معرفى روش‌ها براى پیشرفت کاربرد ژئوشیمى در اکتشافات مواد معدنى در ایران

توضیحات

چکیده در این گزارش روش‌اى ویژه‌اى براى پیشرفت کاربرى ژئوشیمى در اکتشافات معدنى توسط سازمان زمین شناسى و به موازات طرح راهبردى اکتشاف 5 ساله 2005-2009 ارائه شده‌اند. به یک برنامه تعلیمى که شامل مشاوران شایسته باشد نیاز است تا بتوان بسیارى از این روش‌ها را اجرا کرد. نقش اصلى ژئوشیمى تعریف سیستم کانى سازى به همراه داده‌هاى زمین شناسى و ژئوفیزیکى و برداربندى به سمت محل کانى سازى عیار بالا درون سیستم مى‌باشد. واژه «بردار» به صورت جستجوى که تحت تأثیر عوامل مختلف اکتشاف‌کننده را به سوى هدف خود هدایت مى‌کند که معمولاً غیرمستقیم نیز مى‌باشد، تعریف مى‌شود. از تمام ویژگى‌هاى ناهنجارى ژئوشیمیایى براى رسیدن به هدف باید استفاده شود. این ویژگى‌ها شامل بزرگى تمرکز، اختلاف عنصر، همبستگى عناصر، ابعاد ناهنجارى، جهت‌یابى ناهنجارى، ناحیه‌بندى عناصر، جایگاه زمین شناسى و بردارها به سمت عیار بالا مى‌باشند. بیشتر اوقات تنها از بزرگى تمرکز براى کشف اهداف استفاده مى‌شود. از تمام ویژگى‌هاى ناهنجارى‌ها در کلیه مراحل اکتشافات ژئوشیمیایى (پى جویى تا ژئوشیمى 3 بعدى) براى برداربندى به سمت کانى سازى اقتصادى باید استفاده شود. یکى از منابع اصلى که مى‌تواند به اکتشاف مواد معدنى در ایران کمک کند پایگاه داده‌هاى ملى رسوبات آبراهه‌اى است. این پایگاه داده‌ها جمع‌آورى نتایج آنالیز برداشت هى مختلف از سال 1975 به بعد مى‌باشد. در نتیجه روش‌هاى مختلف نمونه‌بردارى و آنالیز، مسائل متعددى در ارتباط با این داده‌ها شناسایى شده‌اند: 1)      بعضى از برداشت‌ها ممکن است به طور کامل در شناسایى پتانسیل محدوده خود ناموفق باشند. 2)      بسیارى از عناصر داراى جابجایى در دقت نسبى بین برداشت‌هاى مختلف هستند. 3)      اطلاعات تشریحى لازم در ارتباط با نحوه نمونه‌بردارى و آنالیز در پایگاه داده‌ها وجود ندارد. براى مفیدتر کردن این پایگاه داده‌ها براى زمین شناسان سازمان زمین شناسى و شرکت‌ها یک پایگاه داده کاربر باید از پایگاه داده اصلى استخراج شود. این پایگاه داده‌ها باید شامل جدولى از ناهنجارى‌هاى حتمى بر اساس آستانه‌هاى ناحیه‌اى و جدولى شامل مجموعه‌اى از متغیرهاى بدون مشکلات هموارسازى و داده‌هاى کم کیفیت باشد. از روش‌هاى تحلیل آمارى و مکانى براى چگونگى شناسایى ناهنجارى‌هاى حتمى استفاده شده است. روش‌هاى متعددى براى چگونگى هموارسازى و برخورد با داده‌هاى پارازیت‌دار نزدیک به آستانه آشکارسازى نوشته شده‌اند. در حال حاضر پایگاه داده‌ها داراى ساختار فایل مسطح است و داراى ناسازگارى‌هاى فراوانى در مورد بعضى از اطلاعات مى‌باشد. نبود اطلاعات تشریحى در مورد آزمایشگاه و نحوه آنالیز نیز مشکل‌ساز است. پیشنهاد در مورد بهبود ساختار پایگاه داده‌ها شامل تبدیل از ساختار مسطح به یک سرى جداول مرتبط به هم تحت ساختار اکسس (ACCESS) مى‌باشد. دلایل زیادى وجود دارند که چرا پوشش فعلى رسوبات آبراهه‌اى در بعضى از مناطق براى اکتشاف کافى نمى‌باشند. این‌ها شامل:          1) چگالى ناکافى نمونه‌بردارى براى انواع خاصى از کانسارها 2)      فقدان داده‌هاى طلا در بعضى از مناطق 3)      آستانه آشکارسازى بالا براى عناصر ردیاب 4)      کیفیت پایین داده ها 5)      برداشت با جزء 80-مش در مناطقى که داراى ماسه بادى هستند. با توجه به ملاحظات فوق، نمونه‌بردارى مجدد در بعضى از مناطق لازم مى‌باشند با این مورد که نمونه‌بردارى فوق حتماً نباید براى کله برگه 1:100.000 انجام شود. نمونه‌بردارى باید روى کمربندهاى زمین شناسى مساعد براى کانى‌سازى صورت گیرد. مناطقى که براى نمونه‌بردارى مجدد پیشنهاد مى‌شوند شامل مرکز، شرق و جنوب شرق ایران مى‌باشند که در آن‌ها اختلاف عناصر به خاطر رسوب ماسه بادى کم شده است. در مناطقى که نمونه‌ها توسط XRF قابل حمل آنالیز شده‌اند. قبل از نمونه‌بردارى مجدد باید داده‌ها نخست هموارسازى شوند تا بتوان فهمید که آیا با روندهاى زمین شناسى تطابق دارند یا خیر. راهبردهاى نمونه‌بردارى و آنالیز مختلف در تمام مقیاس‌ها احتمال تأثیر محیط‌هاى مختلف ژئوشیمیایى در ایران را در نظر نگرفته‌اند. مطالعات جهت‌دار براى رسوبات آبراهه‌ها و محیط‌هاى خاکى در موارد ذیل پیشنهاد مى‌شوند: 1)      مناطق خشک تا نیمه خشک مرکز، شرق و جنوب شرق ایران 2)      مناطق مرتفع و با بارندگى متوسط غرب ایران 3)      مناطق پوشیده مرکز، شرق و جنوب شرق ایران 4)      مناطق مرتفع و با بارندگى زیاد شمال ایران مراحل چگونگى انتخاب مناطق مناسب براى مطالعه جهت‌دار و چگونگى طراحى مطالعه جهت‌دار در ادامه این گزارش نوشته شده‌اند. واژه اکتشاف نیمه تفضیلى آن طور که توسط زمین شناسان سازمان زمین شناسى استفاده مى‌شود شامل دو فاز جداگانه ادامه اکتشاف ژئوشیمیایى طبق تعریف زمین شناسان غربى مى‌باشد. 1)      ادامه اکتشاف مقدماتى 2)      ادامه اکتشاف تفضیلى ادامه اکتشاف مقدماتى براى تأیید ناهنجارى، تعیین محدوده آن‌ها و مشخص کردن جایگاه زمین شناسى آن‌ها طراحى مى‌شوند. این باید شامل نمونه‌بردارى مجدد از تمام رسوبات آبراهه‌هاى ناهنجار توسط گروه ژئوشیمى باشد. آنگاه ناهنجارى‌ها باید توسط زمین شناس از سازمان زمین شناسى براى بررسى منشأ سنگ بستر ناهنجارى و جایگاه زمین شناسى بازدید شود. مقیاس‌هاى مناسب براى بررسى زمین شناسى شامل 1:10،000 تا 1:50،000 مى‌باشد که بستگى به ابعاد ناهنجارى دارد.  ادامه اکتشاف ژئوشیمیایى تفضیلى براى تعیین اهداف حفارى براى مکانیابى توده کانسارى مى‌باشد و ممکن است شامل: 1)   نمونه‌بردارى پیوسته کانالى از اطراف کلاهک‌هاى آهنى یا نواحى دگرسان شده که توسط نقشه‌بردارى زمین شناسى مشخص مى‌شوند. 2)   نمونه‌هاى چکشى از مناطق کوچکتر دگرسان شده در دیگر جاهاى سیستم کانى سازى براى کمک به شاخص‌سازى ناحیه‌بندى عناصر 3)      نمونه‌بردارى از خاک مناطقى با پوشش وسیعى خاکى ترانشه زنى و نمونه‌بردارى کانالى از سنگ بستر زیر پوشش خاک. کارهاى فوق باید توسط گروه اکتشاف و در مقیاس 1:5،000 انجام شود. روش انجام این نوع برداشت‌ها نیز نوشته شده است، داده‌هاى بدست آمده از ادامه اکتشافات مقدماتى و تفضیلى باید به پایگاه داده‌هاى مرکزى اضافه شوند. این کار باعث بوجود آمدن و همچنین باعث ایجاد بایگانى دائمى از نتایج ادامه اکتشاف خواهد شد طورى که اکتشافات آینده بر اساس این نتایج خواهند بود و دیدگاه زمین شناسان سازمان زمین شناسى نیز تکامل پیدا خواهد کرد. هدف کلى ژئوشیمى 3بعدى کمک به فرآیند برداربندى مى‌باشد. این شامل دو مرحله کار است که با ایجاد یک الگو از یک کانسار شناخته شده آغاز و آنگاه با کاربرى دانش بدست آمده براى تفسیر داده‌هاى گمانه ى روى پروژه اکتشافى که در آن چگالى داده‌ها کم است دنبال مى‌شود. مراحل ایجاد و کاربرد الگوهاى ژئوشیمیایى 3بعدى، راهبر نمونه‌بردارى و آنالیز و چگونگى ایجاد الگوهاى 3بعدى براى کانسارهاى شناخته شده و داده‌هاى اکتشافى تماماً بیان شده‌اند. براى کاربرد ژئوشیمى 3بعدى در ایران پیشنهاد مى‌شود که سازمان زمین شناسى طرح همکارى با شرکت‌هاى دولتى براى توسعه الگوهاى کانسارهاى ایران را اجرا کند. برنامه کنترل کیفیت براى تمام برداشت‌هاى ژئوشیمیایى باید شامل نظارت بر نتایج نمونه‌هاى تکرارى صحرایى و استانداردها باشد. روش‌هاى طراحى برنامه کنترل کیفیت، گرفتن تصمیمات لازم بر اساس نتایج و چگونگى ایجاد استانداردها از مواد محلى نوشته شده‌اند. تمام نمونه‌ها از مراحل پى جویى، ادامه اکتشاف مقدماتى، ادامه اکتشاف تفضیلى و حفارى باید در یک انبار مرکزى بایگانى و نگهدارى شوند. تعهد بلندمدت سازمان زمین شناسى براى اکتشاف در ایران دلایل متعددى در طول زمان براى انجام کار بیشتر در منطقه‌اى که کار پیشین در آن انجام شده ایجاد خواهد کرد. دسترسى به نمونه‌هاى بایگانى شده از مراحل ابتدایى اکتشاف اجازه خواهد داد تا آنالیز‌هاى تکمیلى انجام شوند که مى‌توانند براى تعریف اهداف جدید مفید واقع شوند در حالى که از هزینه نمونه‌بردارى مجدد نیز جلوگیرى مى‌شود. یک پایگاه داده‌هاى کتابخانه‌اى براى تمام مواد بایگانى شده در انبار مرکزى و همچنین کم یا اضافه شدن نمونه‌ها باید توسعه یابد. مقدمه در اوایل سال 2005 گزارشى با عنوان طرح راهبردى اکتشاف براى سازمان زمین شناسى کشور براى دوره 2005-2009 توسط شرکت‌هاى واتس، گریفیس و مکوثه (WGM)، جیوتکنیکال بیزنس سلوشنز (GBS) و با پشتیبانى پارس کانه کیش ارائه شده. به عنوان بخشى از این گزارش، پیشنهادات ویژه‌اى براى پیشرفت کاربرى ژئوشیمى در اکتشافات معدنى ارائه شده‌اند که بعضى از آن‌ها در ذیل خلاصه شده‌اند: ·   اجراى برداشت‌هاى جهت دار در محیط‌هاى مختلف ژئوشیمیایى ایران براى بدست آوردن بهترین روش براى هر محیط ·  ارائه آموزش/ تعلیم براى شناسایى اهداف یک برداشت جهت‌دار و توسعه راهبرد مؤثر نمونه‌بردارى و آنالیز براى پاسخ به پرسش‌هاى ویژه. ·  نمونه‌بردارى مجدد از مناطقى با پتانسیل بالاى مواد معدنى با استفاده از روش‌هاى نوین، اگر پوشش فعلى رسوبات آبراهه‌اى کمبود دارد. ·   ارائه آموزش/ تعلیم در راهبرد و فرآیندهاى مناسب اکتشاف ژئوشیمیایى نیمه تفضیلى و تفضیلى براى توسعه اهداف با کیفیت حفاری. ·  برپایى فرآیند روش‌هاى بهینه در سازمان زمین شناسى براى برنامه‌هاى کنترل کیفیت و اطمینان از کیفیت من جمله شامل کردن نمونه‌هاى استاندارد همراه با هر مجموعه. ·   ارائه آموزش/ تعلیم براى چگونگى تفسیر داده‌هاى کنترل کیفیت، توسعه معیار قبول/ رد و عمل لازم براى برخورد با داده‌هاى مشکل‌ساز. ·   برپایى یک انبار براى بایگانى نمونه‌ها و مغزه‌ها و سیستم ردیابى و ثبت مربوطه. ·  متمرکز کردن اداره پایگاه داده‌ها توسط یک گروه کوچک که داراى مسئولیت یکپارچه‌سازى، تأیید، بارگذارى و ویرایش و کنترل کیفیت را به عهده داشته باشد. ·   اجازه دسترسى آزاد کاربران پایگاه داده‌ها و استخراج داده‌هاى موردنیاز خودشان. براى اجراى بعضى از این پیشنهادات آقاى رابرت جکسون ژئوشیمیست ارشد شرکت WGM مسائل جارى را بازنگرى کرده و روش‌هاى ویژه‌اى را بعنوان توصیه ارائه کرده‌اند. این گزارش سعى دارد که این فرآیندها را با جزئیات توضیح دهد اما باید به این نکته توجه شود که یک نوشته به تنهایى نمى‌تواند تغییر بنیادى ایجاد کند و بهترین روش اجراى آن فرآیند تعلیم مى‌باشد. روش‌هاى استفاده شده توسط سازمان زمین شناسى در پروژه‌هاى منتخب باید با جزئیات کامل در اداره و کار صحرایى توسط یک تعلیم‌دهنده مجرب بازنگرى شود. آنگاه زمین شناسان سازمان زمین شناسى مى‌توانند کاربرى بهبودیافته‌اى از ژئوشیمى را اجرا کنند. این گزارش با نوشته‌اى در مورد نظریه‌هاى مهم براى نقش ژئوشیمى در فرآیند اکتشاف آغاز مى‌شود. آنگاه به موارد مهم در مورد بهبود کارایى کلى ژئوشیمى در تمام مراحل اکتشاف توجه مى‌شود و طبق موارد ذیل دسته‌بندى شده‌اند: ·     بهبود کارایى پایگاه داده‌هاى رسوبات آبراهه اى ·     نیاز به پى جویى بیشتر در مناطق ویژه ·     برداشت‌هاى جهت‌دار کجا نیاز مى‌باشد و چگونه طراحى مى‌شوند. ·     روش‌هاى ادامه اکتشاف اهداف ناحیه اى ·     روش‌هاى مطالعات ژئوشیمى 3 بعدى ·     اجراى برنامه کنترل کیفیت و اطمینان از کیفیت ·     بایگانى نمونه ها   نقش ژئوشیمى در فرآیند اکتشاف محل وقوع کانسارها بیشتر بر اساس 3 ویژگى پایه ذیل مشخص مى‌شود: 1)      جایگاه سنگ شناسى یا زمین شناس مناسب 2)      آمادگى ساختارى 3)      وجود سیالات کانه‌ساز دو مورد نخست توسط تهیه نقشه زمین‌شناسى و تفسیر داده‌هاى ژئوفیزیکى شناسایى مى‌شوند البته ژئوشیمى نیز ممکن است نقش مهمى ایفا کند. البته نقش عمده ژئوشیمى تعریف سیستم و استفاده آن به همراه داده‌هاى زمین شناسى و ژئوفیزیکى براى برداربندى به سمت کانى سازى عیار بالا مى‌باشد. معنى واژه بردار چه مى‌باشد؟ در اکتشافات معدنى به معنى اهداف متمرکز در سیستم معدنى مى‌باشد که کشف کننده را به یافتن توده کانسار و حفارى آن کمک مى‌کند و مى‌توان آن را طبق ذیل خلاصه کرد:   استان ژئوشیمیایى             ناهنجارى ناحیه اى                         ناهنجارى در رخنمون                                     حفارى در کانى سازى با عیار ناهنجار                                                 حفارى بخش با ارزش در عرض قابل معدن کارى                                                                                                   تعریف منبع معدنى   استفاده از برداربندى ژئوشیمى براى مشخص شدن جزئیات یکسرى از هاله‌هاى متحدالمرکز استفاده مى‌شود که کانسار در مرکز آن‌ها قرار دارد. البته گاهى اوقات کانسار در مرکز این هاله‌ها قرار نگرفته بلکه در موقعیت ویژه‌اى نسبت به ناحیه‌بندى عناصر در سیستم قرار دارد. به منظور تعریف هاله‌ها فقط بزرگى نسبى تمرکز در نظر گرفته مى‌شود اما دیگر ویژگى‌هاى ناهنجارى‌ها نیز وجود دارند که در جایگاه خود اهمیت دارند که طبق ذیل خلاصه شده‌اند. بزرگى تمرکز بزرگى تمرکز معمولاً بیان کننده دیگر ویژگى‌هاى ناهنجارى‌ها مى‌باشد. البته ارقام بالا به خودى خود ممکن است نتوانند محل کانسار را نشان دهند حتى در مواقعى که کانسار حاوى تمرکز بسیار بالا ماده معدنى و عناصر ردیاب در سیستم نیز باشد. ·         اختلاف عنصر اختلاف عنصر شامل نسبت تمرکز ناهنجار به ارزش میانگین پس‌زمینه مى‌باشد. این اختلاف نسبى مقادیر ناهنجار بالاتر از مقدار آستانه است که تعریف‌کننده قدرت و محدوده ناهنجارى مى‌باشد. ·         همبستگى عناصر سیستم‌هاى معدنى معمولاً توسط تمرکزهاى ناهنجار عناصر مختلف تعریف مى‌شوند. گروهى از عناصر که بالاتر از مقدار آستان تمرکز نشان مى‌دهند اکثراً به عنوان همبستگى عنصرى براى آن ناهنجارى به حساب مى‌آیند. هر ناحیه‌اى معمولاً توسط بیش از یک عنصر یا به طور دقیق‌تر یک همبستگى مشخص عنصرى شناخته مى‌شود. بیشتر اوقات همبستگى عنصرى اطلاعاتى در مورد نوع سیستم کانى سازى ارائه مى‌دهد که خود این منجر به مشخص شدن (تا حدى) ناهنجارى و نوع کانسار مى‌شود. ·         ابعاد ناهنجارى محدوده ناهنجارى که توسط اختلاف عناصر نسبت به آستانه تعریف مى‌شود ارائه دهنده ابعاد ناهنجارى در فضاى x,y,z است. اشکال مختلف ناهنجارى نیز توسط مقادیر بالاى cut-off نسبت به آستانه تعریف مى‌شوند و ممکن است ابعادى داشته باشد که متناسب با هدف باشد. ·         جهت یافتگى ناهنجارى ها همچنین محدوده ناهنجارى‌ها که توسط اختلاف عنصر نسبت به آستانه یا cut-off بالاتر تعریف مى‌شود بیان کننده جهت‌یافتگى ناهنجارى در فضاى x,y,z است. این مورد اطلاعات حیاتى است چون که روند معدنى اشکال ناهنجارى) بردار مهمى براى مکانیابى کانسار است که امکان دارد که در جایى در امتداد روند شناخته شده کانى سازى قرار داشته باشد. ·         ناحیه‌بندى عنصرى رابطه مکانى اشکال هندسى بین همبستگى عنصرى مختلف تعریف کننده ناحیه‌بندى عنصرى در یک سیستم معدنى مى‌باشد. مطالعات کانسارهاى شناخته شده نشان داده‌اند که کانسارها بیشتر در مکان ویژه‌اى نسبت به ناحیه‌بندى همبستگى عناصر وجود دارند. از این دانش مى‌توان براى ناحیه‌بندى و هدف‌گیرى کانى سازى عیار بالا در یک سیستم معدنى استفاده کرد.‎   ·         جایگاه زمین‌شناسى تمام ناهنجارى‌هاى ژئوشیمیایى داراى جایگاه زمین شناسى هستند که براى تفسیر درست مجموعه پیچیده‌اى از روند عنار که از داده‌هاى ژئوشیمیایى منجر مى‌شوند حیاتى مى‌باشد. بعضى از روندهاى