هاله‏‏‏‏‏‌های زمین‏‏‏‏‏‌شیمیایی طلا و عنصرهای همراه در کانسار طلای نبی‏‏‏‏‏‏‌جان (جنوب‏‏‏‏‏‌باختری کلیبر، شمال‏‏‏‏‏‌باختری ایران)

پیجویی‌های زمین‌شیمیایی از روش‏‏‏‏‏‏‌های یافتن اندوخته‌های معدنی است که در بهینه‏‏‏‏‏‏‌سازی هزینه‏‏‏‏‏‏‌های اکتشافی و راهنمایی برای شناسایی مناطق دارای توان معدنی کاربرد دارند (Kylie, 2007). انجام بررسی‌های زمین‌شیمیایی از ابزارهای اکتشافی است که با کمک آن، پراکندگی و فراوانی عنصرهای اصلی، فرعی و کمیاب در توده‏‏‏‏‏‏‌های سنگی بررسی شده و بی‏‏‏‏‏‏‌هنجاری‏‏‏‏‏‏‌ها شناخته می‌شوند. بررسی ترکیب و پراکندگی هاله‏‏‏‏‏‏‌های زمین‏‌شیمیاییِ نخستین، در پیجویی کانی‏‏‏‏‏‏‌سازی‏‏‏‏‏‏‌های پنهان سودمند است (Venkataraman et al., 2000).
در این مقاله، با بررسی تغییرات ژرفایی و سطحی هاله‏‏‏‏‏‌های عنصرهای گوناگون و روابط ژنتیکی میان عنصرها، تلاش شده است تا نوع کانی‏‌سازی‏‌ها (رگچه‏‌ای در توده نفوذی و اسکارنی در سنگ‏‏‏‏‏‌های مجاور) شناسایی شود. در این راستا، بررسی‏‏‏‏‏‏‌های آماریِ داده‏‏‏‏‏‏‌های زمین‏‌شیمیایی برپایه روش‏‏‏‏‏‏‌های آماری تک‌متغیره و چندمتغیره (مانند: تجزیه و تحلیل خوشه‏‏‏‏‏‏‌ای و تجزیه و تحلیل مولفه‏‏‏‏‏‏‌های اصلی) به‌کار برده شدند. هدف از بررسی‏‏‏‏‏‏‌های انجام‏‌شده، شناسایی ناهنجاری‏‏‏‏‏‌های طلا و عنصرهای همراه، ارزیابی مقدار آنها در سنگ‌های گوناگون و همچنین، ارزیابی وابستگی و همبستگی میان عنصرها در زمینه شناسایی نوع کانی‏‏‏‏‏‏‌سازی در منطقه است.

زمین‏‌شناسی عمومی
کانسار طلای نبی‏‏‏‏‏‏‌جان در 20 کیلومتری جنوب‌باختری شهر کلیبر (در طول جغرافیایی خاوری ΄48˚46 تا ΄3˚47 و عرض جغرافیایی شمالی ΄46˚38 تا ΄45˚38) جای دارد (شکل 1). بررسی‌های نخستین برای برآورد اندوخته طلا برپایه حفاری‌های انجام‌شده در این گستره، نشان‌دهندة اندوختۀ سنگ معدنیِ 320000 تنی با عیار میانگین 1.37 گرم در تن طلاست (Shokohi, 2004). در پهنه‏‏‏‏‏‏‌بندی‏‏‏‏‏‏‌های زمین‏‏‏‏‏‏‌شناسی و ساختمانی ایران، این منطقه در پهنه البرز ‌باختری– آذربایجان و پهنه فلززایی ارسباران جای دارد. در پهنه فلززایی ارسباران، سنگ‏‏‏‏‏‌های دگرگونی با سن پیش از ژوراسیک، واحدهای رسوبی- آتشفشانی کرتاسه پسین و مجموعه آتشفشانی- نفوذی سنوزوییک رخنمون پیدا کرده‌اند. مجموعه سنوزوییک دارای توان بالای کانی‏‌سازی‏‏‏‏‏‌های مس، طلا و مولیبدن بوده و کانسارهایی از نوع پورفیری، اسکارن و اپی‌ترمال در آن شناسایی شده‌اند (Aghazadeh et al., 2011; Jamali, 2012; Richards and Sholeh, 2016). از دیدگاه زمین‏‏‏‏‏‏‌شناسی، سنگ‏‏‏‏‏‏‌های دگرگون‌شدة (اسلیت، فیلیت، شیست‏‏‏‏‏‏‌های سبز، آمفیبولیت و متاولکانیک) کلیبر، با سن پیش از ژوراسیک، از کهن‏‏‏‏‏‏‌ترین سنگ‌های پهنه فلززایی ارسباران هستند. رخنمون این سنگ‌ها در شمال شهر کلیبر به‌صورت تاقدیسی با روند خاوری- ‌باختری است. بیشتر سنگ‏‏‏‏‏‏‌های کرتاسه از رخساره‏‏‏‏‏‏‌های کربناته، همراه با سنگ‏‏‏‏‏‏‌های آتشفشانی هستند. بخش بزرگی از سنگ‏‏‏‏‏‌های ترشیری از نوع سنگ‏‏‏‏‏‌های آذرین درونی و بیرونی است. این سنگ‌ها در پهنه فلززایی ارسباران گسترش بالایی دارند. یک واحد ماسه‌سنگی و یک واحد آهکی (که با ناپیوستگی هم‌شیب روی واحدهای کهن‌تر جای گرفته‏‌اند) از سنگ‏‏‏‏‏‏‌های پالئوسن هستند. بخش بزرگی از نهشته‏‏‏‏‏‌‏‏‏‏‏‌ها و رخساره‏‏‏‏‏‌های ائوسن از سنگ‌های آتشفشانی، آذرآواری‏‌ها و ماسه‏‏‏‏‏‌سنگ‏‏‏‏‏‌های با سیمان کربناته ساخته شده‌اند. بیشتر توده‏‏‏‏‏‌های نفوذی این ناحیه به سن الیگو- میوسن هستند. این‌گونه فعالیت‏‏‏‏‏‌های ماگمایی که در کانه‏‌زایی منطقه نقش بیشتر و مهمی داشته‌اند، به‌صورت سنگ‏‏‏‏‏‌های آذرین نفوذی، نیمه‌نفوذی و آتشفشانی، همراه با دگرسانی هستند. این سنگ‌ها در پهنه‌ای به درازای 200 کیلومتر و پهنای 30 کیلومتر با راستای روند خاوری-‌ باختری رخنمون پیدا کرده‌ و ارتفاعات کمابیش بلندی را پدید آورده‌اند. این ارتفاعات که به‌نام پهنه ارسباران شناخته می‏شوند (Mehrpartou et al., 1992; Mehrpartou and Khannazer, 1999)،‌ پیامد فرورانش پوسته اقیانوسی نئوتتیس به زیر ایران هستند (Azadi et al., 2015).



شکل 1- A) جایگاه جغرافیایی و راه‏‏‏‏‏‌های دسترسی به محدوده پیجویی‌شده کانسار طلای نبی‏‌جان (جنوب‌باختری کلیبر)؛ B) نمایی از محدوده پیجویی‌شده (دید رو به جنو‌ب‌خاوری) (به نشانه‌های معدنکاری‌های پیشین توجه شود)

زمین‏‌شناسی محدوده کانسار
گدازه‏‏‏‏‏‏‌های تراکی‏‏‏‏‏‏‌آندزیتی کرتاسه در شمال و شمال‌‌باختری از واحدهای سنگیِ محدودة کانسار نبی‏‌جان (شکل 2) هستند. این سنگ‌ها با واحدهای رسوبی (شیل و آهک) کرتاسه پوشیده شده‏‌اند. گدازه‏‏‏‏‏‌های کرتاسه در بخش ‌باختری محدوده پیجویی‌شده‌ بسیار دگرسان شده‌اند و مقدار بالایی کانی پیریت دارند. این پیریت‏‏‏‏‏‌ها در سطح بسیار اکسیده شده‌ و رنگ این گدازه‏‏‏‏‏‌ها را (به‌ویژه در سطح) به سرخ تا قهوه‏‌ای تغییر داده‏‌اند. این تغییر رنگ که پیامد هوازدگی است، در مغزه‏‏‏‏‏‌های حفاری از سطح به ژرفا نیز دیده می‌شود. گدازه‏‏‏‏‏‏‌های کرتاسه در محل برخورد با توده آذرین، در مرکز محدوده اکتشافی، دارای رگچه‏‏‏‏‏‏‌های فراوان کوارتز و آنومالی‏‏‏‏‏‏‌هایی از مس (به‌صورت مالاکیت و آزوریت در سطح و کالکوپیریت در ژرفا) هستند. شیل‏‏‏‏‏‏‌های کرتاسه (مجموعه‏‏‏‏‏‏‌ای از سنگ‏‏‏‏‏‏‌های شیل، مارن و سنگ‌آهک) در جنوب‌خاوری نقشه 1:1000، به‌صورت محدود، رخنمون دارند. مرز این واحد با تودۀ نفوذی الیگوسن (با ترکیب مونزوگرانیت تا مونزو گرانودیوریت) به‏‌صورت پهنه اسکارنی درآمده است. این پهنه اسکانی شامل کانی‌های گارنت، پیروکسن، اپیدوت، کلریت، کلسیت و کوارتز همراه با مقداری مگنتیت، پیریت، کالکوپیریت، اسفالریت و گالن است. بخش بزرگی از منطقه پیجویی، توده نفوذی مونزوگرانیتی نبی‏‏‏‏‏‏‌جان است که سنگ میزبان کانی‏‏‏‏‏‏‌سازی بوده و محلول‏‏‏‏‏‏‌های گرمابی آن را بسیار دگرسان کرده‌اند. این توده دارای رگچه‏‏‏‏‏‏‌های فراوان کوارتز و کانی‏‏‏‏‏‏‌های سولفیدی (مانند: پیریت و کالکوپیریت) است و در بخش جنوبی محدوده، این توده بسیار هوازده و آرنیتی شده است (Shokohi, 2004).
در محدوده این کانسار، Yazdani و همکاران (2016) افزون‌بر توده‏‏‏‏‏‌های اسیدی، توده‏‏‏‏‏‌هایی با ترکیب بازیک (دیوریت تا گابرو) را نیز گزارش کرده‏‌اند. برپایه بررسی آنها، توده‏‏‏‏‏‌های نفوذی نبی‏‌جان در پهنه فرورانش و در جایگاه پس از برخورد قاره‏‌ای پدید آمده‏‌اند. برپایه شرایط آب و هوایی و ریخت‌شناسی منطقه، واحدهای سنگی و پهنه کانه‌دار دچار هوازدگی شدید شده و لایه بسیار ستبری از رسوب‌های دامنه‏‌ای، با عیار بالای طلا (تا 5 گرم در تن) روی آنها را پوشانده است.



شکل 2- نقشه زمین‏‏‏‏‏‏‌شناسی 1:1000 منطقه نبی‏‏‏‏‏‏‌جان در جنوب‌باختری کلیبر (شمال‌باختری ایران) (با تغییراتی پس از Shokohi، 2004)

کانه‏‏‏‏‏‌های کانسار نبی‏‌جان (پیریت، کالکوپیریت، مگنتیت، اسفالریت و گالن) و فراورده‌های هوازدگی آنها (کولین، مالاکیت، گوتیت و هماتیت)، با طلا همراه بوده و به‌صورت رگچه‏‌ها و حفره‌های پرشده از کوارتز- سولفید (در توده مونزوگرانیتی) و یا به‌صورت نامنظم در پهنه اسکارنی دیده می‌شوند (شکل 3).
مقدار مگنتیت و اسفالریت در پهنه اسکارنی بیشتر از توده نفوذی کانه‌دار است. پتاسیک ضعیف، سریسیتیک، آرژیلیک ضعیف (شاید با خاستگاه ثانویه) و سیلیسی‌شدن از پهنه‏‏‏‏‏‌های دگرسانی هستند که در آنها کوارتز به‏‌صورت رگچه‏‏‏‏‏‏‌های متقاطع، حفره‏‏‏‏‏‌های پرشده (دروزی) و رگچه‏‏‏‏‏‌های صفحه‏‌ایِ نیمه‌موازی (sheeted vein) دیده می‌شود (شکل 3).






شکل 3- تصویرهای صحرایی و میکروسکوپی از کانساز نبی‌جان (شمال‌باختری کلیبر): A) نمایی از کانی‏‏‏‏‏‏‌سازی استوک‏‏‏‏‏‏‌ورک؛ B) نمایی از کانی‏‏‏‏‏‏‌سازی رگچه‏‏‏‏‏‌های صفحه‏‌ای نیمه‌موازی (sheeted vein)؛ C) نمایی از کانی‏‏‏‏‏‏‌سازی حفره‏‏‏‏‏‌های پرشده با کوارتز؛ D) دگرسانی پتاسیک- فیلیک در توده مونزوگرانیتی؛ E) گارنت با منطقه‌بندی؛ F) مجموعه کالکوپیریت و اسفالریت در اسکارن نبی‏‌جان (عکس‏‏‏‏‏‌های میکروسکوپی از Baniadam (2005) برگرفته شد‌ه‌اند)

در برابر سیستم‏‏‏‏‏‌های مس پورفیری، دگرسانی در این کانسار شدت و گسترش کمتری دارد و محدود به پهنه کانه‌دار است. افزون‌بر کانی‏‏‏‏‏‏‌سازی استوک‏‏‏‏‏‏‌ورک، کانی‏‏‏‏‏‏‌سازی اسکارن و رگه‏‏‏‏‏‏‌های سیلیسی نیز در سنگ‏‏‏‏‏‌های دربرگیرنده (با سن کرتاسه) روی داده است. کانی‏‌سازی اسکارنی در کنار توده آذرین جای دارد؛ اما رگه‏‏‏‏‏‌های سیلیسی که ذخیره اندکی هم دارند، در فاصله دورتری از توده‏‏‏‏‏‌های آذرین درونی دیده می‏شوند (Baniadam, 2005).

روش انجام پژوهش
برای بررسی زمین‌شیمیایی و عیارسنجی طلا و عنصرهای همراه، سازمان زمین‏‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور عملیات حفاری در محدوده‏‏‏‏‏‏‌ای به بزرگی 200×300 متر و به فاصله‌های 25 متر از یکدیگر انجام داد. شمار 74 چاهک اکتشافی (با متراژ کل 951 متر) با دستگاه دریل واگن‏‏‏‏‏‌ حفر شد. بیشترین ژرفای چاهک‏‏‏‏‏‌ها 27 متر و کمترین آنها 2 متر است. از هر دو یا سه متر ژرفای گمانه یک نمونه تهیه شد. هر نمونه را پس از بیرون‌آوردن از چاهک حفاری، در همانجا همگن کرده و سپس نزدیک به 10 کیلوگرم از آن را به‌عنوان نمونه اصلی برداشت کردند. در مجموع 421 نمونه (180 نمونه از بخش اسکارنی و 241 نمونه از بخش رگچه‌ای) از این چاهک‏‏‏‏‏‏‌ها برداشت و برای تجزیه فرستاده شدند. نمونه‏‏‏‏‏‏‌ها با روش جذب اتمی در آزمایشگاه سازمان زمین‏‏‏‏‏‏‌‏‏‏‏‏‏‌شناسی کشور تجزیه شدند (Shokohi, 2004). بررسی اولیه داده‌های تجزیه‌ای به‌دست‌آمده نشان داد که بیشترین تمرکز طلا و عنصرهای دیگر در سنگ‏‏‏‏‏‏‌های مونزوگرانیتیِ دارای رگچه‏‏‏‏‏‏‌های کوارتز و پیریت روی داده است و توده‏‏‏‏‏‌های مونزودیوریتی کمابیش ناهنجاری ندارند. برای تحلیل و تفسیر داده‏‏‏‏‏‏‌های زمین‏‌شیمیایی و نیز پراکندگی آماری عنصرها در منطقه بررسی‌شده، نرم‏‏‏‏‏‏‌‌افزارهای بسیاری (مانند: SPSS، Excel، Minitab، GIS) به‌کار رفت. با به‌کارگیری این نرم‌افزارها، نمودارهای فراوانی، نمودارهای پراکنشی، جدول ضریب‌های همبستگی، نمودارهای خوشه‏‏‏‏‏‏‌ای، نقشه‏‏‏‏‏‏‌های زمین‏‌شیمیایی و زمین‏‏‏‏‏‏‌شناسی رسم شدند. پیش از رسم نمودارها باید از بهنجار‌بودن آنها اطمینان داشت؛ ازاین‌رو، چولگی داده‏‏‏‏‏‏‌ها به‌دست ‌آورده شد و چون چولگی بیشتر از 5/0 بود، داده‌ها بهنجارسازی شدند (Hassani Pak and Sharafoddin, 2011). برپایه داده‌های تجزیه‌ای به‌دست‌آمده، دو ناهنجاری طلا در واحدهای اسکارنی و توده نفوذی مونزوگرانیتی شناسایی شدند. هر کدام از این ناهنجاری‌‏‏‏‏‏‏‌ها جداگانه بررسی شد. در پایان، نقشه‏‏‏‏‏‌های زمین‏‌شیمیایی عنصرهای گوناگون (تک‌عنصری و هاله‏‏‏‏‏‌های مرکب) در سه ژرفای گوناگون تهیه شده و روند تغییر فراوانی عنصرها با افزایش ژرفا بررسی شد.

پردازش‏‏‏‏‏‏‌های آماری
یکی از هدف‌های اصلی در بررسی‌های زمین‏‌شیمیایی، کشف الگوهای زمین‏‌شیمیایی غیرعادی یا آنومالی‏‏‏‏‏‌های زمین‏‌شیمیایی است که پیامدِ کانی‏‏‏‏‏‏‌سازی یادشده ‏‏‏‏‏‏‌باشند. بررسی آماریِ داده‏‏‏‏‏‏‌های زمین‏‌شیمیایی نشان می‏دهد که پراکندگی آماری عنصرها در طبیعت ناهنجار بوده و دارای چولگی مثبت و یا منفی است. چنان‌چه این کشیدگی به‌سمت راست بوده و چولگی مثبت باشد نشان‌دهندة فرایندهای دگرسانی و کانسارسازی است؛ اما اگر کشیدگی به‌سمت چپ بوده و چولگی منفی باشد نشان‌دهندة فرایندهای ویژه‌ای مانند تهی‏‏‏‏‏‏‌شدگی عنصرها در پی فرایندهای فروشست است. چنانچه منحنی پراکندگی آماری داده‏‏‏‏‏‏‌های زمین‏‌شیمی حالت متقارن و زنگوله‌ای‌شکل داشته باشد، نشان‏‏‏‏‏‏‌دهنده نبود ارتباط با پدیده‏‏‏‏‏‏‌های دگرسانی، کانسارسازی و ... است (Rose et al., 1979). در این میان، مقادیر پرعیار اهمیت بیشتری دارند و می‏توان گفت که این مقدارها، همان بی‏‏‏‏‏‏‌هنجاری‏‏‏‏‏‏‌ها (در مقیاس ناحیه‏‏‏‏‏‏‌ای) و یا پیکره‏‏‏‏‏‏‌های کانسنگ پرعیار (در مقیاس محلی) هستند (Filzmoser and Hron, 2008). از آنجایی‌که پارامترهای فراوانی در پیدایش یک کانسار و پیدایش تابع پراکندگی عیار آن ﻣﺆثر است، پس چه‌بسا نوع تابع پراکندگی عیار، یک تابع هنجار ساده نباشد؛ از این‏‏‏‏‏‌رو، شاید نتوان به یک پراکندگی فراوانی دست یافت (Reimann et al., 2002).
هیستوگرام‏‏‏‏‏‏‌هایِ عنصرهای گوناگون که برای داده‏‏‏‏‏‏‌های خام رسم شده‏‌اند (شکل‌های 4 و 5)، چولگی به‌سمت راست نشان می‏دهند و این می‏تواند نشانة ناهنجاریِ داده‏‏‏‏‏‏‌ها باشد؛ ازاین‌رو، داده‌ها بهنجارسازی شدند. این کار برای ده عنصر انجام شد؛ اما در شکل‌های 4 و 5، تنها سه عنصر مهم Cu، Au و As نشان داده شده‌اند. روش‏‏‏‏‏‏‌های گوناگونی برای بهنجارسازی توابع پراکندگی پیشنهاد شده است. مهم‏‏‏‏‏‏‌ترین آنها تبدیل لگاریتمی سه پارامتری، تبدیل کاکس و باکس، به‌کارگیریِ نمودار احتمال لگاریتمی و به‌کارگیریِ نمودار فینی هستند (Hassani Pak and Sharafoddin, 2011). از آنجایی‌که بیشتر روش‏‏‏‏‏‏‌های آماری برپایه بهنجاربودن تابع پراکندگی داده‏‏‏‏‏‏‌ها است، داده‏‏‏‏‏‏‌ها باید با یک روش مناسبی بهنجار می‏شدند؛ ازاین‌رو، در این پژوهش از تبدیل لگاریتمی بهره گرفته شد. پس از جایگزینی مقدارهای خارج از رده، جامعه آماری به پراکندگی هنجار بسیار نزدیک شد؛ اما هنوز تا هنجارشدن به شکل واقعی فاصله بسیاری داشت. در این شرایط، با به‌کاربردن توابع تبدیل گوناگون (Reiman and Flizmoser, 2000; Miesch, 1997)، پراکندگی داده‏‏‏‏‏‏‌ها تا اندازه‌ای به پراکندگی هنجار تبدیل شد. دربارة عنصرهایی که پراکندگی آنها پس از حذف داده‏‏‏‏‏‏‌های خارج از رده به هنجار نزدیک نشد، داده‌ها به روش تبدیل لگاریتمی ساده و روش پارامتر سه‌متغیره (z=ln(x+α)) بهنجار‏‏‏‏‏‏‌سازی شدند. در این تبدیل‌ها تلاش شد تا جای ممکن به سرشت اصلی داده‏‏‏‏‏‏‌ها آسیبی وارد نشود. پس از بهنجار‏‏‏‏‏‏‌سازی داده‏‏‏‏‏‏‌ها، برای بهتر شناختنِ چگونگی پراکندگی عنصرهای بهنجارشده، نمودار فراوانی آنها (شکل‌های 4 و 5)، با به‌کارگیزی پارامترهای آماری به‌دست‌آورده‌شده برای داده‏‏‏‏‏‌های هنجار عنصرها، رسم شده و این روش آزموده شد.

برآورد حد آستانه‏‏‏‏‏‌ای، مقادیر زمینه و آنومالی
به‌طور معمول، کلید پردازش داده‏‏‏‏‏‏‌های زمین‏‌شیمیایی، ارزیابی حد آستانه‏‌ای در پی جدایش ناهنجاری از زمینه و در پایان شرح مناطق ناهنجار و چه‌بسا کانی‏‏‏‏‏‌سازی‌شده است (Deng et al., 2010). معمولاً داده‏‏‏‏‏‏‌های معدنی آمیخته‌ای از دو جامعه زمینه و ناهنجاری (در مقیاس ناحیه‏‏‏‏‏‏‌ای) یا باطله و کانسنگ (در مقیاس معدنی) هستند (Ghannadpour et al., 2013). روش‏‏‏‏‏‏‌های جداسازی آنومالی از زمینه دو دسته هستند: ساختاری و غیرساختاری. در اینجا روش‏‏‏‏‏‏‌های غیرساختاری به‌کار برده شده‌اند. در روش‏‏‏‏‏‏‌های غیرساختاری تنها به مقدارهای اندازه‏‏‏‏‏‏‌گیری‌شده برای هر نمونه پرداخته می‌شود و جایگاه فضایی نقاط نمونه‏‏‏‏‏‏‌برداری بررسی نمی‏شود.





شکل 4- هیستوگرام پراکندگی فراوانی واحد سنگی مونزوگرانیت در منطقه نبی‌جان (شمال‌‌باختری ایران) (نمودارهای سمت چپ با داده‏‏‏‏‏‏‌های خام رسم شده‏‏‏‏‏‏‌اند و چولگی همگی به‌سمت راست است. نمودارهای سمت راست، با داده‏‏‏‏‏‏‌های بهنجارشده رسم شده‏‏‏‏‏‏‌اند. نمودارهای فراوانی عنصرهای رسم‌شده برای داده‏‏‏‏‏‏‌های بهنجار نشان‌دهندة پراکندگی کم و چولگی کم هستند)



شکل 5- هیستوگرام پراکندگی فراوانی بخش‏‏‏‏‏‌های اسکارنی در منطقه نبی‌جان (شمال‌‌باختری ایران) (نمودارهای سمت چپ با داده‏‏‏‏‏‏‌های خام رسم شده‏‏‏‏‏‏‌اند و چولگی همگی به‌سمت راست است. در سمت راست، نمودارها با داده‏‏‏‏‏‏‌های بهنجار رسم شده‏‏‏‏‏‏‌اند)

در روش آمار کلاسیک برپایه انحراف از معیار، مقدار زمینه از حد آستانه جدا می‏شود. مقدارهای بیشتر از یک حد آستانه‏‏‏‏‏‏‌ای، برای عنصرها ناهنجاری به‌شمار می‏آیند. این حد برابر است با بالاترین مقدار زمینه طبیعی که مقدارهای بالاتر از آن، ناهنجاری و کمتر از آن، زمینه هستند. بسته به مقدار داده‏‏‏‏‏‏‌ها، هدف‌های اکتشافی، میزان شناخت از محدوده بررسی‌شده و عوامل اقتصادی، چندین روش‏‏‏‏‏‏‌ برای ارزیابی این مقدارها پیشنهاد شده است.
در بررسی‏‏‏‏‏‏‌های زمین‏‌شیمیایی برای ارزیابی مقدار زمینه معمولاً مقدارهایی که با S+ همخوانی دارند و برای ارزیابی حد آستانه‏‏‏‏‏‏‌ای مقدارهایی که با 2S+ همخوانی دارند برگزیده می‏شوند. به گفته دیگر، مقدارهای بزرگ‌تر از +2S می‏توانند ناهنجاری به‌شمار آیند. مقدارهای میان 2S+ و 3S+ می‏توانند ناهنجاری ممکن و مقدارهای بزرگ‌تر از 3S+ به‌نام ناهنجاری احتمالی رده‏‏‏‏‏‏‌بندی شوند (Hassani Pak and sharafoddin, 2011). ازاین‌رو، پس از بهنجارسازی مقدار عنصرها و حذف داده‏‏‏‏‏‏‌های بی‏‏‏‏‏‏‌هنجار، مقدار زمینه، حدآستانه و ناهنجاری برای عنصرهای گوناگون در هرکدام از کانه‏‌زایی‏‏‏‏‏‌های اسکارنی و رگچه‏‌ای جداگانه به‌دست‌ آورده شدند (جدول‌های 1 و 2). برای نمونه، در واحد مونزوگرانیتی، مقدارهای بیشتر از 2S+ که ناهنجاری عنصرها را نشان می‏دهد برای عنصر طلا برابر با ppm 25/1 است؛ اما برای واحد اسکارنی، این مقدار برابر با ppm 98/0 است. بیشترین آنومالی طلا هم مربوط به واحد مونزوگرانیت است. از آنجایی‌که نمونه‏‏‏‏‏‌های تجزیه شده از مناطق کانه‏‌زایی هستند و مقدار برخی عنصرها بالاست، پس مقدارهای زمینه نیز بالاتر از حد انتظار به‌دست آمده و می‌توان گفت که مقدارهای زمینة به‌دست‌آمده از نوع محلی هستند.

جدول 1- مقدارهای زمینه، حدآستانه و ناهنجاری در واحد کانه‌دار مونزوگرانیتی در منطقه نبی‌جان (شمال‌‌باختری ایران)
Bi Sb As W Mn Ag Zn Pb Cu Au Elements
20.87 117.25 1251.2 15.9 8.41 19.45 524.6 702.81 2152.8 0.87 X+S
25.41 198.34 2145.6 22.51 12.51 29.59 625.1 1103.5 3214.5 1.25 X+2S
29.94 231.54 3098.2 30.63 15.92 41.87 625.5 1412.56 4521.4 2.87 X+3S

جدول 2- مقدارهای زمینه، حدآستانه و ناهنجاری در پهنه اسکارنی در منطقه نبی‌جان (شمال‌‌باختری ایران)
Bi Sb As W Mn Ag Zn Pb Cu Au Elements
23.57 137.1 1448.5 16.6 9.36 20.21 639.1 719.8 2252.9 0.64 X+S
27.07 215.3 2314.9 13.56 13.56 32.39 642.6 1133.7 3574.2 0.98 X+2S
30.57 293.5 3181.2 17.76 17.76 44.57 646.2 1547.6 4895.4 1.32 X+3S

ضریب‌های همبستگیِ چندگانة عنصرها
ضریب همبستگی، ارتباط و وابستگی متغیرهای گوناگون را نشان می‏دهد. به‏‏‏‏‏‌طور کلی، همبستگی سنجشی از شدت وابستگی دو متغیر اندازه‏‏‏‏‏‌گیری‌شده در مجموعه‏‏‏‏‏‌هایی از داده‏‏‏‏‏‌های منفرد است (Rollinson, 1993). برای به‌دست‌آوردن ضریب همبستگی به روش پیرسون، پراکندگی داده‏‏‏‏‏‏‌ها باید بهنجار باشد (Wellmer, 1997). اگر چنین نباشد، آنگاه می‏توان داده‏‏‏‏‏‏‌ها را به‌گونه‏‏‏‏‏‏‌ای تبدیل کرد که پراکندگی داده‏‏‏‏‏‏‌های تبدیل‌شده، بهنجار شود. در این پژوهش، نخست داده‏‏‏‏‏‏‌ها بهنجار شده و سپس ضریب همبستگی پیرسون به‌کار برده شد. داده‌های به‌دست‌آمده در جدول‌های 3 و 4 آورده شده‌اند.

جدول 3- ضریب‌های همبستگی عنصرها در مونزوگرانیت نبی‌جان (شمال‌باختری ایران) (ضریب‌هایی که با نمادهای «“» و «‘» نشان داده شده‏‌اند، به‌ترتیب در سطح اعتماد 99 و 95 درصد معنی‌دار هستند)

جدول 4- ضریب‌های همبستگی عنصرها در پهنه اسکارنی نبی‌جان (شمال‌باختری ایران) (ضریب‌هایی که با نمادهای «“» و «‘» نشان داده شده‏‌اند، به‌ترتیب در سطح اعتماد 99 و 95 درصد معنی‌دار هستند)

در تودة مونزوگرانیتی، عنصر طلا با عنصرهایی مانند مس، سرب، منگنز، تنگستن، آرسنیک و آنتیموان، همبستگی بالایی نشان می‌دهد؛ اما با عنصرهای روی، نقره و بیسموت همبستگی کمتری دارد. در واحد اسکارنی، عنصر طلا با آنتیموان، آرسنیک و منگنز همبستگی بالایی نشان می‌دهد؛ اما با عنصرهای دیگر همبستگی خوبی ندارد. همراهی یا همبستگی بالای عنصرهای طلا و منگنز در هر دو تودة مونزوگرانیتی و اسکارنی می‏تواند پیامدِ جذب سطحی طلا با اکسیدهای منگنز باشد.

همبستگی گروهی عنصرها (نمودار درختی)
هدف از تجزیه و تحلیل نمودارهای خوشه‏‏‏‏‏‏‌ای، دست‌یافتن به ملاکی است که برپایه آن بتوان متغیرها و یا نمونه‏‏‏‏‏‏‌ها را برپایه تشابه هرچه بیشترِ درون‌گروهی (همه متغیرهای یک گروه خاص در میان خودشان همبستگی بالایی دارند) و اختلاف بیشتر میان‌گروهی (متغیرهای هر گروه با گروه دیگر همبستگی کمی دارند) بهتر رده‏‏‏‏‏‏‌بندی کرد (Rencher, 2001). این ویژگی کمک می‏کند تا بتوان متغیرها و نمونه‏‏‏‏‏‏‌ها را به‏‌صورت خوشه‏‏‏‏‏‏‌هایی که بیشترین تشابه ممکن در درون خود و بیشترین اختلاف را در میان خود دارند، رده‏‏‏‏‏‏‌بندی کرد (Hassani Pak and Sharafoddin, 2011). تجزیه و تحلیل خوشه‏‏‏‏‏‏‌ای با برقراری ارتباط میان مجموعه‏‏‏‏‏‏‌ای از متغیرهای به ظاهر بی‏‏‏‏‏‏‌ارتباط، به شناخت یک مدل فرضی میان آنها و به کاهش ابعاد متغیرها می‏پردازد (Anderson, 2003).
همان طور که در شکل 6 دیده می‌شود، عنصرها در واحد مونزوگرانیتی همبستگی قوی‏‏‏‏‏‏‌تری نسبت به واحدهای اسکارنی داشته و شامل دو خوشه هستند که در خوشه اول عنصرهای طلا، مس، سرب، آرسنیک، آنتیموان، منگنز و تنگستن جای می‏گیرند و در خوشه دوم دو عنصر روی و نقره جای دارند. عنصر بیسموت هم دارای کمترین همبستگی با عنصرهای دیگر است. در واحدهای اسکارنی، سه گروه جداگانه دیده می‏شوند:
در گروه اول، طلا، آنتیموان، آرسنیک و منگنز جای می‏گیرند که همبستگی بالایی دارند. در این گروه آنتیموان و آرسنیک در یک خوشه جای گرفته و دارای کمترین فاصله هستند. این دو عنصر همبستگی بالایی با عنصر طلا و منگنز نشان می‏دهند.
در گروه دوم، نقره، تنگستن و سرب هستند که همبستگی بالایی از خود نشان می‏دهند.
گروه سوم شامل عنصرهای روی و مس است و همبستگی کمتری نشان می‌دهد. عنصر بیسموت دارای کمترین همبستگی با دیگر عنصرهاست و با عنصر طلا کمترین همبستگی را دارد. این دو عنصر در دو سر پایانیِ دو شاخة اصلی نمودار جای گرفته‏‏‏‏‏‏‌اند. این پدیده می‏تواند نشان‌دهنده همبستگی منفی این دو عنصر در شرایط کانه‏‏‏‏‏‏‌زایی باشد.
همبستگی بالای عنصر طلا با عنصرهای مس، تنگستن، آرسنیک، و آنتیموان می‏تواند نشانه‏‌ای از کانسارهای طلای مرتبط با توده‏‏‏‏‏‌های نفوذی (intrusion related gold deposit) باشد که زمین‌دماسنجی، ساخت و بافت، نوع دگرسانی‏‌ها و نوع سنگ میزبان نیز درستی این نکته را نشان می‌دهد.




شکل 6- نمودار خوشه‏‏‏‏‏‏‌ای (دندوگرام) برای نمونه‏‏‏‏‏‏‌های حاصل از: A) توده مونزوگرانیتی؛ B) اسکارنی ()منطقه نبی‌جان (شمال‌باختری ایران)

نمودار پراکنش همبستگی‏‏‏‏‏‌های دوگانه عنصرها
برای ارزیابی نوع رابطه میان متغیرها، نخست باید میزان وابستگی آنها را اندازه گرفت. نمودار پراکندگی عنصرها برای ده عنصر در برابر یکدیگر رسم شده است. برخی از آنها در شکل‌های 7 و 8 نمایش داده شده‌اند. برای توده مونزوگرانیتی، مقدار عنصر طلا در برابر مس، آرسنیک، نقره و منگنز رسم شده‏‏‏‏‏‏‌ است. این نمودارها همبستگی بالای طلا با این عنصرها را نشان می‌دهد. برای واحدهای اسکارنی، نمودارهای پراکنش طلا در برابر عنصرهای آرسنیک و منگنز، همچنین، مس در برابر روی و آرسنیک رسم شده‌اند. طلا و آرسنیک بیشترین همبستگی را نشان می‏دهند؛ اگرچه همبستگی میان عنصرهای دیگر نیز مثبت است.

شکل 7- نمودار پراکندگی عنصرها (بر پایه ppm) در تودة مونزوگرانیتیِ نبی‌جان (شمال‌باختری ایران)

شکل 8- نمودار پراکندگی عنصرها (بر پایه ppm) در توده‌های اسکارنیِ نبی‌جان (شمال‌باختری ایران)

نقشه‏‏‏‏‏‏‌های زمین‏‌شیمیایی
نمایش داده‏‏‏‏‏‌ها و اطلاعات به‏‌صورت تصویری به درک وابستگی میان اجزای موجود در آن و تعبیر و تفسیر داده‌های به‌دست‌آمده و در پایان، طراحی بهینة فاز بعدی کمک می‏کند. در موارد بسیاری، نخست باید داده‏‏‏‏‏‌ها و اطلاعات را به‏‌صورت نقشه درآورد تا بتوان به‌آسانی ارتباط اجزا را دریافت. برپایه نمونه‏‏‏‏‏‏‌برداری‏‏‏‏‏‏‌های انجام‌شده و داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیه نمونه‏‏‏‏‏‏‌ها، نقشه‏‏‏‏‏‏‌های تک‌عنصری برای عنصرهای گوناگون در سه ژرفا (ژرفای 0-2 متر، 2-4 متر و 4-6 متر) رسم شد (شکل 9). سپس این نقشه‏‌ها برپایه ژرفا روی هم گذاشته شدند (overlay) تا افزون‌بر تغییرات جانبی، تغییرات عیار در ژرفا نیز بررسی شود.
در شکل 9، در سطح زمین، تنها یک ناهنجاری طلا دیده می‏شود که مربوط به واحد مونزوگرانیتی است؛ اما با افزایش ژرفا، ناهنجاری دوم (که در واقع همان ناهنجاری مربوط به واحدهای اسکارنی‌شده در جنوب منطقه است،) خود را نشان می‏دهد. با افزایش ژرفا، بر شدت آن افزوده می‏شود؛ اما از شدت ناهنجاری بخش مونزوگرانودیوریتی کم می‏شود.
ناهنجاری نقره با توده مونزوگرانیتی همخوانی دارد و در بخش اسکارنی، هیچ ناهنجاری از آن دیده نمی شود. عنصرهای مس و منگنز در سطح، تنها در بخش مونزوگرانیت ناهنجاری نشان می‏دهند و در واحدهای اسکارنی‌شده ناهنجاری ندارند؛ اما به‌سوی بخش‌های ژرف‌تر، ناهنجاری در واحدهای اسکارنی‌شده نیز پدیدار می‌شود. در واحدهای اسکارنی‌شده، عنصر سرب، چه در سطح و چه در ژرفا، از خود ناهنجاری نشان نمی‏دهد؛ اما ناهنجاری آن در واحد مونزوگرانیتی در سطح گسترش بیشتری دارد. در واحدهای اسکارنی، عنصر آنتیموان در سطح یک ناهنجاری ضعیف نشان می‏دهد که با افزایش ژرفا، شدت ناهنجاری آن بیشتر می‏شود. این عنصر در واحد سنگی مونزوگرانیتی دارای ناهنجاری بیشتری در سطح است و به‌سوی ژرفا از شدت آن کاسته می‏شود.

شکل 9- نقشه‏‏‏‏‏‏‌های زمین‏‌شیمی تک‌عنصری در سه ژرفای گوناگون (1 تا 2، 2 تا 4 و 4 تا 6 متری) برای عنصرهای Au، Ag، Cu، Mn، Pb و Sb (منطقه نبی‌جان، شمال‌باختری ایران)

نتیجه‏‏‏‏‏‌گیری
برپایه پراکندگی طلا و عنصرهای همراه آن در منطقه نبی‏‏‏‏‏‏‌جان، در واحدهای گوناگون سنگی (مونزوگرانیت و واحدهای اسکارنی) و برپایه بررسی پراکندگی عنصرها و روابط همبستگی آنها می‏توان واحدهای سنگی را از یکدیگر شناسایی کرد. بیشترین ناهنجاری طلا مربوط به واحد مونزوگرانیتی و اسکارنی است. در واحد مونزوگرانیتی، بیشترین شدت ناهنجاری در سطح است و با افزایش ژرفا از شدت آن کاسته می‏شود؛ اما در واحدهای اسکارنی با افزایش ژرفا، شدت ناهنجاری بیشتر می‏شود. در واحد مونزوگرانیتی عنصرهای Au، As، Sb، Mn، Cu، Pb و W دارای بیشترین همبستگی هستند؛ اما در واحد اسکارنی عنصر طلا با As، Sb و Mn بیشترین همبستگی را نشان می‏دهد. در بخش‏‏‏‏‏‏‌های اکسیدشده سرخ‌رنگ که دارای کانی‏‏‏‏‏‏‌های مس هستند و با رگچه‏‏‏‏‏‏‌های کوارتزی همراهی می‏شوند، طلا ناهنجاری بیشتری نشان می‏دهد. برپایه همبستگی بالای آرسنیک، آنتیموان و منگنز با طلا در هر دو تودة مونزوگرانیتی و اسکارنی، این عنصرها می‏توانند ردیاب طلا در این منطقه دانسته شوند. تا ژرفایی که اکسیدهای آهن و منگنز و رگچه‏‏‏‏‏‏‌های فراوان کوارتز دیده می‏شوند، ناهنجاری طلا بالاست و می‏توان گفت هوازدگی عاملی برای انباشته‌شدن طلا در بخش‏‏‏‏‏‌های سطحی کانسار بوده است.

سپاس‏‏‏‏‏‌گزاری
نگارندگان برخود لازم می‏دانند از سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور برای در اختیارگذاشتن داده‌های تجزیه نمونه‏‌ها و نیز همکاری در کارهای صحرایی سپاس‌گزاری کنند. همچنین، از خانم مریم صالحی برای همکاری در کارهای نرم‌افزاری و رسم نقشه‏‏‏‏‏‌های زمین‏‌شیمیایی تشکر می‏کنند. نگارندگان از داوران گرامی مجله، برای پیشنهاد نکته‌های ارزشمندشان که به پربارترشدن مقاله کمک کرده سپاس‌گزار هستند.