UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA - INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO N^o 132

ROSANGELA CEZAR PIMENTEL PONTARA

DATA DE DEFESA: 04/09/98
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: PROCESSAMENTO DE DADOS EM GEOLOGIA E ANÁLISE AMBIENTAL
ORIENTADOR:PROF. PAULO ROBERTO DE MENESES (UnB)
EXAMINADORES: PROF. JOSÉ WILSON CORRÊA ROSA (UnB
PROF. JOSÉ DA SILVA MADEIRA NETO (CPAC)

RESUMO
O entendimento das propriedades espectrais dos materiais através de espectroscopia de reflectância baseada em dados de laboratório é condição fundamental para uma boa interpretação de imagens multiespectrais e hiperespectrais que são obtidas por sensores remotos. No caso especial das rochas, as medidas de reflectância são macroscopicamente controladas pela textura de superfície, tamanho, forma e estrutura dos minerais, e ao nível microscópio são dependentes da composição mineralógica.
O mecanismo de interação da matéria com a radiação eletromagnética é fundamentado no princípio dual do comportamento da energia, que é propagada sob a forma de onda. O espalhamento é o processo que torna a espectroscopia de reflectância possível, e enquanto alguns fótons são absorvidos, outros se dispersam pela superfície, e os que retornam em direção ao sensor podem ser medidos. As feições de absorção de alguns íons e moléculas se apresentam particularmente diagnósticas de uma mineralogia específica e são úteis na definição das características espectrais de minerais e rochas, sejam os dados apresentados na forma de curvas de reflectância ou imagens.
Os filitos carbonosos que ocorrem como hospedeiros de ouro à sul da Faixa Brasília, na mina do Morro do Ouro (Paracatu –MG) e áreas adjacentes são rochas de granulação fina e foliação marcante( sendo a mineralogia composta, principalmente, por bandas de muscovita com intercalações de bandas quartzo-carbonáticas. Estas rochas foram estudadas usando a espectrorradiometria de reflectância no intervalo do visível até o infravermelho de comprimento de onda curto (400 a 2500 nanômetros) e uma quantidade de 29 espectros de reflectância foram analisados, sendo referentes a: 3 amostras de testemunho de sondagem( 22 de rocha e 4 de particulado (5 micra).
Os íons e moléculas encontrados nos filitos carbonosos e que apresentam bandas de absorção diagnósticas são: os cátions Fe+2 e Fe+3 (entre 400 e 1100 nm); a hidroxila em 1400 nm, nas ligações com Al (2200 nm) e na água (intersticial ou presente em argilominerais), quando ocorre também a banda em 1900 nm; e o íon CO3 (entre 2000 e 2500 nm) componente da dolomita nos clorita xistos da seqüência.
Foi possível verificar em amostras de diferentes horizontes de intemperismo que as bandas de absorção sofrem menor interferência do material opaco quando o intemperismo cresce porque ocorre a redução do carbono na rocha, resultando no progressivo aumento do nível de albedo e acentuamento das feições espectrais.
Os dados de reflectância das amostras de rocha foram analisados pela técnica estatística de componentes principais, com os escores CP1 e CP2 descrevendo 93 % e 6 % de variabilidade, respectivamente, e mostrando as diferenças espectrais entre filitos carbonosos intemperizados e não intemperizados.
A análise das imagens foi feita por uma conversão dos níveis digitais (ND) dos pixels para reflectância aparente, obtendo-se assim curvas espectrais concordantes com os padrões de reflectância e albedo das medidas realizadas em laboratório por espectrorradiometria.

DATE OF ORAL PRESENTATION: 04/09/98
TOPIC OF THE THESIS: DATA PROCESSING IN GEOLOGY AND ENVIRONMENTAL ANALYSIS
SUPERVISOR: PROF. PAULO ROBERTO DE MENESES (UnB)
COMMITTEE MEMBERS: PROF. JOSÉ WILSON CORRÊA ROSA (UnB
PROF. JOSÉ DA SILVA MADEIRA NETO (CPAC)

ABSTRACT
The understanding of materials spectral properties through reflectance spectroscopy based on laboratory data is a fundamental condition for a good interpretation of multispectral and hyperspectral images that have been taken by remote sensors. In the special case of rocks the reflectance measurements are macroscopically controlled by surface texture, minerals structure, size and shape. Microscopically it depends on the mineralogical compositions.
The interaction mechanism of mater and electromagnetic radiation is based on the dual behavior of energy, which is propagated under the wave form. Scattering is the process that makes reflectance spectroscopy possible and while some photons are absorbed, others are dispersed on the surface and those that returns to the sensor can be measured. Absorption features of some ions and molecules have proven particularly diagnostic of specific mineral assemblages and they are useful to define spectral features of minerals and rocks, be the data presented as reflectance curves or as images.
Carbonaceous phyllites occur as gold host at the southern portion of the Brasilia Belt in Morro do Ouro mine (Paracatu – MG) and adjacent areas. They are fine grained, present a strong foliation, and are formed by the intercalation of muscovite and quartz-carbonate bands. These rocks were studied using reflectance spectroscopy in the interval from visible to short wavelength infrared (400 to 2500 nanometers). 29 reflectance spectra refering to 3 drill core samples, 22 rock samples, and 6 particulate (5 microns) samples were analyzed.
The ions and molecules found in the carbonaceous phyllites that present diagnostic absorption bands are: 1) cations Fe+2 and Fe+3 (between 400 and 1100 nm); 2) hydroxyl (near 1400 nm) or bonded to Al (2200 nm); 3) water (interstitial or inside clay minerals), when also occurs the absorption band at 1900 nm; 4) CO3 (between 2000 and 2500 nm) from dolomite in clorite shist of sequence.
It was possible to note on samples from different weathering horizons that the absorption bands suffer less interference from opaque material as weathering increases because it occurs a reduction of carbon in the rock resulting in a progressive increase of reflectance and sharpening of spectral features.
The spectral reflectance of samples also depends on the grain size or roughness of surface and varies with the chosen eletromagnetic energy interation plane, if parallel or transversal to rock banding.
The reflectance data for the rock samples were analyzed using a statistical technique of Principal Components, with the weight CP1 and CP2 describing 93% and 6% of variability, respectively, that showed the spectral differences between weathered and not weathered carbonaceous phyllites.
The images data analysis was done by a conversion of pixel digital numbers (ND) for apparent reflectance, resulting in spectral curves that agree with absolute reflectance and albedo standards of measurements taken in the laboratory by spectroradiometry.