XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009
PROCESAMIENTO DE IMÁGENES SATELITALES EN LA IDENTIFICACIÓN DE YESO EN LA SIERRA AZUL Y ALREDEDORES, PROVINCIA DE MENDOZA, 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 La Sierra Azul, ubicada a 8 km al Oeste de la localidad de El Manzano, Mendoza, Argentina, constituye un anticlinal de rumbo aproximado N-S; con el techo tendido mientras que sus flancos son sumamente inclinados. Allí se presentan los afloramientos más antiguos de la comarca a saber: Grupo Choiyoi (Permo-Triásico), Grupo Cuyo (Jurásico Temprano a Medio) y una fracción del grupo Mendoza (Jurásico Tardío a Cretácico Temprano). Tanto la Fm. Agrio (Grupo Mendoza, Cretácico Temprano) como la Fm. Huitrín (Grupo Rayoso, Cretácico Temprano) presentan niveles de yeso utilizados como despegue estructural respecto de las unidades suprayacentes bajo condiciones compresivas. A través de la utilización de imágenes satelitales se buscó distinguir unidades que contuvieran yeso con la finalidad de ilustrar el método empleado. Esto permitió a su vez identificar afloramientos que por su tamaño no siempre pueden ser mapeados a escala regional, sin embargo, su determinación es clave a la hora de la determinación de nuevas zonas de despegue tectónico. En principio se trabajó con imágenes Landsat7 ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) el cual está compuesto por 8 bandas espectrales que oscilan entre el visible azul al térmico lejano, con una resolución espacial de 30 metros para todas sus bandas salvo la del térmico lejano, cuya resolución es de 60 metros. Una vez identificada las áreas de interés se utilizaron las imágenes ASTER (Advanced Space-borne Thermal Emission and Reflection Radiometer) sensor compuesto por 14 bandas en tres subsistemas que oscilan entre el visible verde y el infrarrojo térmico. Para el tipo de análisis que nos compete se utilizó únicamente la banda 3N del subsistema VNIR (Visible and Near Infrared Radiometer), cuyo rango espectral está entre 0.76 y 0.86 µm en una resolución espacial de 15 m y las pertenecientes al subsistema SWIR (Short Wave Infrared Radiometer) al cual lo conforman seis bandas que cubren el rango entre 1.60 a 2.43 µm en 30 m de resolución espacial. Las escenas
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XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009 obtenidas de ambos sensores se trabajaron en escala 1:150.000 con una resolución espacial de 30 m, para facilitar la comparación de la información arrojada por ambos productos. Sin embargo, para emplear alguno de los métodos que más adelante se detallaran fue necesario llevar la resolución espacial a 15 metros. Geología regional del área El área de estudio se ubica entre los paralelos de 35º 53´ S y 36º 14´ S y entre los meridianos de 69º 51´ O y 69º 57´ O, en el departamento de Malargüe, Sur de la provincia de Mendoza, Argentina (Figura 1A). Los niveles de yeso analizados se encuentran dentro de las Formaciones Agrio y Huitrín del Cretácico Temprano. Dentro de la Fm. Agrio se reconocen tres miembros: el Miembro Agrio Inferior representa un ambiente marino de rampa carbonática. La segunda etapas está integrada por el Miembro Avilé que corresponde a una fuerte regresión marina en la cuenca y está formada por depósitos fluviales y eólicos, representados también por evaporitas de ambiente lagunar efímero. Finalmente los depósitos del Miembro Agrio Superior, corresponde de nuevo a un ambiente marino de plataforma carbonática correspondiente a un nuevo período de trasgresión marina [1]. La Fm. Huitrín está integrada también por tres miembros. La sección basal se interpreta como un ambiente de plataforma carbonática para el Miembro Chorreado, similar al ambiente del Miembro Superior de la Formación Agrio. En general el Miembro Chorreado representa un ambiente de circulación de agua restringida con evaporitas y anhidritas. La sección media está representada por el Miembro Troncoso, cuya litología es el resultado de un ambiente continental fluvial efímero, eólico y de playa. Su parte superior vuelve a representar un ambiente restringido con facies evaporíticas. Por último, se deposita el Miembro La Tosca, con facies carbonáticas, típicas de plataforma [1]. Metodología Utilizando el programa ENVI 4.5 para el procesamiento de la información satelital, la primera identificación de los sectores con posibilidad de ocurrencia de yeso se realizó combinando las bandas RGB 457 de Landsat7 ETM+ (Figura 1A). En la misma el color amarillo fuerte, característico de la presencia de este mineral, se ubica en el sector Sur del anticlinal y en las periferias del mismo. Así se buscó validar el resultado a través del subsistema SWIR de ASTER para lo cual las bandas originales (nivel 1A) se ortorrectificaron empleando el software Silcast 1.08, se convirtieron a radiancia y se realizó el agrupamiento de bandas (layer stacking) llevando el conjunto a la proyección cartográfica WGS-84-Zona 19 Sur. Dado que en el cociente 4/5 (Figura 1B) el yeso da una alta respuesta espectral se lo usó para su determinación, sin embargo, también responden así la montmorillonita, la caolinita, la alunita y la sericita por lo cual se cotejó dicha escena con la obtenida del cociente 7/5 (Figura 1C) donde la relación para todos los minerales anteriores, excepto el yeso, es mayor a 1. El yeso no tiene respuesta entre las bandas 5 y 7 ya que la curva en ese sector es plana. Con esto es posible ver que mientras
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XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009 en las escenas de Landsat hay sectores que por su coloración podrían ser confundidos con yeso (el amarillo más anaranjado) la correcta interpretación de los cocientes permite aclarar más la situación. Dado que la respuesta del yeso es alta tanto en la banda 3 como en la banda 4 se realizó la combinación RGB 345 aunando los subsistemas VNIR+SWIR. Se llevó la resolución espacial (resize) tanto a 30 m (Figura 1D) como a 15 metros. El yeso también se presenta en color amarillo con una respuesta similar a la obtenida en Landsat. A partir de aquí se utilizó la clasificación supervisada SAM (Spectral Angle Mapper) para una nueva agrupación, sin conversión a radiancia, tanto del subsistema SWIR (bandas 4 a 9) como del VNIR+SWIR (bandas 3, 4 y 5) obteniéndose resultados diferentes en el que la primera agrupación se encuentra contenida en la segunda (Figuras 1E y 1F). Cabe destacar que el método SAM consiste en la determinación de la similitud entre dos espectros: el del píxel de la imagen y el patrón espectral de referencia del yeso, en este caso. El algoritmo determina la similitud espectral dado que calcula el ángulo de mejor aproximación y considerando a ambos vectores [2]. La firma espectral del yeso (de dos muestras de mineral) se obtuvo de USGS Mineral Spectral Library (Figura 1G). Conclusiones La combinación RGB 457 de Landsat7 ETM+ es exitosa para la detección de yeso en el caso de afloramientos cuya superficie sea igual o superior a la resolución espacial del sensor (30 metros). Los resultados que se obtienen de comparar los cocientes del subsistema SWIR entre sí permiten distinguir claramente su presencia y revalidar los datos que aportan otro tipo de sensores. La clasificación a partir de espectros de referencia (SAM) aporta mayor precisión al análisis. En este caso en particular, dado que el yeso posee respuesta espectral en las bandas 4 y 5 su combinación aporta mayor información que la que hubiera aportado el conjunto de bandas del SWIR por sí mismo ya solo contiene a la banda 4. De esta forma fue posible observar muchos pequeños afloramientos más de yeso, tanto en los alrededores del anticlinal como en los flancos del mismo así como en algunos de los cursos fluviales presentes en el área. Bibliografía [1] Legarreta, L. y Gulisano, C., 1989. Análisis Estratigráfico secuencial de la Cuenca Neuquina (Triásico Superior-Terciario Superior), Argentina. En G. A. Chebli y L. A. Spalletti (Eds.): Cuencas Sedimentarias Argentinas, Serie de Correlación Geológica N° 6: 221-243. Tucumán. [2] 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, 44: 145-163.
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Figura 1: A) Imagen RGB 457 Landsat7 ETM+. B) Cociente de bandas 4/5 de ASTER. C) Cociente de bandas 7/5 de ASTER. D) Combinación RGB 345 de ASTER. Las áreas encerradas en azul corresponden a bancos con yeso. E) Clasificación SAM efectuada sobre el subsistema SWIR de ASTER. Los números se corresponden a los sectores con yeso de la Figura 1D. La resolución espacial es de 30 metros. F) Clasificación SAM efectuada sobre la combinación VNIR+SWIR de ASTER. La resolución espacial es de 15metros. G) Firma espectral de dos muestras de yeso (los colores se corresponden a los de la Figura 1F) obtenidos de USGS.
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