کاربرد روش ANFIS-FCM در اکتشافات معادن گچ شوره مطالعه موردی: معدن گچ شوره انار

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی معدن( اکتشاف)، دانشگاه ارومیه

2 دانشجوی دکتری زمین شناسی زیست محیطی، دانشگاه ارومیه

3 عضو هیئت علمی گروه مهندسی معدن، دانشگاه ارومیه

4 عضو هیئت علمی گروه زمین شناسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

10.22084/nfag.2020.22396.1426

چکیده

در نزدیکی معادن گچ در اثر انحلال املاح نمکی موجود در آب های زیرزمینی، مقدار EC افزایش پیدا می کند و نشانگر مفیدی جهت اکتشاف معادن گچ است اما به تنهایی در تشخیص این امر کافی نیست و باید عناصر دارای غلظت بالا و دخیل در افزایش EC مشخص گردند. هدف از این مطالعه بررسی کارآمدی روش ANFIS-FCMدر اکتشاف معادن گچ شوره با استفاده از تغییرات هیدروژئوشیمیایی آب زیرزمینی است که به صورت موردی بر روی معدن گچ شوره انار آزموده شد. بدین منظور، 21 نمونه آب از چاه‌های دشت برداشته و آنالیز شیمیایی نمونه‌ها در آزمایشگاه صورت گرفت. سپس داده‌های حاصل مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند و آماره‌های توصیفی داده‌ها و ماتریس همبستگی پارامترهای مورد مطالعه با استفاده از نرم افزار SPSS بدست آمد. با تشکیل ماتریس همبستگی داده‌ها، مشخص گردید که در نمونه‌های نزدیک معدن گچ شوره، سدیم، منیزیم، کلسیم، منگنز، سلنیوم و سرب نسبت به سایر عناصر موجود، بیشترین همبستگی را با هدایت‌الکتریکی(EC) داشته و همینطور بیشترین همبستگی بین پارامترهای ذکر شده به چشم می‌خورد. ورودی‌های مدل شامل 6 عنصر مزبور و خروجی با توجه به هدف تحقیق، هدایت-الکتریکی انتخاب شد. داده‌ها پس از استاندارد‌سازی، وارد متلب شده و هدایت‌الکتریکی با استفاده از روش ANFIS-FCM پیش بینی گردید. هدایت الکتریکی اندازه گیری شده مستقیما برای مقایسه با هدایت الکتریکی حاصل از روش هوشمند به کار رفت. بر اساس نتایج حاصل از این مدل، هدایت‌الکتریکی نمونه‌های آب زیرزمینی تخمین زده شده در محدوده مورد بررسی از دقت بسیار خوب و همبستگی بالایی نسبت به مقادیر اندازه‌گیری شده برخوردار بوده است. در نتیجه روش هوشمند ANFIS-FCM روشی موثر در تشخیص معدن گچ شوره است. در صورت کاربرد این روش در آب‌های زیرزمینی اطراف معادن گچ شوره دیگر در ایران و مشاهده وضعیت مشابه، کارآمدی آن در تشخیص معادن گچ شوره تایید می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of ANFIS-FCM Method to Salty Gypsum Mine Exploration Case study: Anar Gypsum Mine

نویسندگان [English]

  • H. Nazari 1
  • M. Dehghani 2
  • F. Hajizadeh 3
  • A. Abbas Nejhad 4
چکیده [English]

Electrical conductivity increases in groundwater around the gypsum mines because of ions dissolution. this is a useful indicator in gypsum mines exploration, but not enough to that aim, so the elements with high concentrations involved in increasing EC should be identified. This study aims to investigate the efficiency of ANFIS-FCM method to exploration of salty gypsum mines using hydrogeochemical changes of groundwater, which was tested on a case: Anar salty gypsum mine. to this aim, 21 water samples were taken from wells across the plain and chemical analysis of samples was performed in the laboratory. Then, the resulted data were statistically analyzed and descriptive statistics of the data and correlation matrix of the studied parameters were obtained using SPSS software. Forming a data correlation matrix, it was found that in samples near the salty gypsum mine, some ions had the highest correlation with electrical conductivity (EC) including sodium, magnesium, calcium, manganese, selenium and lead, while the mentioned parameters had the highest correlation. The 6 mentioned elements selected as the model inputs and the electrical conductivity was the output according to purpose of the current research. After standardization, the data were entered into MATLAB and the electrical conductivity was predicted using ANFIS-FCM method. The measured electrical conductivity was used directly to compare with the electrical conductivity of the intelligent method. Based on the model results, the estimated electrical conductivity in the study area had very good accuracy and high correlation with the measured values. As a result, ANFIS-FCM intelligent method is an effective method to diagnose the salty gypsum mine. If this method is used in groundwater around other salty gypsum mines in Iran and a similar result be observed, its efficiency in diagnosing the salty gypsum mines is confirmed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrical Conductivity
  • ANFIS-FCM Method
  • Groundwater
  • Anar Plain