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63PROCESAMIENTO DE IMGENES ASTER DEL REA DE SIERRA DE FAMATINA, PROVINCIA DE LA RIOJA, REPBLICA ARGENTINA Diego Azcurra, Silvia Castro Godoy, J uan C. Candiani, Ramn Carrizo, Kiyoharu Nakayima Servicio Geolgico Minero Argentino - dazcur@geosatar.gov.ar RESUMENEl sensor ASTER a bordo del satlite TERRA est compuesto por 3 subsistemas que escanean las regiones del visible e infrarrojo cercano (VNIR), infrarrojo de onda corta (SWIR) e infrarrojo trmico (TIR) con 14 bandas. Adems cuenta con un telescopio adicional, que registra datos en el rango de la banda 3 con visin hacia atrs (banda 3b).El rea de estudio abarca la Sierra de Famatina, Provincia de la Rioja, Repblica Argentina entre los 28 40 S, 68 O y los 2920 S, 67 30 O. Laregin esta constituida por rocas metamrficas e intrusivas del Precmbrico superior- Paleozoico inferior, sobre lasqueseasientansedimentitasmarinasycontinentalesjuntoavulcanitaspaleozoicas,mesozoicasycenozoicas.Elobjetivodelproyecto es la confeccin del mapa geolgico a escala 1:100.000 y la evaluacin del potencial minero del rea. En este trabajo se presentan los resultados del procesamiento y anlisis de datos satelitales en el Distrito Minero La Mejicana principalmente. Se procesaron los datos ASTER para generar modelos digitales de terreno (MDT) los cuales permitieron la ortorrectificacin de lasimgenes.Seutilizarondistintascombinacionesdebandaspararealzarloscontactosentreformaciones,cocientesendicesde bandas para la discriminacin de rocas y alteraciones hidrotermales. Tambin se realizaron clasificaciones de distintos minerales de alteracin por los mtodos de mapeo de ngulo espectral (SAM) utilizando base de datos espectrales del Servicio Geolgico de Estados Unidos(USGS)ylibrerasespectralesobtenidasporrelevamientodecampo.Ademsserealizaronclasificacionesutilizandouna librera espectral generada automticamente la cual presenta espectros correspondientes a mezclas de minerales. Con los distintos mtodos se pudo detectar minerales de alteracin como Alunita, Sericita, Montmorillonita y Caolinita y se compar la correlacin de los resultados obtenidos por los distintos mtodos. INTRODUCCIONEl sensor ASTER se encuentra a bordo del satlite TERRA que presenta una rbita helio-sincrnica a una altitud de 705 kilmetros, un ciclo de repeticin de 16 das, un ancho de barrido de 60 kilmetros y una distancia entre rbitas de 172 Km. Dicho sensor esta compuesto por 3 subsistemas, para cada regin del espectro electromagntico: VNIR, SWIR y TIR. Cada uno de estos subsistemas presenta caractersticas particularestales como 3 bandas en la regin espectraldel visible e infrarrojo cercano (VNIR) con una resolucin espacial de 15 metros, 6 bandas en la regin espectral del infrarrojo de onda corta (SWIR) con una resolucin espacial de 30 metros y 5 bandas en el infrarrojo trmico con una resolucin espacial de 90 metros (ERSDAC, 2001).Adems presenta un telescopio con visual hacia atrs que escanea en la regin espectral de la banda 3 (banda 3B) lo que nos permite realizar modelos digitales de terreno (MDT) por pares estereoscpicos. UbicacinLa regin de estudio se encuentra en la Sierra de Famatina, Provincia de la Rioja, Republica Argentina,entre los 28 40 S, 68 O y los 29 20 S, 67 30 O. (figura 1) .Figura 1. Ubicacin de la regin de estudioContribuciones Tcnicas del Proyecto GEOSAT-AR 2005JICA-SEGEMAR

64GEOLOGA DEL REA La Sierra de Famatina est conformada por una serie de bloques montaosos con orientacin principal Norte-Sur. Esta morfologa actual es el resultado del levantamiento a lo largo de fallas inversas generadas por la orogenia Andina durante el Terciario Superior. LasrocasmsantiguassonmetamorfitasdelaFormacinNegroPeinado(Proterozoico-Cmbrico). En el Cmbrico superior, se desarrollaron sedimentitas de la Formacin La Aguadita. El Grupo Cachiyuyo (Ordovcico) esta integrado por sedimentitas y vulcanitas delas unidades Suri, Molles, Las Planchadas, Morado, Portezueloy La Alumbrera. Los granitoides se dividen en 3grupos:Granitouorco-Saogasta(395-451ma),granitoidesCerroToro(Ordovcico)y GranitoideSierradePaiman(379-459ma).LassedimentitasdelPaleozoicosuperior-Trisico (Formaciones Agua Colorada, Lagares, La Cuesta, Colina, Talampaya y Tajados) estn cubiertas discordantementeporFormacinElCrestn(Kr?,Terc?).ElTerciarioestrepresentadopor sedimentitasyvulcanitas(FormacinElMogote)eintrusivosloscualesseobservanenlas cumbres de la Sierra de Famatina, asociados a la mineralizacin (figura 2).Marcos(1968)menciona Alunita,Caolinita,Sericitay Montmorillonitaentrelosminerales de alteracin para el distrito minero La Mejicana.METODOLOGIA ApartirdedatosASTERL1A (datoscrudos)segenerelmodelo digitaldeterrenoconelsoftware ASTERDEMDataGeneration Software. Luego se ortorectificaron las imgenesconelsoftwareASTER GeocodedOrthoImagenGeneration Softwareutilizandolosmodelos digitalesdeterreno.Estenivelde procesamientoserealizaen plataformaUNIXconsoftwares especficosdiseadospor investigadores del comit cientfico de ASTER.Esinteresantedestacarquese logra este nivel de procesamiento con lainformacinprovistadelsatlite, con un error horizontal de 30metros enunazonaquepresentaalturas promediode2000metros(Azcurra, 2002).Apartirdeestasimgenesse realizarondistintosprocesamientos conelfindediscriminarrocasy minerales de alteracin. En el presente trabajosemuestranresultadosdelos distintos procesamientos realizados para identificar minerales o grupos de minerales de alteracin en el rea del distrito minero la Mejicana.Figura 2: Mapa geolgico de la sierra de Famatina. Contribuciones Tcnicas del Proyecto GEOSAT-AR 2005JICA-SEGEMAR

65Combinaciones de bandasSe realizaron distintas combinaciones de bandas con el fin de realizar una interpretacin foto geolgicadelasmismas.CombinandolasbandasdelVNIRsepuedelograrunabuena discriminacingeomorfolgicaydelitologasdebidoasuresolucinespacialde15metros (figura 3).En la combinacin de bandas 6, 5 y 4 del infrarrojo de onda corta (SWIR) se puede resaltar rocas sedimentarias y algunas zonas de alteracin hidrotermal (figura 4). La combinacin de las bandas 14, 12 y 10 del infrarrojo trmico (TIR) nos da informacin estructural as como de rocas gneas (figura 4). Tambin se combinaron bandas de los distintos subsistemas, como se muestra en la figura 6, la combinacin de bandas 531 (RGB) brinda una buena discriminacin de rocas sedimentarias y de zonas de alteracin hidrotermal. Cocientes de bandasDebidoaqueenmuchoscasoslasrespuestasespectralesdelasrocassonsimilares,no siempreesposiblediferenciardiferenteslitologasconinterpretacinfotogeolgicaapartirde combinacionesdebandas.PorelloseutilizaroncocientesdebandasenelSWIRparala discriminarzonasdealteracinhidrotermalyaqueestaspresentanpicosdeabsorcinyde Figura 3.Combinacin de Bandas 321 (RGB) del sector oeste del segmento central de la Sierra de Famatina. Figura 4. Combinacin de Bandas 654 (RGB) del sector oeste del segmento central de la Sierra de Famatina. Figura 5. Combinacin de Bandas 14 12 10 (RGB) del sector oeste del segmento central de la Sierra de Famatina. Figura 6. Combinacin de Bandas 531 (RGB) del sector oeste del segmento central de la Sierra de Famatina. Contribuciones Tcnicas del Proyecto GEOSAT-AR 2005JICA-SEGEMAR

66reflectancia caractersticos en esta regin del espectro electromagntico (Yamaguchi, 1987) (figura 7a).Con la combinacin de cocientes 4/5, 4/6, 4/7 (RGB) se pudo identificar zonas de alteracin hidrotermal sobre la Formacin Suri y la Formacin Negro Peinado (figura 7b). Figura 7 a. Caractersticas espectrales de minerales de alteracin. Figura 7b. Cociente de bandas 4/5 4/6 4/7(RGB ndicesMinerales como Montmorillonita y Sericita presentan un pico de absorcin en la banda 6 de ASTER,laPirofilitapresentaunpicodeabsorcincaractersticoenlabanda5deASTER, mientras que la Caolinita y Alunita presentan picos de absorcin caractersticos en las bandas 5 y 6. Para la estimacin de la presencia de dichos minerales se utilizaron los ndices definidos por Ninomiya ( Ninomiya, 2004): OHIa: (banda 4 * banda 7) / (banda 6 * banda 6) OHIb: (banda 4 * banda 7) / (banda 5 * banda 5) OHI: OHIa AND OHIb ALI: (banda 7 * banda 7) / (banda 5 * banda 8) REFLECTANCIA Contribuciones Tcnicas del Proyecto GEOSAT-AR 2005JICA-SEGEMAR

67El ndice OHIa identifica minerales que presentan picos de absorcin en la banda 6 mientras que el ndice OHIb permitela identificacin de minerales que presentan picos de absorcin en la banda 5.El ndice OHI es la permite la identificacin de minerales que presentan picos de absorcin en las bandas 5 y 6 de ASTER, este ndice se determina realizando una interseccin de los valores obtenidos en OHIa y OHIb.ElndiceALInospermitedistinguiralunitaporsupicodeabsorcinenlabanda8de ASTER. Aplicando estos ndices se puede distinguir minerales o grupos de minerales de alteracinen base a sus caractersticas espectrales (figura 8).Figura 8.ndices OHIa*100, OHIb*100 y ALI*100 aplicados en el distrito minero La Mejicana. Enlasbandasdelinfrarrojotrmicoseaplicaronlosndicesparaidentificarslicey carbonato(Ninomiya,1997,NinomiyayFu,2001,Ninomiya,2002).Asuvezseutilizel cociente 3/1 para identificar xidos de Fe. Con la combinacin de estos ndices (figura 9) se puede identificarenalgunossectoresalcontactoentrelaFormacinSuriyelGranitouorcoque intruye a la primera. Clasificacin de minerales de alteracin SerealizlaclasificacinutilizandoelmodulodeENVIMapeodeAnguloEspectral (SAM), que consiste en la determinacin de la similitud entre dos espectros, el del pxel de la imagenyelpatrnespectraldereferenciadelmineraldeinters.Elalgoritmodeterminala similitud espectral calculando el ngulo de mejor aproximacin y considerando a ambos vectores (Kruse,1993).SeutilizunabasededatosespectralesdelServicioGeolgicodelosEstados Figura 9. Combinacin de ndicesOx, Si, Ci (R,G,B) Ox =3/1 SI =13/12 CI =13/14 Contribuciones Tcnicas del Proyecto GEOSAT-AR 2005JICA-SEGEMAR

68Unidos (speclib4) y se clasificaron Alunita, Caolinita, Montmorillonita y Sericita en el rea de La Mejicana (figura 9). Figura 9. Clasificacin por el mtodo de mapeo de ngulo espectral (SAM) Clasificacin con firmas espectrales obtenidas en campo. Se tomaron muestras espectrales en el campo con el espectro-radimetro GER 3700 (figura 10). Luego se interpolaron los valores espectrales continuos registrados a valores correspondientes a las bandas ASTER del infrarrojo de onda corta ( SWIR). Se pudo distinguir Sericita y Sericita mas Alunita en las dos muestras medidas en el rea de la mejicana y se clasific por el mtodo de mapeo de ngulo espectral (SAM) (figura 10). Figura 10. Clasificacin por el mtodo de mapeo de ngulo espectral (SAM) Clasificacin Utilizando curvas espectrales a partir de mezclas de minerales de alteracinSe utilizo el mtodo de logaritmo residual para clasificar minerales de alteracin utilizando una base da datos espectrales que contiene curvas espectrales de mezclas de minerales. Esta base dedatossegenerconelmodeloiso-grain(Hiroi,1992)quesimulapatronesespectralesde mezclas de minerales. Los valores de mezcla estn dados en porcentajes. SeutilizelsoftwareMineralAnalizerforASTERdata(NikkoExplorationand DevelopmentCo.,Ltd).Elprogramacalculavaloresdepseudoreflectanciaporelmtodode logaritmo residual y lo compara con la librera espectral de mezclas de minerales generada a partir del modelo iso-grain. El programa permite la clasificacin de 10 minerales y los datos resultantes seexpresanennmerosdigitales(DN)queposteriormenteseconvirtieronaporcentajede aparicin para su mejor interpretacin.Contribuciones Tcnicas del Proyecto GEOSAT-AR 2005JICA-SEGEMAR

69SeclasificelreadeLamejicana(figura11)dondesepuedeobservarlosvalores obtenidos en porcentaje de Alunita, Caolinita y Sericita.Figura 11. Clasificacin por el mtodo de Logaritmo residual.CONCLUSIONES LaresolucinmultiespectraldelosdatosASTERpermite,discriminarrocasgneas principalmenteenlareginespectraldelinfrarrojotrmico(TIR)ymineralesdealteracin especialmente en la regin del infrarrojo de onda corta (SWIR). Se obtuvo una buena correlacin entre los datos ASTER clasificados por el mtodo SAM utilizandolabasededatosespectralesdelUSGSylosdatosdecampoconrespectoalos resultados obtenidos con los ndices OHIa y OHIb. Los resultados obtenidos por el mtodo de logaritmo residual muestran un rea menor para los minerales clasificados, con respecto a los anteriores mtodos. No obstante la correlacin es total para los sectores en los que los minerales clasificados son predominantes. Cabe destacar que los resultados obtenidos por este mtodo son preliminares y seria necesario para su validacin en la regin de estudio mayores estudios y chequeo en el campo. BIBLIOGRAFA Azcurra,D.2002.ComparacindeproductosLandsat7ETMyASTERenelDistritoMineroFarallnNegro.III Seminario ASTER. Proyecto GEOSATAR. SEGEMAR Caminos, R. Y Fauqu, L. 2000. Descripcin Geolgica de la Hoja 2969-II Tinogasta, provincias de La Rioja y San J uan, a escala 1:250.000. Informe Preliminar. IGRM-SEGEMAR: 173 pag., Buenos Aires. ERSDAC, 2001. ASTER Users Guide part I Kruse, F. A., Lefkoff, A. B., Boardman, J . B., Heidebrecht, K. B., Shapiro, A. T., Barloon, P. J ., y Goetz, A. F. H., 1993, The Spectral Image Processing System (SIPS) - Interactive Visualization and Analysis of Imaging spectrometer Data: Remote Sensing of Environment, v. 44, p. 145 - 163. Ninomiya, Y., Matsunaga, T. y Yamaguchi, Y. 1997. Estimation of SiO2 content using simulated TIR remotesensing data generated from spectra measured on the sawed surfaces of rocks at Cuprite, Nevada, USA. Proc. 30 th Int.Geol. Cong. Vol. 10:49-62 Ninomiya, Y. y B. Fu. 2001. Spectral Indices for Lithologic Mapping with ASTER Thermal Infrared Data Applying to a Part of Beishan Mountains, Gansu, China. Institute of Geoscience and Remote Sensing Symposium IGARSS, Sydney, Australia. Ninomiya, Y. 2002. Mapping quartz, carbonate minerals and mafic-ultramafic rocks using remotely sensed multispectral thermal infrared ASTER data. International Society for Optical Engineering SPIE, vol. 4710, pp. 191-202. Ninomiya, Y. 2004. Lithologic mapping with multispectral ASTER TIR and SWIR data. Sensors, Systems and Next-generation satellites VII. SPIE proceedings Vol 5234, p. 180-190. Marcos O. y Nieto M. 1968. Informe La Mejicana. Plan Nacional Cordillera Norte. Instituto Nacional de Geologa y Minera, indito. Buenos Aires. Yamaguchi, Y. 1987. Possible Techniques for lithologic discrimination using the short wavelength infrared bands of the J apanese ERS-1.