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.