بررسی‌های بازرگانی

بررسی‌های بازرگانی

کاربرد یادگیری ماشین در ارتقای بهره‌وری اکتشافات معدنی: مطالعه موردی جدایش ناهنجاری‌های ژئوشیمیایی در محدوده مراکی هرمزگان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد رشته مهندسی معدن گرایش اکتشاف مواد معدنی، دانشکده مهندسی معدن، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 .استادیار، دکتری مهندسی معدن گرایش اکتشاف معدن، دانشکده مهندسی معدن، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
چکیده
افزایش هزینهها و عدم قطعیت در مراحل اولیه اکتشاف معدنی، ضرورت استفاده از روشهای تحلیلی پیشرفته برای بهبود کارایی فرآیندهای اکتشافی را برجسته کرده است. در این پژوهش، کاربرد الگوریتمهای یادگیری ماشین در ارتقای بهرهوری اکتشافات معدنی از طریق جدایش ناهنجاریهای ژئوشیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است. محدوده مراکی در استان هرمزگان به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد و دادههای ژئوشیمیایی منطقه با بهرهگیری از ترکیبی از روشهای آماری و مدل یادگیری ماشین تحلیل گردید. در مرحله نخست، تحلیلهای آماری توصیفی و همبستگی برای بررسی ویژگیهای دادهها و شناسایی روابط میان عناصر ژئوشیمیایی انجام شد. سپس به منظور تفکیک مقادیر زمینه و ناهنجاری، از روشهای آماری کلاسیک شامل انحراف معیار و انحراف از میانه استفاده شد. در ادامه، الگوریتم جنگل تصادفی به عنوان یکی از روشهای کارآمد یادگیری ماشین برای شناسایی الگوهای پیچیده و روابط غیرخطی میان عناصر ژئوشیمیایی به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که مدل جنگل تصادفی در مقایسه با روشهای آماری سنتی توانایی بالاتری در شناسایی نواحی مستعد کانیسازی دارد و نقشههای حاصل از این مدل همخوانی مناسبی با روندهای زمینشناسی و ساختاری منطقه نشان میدهند. یافتههای پژوهش بیانگر آن است که استفاده از رویکردهای مبتنی بر یادگیری ماشین میتواند به بهبود دقت تحلیل دادههای اکتشافی، کاهش عدم قطعیت در مراحل اولیه اکتشاف و ارتقای بهرهوری اقتصادی فعالیتهای معدنی کمک کند. این نتایج میتواند در طراحی راهبردهای نوین اکتشاف معدنی و توسعه رویکردهای دادهمحور در بخش معدن مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

plication of Machine Learning to Improve the Efficiency of Mineral Exploration: A Case Study of Geochemical Anomaly Separation in the Maraki Area, Hormozgan Province, Iran

نویسندگان English

Mahdis Satari 1
Golnaz Jozanikohan 2
1 , M.Sc. Student in Mining Engineering (Mineral Exploration), School of Mining Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran.
2 Assistant Professor, Ph.D. in Mining Engineering (Mineral Exploration), School of Mining Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran.
چکیده English

The increasing costs and uncertainties associated with the early stages of mineral exploration highlight the need for advanced analytical approaches to improve the efficiency of exploration processes. This study investigates the application of machine learning algorithms to enhance mineral exploration efficiency through the separation of geochemical anomalies. The Maraki area in Hormozgan Province, Iran, was selected as the case study, and regional geochemical data were analyzed using a combination of statistical methods and machine learning models. Initially, descriptive statistical and correlation analyses were conducted to examine the characteristics of the dataset and identify relationships among geochemical elements. Subsequently, classical statistical approaches, including the standard deviation method and the Median Absolute Deviation (MAD) method, were applied to distinguish background values from anomalous concentrations. In the next stage, the Random Forest algorithm was employed as an effective machine learning technique to identify complex patterns and nonlinear relationships among geochemical elements. The results indicate that the Random Forest model outperforms traditional statistical methods in identifying areas with high mineralization potential. The probability maps generated by the model also demonstrate strong spatial correspondence with the geological and structural features of the study area. Overall, the findings suggest that integrating machine learning techniques with conventional geological and geochemical analyses can significantly improve the accuracy of exploration data interpretation, reduce uncertainty during the early stages of exploration, and enhance the economic efficiency of mineral exploration activities. These results highlight the potential of data-driven approaches to improve decision-making and planning in mineral exploration.

کلیدواژه‌ها English

Machine Learning/ Random Forest/ Geochemical Anomaly/ Mineral Exploration/ Exploration Efficiency/ Maraki
Hormozgan
-          حسنیپاک، علیاصغر. (۱۳۹۴). اصول اکتشافات ژئوشیمیایی. تهران: انتشارات دانشگاه تهران.
-          رجبی, عادلی نیک. (2024). تاثیر رویکرد سیاستگذاریهای معدنی دولت در جبران پیامدهای زیستمحیطی در ایران. پژوهشنامه بازرگانی, 28(109), 1-33.
https://doi.org/10.22034/ijts.2024.2005685.3869
-          سازمان توسعه و نوسازی معادن و صنایع معدنی ایران,(1398) “گزارش نهایی اکتشاف منابع معدنی پلیمتال در پهنه بشاگرد، استان هرمزگان,” شرکت مهندسین مشاور زمین آب پی, مهرماه.
-          عادلی نیک, رجبی. (2023). تاثیر بهرهبرداری از معادن بر سطح استاندارد زندگی مردم ساکن مناطق میزبان معدن، مطالعه موردی ایران. پژوهشنامه بازرگانی, 27(106), 35-66. .
10.22034/ijts.2023.1982683.3760
-          نقشه 1/250000 فنوج، سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران.
-          Adeli Nik, R., & Rajabi, R. (2023). Tāsire bahrebardāri az ma’āden bar satahe standarde zendegiye mardome sākene manāteqe mizbāne ma’dan: Motāle’eye morediye Irān. Pajouheshnamehye Bazargani, 27(106), 35-66.  10.22034/ijts.2023.1982683.3760 [In Persian]
-          Doherty, M. E., Arndt, K., Chang, Z., Kelley, K., & Lavin, O. (2023). Stream sediment geochemistry in mineral exploration: a review of fine-fraction, clay-fraction, bulk leach gold, heavy mineral concentrate and indicator mineral chemistry. Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis, 23(4), geochem2022-039. https://doi.org/10.1144/geochem2022-039
-          Geological Survey of Iran. (n.d.). Fanouj 1:250000 geological map. Tehran, Iran. [In Persian]
-          HasaniPak, A. A. (2015). Osule ekteshefate geochemiyayi [Principles of geochemical exploration]. Tehran: University of Tehran Press. [In Persian]
-          Iranian Mines and Mining Industries Development and Renovation Organization (IMIDRO). (2019). Final exploration report of polymetal mineral resources in the Bashagard zone, Hormozgan Province. Zamin Ab Pey Consulting Engineers. [In Persian]
-          Jozanikohan, G., Nosrati Abarghooei, M., & Sedighi, H. (2021). Geochemical study of rare earth elements content in Tabas Coal Ash, Parvadeh Coal Mine. Journal of Mining and Environment, 12(4), 1143-1153.
-          Lachaud, A., Adam, M., & Mišković, I. (2023). Comparative study of random forest and support vector machine algorithms in mineral prospectivity mapping with limited training data. Minerals, 13(8), 1073. https://doi.org/10.3390/min13081073
-          McKay, G., & Harris, J. R. (2016). Comparison of the data-driven random forests model and a knowledge-driven method for mineral prospectivity mapping: A case study for gold deposits around the Huritz Group and Nueltin Suite, Nunavut, Canada. Natural Resources Research, 25(2), 125-143.  https://doi.org/10.1007/s11053-015-9274-z
-          Meloni, F., Gozzi, C., Cabassi, J., Nisi, B., Rappuoli, D., & Vaselli, O. (2026). Integrating Compositional Data Analysis (CoDA) and Random Forest for lithology-specific geochemical baseline determination. Science of the Total Environment, 1011, 181169. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2025.181169
-          Mohammadpour, M., Bahroudi, A., Abedi, M., Rahimipour, G., Jozanikohan, G., & Khalifani, F. M. (2019). Geochemical distribution mapping by combining number-size multifractal model and multiple indicator kriging. Journal of Geochemical Exploration, 200, 13-26. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2019.01.018
-          Rajabi, R., & Adeli Nik, R. (2024). Tāsire roykardhāye siāsatgozāriye ma’daniye dowlat dar jobrāne payāmadhāye zistmohiti dar Irān. Pajouheshnamehye Bazargani, 28(109), 1-33. https://doi.org/10.22034/ijts.2024.2005685.3869 [In Persian]
-          Reimann, C., Filzmoser, P., Garrett, R., & Dutter, R. (2011). Statistical data analysis explained: applied environmental statistics with R. John Wiley & Sons.
-          Rodriguez-Galiano, V., Sanchez-Castillo, M., Chica-Olmo, M., & Chica-Rivas, M. J. O. G. R. (2015). Machine learning predictive models for mineral prospectivity: An evaluation of neural networks, random forest, regression trees and support vector machines. Ore geology reviews, 71, 804-818. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2015.01.001
-          Schnitzler, N., Ross, P. S., & Gloaguen, E. (2019). Using machine learning to estimate a key missing geochemical variable in mining exploration: Application of the Random Forest algorithm to multi-sensor core logging data. Journal of Geochemical Exploration, 205, 106344. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2019.106344
-          Trott, M., Leybourne, M., Hall, L., & Layton-Matthews, D. (2022). Random forest rock type classification with integration of geochemical and photographic data. Applied Computing and Geosciences, 15, 100090. https://doi.org/10.1016/j.acags.2022.100090
-          ZhangZhou, J., He, C., Sun, J., Zhao, J., Lyu, Y., Wang, S., … & Agarwal, A. (2024). Geochemistry π: automated machine learning python framework for tabular data. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 25(1), e2023GC011324. https://doi.org/10.1029/2023GC011324
-          Zheng, C., Yuan, F., Luo, X., Li, X., Liu, P., Wen, M., … & Albanese, S. (2023). Mineral prospectivity mapping based on Support vector machine and Random Forest algorithm-A case study from Ashele copper-zinc deposit, Xinjiang, NW China. Ore Geology Reviews, 159, 105567. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2023.105567
-          Zhong, R., Deng, Y., Li, W., Danyushevsky, L. V., Cracknell, M. J., Belousov, I., … & Li, L. (2021). Revealing the multi-stage ore-forming history of a mineral deposit using pyrite geochemistry and machine learning-based data interpretation. Ore Geology Reviews, 133, 104079. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2021.104079
-          Zhou, S., Cheng, Z., Wang, J., Li, N., & Jiang, G. (2025). Uncover implicit associations among geochemical elements using machine learning. Ore Geology Reviews, 179, 106506. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2025.106506
-          Zuo, R., Xiong, Y., Wang, J., & Carranza, E. J. M. (2019). Deep learning and its application in geochemical mapping. Earth-science reviews, 192, 1-14. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.02.023
 
 

  • تاریخ دریافت 02 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 09 خرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 12 خرداد 1405