مدل سازی پتانسیل معدنی عبارت است از تجزیه و تحلیل و تلفیق لایه های شاهد اکتشافی حاصل از مطالعات اکتشافی مستقل برای پی جویی یک ماده معدنی با تیپ مشخص، که به منظور به نقشه درآوردن و اولویت بندی نواحی امیدبخش و اهداف اکتشافات بعدی مورد استفاده قرار می گیرد. به منظور تخصیص وزن به قسمت های مختلف لایه های شاهد فضایی برای تولید نقشه های پیش گوی وزن دار قابل استفاده در مدل سازی پتانسیل معدنی، دو روش عمده دانش محور و داده محور استفاده می شود. در روش دانش محور که در مناطق کم اکتشاف شده (نواحی سبز) استفاده می شود، تخصیص وزن به قسمت های مختلف شواهد اکتشافی از طریق قضاوت کارشناسی صورت می گیرد. نواحی امیدبخش و اهداف اکتشافی در خروجی مدل های پتانسیل معدنی حاصل از روش های داده-محور، به نحو زیادی متأثر از موقعیت اندیس های شناخته شده در منطقه مورد مطالعه است که ممکن است منجر به ایجاد یک خطای سیستماتیک در نتیجه خروجی شود. در این خصوص نقشه-های آنومالی های ژئوشیمیایی از مهم ترین و متداول ترین لایه های شاهدی هستند که در مدل سازی پتانسیل معدنی استفاده می شوند. تولید لایه های شاهد ژئوشیمیایی وزن دار همیشه بحث برانگیز بوده است. موضوع اصلی رساله حاضر شامل تحلیل داده های ژئوشیمیایی رسوبات آبراهه ای برای استنتاج بهترین ترکیب یا ترکیب های چند عنصری معرف کانی سازی مورد جستجو، وزن دهی هدف دار به قسمت های مختلف نقشه های آنومالی های ژئوشیمیایی بدون دخالت قضاوت کارشناسی و بدون استفاده از اندیس های شناخته شده داخل یک منطقه مورد مطالعه و همچنین به نقشه درآوردن آنومالی های ژئوشیمیایی است. در این خصوص سه روش عمده شامل روش تحلیل فاکتوری مرحله ای برای استنتاج بهترین ترکیب (های) معرف کانی سازی مورد جستجو، روش شاخص احتمالی کانی سازی ژئوشیمیایی برای تخصیص وزن هدف دار به قسمت های مختلف نقشه-های آنومالی های ژئوشیمیایی و همچنین روش حوضه های آبریز وزن دار برای به نقشه درآوردن آنومالی های ژئوشیمیایی در مناطق با الگوی آنومالی پیچیده، برای بهبود مدل های پتانسیل معدنی، توسعه داده شده است. علاوه بر سه روش فوق، یک شاخص جدید برای ارزیابی روش های مختلف جداسازی آنومالی از زمینه، تحت عنوان شاخص تفکیک، در این رساله معرفی شده است. همچنین دو روش جدید بهبود یافته دیگر برای تولید نقشه های وزن دار چگالی گسل و نقشه های وزن دار فاصله از عوارض زمین شناسی ارائه شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که روش تحلیل فاکتوری مرحله ای با شناسایی و حذف ترکیب ها و عناصر غیر پیش گو باعث افزایش واریانس تشریح شده توسط هر فاکتور می شود. همچنین شدت آنومالی مخصوصاً در نزدیکی و اطراف ذخایر معدنی با استفاده از روش تحلیل فاکتوری مرحله ای و روش شاخص احتمالی کانی سازی ژئوشیمیایی افزایش می یابد. روش شاخص احتمالی کانی سازی می تواند به عنوان یک روش جدید تحلیل داده های اکتشافی در روش های دانش محور مدل سازی پتانسیل معدنی در نواحی بدون اندیس شناخته شده و بدون قضاوت کارشناسی برای تولید نقشه های شاهد وزن دار ژئوشیمیایی استفاده شود. آنومالی های مشخص شده در نقشه های حوضه های آبریز وزن دار انطباق بیش تری با سایر نشانه های معرف زمین شناسی کانی سازی مورد جستجو داشته و همچنین این نقشه ها می توانند مستقیماً در مدل سازی به روش منطق فازی، به عنوان یک نقشه وزن دار، استفاده شوند. با استفاده از روش حوضه های آبریز وزن دار، مشکل وابستگی به محل و چگالی نمونه برداری، در دو روش قبلی یعنی روش منحنی میزان (درون یابی) و روش تخصیص بالادست هر نمونه رسوب آبراهه ای تا نمونه بعدی به عنوان سطح تاثیر آن، مرتفع می شود. در نهایت این که با استفاده از روش های توسعه داده شده در رساله حاضر نرخ پیش بینی و همچنین موفقیت اکتشاف مدل های پتانسیل معدنی در مقایسه با روش های قبلی افزایش و بهبود یافته است.

تلفیق اطلاعات اکتشافی متنوع (زمین شناسی، دورسنجی، ژئوفیزیک، ژئوشیمی، حفاری و غیره) در شناسایی دقیق تر ذخایر معدنی مسئله مهمی می باشد. هدف از این تحقیق، پردازش و تفسیر داده های زمین شناسی، سنجش از دور، ژئوفیزیک و حفاری اکتشافی منطقه معدنی بوکسیت جاجرم و سپس تلفیق نتایج این داده های اکتشافی در سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis) و تهیه نقشه پتانسیل معدنی منطقه می باشد. پردازش و تفسیر داده های ماهواره ای، ژئوفیزیکی و حفاری در محدوده مورد مطالعه به صورت جداگانه انجام شد که از هر یک، نتایج جداگانه ای حاصل شد و هر یک، مناطق خاصی را به عنوان مناطق بی هنجار (آنومالی) پیشنهاد نمودند. در مطالعات دورسنجی انجام شده، روش نسبت گیری باندی جهت شناسایی دولومیت ها و سنگ های سیلیسی در منطقه مورد استفاده قرار گرفت، که در نهایت با ارائه چند نسبت باندی مناسب، این واحدها شناسایی شده و نتایج به دست آمده، انطباق مناسبی با نقشه زمین شناسی منطقه و داده های به دست آمده از مطالعات صحرایی داشت. داده های ژئوفیزیکی منطقه شامل 82 سونداژ ژئوالکتریکی در طول 3 خط برداشت با فاصله 25 متر از هم و فاصله بین خطوط برداشت 10 متر بود. بعد از انجام مدل سازی یک بعدی سونداژها، یک مدل سه بعدی از روی نتایج مدل سازی یک بعدی داده ها با استفاده از نرم افزار rock work تهیه شد. نتایج تفسیر داده های ژئوالکتریکی خط برداشت اول که در مجاورت گمانه های اکتشافی برداشت بودند، انطباق نسبتاً مناسب و قابل قبولی با داده های اکتشافی مورد نظر داشتند. در نهایت لایه های اطلاعاتی حاصل از نتایج داده های اکتشافی مختلف با یکدیگر با استفاده از روش منطق فازی و عملگر گاما، در gis تلفیق شده و نقشه پتانسیل کانی سازی بوکسیت در منطقه تهیه گردید. نقشه های پتانسیل کانی سازی مربوطه، مناطقی را که دارای ارزش فازی بالاتری است، به عنوان مناطق مستعد برای حضور کانی سازی بوکسیت پیشنهاد داده است. مناطق اکتشافی که در نتیجه این تحقیق پیشنهاد داده شده، انطباق مناسبی با اندیس های معدنی شناخته شده و فعالیت های اکتشافی تفضیلی منطقه نشان داده است. نقشه پتانسیل کانی سازی منطقه معیار مهمی برای ادامه اکتشافات و کاهش هزینه های اکتشافی در منطقه می باشد. نمونه برداری های زمینی انجام شده در منطقه نیز نتایج حاصل از تلفیق داده های اکتشافی و یا به عبارت دیگر مدل پتانسیل معدنی منطقه را به خوبی تأیید می کند. نقشه های پتانسیل معدنی حاصل از تلفیق داده ها به روش گامای فازی، انطباق نسبتاً خوبی با داده های گمانه های اکتشافی در منطقه مورد مطالعه نشان داده است.

شناسایی مناطق هدف، یکی از مراحل مهم در اکتشاف ذخایر معدنی، به شمار می رود. این شناسایی با استفاده از مدل سازی پتانسیل معدنی تحقق می یابد. مدل سازی پتانسیل معدنی، یافتن مکان ها یا مناطقی است که یک سری معیارها برای حضور ذخیره در آن ها صدق می کند. خروجی حاصل از مدل سازی پتانسیل معدنی، نقشه ای خواهد بود که در آن محل حضور احتمالی ذخایر شناخته نشده، مشخص شده است. هدف از تحقیق حاضر، مدل سازی پتانسیل مس در اندیس بلبلی واقع در معادن مس چهارگنبد، با تلفیق داده های زمین شناسی و ژئوفیزیکی به وسیله ی روش گامای فازی در سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis) می باشد. با توجه به اهمیت کانسارهای مس و قرار داشتن ایران، بر روی کمربند جهانی مس، پی جویی و اکتشاف مس در منطقه مورد نظر از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. داده های ژئوفیزیکی برداشت شده در منطقه شامل 13 پروفیل مقاومت ویژه و ip با استفاده از آرایش قطبی- دوقطبی با امتداد برداشت شمالی جنوبی می باشد. در بخشی از این تحقیق به تفسیر نتایج حاصل از مدل سازی هموار دوبعدی به وسیله ی نرم افزار res2dinv پرداخته شده است.نقشه پتانسیل مطلوب ابزاری تکمیلی برای اکتشاف اندیس های سطحی محسوب می شوند.لذا تلفیق نقشه پتانسیل مطلوب با داده های ژئوفیزیکی برای توسعه اکتشافات ذخایر پنهان می تواند موثر باشد.تحلیل داده های زمین شناسی و داده های بهینه ژئوفیزیکی در این ناحیه معدنی کمک کرد تا زون های کانی سازی پراکنده (غیراقتصادی) را از زون های اقتصادی و پنهان جدا سازیم. طبق روش منطق فازی و عملگر گاما تحلیل و تفسیر فاکتورهای ساختاری زمین شناسی، دگرسانی و تکتونیکی یک الگوی تشخیص به صورت مدل اکتشافی برای ذخایر مس ارائه شد. فقط حدود 15 درصد این ناحیه برای اکتشاف ذخایر مس پتانسیل دار تعیین گردید. نتیجه کاربرد این روش، این که ایده جدیدی برای استراتژی اکتشاف زون های پتانسیل دار کانی سازی شده، فراهم می کند.

امروزه اکتشافات ژئوشیمیایی جایگاه ویژه¬ای در پروژه¬های اکتشافی بویژه در نواحی گرم و خشک ایفا می¬نمایند. در این تحقیق روش¬های ژئوشیمیایی مختلفی برای تحلیل داده¬های ژئوشیمیایی رسوبات آبراهه¬ای برگه 1:100000 خوسف بمنظور شناسایی نواحی امید¬بخش معدنی مورد استفاده قرار گرفتند. ابتدا داده¬ها توسط روش¬های تک¬متغیره کلاسیک فاصله از انحراف معیار و حاصل ضرب p.n و روش جدید mad مورد بررسی قرار گرفت. سپس در ادامه داده¬ها توسط روش تحلیل فاکتوری مورد پردازش قرار گرفت و به منظور بهینه کردن نتایج روش تحلیل فاکتوری مرحله¬ای بکار گرفته شد. با توجه به آنکه داده¬های ژئوشیمیایی دارای ماهیت بسته هستند ابتدا داده¬ها توسط تبدیلات مختلف ارائه شده باز گردیدند و سپس مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج حاصل از بکارگیری روش¬های مدرن نشان می¬دهد که منطقه از لحاظ اکتشافی برای مجموعه عناصر (zn,ni,cu,fe,mn,bi,hg,cr,sc,sb,co,v,as,sr,cd,mo,w) حائز اهمیت می¬باشد. انجام چنین تحقیقاتی بمنظور بهینه کردن مطالعات اکتشافی می¬تواند مورد استفاده قرار گیرد.