複雑な鉱業地域における岩相特異的な地球化学的ベースラインの決定のための組成データ分析（CoDA）とランダムフォレストの統合

科学分野:

• 環境地球化学
• 応用地質学
• 地球科学におけるデータサイエンス

背景:

• 正確な地球化学的ベースラインは、鉱業の影響を受けた地域における自然の土壌組成と人為的な汚染を区別するために不可欠である。
• 歴史的な鉱業が存在する地質学的に複雑な地域では、信頼できる背景値を確立することが課題となる。
• 既存の方法は、長期的な産業的影響と多様な地質学的形成が存在する地域では不十分である可能性がある。

研究 の 目的:

• 岩相特異的な地球化学的ベースラインを定義するための改良された方法論を開発および検証すること。
• 土壌中の自然な地球化学的変動と過去の汚染を正確に区別すること。
• 複雑な地質学的設定における規制上の決定と修復戦略を支援すること。

主な方法:

• 堅牢な岩相分類のための組成データ分析（CoDa）とランダムフォレストアルゴリズムの統合。
• 鉱物学と微量元素（Hg、As、Sb、Cr、Cu、Co、V、Ni）に関する300以上の表土および表層土サンプル分析。
• ベースライン値の計算のための堅牢な統計的手法（中央値±2MAD）の適用。

主要な成果:

• Hg、As、Sbの地球化学的ベースラインの推定に成功し、火山岩および堆積岩ドメイン全体で強い岩相の制御を示した。
• 地質学的設定に関連するベースライン値の有意な変動を特定し、汚染からの自然異常の区別に役立った。
• HgおよびAsについて、イタリアの法的基準を超えるベースライン値が観察され、サイト固有の規制の必要性が強調された。

結論:

• 提案されたワークフローは、複雑で歴史的に採掘された地域における岩相特異的な地球化学的ベースラインを効果的に確立する。
• この方法論は、異なる地質学的ドメインの自然な変動性と回復力に関する重要な洞察を提供する。
• 調査結果は、調整された規制限界の必要性と、同様の汚染地域におけるより広範な応用の可能性を強調している。