توصيفگر ها :
خوشه‌بندي , مدل‌سازي سه بعدي , زمين‌شناسي , مغناطيس‌سنجي , كانسار مس پورفيري كهنگ
چكيده فارسي :
در مطالعات مرتبط با اكتشاف معادن، هدف نهايي شناسايي ماده‌ي معدني و تفكيك آن از زمينه با صرف كمترين هزينه مي‌باشد. حفاريهاي اكتشافي تكميلي كه در مرحله‌ي اكتشاف تفصيلي انجام مي‌گيرند، پرهزينه‌ترين فعاليت اكتشافي مي‌باشند و بهينه‌سازي محل، آزيموت و شيب اين گمانه‌ها از مهمترين تكاليف مهندسان اكتشاف معدن محسوب مي‌شود. به اين منظور، ابتدا يك مدل سه بعدي از ماده‌ي معدني و زمينه بر اساس داده‌هاي به دست آمده از حفاريهاي پيشاهنگ ايجاد مي‌گردد و مبناي پيشنهاد نقاط حفاري تكميلي قرار داده مي‌شود. هرچقدر صحت اين مدل بيشتر باشد، ريسك و تعداد حفاريهاي تكميلي كاهش يافته و در نتيجه، در هزينه‌ي كلي اكتشاف تفصيلي صرفه‌جويي مي‌گردد. در اين راستا، استفاده از داده‌هاي اكتشافي مختلف مانند مدل‌هاي زمين‌شناسي و ژئوفيزيكي در كنار اطلاعات عيارسنجي گمانه‌هاي پيشاهنگ مي‌تواند باعث افزايش دقت و صحت تخمين مدل سه بعدي اوليه‌ي ماده‌ي معدني شود. در مطالعه‌ي حاضر، يك رويكرد خوشه‌بندي بر مبناي روش مقياس‌گذاري چندبعدي و الگوريتم k-means براي ايجاد يك مدل سه بعدي پيش‌بيني ماده‌ي معدني و زمينه با در نظر گرفتن انواع مختلف مدل‌هاي اكتشافي شامل مدل‌هاي زمين‌شناسي، عيار سنجي و ژئوفيزيكي ارائه مي‌شود. داده‌هاي مورد استفاده در اين مطالعه، مربوط به محدوده‌ي كانسار مس پورفيري كهنگ واقع در استان اصفهان مي‌باشد. اين داده‌ها شامل اطلاعات جنس سنگ، دگرساني و عيارسنجي فلز مس در 11 گمانه‌ي پيشاهنگ به همراه داده‌هاي مغناطيس‌سنجي در محدوده‌ي مورد مطالعه مي‌باشد. از داده‌هاي ياد شده براي ايجاد مدل‌هاي سه بعدي جنس سنگ، دگرساني و عيار مس استفاده شد. همچنين، با وارون‌سازي سه بعدي داده‌هاي مغناطيسي، مدل سه بعدي خودپذيري مغناطيسي به دست آمد. بر اساس مقايسه‌ي مدل‌هاي ايجاد شده، كاني‌سازي مس در اين منطقه مرتبط با واحد نفوذي كوارتز ديوريتي و دگرساني فيليك مي‌باشد كه اين نواحي با مرز كاهش چشمگير خودپذيري مغناطيسي و يا مناطق با خودپذيري مغناطيسي پايين انطباق دارند. با اعمال رويكرد خوشه‌بندي مذكور بر مدل‌هاي به دست آمده، مدل پيش‌بيني ماده‌ي معدني و زمينه شناسايي شد. علاوه بر اين، اطلاعات عيارسنجي فلز مس در 48 گمانه‌ي تكميلي محدوده براي صحت‌سنجي مدل حاصل از خوشه‌بندي مورد استفاده قرار گرفت. بطوريكه، مدل سه بعدي پيش‌بيني ماده‌ي معدني و زمينه با مدل سه بعدي عيار مس ايجاد شده بر اساس گمانه‌هاي تكميلي مقايسه شد. اين مقايسه كه با استفاده از ماتريس درهم‌ريختگي انجام شد، نشان داد كه صحت مدل به دست آمده از رويكرد خوشه‌بندي برابر 73% مي‌باشد. همچنين، بدون در نظر گرفتن مدل‌هاي جنس‌سنگ، دگرساني و خودپذيري مغناطيسي، صرفاً مدل سه بعدي عيار مس بدست آمده از 11 گمانه‌ي پيشاهنگ نيز با مدل سه بعدي عيار مس بر اساس گمانه‌هاي تكميلي مقايسه شد كه صحت آن 45/59% به دست آمد. بنابراين، مطالعه‌ي حاضر نشان داد كه استفاده از داده‌هاي اكتشافي مختلف از جمله اطلاعات زمين‌شناسي و مغناطيس‌سنجي در كنار داده‌هاي عيارسنجي گمانه‌هاي پيشاهنگ مي‌تواند صحت مدل سه بعدي پيش‌بيني ماده‌ي معدني و زمينه را تا حد قابل قبولي افزايش دهد. به اين ترتيب، امكان برنامه‌ريزي دقيق‌تر و هدفمندتر براي حفاريهاي بعدي فراهم مي‌گردد.
چكيده انگليسي :
In studies related to mineral exploration, the ultimate goal is to identify the mineralization and separate it from the background with the lowest cost. The complementary exploratory drilling done in the detailed exploration stage is the most expensive exploration activity, and optimizing the location, azimuth, and slope of these drill holes is one of the most critical tasks of mineral exploration engineers. Therefore, a 3D model of mineralization and background is created based on the data obtained from the preliminary drilling and will be used for further complementary drilling. The higher validity of this model, the lower risk and number of complementary drilling. As a result, the overall cost of the final stage of exploration will be saved. Accordingly, using various exploratory data, such as geological and geophysical models, along with the values of metals grades resulting from analyzed cores of the preliminary drill holes, can increase the accuracy and validity of the predicted primary three-dimensional mineralization model. This study presents a clustering approach based on the multidimensional scaling method and the k-means algorithm to create the three-dimensional mineralization and background prediction model using different exploration models, including geological, grade, and geophysical models. The data used in this study are related to the Kahang porphyry copper deposit located in Isfahan province. These data include rock type, alteration and grading of copper metal in 11 preliminary drill holes, and magnetometric data in the studied area. The aforementioned data were used to create three-dimensional models of rock type, alteration, and Cu grade. Also, with the 3D inversion of magnetic data, the 3D model of the magnetic susceptibility was obtained. Based on the comparison of the created models, the copper mineralization in this area is related to the intrusive quartz diorite unit and phyllic alteration, which correspond to the border of the significant decrease in magnetic susceptibility or areas with low magnetic susceptibility. The prediction model of the mineralization and background was identified by applying the aforementioned clustering approach to the obtained models. In addition, the grade of copper metal in 48 complementary drill holes was used to validate the model resulting from clustering. Thus, the three-dimensional mineralization and background prediction model was compared with the three-dimensional model of copper grade created based on complementary drill holes. This comparison was made using the confusion matrix, which computed that the accuracy of the model obtained from the clustering approach was 73%. Also, without considering the models of rock type, alteration, and magnetic susceptibility, only the three-dimensional model of the copper grade obtained from 11 preliminary drill holes was compared with the three-dimensional model of copper grade based on complementary drill holes. Its accuracy was 59.45%. Therefore, the present study showed that using various exploratory data, including geological and magnetometric information, along with the grading data of preliminary drill holes, can increase the accuracy of the three-dimensional model of mineralization and background prediction to an acceptable level. Therefore, the possibility of more accurate and targeted planning for the subsequent excavations will be provided.
