TESES DE DOUTORADO EM GEOCIÊNCIAS SOBRE REGIÕES BRASILEIRAS
(DEFENDIDAS EM UNIVERSIDADES ESTRANGEIRAS)

MAPEAMENTO DE SOLOS RESIDUAIS POR SENSORIAMENTO REMOTO APLICADO À EXPLORAÇÃO MINERAL NO SW DO ESTADO DE MINAIS GERAIS, BRASIL

Palavras-chave: processamento digital de imagens; integração espacial de dados; sistemas de informações geográficos; greenstone belt; mineralização sulfetada

Imperial College of Science, Technology & Medicine - University of London, IC

Tese de Doutoramento defendida em abril/1990 no Imperial College, Royal School of Mines e Centre For Remote Sensing, University of London, sob orientação do Dr. John McM. Moore.
Área de concentração: Sensoriamento Remoto Aplicado à Geologia

RESUMO

Uma avaliação das imagens Landsat Thematic Mapper (TM) como fonte de dados para exploração mineral e mapeamento geológico é apresentada neste estudo, abrangendo terrenos cobertos por vegetação e espessa camada de solos de alteração, em uma área subtropical do território brasileiro. A área de estudos, localizada na porção sudoeste do Estado de Minas Gerais, é composta geologicamente por terrenos metamórficos de idade pré-cambriana. Os mapas geológicos anteriormente disponíveis eram em pequenas escalas e a aplicabilidade de imagens TM para mapeamento em escala regional foi avaliada.

Um modelo exploratório e a respectiva metodologia foram formulados, para aplicações em mapeamento de terrenos do tipo greenstone belt com cobertura vegetal parcial e cobertura de solos residuais. Técnicas de processamento digital de imagens foram usadas para identificar feições espectrais de óxidos de ferro, relacionados a rochas vulcânicas e mineralização sulfetada intemperizadas. Uma atenção especial foi dedicada às técnicas que combinam informação espectral de múltiplos intervalos de comprimento de onda em uma única imagem, como por exemplo subtração e divisão de bandas, análise por principais componentes, aumento de contraste por decorrelação e combinação a cores de quatro dimensões espectrais. Foi desenvolvido um método para identificar informação espectral devida a alvos específicos imagens produzidas pela análise por principais componentes, denominado "Seleção de Principais Componentes Baseada em Feições Espectrais"; sua aplicação na detecção de assinaturas espectrais devidas a óxidos de ferro em imagens principais é apresentada.

Mapas litológicos e de fabric tectónico da região sudoeste de Minas Gerais foram produzidos a partir da interpretação de imagens TM. Técnicas de processamento de imagens adequadas revelaram que feições espectrais de todo o espectro eletromagnético coberto pelo sensor podem ser usadas para prospecção de mineralização sulfetadas em greenstone belts.

O estudo conclui com a integração de uma base de dados exploratórios geo-referenciados para prospecção mineral. Esses dados foram integrados com o uso de um sistema geográfico de informações e técnicas de processamento digital de imagens. Os dados usados abrangeram imagens TM, aeromagnetometria e geoquímica de solos para duas áreas-teste selecionadas. A integração de dados geoquímicos, geofísicos e de senoriamento remoto representou a melhor maneira de superar as limitações individuais de cada uma dessas técnicas exploratórias e produziu os melhores resultados para prospecção mineral de sulfetos em terrenos tropicais intemperizados.

MAPPING OF RESIDUAL SOILS BY REMOTE SENSING FOR MINERAL EXPLORATION IN SW MINAS GERAIS STATE, BRAZIL

Key words: remote sensing; digital image processing; spatial data integration; geographic information systems; greenstone belt; sulphide mineralization

Imperial College of Science, Technology & Medicine - University of London, IC

DATE OF ORAL PRESENTATION: 1990
TOPIC OF THE THESIS: Remote sensing applied to geology
SUPERVISOR:  John McM Moore

ABSTRACT

This study is an appraisal of Landsat Thematic Mapper (TM) imagery as a data source for geological mapping and mineral exploration, in a Brazilian sub-tropical and vegetated terrain with thick soil cover. The study area, in the southwest portion of Minas Gerais State, comprises Precambrian metamorphic lithologies. Geological mapping is only available at regional scales and the value of TM imagery for regional mapping at regional scales has been examined.

An exploration model and methodology are formulated, for mapping applications in partially vegetated greenstone belt terrain with blanket of residual soils. Digital image processing techniques were used to identify spectral features of iron oxide minerals related to weathered volcanics and sulphide mineralization. Particular attention has been given to techniques which combine spectral information from multiple wavelength ranges as a single image, e.g. band differences and ratios, principal components, decorrelation stretch and four dimensional display of bands. A method to identify spectral information due to specific targets in principal components analysis has been developed, called Feature-orientated Principal Component Selection, and its application in detecting spectral signatures due to iron oxide minerals in principal component images is presented.

Lithological and tectonic fabric maps have been produced for SW Minas Gerais. Suitable image processing techniques demonstrate that spectral features from the entire wavelength range of the sensor can be used in prospecting for sulphide mineralization in greenstone belts.

The study concludes with an integrated digital geo-referenced database for mineral prospecting. Exploration data has been integrated into a geographic information system, by using digital image processing techniques. Data input to system included TM, aeromagnetic and soil geochemistry for two selected test areas. The integration of geochemical, geophysical and remote sensing data represent the best way to overcome the limitations of individual exploration techniques and produces the best results for mineral prospecting in weathered tropical terrains.