به کارگیری آنالیز تطبیقی و هندسه فراکتال جهت شناسایی عناصر ناهنجار (As, Cd, Pb) در خاک و تعیین محدوده آن در ورقه 1:100000 خوسف

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای دانشگاه صنعتی امیر کبیر، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، تهران، ایران

2 استاد دانشگاه صنعتی امیر کبیر، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، تهران، ایران

3 استادیار دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه شاهرود

چکیده

در این مقاله با تلفیق آنالیز تطبیقی و هندسه فراکتال نتایج آنالیز نمونه‌های رسوب آبراهه‌ای منطقه خوسف مورد مطالعه قرار گرفته است. آنالیز تطبیقی که به بررسی همزمان متغیر و نمونه می‌پردازد بر روی داده‌های 170 نمونه رسوب آبراهه‌ای که برای 20 عنصر آنالیز گشته‌اند انجام شده است. بر اساس خاصیت آنالیز تطبیقی و اجرای آن جدا شدن یک یا چند عنصر از اجتماع دیگر عناصر، بر وجود مقادیر غیرعادی در منطقه مورد مطالعه دلالت دارد به کارگیری این روش نشان می‌دهد که بعضی مناطق نسبت به عناصر Pb، As و Cd دارای آنومالی احتمالی می‌باشد. پس از انجام آنالیز تطبیقی و شناسایی نوع آنومالی، یافتن موقعیت‌های آنومال با تخمین شبکه m1000× m1000 و به­کارگیری هندسه فراکتالی بر روی داده‌های تخمین یافته صورت گرفته شد. در این راستا بهترین واریوگرام برای نمونه‌های برداشت شده در منطقه با استفاده از نرم افزار WinGslib محاسبه گردید. با استفاده از اطلاعات واریوگرام ترسیم شده، تخمین متناسب برای هر شبکه اعمال شد. به کارگیری روش فراکتال بر روی داده‌های تخمین یافته در شبکه جدید حاکی از وجود سه جامعه آماری در منطقه دارد که جامعه سوم تا حدودی برای عناصر Pb، As و Cd مقادیر آنومالی را نشان می‌دهد. حد جدایش این جوامع برای Pb در حدود ppm55 و برای As در حدود ppm2/7 و برای Cd دارای ppm88/0 ارزیابی می‌گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of correspondence analysis and fractal geometry to detect anomalous elements (As, Cd, Pb) in soil and determine anomaly area in 1:100000 Khosf

نویسندگان [English]

  • F. Darabi-Golestan 1
  • A Hezarkhani 2
  • K. Seifpanahi-Shabani 3
چکیده [English]

In this paper, trying to study and combine fractal geometry and correspondence analysis for stream sediment samples of Khoosf area. About 170 stream sediment samples analyzed for 20 elements, by correspondence analysis samples and variables considered simultaneously. According to correspondence analysis, separation of one or several elements from another element is the reason for anomalous value in the study area, a lot of samples led to this anomaly and show tendency towards elements. According to correspondence analysis at Khoosf area, Pb, Cd and As elements have been determined as anomaly. After kind of anomaly recognition, finding situation of anomaly by 1000m×1000m grid estimation and then using fractal geometry method on estimated data was done. By variography the best model have been fitted at WinGslib user friendly software. Afterward an estimated grid sampling was designed in the region by varigram specification. Three statistical datasets were determined by fractal geometry, and third dataset show the anomaly for Pb, Cd and As elements. The separation value for Pb, As and Cd respectively about 55, 7.2 and 0.88 ppm was determined.

کلیدواژه‌ها [English]

  • correspondence analysis
  • separation value
  • fractal method
  • Khoosf area
  • variogram

[1] جوزانی­کهن، گ (١٣٨٥) به­کارگیری روش فراکتالی عیار- محیط در جدایش آنومالی‌های ژئوشیمیایی از زمینه‌، دهمین همایش انجمن زمین­شناسی ایران، دانشگاه تربیت مدرس.

[2] حسنی­پاک، ع.، شرف­الدین، م (1382) تحلیل داده‌های اکتشافی، انتشارات دانشگاه تهران. م80-22845.

[3] دارابی گلستان ف.، قوامی ر.ر.، خالوکاکایی ر (1389) تعین نوع آنومالی منطقه‌ای توسط آنالیز تطبیقی با تائید آنالیز ویژگی، بیست و نهمین گردهمایی علوم زمین.

[4] شهاب­پور، جمشید (1382) زمین‌شناسی اقتصادی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ص. 509.

[5] قوامی ریابی ر.، دارابی گلستان ف.، خالوکاکایی ر. و اسدی هارونی ه (1390) ارزیابی هاله­های لیتوژئوشیمیایی اولیه و ثانویه کانی­سازی دالی شمالی و تلفیق آن­ها با سایر اطلاعات اکتشافی به منظور هدایت عملیات اکتشافی، فصلنامه زمین­شناسی کاربردی سال 7 شماره 4: 318-311.

[6] کهرازه، م. گ.، جعفری، م. ر. و باقری­فر، ع (1389) اکتشافات سیستماتیک ژئوشیمی رسوبات آبراه­­های منطقه‌ی شورچاه (جنوب­شـرق زاهدان) ، فصــلنامه زمین­شناسی کاربردی سال 6 شماره 1: 50-42.

[7] نقشه زمین­شناسی 1:100000 ، سازمان زمین­شناسی شیت 7755.

 [8]  Abdi, H (2007c) Discriminant correspondence analysis, In N.J. Salkind (Ed.): Encyclopedia of measurement and statistics. Thousand Oaks (CA).

[9]  Changjiang, Li (2003) Application of a fractal method relating concentrations and distances for separation of geochemical anomalies from background, Journal of Geochemical Exploration, Vol. 77: 167–175.

[10]   Changjiang, Li., Tuhua, Ma. & Junfa, Shi (2002) Application of a fractal method relating concentrations and distances for separation of geochemical anomalies from background, Journal of Geochemical Exploration, Vol. 76: 127–135.

[11]   Cheng, Q (1999) Spatial and scaling modeling for geochemical anomaly separation, Journal of Geochemical Exploration, Vol. 65: 175–194.

[12]   Cheng, Q., Agterberg, F.P. & Bonham-Carter G.F (1996) A spatial analysis method for geochemical anomaly separation, Journal of Geochemical Exploration, Vol. 56:183- I95.

[13]   Cheng, Q., Li, Q (2002) A fractal concentration–area method for assigning a color palette for image representation, Computers & Geosciences 28, 567–575.

[14]   Clayton, V. Deutsch. & Andre, G. Journel (1998) GSLIB Geostatistical Software Library and User's Guide, New York- Oxford, Oxford University Press.

[15]   Edward, H., Isaaks, & R., Mohan Srivastava (1989) Applied Geostatistics, New York- Oxford, Oxford University Press, 362. pp.

[16]   Goovaerts, P (2008) AUTO-IK: A2Dindicator kriging program for the automated non-parametric modeling of local uncertainty in earth sciences, Computers & Geosciences, Vol. 35: 1255–1270.

[17]   Greenacre. M.J (2007) Correspondence analysis in practice (2nd Edition), Boca Raton (FL): Chapman & Hall/CRC, 283. pp.

[18]   Hassani, H., Daya, A.A. & Alinia, F (2009) Application of a Fractal Method Relating Power Spectrum and Area for Separation of Geochemical Anomalies from Background, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, Vol. 3 (No. 4): 3307-3320.

[19]   Mandelbrot, B.B (1983) The Fractal Geometry of Nature (updated and augmented edition), W.H. Freeman, San Francisco, CA, 468 pp.

[20]   Sinclair, A. J (1974) Selection of Threshold Values in Geochemical Data Using Probability Graphs. Journal of Geochemical Exploration, Volume 3, pp. 129-149.

[21]   Sumfleth, K. & Duttmann, R (2008) Prediction of soil property distribution in paddy soil landscapes using terrain data and satellite information as indicators, ecologic al indicators, Vol. 8: 485 – 501.