مدل‌ سازی فرکتالی و سه‌ بعدی کانی‌ سازی در محدوده معدنی گاریجگان، شرق ایران

زمین شناسی اقتصادی

دوره 17، شماره 2 - شماره پیاپی 45، 1404، صفحه 123-145   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.2025.1140

نویسندگان

هادی علی نیا^{* 1}؛ محمدمهدی خطیب²؛ محمدحسین زرین کوب²؛ مجید کوهستانیان³

¹دکتری، گروه معدنی شرکت اطلس افروز شرق، مشهد، مشهد، ایران؛ دکتری، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

²استاد، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

³کارشناسی ارشد، گروه معدنی شرکت اطلس افروز شرق، مشهد، ایران

چکیده

محدوده معدنی گاریجگان، یک پهنه بُرشی ناموازی کلاسیک با راستای شمال‌غرب- جنوب‌شرق است که در ۲۵ کیلومتری جنوب شهر خوسف در استان خراسان جنوبی واقع‌شده است. با تلفیق روش‌های سنجش از دور، مدل‌سازی فرکتالی و مدل‌سازی سه‌بعدی، الگوی توزیع شکستگی‌ها و کانی‌سازی مورد بررسی قرار‌گرفت. در مدل‌سازی فرکتالی، محدوده مورد بررسی در یک شبکه 19 سلولی قرار‌ داده شد و بعد از برداشت عناصر ساختاری، با استفاده از روش شمارش جعبه ای، بعد فرکتالی تعیین‌شد. این مدل‌سازی بیانگر آن است که بیشترین بعد فرکتالی با مقدار 8378/1 در قسمت مرکزی منطقه قرار دارد. این وضعیت نشان از فعالیت زمین‌ساختی بالاتر در مرکز محدوده دارد که احتمالاً می‌تواند با توده‌های نفوذی در اعماق مرتبط باشد. با توجه به برداشت‌های انجام‌شده از ساختارهای گسلی (57 گسل در قالب 246 برداشت) و رگه‌‌های معدنی (33 رگه) در 19 سلول و نتایج حاصل از بررسی آخرین مرحله تنش وارد شده (s1=3/05)، مناطق مستعد لغزش روی سطح 57 گسل با مقادیری بین صفر تا 1 ترسیم‌شد. سپس سطوح گسلی به 18,615 نقطه تبدیل و پهنه‌بندی مناطق مستعد لغزش انجام شد. به این ترتیب، مدل‌سازی سه‌بعدی گسل‌ها و رگه‌های معدنی تا عمق 300 متر انجام‌شد و حجم فضاهای باز حاصل از شکستگی‌ها و حجم فضاهای احتمالی پر شده با سیال‌ها به‌ دست آمد. نتایج این مدل‌سازی نشان می‌دهد که از کل فضاهای خالی (384,588,750 متر مکعب معادل با 46/11 درصد از حجم کل)، 306,787 متر مکعب آن می‌توانسته با سیال‌ها پر شده باشد؛ به بیان دیگر، 08/0 درصد از کل فضاهای باز، قابلیت پر شدن با سیال‌ها (آب، سیال کانه‌دار و ...) را داشته‌اند. لذا این مدل‌سازی با تعیین حجم فضاهای خالی و حجم فضاهای احتمالی پر شده با سیال‌ها، می‌تواند گام اول برنامه اکتشافی محدوده‌های معدنی باشد تا بر مبنای آن، محل حفاری‌ها و سایر موارد اکتشافی تعیین‌شود.

کلیدواژه‌ها

مدل‌ سازی فرکتالی؛ مدل‌ سازی سه‌ بعدی؛ فضاهای باز؛ تنش دیرین؛ گاریجگان؛ شرق ایران

مراجع

Abdollahi Sharif, J., Imamalipour, A., Alipour, A. and Mokhtarian Asl, M., 2010. The station of modeling the mine resources in economical geology investigations and determination of mineral deposits genes & reserves. Journal of Economic Geology, 2(1): 51–59. (in Persian) https://doi.org/10.22067/econg.v2i1.3685

Afzal, P., Fadakar Alghalandis, Y., Khakzad, A., Moarefvand, P. and Rashidnejad Omran, N., 2011. Delineation of mineralization zones in porphyry Cu deposits by fractal concentration–volume modeling. Journal of Geochemical Exploration, 108(3): 220–232. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2011.03.005

Afzal, P., Fadakar Alghalandis, Y., Moarefvand, P., Rashidnejad Omran, N. and Asadi Haroni, H., 2012. Application of power-spectrum-volume fractal method for detecting hypogene, supergene enrichment, leached and barren zones in Kahang Cu porphyry deposit, Central Iran. Journal of Geochemical Exploration, 112: 131–138. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2011.08.002

Afzal, P., Gholami, H., Madani, N., Yasrebi, A.B. and Sadeghi, B., 2023. Mineral resource classification using geostatistical and fractal simulation in the Masjed Daghi Cu–Mo porphyry deposit, NW Iran. Minerals, 13(3): 370. https://doi.org/10.3390/min13030370

Ahmadi, H. and Pekkan, E., 2021. Fault-based geological lineaments extraction using remote sensing and GIS- A review. Geosciences, 11(5): 183. https://doi.org/10.3390/geosciences11050183

Alinia, H., 2023. Fractal analysis of volumetric strain in brittle shear zones to estimate vein-style mineral reserves: case studies of Galle Chah-Shourab and Garijgan mineral deposits in eastern Iran. Ph.D. thesis, University of Birjand, Birjand, Iran, 230 pp. (in Persian with English abstract)

Alinia, H., Khatib, M.M. and Zarrinkoub, M.H., 2022. The relationship between vein-style mineralization and structural evolution in Galle Chah shear zone, eastern Iran. Tectonics Journal, 6(21): 36–52. (in Persian with English abstract) https://doi.org/10.22077/jt.2023.5758.1144

Alinia. H., Khatib. M.M. and Zarrinkoub. M.H., 2023. Study of the relationship between fracture geometry and vein-style mineralization using paleostress analysis in the Garijgan shear zone, eastern Iran.  Advanced Applaied Geology, 13(3): 624–640. (in Persian with English abstract) https://doi.org/10.22055/aag.2022.41920.2320

Aliyari, F., Rastad, E. and Zengqian, H., 2007. Orogenic Gold Mineralization in the Qolqoleh Deposit, Northwestern Iran. Resource Geology, 57(3): 269–282. https://doi.org/10.1111/j.1751-3928.2007.00022.x

Bazargani Golshan, M., Arian, M., Afzal, P., Daneshvar Saein, L. and Aleali, M., 2024. Outlining of high-quality parts of coal by concentration–volume fractal model in North Kochakali coal deposit, Central Iran. Journal of Mining and Environment, 15(2): 557–579. https://doi.org/10.22044/jme.2023.13446.2482

Bazargani Golshan, M., Arian, M., Afzal, P., Daneshvar Saein, L. and Aleali, M., 2025. Application of fractal models for determining the relationship between REEs and faults in North Kochakali coal deposit, Central Iran. Scientific Reports, 15: 1276. https://doi.org/10.1038/s41598-025-85795-5

Cheng, N., Hou, Q., Shi, M., He, M., Liu, Q., Yan, F. and Liu, H., 2019. New Insight into the Genetic Mechanism of Shear Zone Type Gold Deposits from Muping-Rushan Metallogenic Belt (Jiaodong Peninsula of Eastern China). Minerals, 9(12): 775. https://doi.org/10.3390/min9120775

Daya, A.A., 2012. Reserve estimation of central part of Choghart north anomaly iron ore deposit through ordinary kriging method. International Journal of Mining Science and Technology, 22(4): 573–577. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2012.01.022

Fabricio-Silva, W., Rosière, C.A. and Bühn, B., 2018. The shear zone-related gold mineralization at the Tourmaline deposit, Quadrilátero Ferrífero, Brazil: structural evolution and the two stages of mineralization. Mineralium Deposita, 54: 347–368. https://doi.org/10.1007/s00126-018-0811-7

Gholamzadeh, M., Rahimi, B., Ghaemi, F. and Ahmadi Rohani, R., 2015. Investigation of faults and fractures in Akhlamad (north west Binaloud) based on the satellite data processing and studying fractal characteristics of fracture systems Tectonics Journal, 1(2): 77–92. (in Persian with English abstract) https://doi.org/10.22077/jt.2015.286

Jentzer, M., Fournier, M., Agard, Ph., Omrani, J., Khatib M.M. and Whitechurch, H., 2017. Neogene to Present paleostress field in Eastern Iran (Sistan belt) and implications for regional geodynamics. Tectonics, 36(2): 287–303. https://doi.org/10.1002/2016TC004275

Jin, X., Wang, G., Tang, P., Hu, Ch., Liu, Y. and Zhang, S., 2020. 3D geological modelling and uncertainty analysis for 3D targeting in Shanggong gold deposit (China). Journal of Geochemical Exploration, 210: 106442. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2019.106442

Karaman, M., Kumral, Yildirim, M.D., Doner, K.Z., Afzal, P. and Abdelnasser, A., 2021. Delineation of the porphyry-skarn mineralized zones (NW Turkey) using concentration–volume fractal model. Geochemistry, 81(4): 125802. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2021.125802

Karimpour, M.H., Stern, C.R., Farmer, L., Saadat, S. and Malekzadeh Shafaroudi, A., 2011. Review of age, Rb-Sr geochemistry and petrogenesis of Jurassic to Quaternary igneous rocks in Lut block, Eastern Iran. Geopersia, 1(1): 19–‌54. https://doi.org/10.22059/jgeope.2011.22162

Kavyani Sadr, Kh., Rahimi, B. and Khatib, M.M., 2022a. Investigating the relationship between the dimension of the Riedel fault blocks and number of open spaces in brittle shear zones: analogue and numerical modeling Tectonics Journal, 5(17): 57–74. (in Persian with English abstract) https://doi.org/10.22077/jt.2021.4452.1115

Kavyani-Sadr, Kh., Rahimi B., Khatib, M.M. and Kim, Y-S., 2022b. Assessment of open spaces related to Riedel-shears dip effect in brittle shear zones. Journal of Structural Geology, 154: 104486. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2021.104486

Kemp, E.A., 2007. 3D geological modeling supporting mineral exploration. In: W.D. Goodfellow (Editor), Mineral Deposits of Canada: A Synthesis of Major Deposit Types, District Metallogeny, the Evolution of Geological Provinces, and Exploration Methods, Geological Association of Canada, Mineral Deposits Division, Special Publication, 5, pp. 1051–1061. Retrieved May 19, 2025 from https://www.researchgate.net/publication/362312931_3-D_geological_modelling_supporting_mineral_exploration

Khatib, M.M., Sadeghi Farshbaf, P., Zarrinkoub, M.H. and Gholami, E., 2019. Structural controlling in the formation of vein-style mines in eastern Iran. Proceedings of the 8th Iranian Mining Engineering Conference, University of Birjand, Birjand, Iran.

Li, X., Yuan, F., Zhang, M., Jia C., Jowitt, S.M., Ord, A., Zheng, T., Hu, X. and Li, Y., 2015. Three-dimensional mineral prospectivity modeling for targeting of concealed mineralization within the Zhonggu iron orefield, Ningwu Basin, China. Ore Geology Reviews, 71: 633–654. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2015.06.001

Liu, Zh., Guo, Zh., Wang, J., Wang, R., Shan, W., Zhong, H., Chen, Y., Chen, Y., Deng, H. and Mao, X., 2023. Three-Dimensional Mineral Prospectivity Modeling with the Integration of Ore-Forming Computational Simulation in the Xiadian Gold Deposit, Eastern China. Applied Sciences, 13(18): 10277. https://doi.org/10.3390/app131810277

Madondo, J., Canet, C., Nuñez-Useche, F. and Gonzalez-Partida, E., 2021. Geology and geochemistry of jasperoids from the ‘Montaña de Manganeso’ district, San Luis Potosí, north-central Mexico. Revista Mexicana de Ciencias Geologicas, 38 (3): 193–209. https://doi.org/10.22201/cgeo.20072902e.2021.3.1651

Mao, X., Zhang, W., Liu, Zh., Ren, J., Bayless, R.C. and Deng, H., 2020. 3D Mineral Prospectivity Modeling for the Low-Sulfidation Epithermal Gold Deposit: A Case Study of the Axi Gold Deposit, Western Tianshan, NW China. Minerals, 10(3): 233. https://doi.org/10.3390/min10030233

Meng, F., Li, X., Chen, Y., Ye, R. and Yuan, F., 2022. Three-Dimensional Mineral Prospectivity Modeling for Delineation of Deep-Seated Skarn-Type Mineralization in Xuancheng– Magushan Area, China. Minerals, 12(9): 1174. https://doi.org/10.3390/min12091174

Paravarzar, S., Mokhtari, Z., Afzal, P. and Aliyari, F., 2023. Application of an approximate geostatistical simulation algorithm to delineate the gold mineralized zones characterized by fractal methodology. Journal of African Earth Sciences, 200: 104865. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2023.104865

Sun, T. and Liangming, L., 2014. Delineating the complexity of Cu–Mo mineralization in a porphyry intrusion by computational and fractal modeling: A case study of the Chehugou depositi n the Chifeng district, Inner Mongolia, China. Journal of Geochemical Exploration, 144 (Part A): 128–143. http://dx.doi.org/10.1016/j.gexplo.2014.02.015

Vahdati Daneshmand, F. and Kholghi, M.H., 1987. Geological map of Khousf (scale: 1:100000). Geological Survey and Mineral Exploration of Iran.

Wang, G. and Huange, L., 2012. 3D geological modeling for mineral resource assessment of the Tongshan Cu deposit, Heilongjiang Province, China. Geoscience Frontiers, 3(4): 483–491. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2011.12.012

Zanchi, A., Francesca, S., Stefano, Z., Simone, S. and Graziano, G., 2009. 3D reconstruction of complex geological bodies: examples from the Alps. Computers and Geosciences, 35(1): 49–69. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2007.09.003