Application of Computational Geoscience for Geochemical Characterization of Subduction Zone Volcanic Rocks

Pendahuluan

Tugas akhir ini berfokus pada karakterisasi data geokimia di tiga busur kepulauan: Busur Sangihe, Busur Halmahera, dan Busur Filipina Timur. Karakterisasi yang dilakukan menggunakan plot geokimia dan analisis komputasi”

Metode

1. Diagram Geokimia
   • TAS (Bas et al., 1986)
   • K-Series (Gill, 1981)
   • Tholeiitic vs. Calc-Alkaline (Miyashiro, 1974) dan (Irvine and Baragar, 1971)
   • Harker (Harker, 1909)
   • Spidergram REE (Sun and McDonough, 1989)
   • Spidergram Trace Element (Pearce, 1983)
2. Analisis Komputasi Geosains
   • _Principal Component Analysis (PCA)
   • K-Means Clustering (KMC)
   • Gaussian Mixing Model (GMM)

Data

Data yang digunakan merupakan data yang berasal dari database GeoRoc oleh Digis Team. Pada database didapatkan tiga dokumen, yakni “Luzon Arc”, “Sulawesi Arc”, dan “Halmahera Arc” yang berasal dari kategori “Convergent Margin”. Ketiga dokumen ini berisi total 2987 sampel data geokimia yang terdiri dari batuan vulkanik, beku, sedimen, dan metamorf yang tersebar sepanjang area Sulawesi, Halmahera, Filipina, dan Kalimantan. Ketiga file memiliki informasi asal data, unsur mayor, unsur jejak, dan isotop dari setiap sampel. Dataset ini nantinya akan disaring sehingga dapat diketahui data yang dapat digunakan pada analisis berikutnya.
Data akan difilter sehingga hanya berisi parameter yang digunakan. proses ini menggunakan python library: pandas. Dataset ini yang kemudian akan digunakan untuk penelitian.

Output

Diagram Geokimia

Gambar di bawah menunjukan karakteristik geokimia menggunakan diagram geokimia

Diagram TAS (Bas et al., 1986) menunjukan batuan vulkanik yang terbentuk dan terdapat garis pembeda alkali vs. subalkali (Irvine & Baragar, 1971).

Diagram Gill (1981) menunjukan bahwa terdapat dua seri-K pada batuan vulkanik daerah penelitian: medium-K dan high-K.

Diagram Miyashiro (1979) menunjukan bahwa seluruh batuan vulkanik termasuk pada seri calc-alkaline. Terdapat sebagian kecil anomali yang menunjukan seri tholeiitic.

Diagram AFM (Irvine & Baragar, 1971) menunjukan bahwa seluruh batuan vulkanik termasuk seri calc-alkaline.

Diagram Harker (1909) unsur mayor batuan vulkanik daerah penelitian.

Diagram Harker (1909) unsur jejak batuan vulkanik daerah penelitian.

Diagram spider unsur jejak dan REE daerah penelitian.

Komputasi Geosains

Principal Component Analysis

Unsur Mayor

Biplot dari principal component 1 dan principal component 2 pada unsur mayor daerah penelitian. dihadirkan pula vector loading dari variabel awal.

Unsur Jejak

Biplot dari principal component 1, principal component 2, dan principal component 3 pada unsur jejak daerah penelitian. dihadirkan pula vector loading dari variabel awal.

Analisis Klaster

Unsur Mayor

Biplot dari analisis k-means clustering (atas) dan gaussian mixture model (bawah).

Unsur Jejak

Biplot k-means clustering pada rasio unsur jejak.

Biplot gaussian mixture model pada rasio unsur jejak.