیایی در منطقه باشد. مولفه­ی PC3 وزن مثبتی برای عناصر Ni, Zn, Cr, Co  دارد. این گستره مقادیر بالای مولفه­ دوم با گستره­های دگرسانی گرمابی و توده­های شبه­آتشفشانی منطقه همبستگی بالایی نشان می­دهند. تحلیل مولفه­های اصلی در ناحیه­ی هلاک­آباد نشان داد که حداقل در مورد عناصر مس و روی دو نوع همراهی عناصر کانه­ساز مطرح­اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of component analysis of stream sediment in recognition of geochemical anomalies in HalakAbad area, Sabzevar

چکیده [English]

Halakabad is located about 30 km south of Sabzevar. Basalt, andesite, hornblende andesite and hornblende dacite are the oldest volcanic rocks cropping out in the study area. Monzodiorite, quartz diorite, quartz monzodiorite, quartz monzonite, and hornblende quartz monzodiorite intruded the volcanic rocks. Application of component analysis is one of the methods that can help to reveal simpler patterns within a complex set of variables. In mineral exploration, the most common application of this multivariate analysis method is to characterize and map interrelationship within high volume surface geochemical data sets. Application of component analysis in Halakabad shows that the most variable can be categorized in five components. Results for geochemical data show first component has positive loading for Cu, Zn, Co, V as well as Li, Th, Cs, Sr and negative loading for Pb, Ba, Rb and Nb. Second component has negative loading for Rb, Sr, Th, Ba and positive loading for other elements. Association of Zn with Pb and F demonstrates another mineral paragenesis in the area. Third component has positive loadings for Ni, Co, Cr and Zn. The chemical elements with positive loadings of the second component are associated with alteration and subvolcanic rocks. Principal component analysis in Halakabad area demonstrated at least two type of Cu and Zn mineralization.

کلیدواژه‌ها [English]

  • component analysis
  • Geochemistry
  • alteration
  • Sabzevar
  • Halak Abad
[1] حسنی‌پاک ع. ا.، شرف الدین م.، "تحلیل داده های اکتشافی". دانشگاه تهران، (1384) 1014 صفحه.

[2] Grunsky E.C., “Statistical analysis in the geosciences”, In: Atkinson, P.M. (ed.) Encyclopaedia of Life Support Systems (EOLSS). EOLSS Publishers, Oxford, UK (2002).

[3] Harris J.R., Wilkinson L., Grunsky E.C., “Effective use and interpretation of lithogeochemical data in regional mineral exploration programs; application of geographic information systems (GIS) technology; exploration geochemistry”, selected papers from “Exploration ’97”. Ore Geology Reviews, 16 (2000) (3-4), 107–143.

[4] Xu Y., Cheng Q., “A fractral filtering technique for prospecting regional geochemical maps for mineral exploration. Geochemistry”, Exploration, Environment, Analysis, 1(2001) 147–156.

[5] Davis J.C., "Statistics and Data Analysis in Geology", John Wiley and Sons (WIE) (2002).

[6] Ali K., “Application of GeoDAS and other advanced GIS technologies for modeling Stream Sediment Geochemical distribution patterns to assess gold resources potential in Yunnan Province, South China”, MSc thesis. York University, Toronto (2005).

[7] Ali K., Cheng Q., “Separation of Geochemical Anomalies from Backgrounds using Multifractal Power-Spectrum Analysis: a Case Study from Yunnan Province, South China”, In: Cheng, Q. & Bonham-Carter, G. (eds) Proceedings for the IAMG Conference 2005, Toronto: GIS and Spatial Analysis, 1 (2005) 464–469.

[8] Bonham-Carter G.F., “Geographic Information Systems for Geoscientist: Modeling with GIS”, Pergamon, Oxford (1994).

[9] Grunsky E.C., Cheng Q., Agterberg F.P., Merriam D.F., “Applications of spatial factor analysis to multivariate geochemical data; geologic modeling and mapping”, In: 25th Anniversary Meeting of the International Association for Mathematical Geology. Prague, Czech Republic. 25th, 1 (1993).

[10] Panahi A., Cheng Q., Bonham-Carter G.F., “Modeling lake sediment geochemical distribution using principal component, indicator kriging and multifractal power-spectrum analysis: A case study from Gowganda, Ontario”, Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis, 4 (2004), 59–70.

[11] Kuppusamy M.R., Grirdhar V.V., “Factor analysis of water quality characteristics including trace metal speciation in the coastal environmental system of Chennai Ennore”, Environment International, (2006) 2, 174–179.

[12] Chen K., Jiao, J.J., Huang J., Huang R., “Multivariate statistical evaluation of trace elements in groundwater in a coastal area in Shenzhen, China”, Environmental Pollution, (2007) 147, 771–780.

[13] Boruvka L., Vecek O., Jenlika, “Principal component analysis as a tool to indicate the origin of potentially toxic elements in soil”, Geoderma, (2005) 128, 289–300.

[14] Zhang C., “Using multivariate analyses and GIS to identify pollutants and their spatial patterns in urban soils in Galway, Ireland”, Environmental Pollution, (2006) 142, 501–511.

[15] Spencer K.L., “Spatial variability of metals in the inter-tidal sediments of the Medway Estuary, Kent, UK”, Marine Pollution Bulletin, (2002) 44, 933–944.

[16] Yawei W., Lina L., Jianbo S., Guibin J., “Chemometrics methods for the investigation of methylmercury and total mercury contamination in mollusks samples collected from coastal sites along the Chinese Bohai Sea”, Environmental Pollution, (2005) 135, 457–467.

[17] Mudge S.M., Duce C.E., “Identifying the source, transport path and sinks of sewage derived organic matter”, Environmental Pollution, (2005) 136, 209–220.

]18[ آقانباتی ع.، "زمین شناسی ایران"، انتشارات سازمان زمین شناسی و اکتشاف معدنی کشور ، (1383) 640 صفحه.

]19[ جعفریان م. ب.، جلالی ع.، "نقشه زمین‌شناسی 100000 /1 ششتمد"، انتشارات سازمان زمین‌شناسی ایران.

]20[ پناهی شهری م.، کریم‌پور م.ح.، شبانی ف.، "کانی‌سازی و اکتشافات ژئوشیمیایی در کمربند ولکانیکی- پلوتونیکی هلاک‌آباد (جنوب سبزوار) با نگرشی بر اکتشاف مس پورفیری"، زمین شناسی اقتصادی، شماره 1، (جلد 2) (1389).

]21[ صادقی ع.، "پترولوژی و ژئوشیمی توده گرانیتی ششتمد (جنوب سبزوار)"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شاهرود (1388).

]22[ حسینی نژاد س.، "کانی شناسی، آلتراسیون، ژئوشیمی و کانی‌سازی در بخش شرقی معدن هلاک‌آباد (جنوب سبزوار) با نگرشی بر اکتشاف مس پورفیری"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد (1387).

[23] Jensen J.R., "Introductory Digital Image Processing: A Remote Sensing Perspective", 2nd. Prentice Hall (1996).

[24] Tangestani M. H., Moore F., "Comparison of three principal component analysis techniques to porphyry copper alteration mapping: a case study, Meiduk area, Kerman, Iran", Canadian Journal of Remote Sensing, 27(2) (2001), 176-182.

]25[ قورچی م.، کریم‌پور م.ح.، ابراهیمی خ.، "بارزسازی زونهای دگرسانی با استفاده از باندهای سنجنده استر مطالعه موردی منطقه هلاک آباد، خراسان رضوی". هیجدهمین همایش بلورشناسی و کانی شناسی ایران، تبریز (1389).

]26[ سازمان زمین شناسی کشور، پروژه اکتشاف ژئوشیمیایی ناحیه‌ای رسوبات رودخانه‌ای سمنان – کاشمر (1996).

]27[ شبانی ف.، "سنگ شناسی، آلتراسیون، ژئوشیمی و کانی‌سازی محدوده معدن کائولن همدی با نگرشی بر کانی‌سازی مس پورفیری (جنوب غرب سبزوار)"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد (1387).

]28[ پناهی م.، "زمین‌شناسی، پتروگرافی، کانی‌سازی و ژئوشیمی بخش شرقی معدن کائولن همدی هلاک‌آباد (جنوب غرب سبزوار) "، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد (1386).

]29[ مظلوم ف. "بررسی و مطالعه پتروگرافی،دگرسانی و ژئوشیمی در غرب معدن هلاک آباد سبزوار با رویکرد اکتشاف مس پورفیری"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد (1386).