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Mapeamento de óxidos de ferro usando imagens landsat-8/OLI e EO-1/hyperion nos depósitos ferríferos da Serra Norte, província mineral de Carajás, Brasil
FAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOCNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOMapping methods for iron oxides and clay minerals, using Landsat-8/Operational Land Imager (OLI) and Earth Observing 1 (EO-1)/Hyperion imagery integrated with airborne geophysical data, were applied in the N4, N5, and N4WS iron deposits, Serra Norte, Carajás, Brazil. Band ratios were achieved on Landsat-8/OLI imagery, allowing the recognition of the main minerals from iron deposits. The Landsat-8/OLI imagery showed a robust performance for iron oxide exploration, even in vegetated shrub areas. Feature extraction and Spectral Angle Mapper hyperspectral classification methods were carried out on EO-1/Hyperion imagery with good results for mapping high-grade iron ore, the hematite-goethite ratio, and clay minerals from regolith. The EO-1/Hyperion imagery proved an excellent tool for fast remote mineral mapping in open-pit areas, as well as mapping waste and tailing disposal facilities. An unsupervised classification was carried out on a data set consisting of EO-1/Hyperion visible near-infrared 74 bands, Landsat-8/OLI-derived Normalized Difference Vegetation Index, Laser Imaging Detection and Ranging-derived Digital Terrain Model, and high-resolution airborne geophysical data (gamma ray spectrometry, Tzz component of gradiometric gravimetry data). This multisource classification proved to be an adequate alternative for mapping iron oxides in vegetated shrub areas and to enhance the geology of the regolith and mineralized areas463331349FAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOCNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOCNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOsem informação307177/2014-9Métodos de mapeamento para óxidos de ferro e argilas, aplicados em imagens Landsat-8/Operational Land Imager (OLI) e Earth Observing 1 (EO-1)/Hyperion e integrados com dados aerogeofísicos, foram testados nos depósitos de ferro de N4, N5 e N4WS, Serra Norte, Carajás, Brasil. Razões de banda foram aplicadas à imagem Landsat-8/OLI, identificando os principais minerais dos depósitos de ferro de N4 e N5. As imagens Landsat-8/OLI mostraram um bom desempenho para a exploração de óxido de ferro, mesmo em áreas vegetadas. Extração de feições espectrais e o método de classificação hiperespectral Spectral Angle Mapper foram aplicados na imagem EO-1/Hyperion com bons resultados para o mapeamento de minério de ferro de alto teor, bem como da proporção de hematita-goethita do minério e de argilas nos regolitos. A imagem EO-1/Hyperion provou ser uma excelente ferramenta para o mapeamento remoto de minerais em áreas de mina a céu aberto, bem como no mapeamento das pilhas de minério. Uma classificação não supervisionada foi aplicada a dados de 74 bandas do visível e infravermelho próximo do EO-1/Hyperion, índice Normalized Difference Vegetation Index derivado do Landsat-8/OLI, Modelo Digital do Terreno derivado do Laser Imaging Detection and Ranging, e dados aerogeofísicos (gamaespectrometria e componente Tzz do dado gravimétrico gradiométrico). Essa classificação de dados multifonte mostrou ser uma alternativa para mapeamento de óxidos de ferro em áreas vegetadas, bem como da geologia do regolito e das áreas mineralizada
Mapping iron oxides with Landsat-8/OLI and EO-1/Hyperion imagery from the Serra Norte iron deposits in the Carajás Mineral Province, Brazil
Métodos de mapeamento para óxidos de ferro e argilas, aplicados em imagens Landsat-8/Operational Land Imager (OLI) e Earth Observing 1 (EO-1)/Hyperion e integrados com dados aerogeofísicos, foram testados nos depósitos de ferro de N4, N5 e N4WS, Serra Norte, Carajás, Brasil. Razões de banda foram aplicadas à imagem Landsat-8/OLI, identificando os principais minerais dos depósitos de ferro de N4 e N5. As imagens Landsat-8/OLI mostraram um bom desempenho para a exploração de óxido de ferro, mesmo em áreas vegetadas. Extração de feições espectrais e o método de classificação hiperespectral Spectral Angle Mapper foram aplicados na imagem EO-1/Hyperion com bons resultados para o mapeamento de minério de ferro de alto teor, bem como da proporção de hematita-goethita do minério e de argilas nos regolitos. A imagem EO-1/Hyperion provou ser uma excelente ferramenta para o mapeamento remoto de minerais em áreas de mina a céu aberto, bem como no mapeamento das pilhas de minério. Uma classificação não supervisionada foi aplicada a dados de 74 bandas do visível e infravermelho próximo do EO-1/Hyperion, índice Normalized Difference Vegetation Index derivado do Landsat-8/OLI, Modelo Digital do Terreno derivado do Laser Imaging Detection and Ranging, e dados aerogeofísicos (gamaespectrometria e componente Tzz do dado gravimétrico gradiométrico). Essa classificação de dados multifonte mostrou ser uma alternativa para mapeamento de óxidos de ferro em áreas vegetadas, bem como da geologia do regolito e das áreas mineralizadas.Mapping methods for iron oxides and clay minerals, using Landsat-8/Operational Land Imager (OLI) and Earth Observing 1 (EO-1)/Hyperion imagery integrated with airborne geophysical data, were applied in the N4, N5, and N4WS iron deposits, Serra Norte, Carajás, Brazil. Band ratios were achieved on Landsat-8/OLI imagery, allowing the recognition of the main minerals from iron deposits. The Landsat-8/OLI imagery showed a robust performance for iron oxide exploration, even in vegetated shrub areas. Feature extraction and Spectral Angle Mapper hyperspectral classification methods were carried out on EO-1/Hyperion imagery with good results for mapping high-grade iron ore, the hematite-goethite ratio, and clay minerals from regolith. The EO-1/Hyperion imagery proved an excellent tool for fast remote mineral mapping in open-pit areas, as well as mapping waste and tailing disposal facilities. An unsupervised classification was carried out on a data set consisting of EO-1/Hyperion visible near-infrared 74 bands, Landsat-8/OLI-derived Normalized Difference Vegetation Index, Laser Imaging Detection and Ranging-derived Digital Terrain Model, and high-resolution airborne geophysical data (gamma ray spectrometry, Tzz component of gradiometric gravimetry data). This multisource classification proved to be an adequate alternative for mapping iron oxides in vegetated shrub areas and to enhance the geology of the regolith and mineralized areas
Mapeo litológico y mineralógico del batolito devónico Cerro Áspero, usando imágenes ASTER, Sierras Pampeanas Orientales, Argentina
The present study evaluates ASTER image processing as a technique to assist the lithological and mineralogical mapping oflarge granitic bodies and associated hydrothermal alteration assemblages related to the Cerro Áspero batholith, in Sierra de Comechingones, Argentina. This batholith was formed by the successive emplacement of several sub circular, high-level crust plutons that intruded, in the Upper Devonian, to metamorphic sequences of high to medium grade reworked by shear zones. Each of these plutons developed internal, external and roof units, and dyke swarms. Internal units are composed by porphyritic biotite monzogranites and external, roof units and dyke swarms are dominated by two-mica and muscovite leucocratic monzogranites to quarz-rich alkali-feldspar granites. The main associated mineralizations are W-Mo magmatic-hydrothermaldeposits and postbatholith epithemal fluorite deposits of cretaceous age. Supervised classification, principal component analyses and emissivity calculations were made to identify lithological composition and variations within the different plutons that comprise the Cerro Áspero batholith. This methodology allowed us to have a better and precise mapping of the study area as well as the contacts between the different plutons that comprise the Cerro Áspero batholith. The classification with spectral angle mapper methods allowed to identify the different sectors with hydrothermal alteration (argillic and silicification). The argillic alteration is mainly associated with epithermal fluorite deposits74339440
Mapeo litológico y mineralógico del batolito devónico Cerro Áspero, usando imágenes ASTER, Sierras Pampeanas Orientales, Argentina
En este trabajo se presentan los resultados obtenidos utilizando técnicas de procesamiento de imágenes Aster para asistir al mapeo litológico y mineralógico de grandes cuerpos graníticos y de la alteración hidrotermal asociada al batolito Cerro Áspero, Sierra de Comechingones, Argentina. Este batolito fue construido por el emplazamiento sucesivo de varios plutones subcirculares, epizonales, que intruyeron en el Devónico Superior, a secuencias metamórficas de alto a mediano grado retrabajadas por fajas de deformación. Cada uno de estos plutones desarrolló unidades internas, externas, cuspidales y enjambres de diques. Las unidades internas están compuestas de monzogranitos porfídicos con biotita y las unidades externas, cuspidales y los enjambres de dique están dominados por leucogranitos cuyas composiciones varían desde monzogranítica hasta granitos alcali-feldespáticos, ricos en cuarzo. Las principales mineralizaciones asociadas son depósitos magmáticoshidrotermales de W-Mo y depósitos de fluorita epitermal, post-batolíticos, de edad cretácica. Para identificar la composición litológica y las variaciones en los plutones que lo componen se realizó clasificación supervisada, análisis de componentes principales y cálculos de emisividad. Esta metodología permitió un mejor y más detallado mapeo en el área de estudio, así como precisar los contactos entre los plutones que componen el batolito. La clasificación obtenida con el método SAM (spectral angle mapper) permitió la determinación de diferentes alteraciones hidrotermales (argílica y sílicificación). La alteración argílica está asociada principalmente con depósitos de fluorita epitermal.The present study evaluates ASTER image processing as a technique to assist the lithological and mineralogical mapping of large granitic bodies and associated hydrothermal alteration assemblages related to the Cerro Áspero batholith, in Sierra de Comechingones, Argentina. This batholith was formed by the successive emplacement of several sub circular, high-level crust plutons that intruded, in the Upper Devonian, to metamorphic sequences of high to medium grade reworked by shear zones. Each of these plutons developed internal, external and roof units, and dyke swarms. Internal units are composed by porphyritic biotite monzogranites and external, roof units and dyke swarms are dominated by two-mica and muscovite leucocratic monzogranites to quarz-rich alkali-feldspar granites. The main associated mineralizations are W-Mo magmatic-hydrothermal deposits and postbatholith epithemal fluorite deposits of cretaceous age. Supervised classification, principal component analyses and emissivity calculations were made to identify lithological composition and variations within the different plutons that comprise the Cerro Áspero batholith. This methodology allowed us to have a better and precise mapping of the study area as well as the contacts between the different plutons that comprise the Cerro Áspero batholith. The classification with spectral angle mapper methods allowed to identify the different sectors with hydrothermal alteration (argillic and silicification). The argillic alteration is mainly associated with epithermal fluorite deposits.Fil: Radice, Stefania. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Geología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Pinotti, Lucio Pedro. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Geología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Maffini, María Natalia. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Geología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Campanella, Osvaldo Hector. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Geología; ArgentinaFil: Ducart, Diego F.. Universidade Estadual do Campinas. Instituto de Geociencias; BrasilFil: Coniglio, Jorge Enrique. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Geología; ArgentinaFil: Demartis, Manuel. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Geología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: D'eramo, Fernando Javier. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Geología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentin
Caracterização da alteração hidrotermal associada as ocorrencias auriferas de Los Menucos, Argentina, por meio de tecnicas de sensoriamento remoto e espectroscopia de reflectancia
Orientador: Alvaro Penteado Crosta, Carlos Roberto Souza FilhoDissertação (Mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de GeocienciasMestrad
Hydrothermal alteration of the Cerro La Mina gold prospect, Los Menucos, Patagonia Argentina : geology, remote sensing and stable isotopes
Orientadores: Alvaro Penteado Crosta, Jorge Enrique Coniglio, Carlos Roberto de Souza FilhoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de GeocienciasResumo: O prospecto epitermal Cerro La Mina, localizado na região de Los Menucos, Patagônia Argentina, está sendo atualmente alvo de exploração de depósitos epitermais de metais preciosos. Atividade hidrotermal Triássica Superior produziu intensa alteração em riolitos, andesitos, ignimbritos e tufos do Grupo Los Menucos de idade Triássico Média a Superior, no maciço de Somún Curá. O emprego de técnicas de mapeamento geológico, sensoriamento remoto multi- e hiperespectral, espectroscopia de reflectância e de análise de isótopos estáveis permitiu a caracterização de cinco eventos de alteração de origem hidrotermal na área de estudo. O evento 1 resultou em um sistema epitermal de baixa sulfetação com veios de quartzo, alguns deles com ocorrências de ouro com teores entre 1 a 10 g/t e alteração sericítica, que afetou ignimbritos riolíticos e rochas sedimentares da Formação Vera. As alterações relacionadas aos eventos 2 e 3, as mais importantes do ponto de vista volumétrico, se relacionam a um sistema epitermal de alta sulfetação, afetando riolitos, dacitos e andesitos da Formação Sierra Colorada. Estas rochas vulcânicas constituem um complexo de domos de ressurgimento, localizado no interior de uma provável caldeira vulcânica de forma oval, vinculada a uma zona transtensiva entre duas falhas transcorrentes destrais regionais. Algumas das características mais importantes deste sistema epitermal incluem a presença de brechas hidrotermais, algumas com ocorrências de ouro com teores muito locais de até 60 g/t, silicificação pervasiva e quartzo vuggy, junto com alteração argílica avançada com alunita- 1 hipogênica, woodhouseita, svanbergita, minamiita, pirofilita, diásporo, dickita e caulinita. A alunita-l formou-se a 267°C, indicando uma origem hidrotermal-magmática. Valores de d 'POT. 34¿S da alunita-l (4,4 a 10,3 %0) são maiores do que os obtidos para a pirita contemporânea (-14,8 a -10,8%0) sugerindo que o sulfato aquoso foi derivado da reação de desproporção do S 'O IND. 2¿ em um ambiente hidrotermal-magmático. Os valores de d 'POT. 34¿S e d 'POT. 18¿ O da alunita-1 sugerem que o vapor que transportava o S 'O IND. 2¿ condensou em água meteórica com uma razão 'H IND. 2¿ S/¿SO IND.4¿ <1. Os valores isotópicos de oxigênio e hidrogênio da caulinita e dickita também são compatíveis com uma origem hidrotermal-magmática. A alteração relacionada ao evento 4, de forma estratiforme horizontal e caracterizada por intensa silicificação com calcedônia e opala, gradando localmente em profundidade para alteração argílica avançada com alunita-2 mais caulinita ± dickita, foi originada em um ambiente steam-heated. A alunita-2 está enriquecida em 'S SOB. 34' relativamente ao sulfeto, refletindo troca isotópica parcial de enxofre entre os componentes aquosos 'H IND. 2¿ S e ¿SO IND.4¿. Esta alteração se superpõe localmente às alterações dos eventos 2 e 3, sugerindo uma queda do nível do lençol freático, provavelmente somado à denudação sin-hidrotermal da parte superior das rochas. O evento 5 está metalogeneticamente relacionado com a formação de depósitos de fluorita, comparáveis de forma descritiva aos mundialmente conhecidos como "veios de fluorita-quartzo de baixa temperatura". Estas mineralizações de fluorita não estariam vinculadas com os processos metalogenéticos relacionados às mineralizações de ouro dos sistemas epitermais do prospecto. Os resultados deste estudo contribuem significativamente no entendimento de aspectos relacionados à gênese deste sistema epitermal complexo, constituindo parâmetros importantes para a formulação de um modelo de exploração mineral para a região. Uma consistente discriminação de minerais de alteração deste prospecto foi também conseguida por meio de sensoriamento remoto orbital. A aplicação de técnicas de processamento em imagens dos sensores multiespectral Terra/ASTER e hiperespectral Hyperion resultou em diferentes mapas litológicos, minerais e estruturais. A correlação satisfatória entre estes resultados e dados de campo demonstra a importância do sensoriamento remoto nos trabalhos de um programa de exploração, tanto para as etapas iniciais em escala regional, como também para etapas mais avançadas em escala de prospecto ou de depósitoAbstract: The epithermal Cerro La Mina prospect, located in the Los Menucos region, Patagonia Argentina, is currently being explored for epithermal precious-metal mineralization. Triassic hydrothermal activity produced intense alteration of rhyolites, andesites, ignimbrites, and tuffs of the Middle- to Late Triassic Los Menucos Group, in the Somún Curá massif. The use of techniques, including geological mapping, multi- and hyperspectral remote sensing, reflectance spectroscopy and staple isotope analysis, alIowed the characterization of five hydrothermal alteration stages in the study area. Event 1 resulted in a low-sulfidation epithermal system with quartz veins, some of them with gold grades between I and 10 g/t and sericitic alteration, which affected riolitic ignimbrites and sedimentary rocks of the Vera Formation. Alteration associated to stages 2 and 3, the most important from the volumetric viewpoint, is related to a high-sulfidation alteration system, which affected rhyolites, dacites and andesites of the Sierra Colorada Formation. These volcanic rocks comprise a complex of resurgent domes, located within a likely oval-shaped volcanic caldera, formed in a transtensive zone placed between two regional dextral strike-slip faults. Some of the most important characteristics of this epithermal system include the presence of hydrothermal breccias, some with gold occurrences with grades locally reaching up to 60 g/t, pervasive silicification and vuggy quartz, together with advanced argillic alteration with hypogenic alunite-l, woodhouseite, svanbergite, minamiite, pyrophyllite, diaspore, dickite and kaolinite. Alunite-l was formed at 267°C, indicating a hydrothermal-magmatic origino Values of d 'POT. 34¿S of alunite-l (4.4 to 10.3 %0) are higher than those obtained for contemporary pyrite (-14.8 to -10.8%0), suggestirig that aqueous sulfate was derived of the S 'O IND. 2¿ disproportion reaction in a hydrothermal-magmatic system. d 'POT. 34¿S and d 'POT. 18¿ O values from alunite-l suggest that the vapor that carried S 'O IND. 2¿ condensate in meteoric water with a ratio of 'H IND. 2¿ S/¿SO IND.4¿ <1. Isotopic values of oxygen and hydrogen for kaolinite and dickite are ais o compatible with a hydrothermal-magmatic origino Alteration related to event 4, characterized by intense silicification blanket with chalcedony and opal, locally grading at depth to advanced argillic alteration with alunite-2 plus kaolinite ± dickite, was originated in a steam-heated environrnent. Alunite-2 is enriched in 'S SOB. 34' in relation to sulfide, reflecting a partial isotopic exchange of sulfur between the aqueous components 'H IND. 2¿ S e ¿SO IND.4¿. This alteration localIy overprints those from stages 2 and 3, suggesting a fall in the level of the water table, probably adding up to syn-hydrothermal erosion of the upper portion of the rocks. Event 5 is related to the formation of fluorite veins, comparable to low-temperature quartz-fluorite veins. These fluorite mineralizations are apparently not linked with the processes related to the gold epithermal. systems of the prospect. The results of this study contribute significantly in the understanding of metallogenic aspects of this complex epithermal system, constituting important parameters to the formulation of a mineral exploration model for the region. Consistent discrimination of the main alteration minerais of this prospect was also achieved by means of satellite remote sensing. The application of processing techniques on images of the multispectral- Terra/ASTER and hyperspectral Hyperion sensors resulted in different lithologic, mineral and structural maps. Satisfactory correlations between these results and field data demonstrate the key importance of the remote sensing in the work of an exploration program, in the initial stages of regional scale and also in more advanced stages, at prospect or deposit scalesDoutoradoMetalogeneseDoutor em Ciência
Identificación y mapeo de minerales de alteración hidrotermal con imágenes ASTER en el Distrito Minero San José. Macizo del Deseado, provincia de Santa Cruz
In the northwestern part of the Deseado Massif, within the San Jose Mining District, an intermediate sulfidation style epithermal deposit is actually in operation. It hosts a number of siliceous veins carrying gold and silver. Within this district, they have been identified several areas with hydrothermal activity evidences, temporally and spatially associated to effusive episodes of the Jurassic volcanism. In this area, ASTER images were used for the identification and mapping of hydrothermal alteration zones, by the application of different digital analysis techniques. The preliminary geologic recognition was made by the interpretation of RGB color compositions from VNIR and SWIR bands. For the detection of alteration areas and minerals associations, ratio images and spectral indexes were generated. For a more specific mineralogical determination a spectral classification by SAM technique (Spectral Angle Mapper) was performed, using the USGS (United States Geological Survey) spectral library signatures as reference. The results obtained by the different methodologies were compared among them and with the alterations maps obtained from field and laboratory works. Digital processing techniques application on ASTER images allowed us to obtain very useful information from the prospective point of view (hydrothermal alteration areas distribution, alteration types, mineral associations, relative abundance, etc.). Given the results achieved, the methodology used in the San Jose Mining District, could serve as reference for the implementation of future exploratory works in the whole region.Pages: 3643-365
ROCK-LANDFORM-SOIL RELATIONSHIP FOR GEOMORPHOPEDOLOGICAL CHARACTERIZATION IN THE REGION OF LAVRA VELHA, OCCIDENTAL CHAPADA DIAMANTINA, BAHIA
The Lavra Velha region is situated on the western edge of the Chapada Diamantina and comprised of a crystalline basement and a metasedimentary cover that corresponds to the Ibitiara Granitoid and the Espinhaço Supergroup, respectively. The Chapada Diamantina is internationally recognized for mineral production and tourism, and because of that it has become a constant target for novel research that aims at characterizing its main geological and physiographic aspects. The present work aims at pointing out geomorphopedological associations of the Lavra Velha region by analyzing the interdependence between rock, landform and soil. To this end, geology, geomorphology and pedology data were obtained from literature, remote sensing data and field expeditions. In the studied area, we recognized metasedimentary and crystalline rocks, on which flat to gently undulating landforms beside crests and cliffs developed. Oxisols occur on flat to gently undulating landforms while Entisols, Inceptisols and rock outcrops appear in the aligned crests, cliffs and undulating hills. Alfisols predominate in undulating hills associated with mafic rocks. Features of the landscape show landforms resembling the Appalachian geomorphological model as first described by William Morris Davis, and they suggest landform evolution by geochemical and mechanical erosion under a strong litho-structural control. The geomorphopedological associations allowed the understanding of the relationship between the major elements of the physical environment from Lavra Velha region and, consequently, a predictive model of the rock-landform-soil distribution that can be useful for geomorphopedological mapping of the western edge of the Chapada Diamantina.</p