XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009
Procesamiento de imágenes Aster y Landsat de la provincia volcánica de Payunia, Mendoza, República Argentina Rodríguez, K. M.1, Martinez, A.2 (1) Geóloga Consultora: Lafinur 3201, 10º “ 26” , (C1425FAG), Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. (2) Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales, Universidad Nacional de San Luis, Chacabuco 917, (5700), San Luis, Argentina. e-Mail:
[email protected] Introducción El presente estudio tiene como objetivo el procesamiento de imágenes Aster y Landsat de la provincia volcánica de Payunia, Mendoza, Argentina. Los resultados obtenidos se han cotejado con las Hojas Geológicas 3769-I Barrancas, Agua Escondida 3769-II y 30c Puntilla de Huincan, Mendoza y trabajos previos en el área. Para el desarrollo del trabajo se utilizaron imágenes satelitales de los sensores Landsat7 ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) del 12/02/2004 para hacer un reconocimiento preliminar de las unidades geológicas del área de estudio y ASTER (Advanced Space-borne Thermal Emission and Reflection Radiometer) del 09/11/2005 para discriminar rocas y áreas de alteración. Landsat7 ETM+ está compuesto por 8 bandas espectrales que van desde el visible azul hasta el térmico lejano. Posee 6 bandas con resolución espacial de 30 metros que van desde 0.45 a 2.35 µm, una banda espectral pancromática, cuyo rango espectral es 0.52 a 0.90 µm, con resolución de 15 metros y una banda para el térmico lejano, de 10.40 a 12.50 µm (canales 6L, ganancia baja, y 6H, ganancia alta) con resolución de 60 metros. Aster, por otro lado, es un sensor compuesto por 14 bandas las que conforman tres subsistemas que cubren las longitudes de onda que va desde el visible verde al infrarrojo térmico: VNIR (Visible and Near Infrared Radiometer) cuyo rango espectral va de 0.52 a 1.86 µm en tres bandas y una banda adicional que permite la visión estereoscópica en una resolución espacial de 15 m a partir de lo cual se pueden realizar modelos digitales del terreno (MDT) por pares estereoscopocos; SWIR (Short Wave Infrared Radiometer) compuesto por seis bandas que cubren el rango entre 1.60 a 2.43 µm en 30 m de resolucion espacial, y TIR (Thermal Infrared Radiometer) compuesto de cinco bandas que va desde 8.125 a 11.650 µm en 90 m. En particular con este sensor se han trabajado las escenas en escala 1:250000 para cotejarlas con las hojas geológicas del área. Geología regional del área El área de estudio se ubica entre los paralelos 36º 06´S y 36º 36´S y entre los meridianos 69º 0´O y 69º 42´O, en la provincia de Mendoza, Argentina, correspondiendo al sector
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XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009 Norte de la provincia geológica Payenia (Figura 1A). Dicha provincia geológica está integrada por extensas coladas basálticas correspondientes al volcanismo de retroarco andino. Este volcanismo alcalino, está representado por calderas, volcanes monogenéticos y estratovolcanes como ser el Payún Matrú que nos incumbe en este trabajo. La actividad de este volcanismo se extiende desde el Terciario hasta el Cuaternario. A partir de la evolución del complejo volcánico del Payún Matrú se observa en la zona de estudio, coladas basálticas de dos ciclos eruptivos: la Fm. Chapúa y la Fm. El Puente. Durante el Pleistoceno el ámbito estuvo sometido a englasamiento y rodeando el borde de la caldera del Payún Matrú se halla la Fm. La Planchada de edad holocena, conformada por traquitas, hialotraquitas y pumicitas que afloran al Este del río Grande. Hacia el presente las efusiones que se producen en la comarca están vinculadas a las extensiones que se producen en el retroarco. Hacia el Holoceno la Fm. Tromen, conformada por basaltos olivínicos son la última expresión volcánica registrada [1]. Metodología En el caso particular de ASTER las bandas provenientes del nivel 1A (dato de origen) han sido ortorrectificadas aplicando el software Silcast 1.08. Luego las bandas se han convertido a radiancia. Para el análisis espectral se utilizó el programa ENVI 4.5 con el que se realizó la combinación de bandas agrupándose todas ellas en un mismo archivo layer stacking- bajo la proyección cartográfica WGS-84-Zona 19 Sur. La combinación de bandas que inicialmente se utilizaron fueron las obtenidas de Landsat7 ETM+. En la Figura 1 la combinación RGB 321 ofrece la posibilidad de analizar la escena en color natural y hacer un primer relevamiento del área. Puesto que las escenas de ASTER presentan nubes en la zona de estudio permitió el reconocimiento de unidades, en conjunto con la combinación falso color RGB 742 (Figura 1B). En esta última el contraste de litologías es nítido entre formaciones de distintos orígenes, sin embargo, cuando las mismas son similares, como ser los distintos eventos volcánicos de edad terciaria y cuaternaria, la distinción no es sencilla por lo que se ha recurrido a la información aportada por las imágenes ASTER en los subsistemas SWIR y TIR, porque el efecto de la nubosidad queda bien delimitado, y porque cuando se lo asocia con el DEM permite el reconocimiento de minerales de alteración asociados con las coladas más antiguas. El subsistema SWIR permite detectar minerales de arcilla debido a que tienen una alta respuesta en este rango espectral porque las capas están compuestas por uniones entre cationes y oxidrilos (OH-). De esta forma tanto las alteraciones meteóricas como la migración de fluidos a través de estructuras y las alteraciones hidrotermales son claramente distinguibles [2]. De esta manera, en la combinación RGB 864 de ASTER (Figura 1C), se observaron algunos sectores con alta respuesta en las tres bandas (color blanco) y otros con respuesta en el canal azul lo cual es característico de los minerales de arcillas. Dichos minerales poseen una alta reflectancia en la banda 4 mientras que tienen picos de absorción en las restantes. Posteriormente se aplicó el método de Decorrelation Stretch sobre la combinación RGB SD8 DS6 DS4 (Figura 1D) para mejorar la
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XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009 diferenciación de las áreas de alteración y para la caracterización de coladas volcánicas de diferentes edades. A partir de la identificación de las zonas alteradas se aplicó los cocientes 4/5, 4/6, 4/7 y 4/8 para hacer una discriminación más precisa del tipo de alteración que se observa, logrando la escena RGB 4/5 4/6 4/7 (Figura 1E) que conjuga las combinaciones de cocientes más exitosa. Aquí lo que se buscó fue potenciar la mayor reflectancia de los minerales de alteración de la longitud de onda perteneciente a la banda 4. Por último, la combinación RGB 12/11, 12/13, 12 del subsistema TIR (Figura 1F) ha aportado mayor información a la discriminación litológica. Resultados Con los datos reunidos a través de las imágenes Landsat7 ETM+ y ASTER se discriminaron las distintas litologías y unidades que conforman la región. Así mismo, en virtud del análisis de los minerales de alteración, fue posible delimitar con exactitud coladas pertenecientes al mismo evento ya que, en el caso particular de los basaltos olivínicos, son composicionalmente similares entre sí. Las imágenes obtenidas a través de Landsat7 ETM+ sirvieron para un primer relevamiento de la litología del área y cubrir la información faltante donde se presentaban nubes en las escenas ASTER. Por su parte los datos del infrarrojo de onda corta (SWIR) permitieron distinguir zonas de alteración mientras que en la región espectral del infrarrojo térmico (TIR) se pudieron estimar los contenidos de sílice [3]. En las combinaciones RGB 864 y RGB DS8 DS6 DS4 se observan tonalidades gris azuladas, siendo la respuesta en la banda 4 indicadora de áreas de oxidación. Queda evidenciado que los basaltos más jóvenes de la Fm. Tromen Superior no se encuentran alterados y que el miembro inferior (de mayor distribución areal) lo está levemente, siendo que los basaltos de la Fm. El Puente presenta tonalidades azuladas por estar más alterados. Respecto de lo que expresan los cocientes de RGB 4/5, 4/6, 4/7 se observan en colores blanquecinos los sectores alterados correspondientes a las coladas más antiguas de la Fm. Chapuá. En particular las zonas con minerales de alteración de la Fm. El Puente quedan reveladas merced a los lineamientos transversales a la dirección del flujo de la lava pahoehoe que conforman depresiones y elevaciones [4] en color blanquecino azulado, lo cual indica respuesta en todas las bandas con especial énfasis en el cociente 4/7, color azul que indica presencia de Fe-OH derivado de la meteorización de los basaltos olivínicos (presencia de Jarosita?). La Fm Tromen Inferior se la observa en tonalidades verdosas lo cual indica mayor respuesta general en el cociente 4/6, indicando un pico de absorción en la banda 6 cuyos minerales característicos son la sericita y la montmorillonita (mineral de alteración secundario en este caso) de procesos postvolcánicos. La Fm. Tromen Superior no posee respuesta en ninguna de las bandas por lo que se la observa en color negro, indicando que los basaltos están en perfecto estado de conservación. Las áreas circulares en color rojizo sobre los ambos miembros de la Fm. Tromen corresponden a la respuesta del cociente 4/5, que indicaría un pico de absorción en la caolinita y alunita. La combinación de cocientes y
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XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009 bandas del subsistema TIR permitió ajustar aún más la información recabada a través del análisis de las imágenes anteriores. Bibliografía [1] Ramos, V. A., 1999. Las provincias geológicas del territorio argentino. En: Geología Argentina. Caminos, R. (Ed.). Instituto de Geología y Recursos Minerales. Anales 29: 1-56. [2] Castro Godoy, S., Kaku, M. y Korzeniewski, I., 2005. Procesamiento de datos ASTER en el área del Volcán Antofalla, Provincia de Catamarca, Argentina. Contribuciones Técnicas del Proyecto GEOSAT-AR 2005: 139-145. [3] Ninomiya Y., Matsunaga, T. Yamaguchi, Y., 1997 Estimation of SiO2 content using simulated TIR remote sensing data generated from spectra measured on the sawed surfaces of rocks at Cuprite, Nevada, USA. Proc. 30th International Geologic Congress, 10: 49-62. Beijing. [4] González Díaz, E., 1979. Descripción geológica de la Hoja 31d “ La Matancilla” , Provincia de Mendoza. En: Memoria Preeliminar Hoja Geológica 3769-I Barrancas, Provincia de Mendoza y Neuquén, Boletín Nº 253. Año: 2001. Buenos Aires. A
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Figura 1A) Área de estudio en Imagen RGB 321 Landsat7 ETM+, B) Imagen RGB 742 Landsat7 ETM+, C) Combinación RGB 864 ASTER, D) Combinación RGB DS8 DS6 DS4 ASTER, E) Combinación de cocientes RGB 4/5 4/6 4/7 ASTER, F) Combinación de cocientes RGB 12/11, 12/13, 12 ASTER.
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