شناسایی زونهای برشی و نقش آنها در نحوه پراکندگی مناطق دگرسان شده جنوب وجنوبغرب نائین با استفاده از پردازش داده های رقومی ماهواره ای
دسته | دورسنجی و GIS |
---|---|
گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
مکان برگزاری | بیست و یکمین گردهمائی علوم زمین |
نویسنده | همایون صفایی ، علی قاسمی، بتول تقی پور |
تاريخ برگزاری | ۳۰ آبان ۱۳۸۴ |
چکیده:
به منظور پى جویى مواد معدنى در جنوب وجنوبغرب نائین منطقه اى به وسعت بیش از ۲۵۰۰ کیلومتر مربع که غالباً ارتفاعا ت کمربند آتشفشانى ارومیه – دختر را پوشش مى دهد مورد بررسى قرار گرفته است. به دلیل اهمیت شناسایى مناطق دگرسان شده، تکنیک پردازش داده هاى رقومى ماهواره اى سنجنده TM مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش ابتدا مراحل پیش پردازش تصاویر شامل تصحیحات رادیومتریک و هندسى انجام پذیرفت سپس با استفاده از ترکیبات رنگى حاصل از سه باندTM که بر اساس فاکتور شاخص بهینه (OIF) محاسبه شده تصاویر مختلف مجازى ایجاد شد. همچنین از ترکیب نسبت باندها و تجزیه و تحلیل مولفه هاى اصلى جهت شناسایى زونهاى دگرسان شده استفاده گردید. با توجه به ارتباط بین زونهاى برشى و نواحى دگرسان شده با استفاده از پردازشهاى انجام شده زونهاى برشى منطقه شناسایى گردیدند. با بررسیهاى صحرایى دقت نتایج حاصل از پردازش تصاویر ماهواره اى مورد ارزیابى قرار گرفت. نتایج حاصله نشانگر قابلیت استفاده از تصاویر ماهواره اى پردازش شده جهت تفکیک مناطق دگرسانى و اهمیت مطالعه زونهاى برشى در شناسایى آنها مى باشد.
Abstract:
For exploration of metallic ores south and southwest of Nain, studied area to extend ۲۵۰۰km۲ that cover almost belt volcanic mountain of Oromeh – Dochtar zone. Because of recognize the altered zones is very important in this research we used remote sensing technique for TM data. At the first we did preprocessing image include corrections geometric and radiometric, then make different false color image with combination of three bands of TM data based on Optimum Index Factor. Usually altered zones are near shear zones therefore recognized shear zones. Also band ratios and principal component analysis were used for recognized of altered zones. Field surveying assessment carefulness consequently of satellite image processing. Obtained consequently indicated the ability of satellite images processing for separation of altered zones and importance of recognize of shear zones in this study.
مقدمه:
بخشی از کانسارها به علت تاثیر محلولهای هیدروترمال بر روی سنگهای میزبان ایجاد می گردند. این محلولها طی واکنش های مختلف شیمیایی سنگهای میزبان را آلتره نموده و با ایجاد مجموعه های متنوعی از کانیها آلتراسیون نواحی دگرسان شده را بوجود می آورند . با توجه به تغییرات به وجود آمده در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی سنگهای میزبان می توان نواحی دگرسانی را بر روی سطح مشخص نمود و با استفاده از روشهای مختلف ژئوفیزیکی نیز گسترش عمقی آنها را تعیین کرد.
داده های رقومی ماهواره ای با داشتن قابلیت پردازش و نیز دید یکنواخت وگسترده امکان شناخت و بررسی پدیده های مختلف زمین شناسی را فراهم می نمایند. شناسایی نواحی دگرسان شده که نقش مهمی در پی جوئی مواد معدنی دارد نیز توسط پردازش داده های رقومی ماهواره ای از دقت وسهولت بالایی برخوردار می باشد. با توجه به اینکه زونهای برشی به صورت مناطقی جهت نفوذ مواد هیدروترمال عمل نموده و باعث دگرسانی واحدهای سنگی مجاور خود می گردند، شناسایی این زونها در تعیین نواحی دگرسان شده ونحوه پراکندگی آنها نقش مهمی دارد. با توجه به این مهم در این پژوهش علاوه بر انجام پردازش هایی جهت شناسایی نواحی دگرسان شده ، زونهای برشی و گسلهای اصلی منطقه تشخیص داده شده و الگوی مناسبی جهت پراکندگی نواحی دگرسان شده بدست آمد.
بحث و نتیجه گیری
منطقه مورد مطالعه به وسعت بیش از2500 کیلومتر مربع به صورت چهارگوشی با جهت شمالغرب – جنوبشرق در جنوب وجنوب غرب نائین قرارگرفته وبخش عمده آن توسط ارتفاعات ارومیه دختر پوشیده شده است (شکل1).روستاهای کجان ، تودشک، نیستانک و نهوج از نقاط مسکونی مهم این محدوده اند. راه آسفالته نائین – کوهپایه و بخشی از راه نائین – اردستان ازمهمترین محورهای ارتباطی منطقه محسوب می شوند.بلندای بلندترین نقطه 3049 متر از سطح دریا در جنوب غربی و درشمال غربی منطقه و پست ترین نقطه 1510 از سطح دریا در گوشه جنوب غربی ناحیه قرار دارد.
این محدوده بطور عمده در نقشه زمین شناسی 100000/1 کجان قرار داشته و همچنین بخشی از نقشه چهار گوش زمین شناسی نائین را در بر می گیرد.گستره های سنگی در محدوده مورد بررسی وابسته به دوران مزوزوئیک ، سنوزوئیک و به مقدار کمتر پالئوزوئیک است و کهن ترین آنها از نوع سنگ های دگرگونی در حد شیست سبز و مرمر می باشند نهشته های رسوبی و آتشفشانی ائوسن از گسترش چشمگیری برخوردارند و به دو مجموعه رسوبی – آتشفشانی تقسیم می شوند.
در بخش مرکزی تا جنوبی منطقه سنگهای آتشفشانی نئوژن به شکل جریانهای گدازه ، گدازه های برشی شده ویا گنبد رخنمون دارند، در این بخش انباشته های رسوبی تخریبی با گسترش کم دیده می شوند. سنگ های اولترامافیک و به مقدار کم مرمر و سنگهای نفوذی در گوشه شمال شرقی منطقه رخنمون دارند.
طی این پژوهش از بخش جنوبی داده های رقومی سنجنده TM ماهواره لندست پنج به شماره گذر 163 و ردیف 37 استفاده شده است. باتعیین نقاط کنترل زمینی عملیات زمین مرجع (Georefrence ) بر روی این داده ها انجام گرفته و توجیه گریده اند.جهت تعیین بهترین ترکیب سه باندی و ساخت تصاویر رنگی کاذب ، فاکتور شاخص بهینه (Optimum Index Factor ) محاسبه گردید (Chatterjee, et al., 1996). برای این منظور آمار کلی داده های مربوط به منطقه مورد بررسی از جمله انحراف معیار باندها توسط نرم افزار مورد استفاده محاسبه گردید. باندهای 5 و 7 به ترتیب بیشترین انحراف معیار را داشته و از مقدار محدوده فعال (dynamic range) باندی بیشتری برخوردار هستند. برای انتخاب بهترین امکان ترکیب سه باندی ، فاکتور شاخص بهینه (OIF) را برای شش باند از داده های سنجنده TM ( به جز باند 6) بااستفاده از رابطه زیر محاسبه گردید ( جدول 1).
SK: مجموع انحراف معیار برای K باند
rj : مجموع قدر مطلق ضریب همبستگی بین هر دو باند از ترکیب سه باندی
ترکیب سه باندی با بزرگترین فاکتور شاخص بهینه با به کار گیری واریانس در محاسبه دارای بیشترین اطلاعات و با به کارگیری ضریب همبستگی دارای کمترین مقدار مضاعف می باشد (Jensen, 1986). با توجه به نتایج بدست آمده ترکیبهای سه باندی (1،4،5) ، ( 1، 5، 7) و ( 1، 3، 5) به ترتیب دارای بیشترین مقدار فاکتورهای شاخص بهینه بوده و در نتیجه دارای بیشترین اطلاعات و کمترین مقدار مضاعف می باشند. بدین علت جهت تفکیک واحدهای مختلف غالبا از ترکیب سه باندی RGB=541 استفاده شده است( شکل 2). همچنین برای تفکیک مناطق خاص نیز به روش پردازش انفعالی(Intractive image processing) از ترکیبات مختلف باندها نیز استفاده شده است.
جهت شناسایی بهتر زونهای برشی از جمله گسلهای منطقه با توجه به عوامل موثر در شناسایی آنها (Nash,1992) از فیلترهای گذر بالا (High pass filters) و فیلترهای آشکار کننده لبه (Edges filters) استفاده شده است. در منطقه مورد مطالعه چندین زون برشی به همراه گسلهای اصلی شناسایی شده است. به طور کلی گسلهای منطقه شامل سه دسته گسلهای با راستاهای شمالغرب – جنوبشرق ، شرقی – غربی و شمالی – جنوبی می باشند. گسلهای شرقی – غربی نقش مهمی در نفوذ محلولهای هیدروترمال داشته و اغلب مناطق دگرسان شده در راستای این گسلها پراکنده شده اند( شکل 2).
در مناطق دگرسان شده معمولاً تمرکز اکسیدهای آهن و مجموعه های دگرسانی آرژیلیتی وجود دارد . با توجه به خصوصیات طیفی این مجموعه ها از فرمولهای مختلف از جمله ترکیب نسبت باندها و تجزیه و تحلیل مولفه های اصلیPrincipal component analysis) ) استفاده شده است. سنگهای حاوی اکسید آهن در محدوده طیفی باند سوم سنجنده TM نسبت به محدوده طیفی باند اول سنجنده TM انعکاس بیشتری دارند. بنابراین مقادیر بالایی را در نسبت باند های سه به یک دارند. کانیهای رسی نیز در محدوده باند هفت داده های این سنجنده دارای انعکاس کم ولی در محدوده طیفی باند پنج دارای انعکاس بالایی می باشند. با توجه به نوع انعکاس واحد های سنگی محدوده مورد بررسی و همچنین نواحی دگرسان شده از ترکیبات مختلف نسبت باندها استفاده شده ولی ترکیب (RGB=5/7,3/1,2/5) بهترین نتیجه را در تفکیک زونهای دگرسان شده نشان می دهد.
مشاهدات صحرایی
با توجه به تفکیک زونهای دگرسان شده بطورکلی 28 محدوده در اولویت بررسیهای صحرایی قرار گرفت. این محدوده ها غالباً در ارتباط با گسلهای منطقه خصوصا گسلهایی با راستای شرقی – غربی قرار گرفته اند. طی چندین روز بازدید صحرایی نتایج بدست آمده از پردازش داده های رقومی ماهواره ای کنترل گردیدند. علاوه بر بازدید از محدوده های دگرسانی که مشخص گردیده بودند با توجه به نقش گسلها در نحوه پراکندگی نواحی دگرسان شده در راستای این گسلها نیز پی جوئیهایی صورت گرفت. برخی از محدوده های مشخص شده بر روی زمین شواهد دگرسانی را نشان داده و نمونه برداریهای اولیه از آنها صورت گرفت ولی در12 محدوده که به دلیل تشابه بازتابهای طیفی به صورت مناطق دگرسان شده در نظر گرفته شده بودند شواهدی از دگرسانیهای سطحی مشاهده نگردید.
با توجه به ارتباطی که بین گسلها و نواحی دگرسان شده تشخیص داده شده بود ، علی رغم عدم شناسایی نواحی دگرسانی در مجاورت بخشهایی از این گسلها طی پردازشهای انجام شده ، مطالعات صحرایی در مجاورت آنها انجام گرفته و چند محدوده دگرسان شده جدید تشخیص داده شد. علت اصلی این موضوع را می توان تنوع کانی شناسی مناطق دگرسان شده و به دنبال آن تفاوت طیفهای بازتابی این مناطق در نظر گرفت هر چند که کوچکی رخنمون محدوده های دگرسان شده نیز عاملی برای این موضوع می باشد.
نتیجه گیری
شناسایی نواحی دگرسان شده با تکیه بر تکنیکهای مختلف پردازش داده های رقومی ماهواره ای از جمله استفاده از نسبت باندها وتعیین مولفه های اصلی یکی از سریعترین و دقیقترین روشها می باشد. همچنین شناسایی زونهای برشی و گسلهایی که در راستای آنها محلولهای هیدروترمال نفوذ نموده ومناطق دگرسان شده را بوجود آورده اند نیز به عنوان عامل مهمی در تشخیص این مناطق می باشد.