Capitulo
2.3.4
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Interpretación geológica de imágenes MSS y TM
2.3.4 Interpretación
geológica de imágenes MSS y TM
Contenido
Imágenes formadas por un scanner multiespectral (MSS) \ Técnicas de interpretación
de una imagen de satélite: Levantamiento de la litología - Levantamiento
de la estructura geológica \ Combinaciones de bandas espectrales detectadas
por el ´thematic mapper’\ El reconocimiento de zonas de alteración
hidrotermal en una imagen de satélite \ Imágenes clasificadas \
Imágenes formadas por un scanner multiespectral
(MSS)
Las imágenes tienen formas como paralelogramas. Puesto que a partir del
margen nórtico las líneas exploradas sucesivas por el scanner multiespectral
son desplazadas hacia el Oeste para compensar la rotación de la Tierra durante
un intervalo de tiempo de 25s, que ocupa el scanner para explorar una línea
del terreno (longitud de esta línea = ancho de la imagen). Una imagen ilustra
las informaciones correspondientes a una sola banda o se la produce combinando
tres bandas por ejemplo las bandas 1, 2 y 4 asignando el color azul a la
banda 1 (verde), el color verde a la banda 2 (rojo) y el color rojo a la
banda 4 (IR), véase tabla 3-3. El recubrimiento de las imágenes de Landsat
es 185 x 185 km2 (34225 km2).
Considerando y comparando las imágenes, que se basan en una sola banda se
halla los rasgos siguientes: Los sectores, que aparecen oscuros en la banda
2 (rojo) y claro en las bandas 3 y 4 (IR) están cubiertos con vegetación.
Estas signaturas se explican por el espectro de reflectancia típico para
la vegetación ilustrado en la fig. 3-1: La vegetación es caracterizada por
una reflectancia débil en la banda 2 (rojo), pues que las longitudes de
onda correspondientes el color rojo son absorbidas por la clorofila. En
las bandas 3 y 4 (IR) la vegetación es caracterizada por una reflectancia
alta, porque la estructura interna de las hojas vegetales refleja una proporción
alta de las longitudes de onda del IR.
El agua de un océano por ejemplo aparece en todas las bandas oscuras.
Técnicas de interpretación de una imagen
de satélite
Para una interpretación detallada se recomienda amplificaciones de subescenas
de escala 1:150.000. Un área, donde las unidades litológicas y las estructuras
geológicas están expuestas en la superficie terrestre como por ejemplo un
área desértica, es adecuada para demostrar las técnicas de interpretación.
Los pasos principales de una interpretación geológica
son:
a) Definir y levantar las unidades litológicas.
b) Levantar la estructura geológica.
Levantamiento de la litología
Sin disponibilidad de un mapa geológico se define las unidades litológicas
a partir de las imágenes de satélite de la manera siguiente. Primero se
identifican las unidades más antiguas y más jóvenes. Se presenta todas las
unidades en una columna estratigráfica, en que se destaca la apariencia
morfológica de cada unidad litológica. En terreno los estratos resistentes
con respecto a la erosión forman los declives de alta inclinación, los lomos
de los cerros y los escalones, los estratos menos resistentes con respecto
a la erosión se aprecian por superficies inclinadas someramente y por formas
morfológicas suaves. Este comportamiento con respecto a la erosión se ilustra
en la columna estratigráfica presentando los estratos resistentes con respecto
a la erosión con contornos salientes de un lado de la columna y los estratos
menos resistentes con respecto a la erosión con contornos entrantes. Cada
unidad litológica se caracteriza por su signatura o es decir por su apariencia
en la imagen. Algunas formaciones litológicas como domos de sal o cuerpos
plutónicos por ejemplo pueden emplazarse en estratos más jóvenes. Por consiguiente
su posición en una secuencia de estratos no siempre refleja su edad con
respecto a los demás estratos.
Levantamiento de la estructura geológica
Principalmente la estructura geológica se caracteriza por el rumbo, el manteo
y la dirección de inclinación de estratos, de la orientación y distribución
de pliegues, fallas, diques y diaclasas.
En imágenes de satélite, que son monoscópicas, la determinación del rumbo,
del manteo y de la dirección de inclinación de estratos se puede realizar
a través de la posición de superficies iluminadas y de sombras, causadas
por la elevación somera a moderada del sol típica para muchas de las imágenes
obtenidas por un 'thematic mapper'. Los diagramas de bloques ilustran los
rasgos estructurales siguientes:
Se considera una superficie someramente inclinada y formada por el techo
de un estrato, que es resistente con respecto a la erosión. La inclinación
del techo de estrato indica la dirección de inclinación. En el primero diagrama
de bloque (fig. sombra1a.cdr) los estratos están inclinados en dirección
opuesta al sol. En la figura el techo someramente inclinado está sombrado
y de una apariencia amplia oscura. La cabeza de estrato se denomina el declive
angosto, muy inclinado formado por el margen de un estrato inclinado. En
la figura la cabeza de estrato está iluminada y de apariencia clara y angosta.
Los limites paralelos de la cabeza de estrato expuestos a la superficie
siguen el rumbo de los estratos. Esta combinación de un techo de estrato
ligeramente inclinado y una cabeza de estrato muy inclinada se observa en
áreas caracterizadas por estratos de manteo menor a 45º. En el segundo diagrama
de bloque (sombra1b.cdr) los estratos están inclinados hacia el sol. De
tal manera el techo de estrato está iluminado y caracterizado por una signatura
clara de gran extensión. La cabeza de estrato está sombrada y caracterizada
por una signatura oscura de dimensión angosta.
Las diferencias presentadas ayudan en la interpretación de la dirección
de inclinación y del rumbo de estratos.
Generalmente los datos, en que se basan las imágenes de satélite se adquiere
en la mañana, un poco antes del mediodía. En el hemisferio Norte el sol
de la mañana se ubica en el Sureste e ilumina los objetos hacia el Noroeste.
En el hemisferio Sur el sol de la mañana se ubica en el Noreste e ilumina
los objetos hacia el Suroeste. Estos accidentes y el conocimiento recién
desarrollado posibilitan hallar la dirección de inclinación y el rumbo de
los estratos. En una imagen monoscópica como las imágenes de satélite la
estimación del manteo se pone difícil.
Los anticlinales y sinclinales de un área plegada se pueden distinguir conociendo
la estratigrafía del área en cuestión. En los núcleos de los sinclinales
afloran los estratos más jóvenes, en sus flancos los estratos más antiguos.
En los núcleos de los anticlinales se hallan los estratos más antiguos,
en sus flancos los estratos más jóvenes.
Las fallas se identifican debido a desplazamientos, cambios litológicos
abruptos, o repeticiones de unidades geológicas.
El análisis de la estructura geológica se termina con un perfil geológico
pasando por las estructuras principales de la imagen.
La interpretación geológica de una imagen
de satélite se puede realizar según el esquema siguiente:
● Se establece una secuencia de unidades de rocas derivándola del mapa geológico
correspondiente. En el caso de la ausencia de un mapa geológico correspondiente
se deduzca la secuencia litológica y estratigráfica directamente de la imagen
de satélite.
● Se determina la orientación de los estratos estudiando las relaciones
de las partes iluminadas y de las sombras de los techos y de las cabezas
de los estratos.
● Se identifica las fallas y pliegues buscando cambios litológicos bruscos
y estructuras sin- y anticlinales respectivamente.
● Se delinea un perfil geológico, que pasa por las estructuras geológicas
principales de la imagen.
● Se revisa los resultados obtenidas a través de la imagen estudiando directamente
el terreno.
Combinaciones de bandas espectrales
detectadas por el ´thematic mapper’
El ‘thematic mapper’ detecta siete bandas espectrales, cuyas características
están presentadas en la tabla 3-4. Sólo tres de las siete bandas se puede
combinar para formar una imagen de tres colores. Cada color (azul, verde,
rojo) presenta una de las tres bandas seleccionadas. De la combinación de
las bandas 1 (luz visible de color azul), 2 (verde) y 3 (rojo) se obtienen
una imagen de color normal. Combinando las bandas 2, 3 y 4 (0,76 a 0,90µm
= infrarrojo reflejado) se forma una imagen IR en color. Su razón de contraste
y su resolución espacial son más altas en comparación a aquella de una imagen
de color normal debido a la ausencia de la banda 1 caracterizada por un
esparcimiento atmosférico relativamente alto. En una imagen TM 2-3-4 las
rocas de color rojo como rocas sedimentarias rojas por ejemplo aparecen
con un color amarillo característico. La combinación de la resolución espacial
más alta se constituye de las bandas infrarrojas 4 y 5 con la banda 7, aun
por su bajo contraste de color esta combinación no es muy adecuada para
una interpretación geológica. En áreas áridas y semiáridas la combinación
de las bandas 2 (en color azul), 4 (en color verde) y 7 (en color rojo)
da los mejores resultados con respecto a una interpretación geológica. La
combinación de las bandas 1, 4 y 7 preferida por algunos investigadores
tiene la desventaja del esparcimiento atmosférico alto de la banda 1.
El reconocimiento de zonas de alteración
hidrotermal en una imagen de satélite
En imágenes TM de color normal las rocas de alteración argílica, que típicamente
llevan minerales arcillosos y alunita aparecen en colores pálidos. Los minerales
de Fe se caracterizan por colores rojo, amarillo y café. Las rocas de alteración
propilítica con minerales típicos como clorita, calcita y antigorita (grupo
de serpentina) aparecen en colores verde a purpura. Pero no se puede reconocer
claramente las zonas de alteración en las imágenes TM de color normal y
de color IR.
La alunita y los minerales arcillosos caolinita, montmorillonita y illita
generan espectros de reflectancia caracterizados por valores altos en la
banda 5 (intervalo de longitud de onda de 1,55 a 1,75µm) y valores bajos
en la banda 7 (intervalo de longitud de onda de 2.08 a 2,35 µm). Una roca
no alterada se caracteriza por un espectro de reflectancia de valores relativamente
uniformes en las bandas 5 y 7. Calculando la razón de los valores de reflectancia
correspondientes a las bandas 5 y 7 (razón TM 5/7) se obtiene valores altos
para los minerales de alteración y un valor alrededor de la unidad para
rocas no alteradas. De tal manera se destaca las diferencias entre los espectros
de los minerales típicos de una alteración hidrotermal y una roca no alterada.
Se presenta las variaciones en la razón TM 5/7 y su distribución formando
ciertos rangos y asignando un distinto color a cada rango (véase diagrama).
De este modo en una imagen TM, que se basa en la razón de los valores de
reflectancia correspondientes a las bandas 5 y 7 se puede distinguir las
zonas compuestas de alunita, caolinita, montmorillonita y/o illita de las
áreas compuestas de rocas no alteradas.
El mismo principio se aplica para distinguir rocas con un cierto contenido
en minerales de Fe, que pueden indicar rocas afectadas por alteración hidrotermal
y aquellas rocas, que no llevan minerales de Fe. En este caso se calcula
la razón de valores de reflectancia correspondientes a las bandas 3 y 1
(razón TM 3/1). Los minerales de Fe goethita FeOOH, hematita Fe2O3 y jarosita
K(Fe3+)3[ (OH)6/(SO4)2] tienen valores elevados de reflectancia en la banda
3 y valores más bajos de reflectancia en la banda 1. Una roca sin minerales
de Fe tiene valores semejantes en las bandas 3 y 1. Calculando la razón
de valores de reflectancia correspondientes a las bandas 3 y 1 se obtiene
razones elevadas para los minerales de Fe y una razón alrededor de la unidad
para las rocas sin Fe. De tal manera se destaca las diferencias espectrales
entre las rocas con y sin minerales de Fe en una imagen TM, que muestra
la razón TM 3/1. Como en el caso anterior se presenta las variaciones en
la razón TM 3/1 y su distribución asignando un distinto color a cada rango
creado.
Las imágenes, que se basan en varias razones TM como 3/5, 3/1 y 5/7, se
denomina imágenes en color compuestas de razones (color composite ratio
images). En estas imágenes se puede combinar las distribuciones de rocas
con un cierto contenido en minerales arcillosos y en alunita con aquellas
con un cierto contenido en minerales de Fe. En comparación a las imágenes,
que ilustran la distribución y variación de una sola razón TM de dos bandas
en las imágenes combinadas un distinto color no representa un distinto rasgo
litológico o mineralógico.
Imágenes clasificadas
Un método de procesar los datos TM consta en clasificar los colores, que
constituyen una imagen en forma no supervisada por un programa de computador
o en forma supervisada asignando las características espectrales a los rasgos
litológicos y mineralógicos conocidos y definiendo distintas clases. De
tal manera se obtiene un mapa litológico clasificado, que puede ayudar en
el fomento de un mapa geológico.
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Apuntes
- Geología
Contenidos Exploración Minera
1. Introducción
2. Remote Sensing
2.1 Fundamentos
2.2 Interpretación fotos
2.2.1
Principio
2.2.2 Equipo
2.2.3 Evaluación
cualitativa
2.3.1 Satelitales
2.3.2 Sistemas
2.3.3
Landsat y MODIS
●
2.3.4 Interpret. MSS y TM
3. Geoquímica en prospección
4. Métodos sísmicos
5. Método magnético
6. Método gravimétrico
7. Métodos eléctricos
Índice
Bibliografía
Relacionados
Depósitos
Minerales
Perfil y mapa geológica
Colección de Minerales
Los minerales más importantes
Minerales
mena por grupos
Geología
Económica
Depósitos No-metálicos
Uso de los minerales
Páginas de Geología
Apuntes Geología General
Apuntes Geología Estructural
Apuntes
Depósitos Minerales
Colección de Minerales
Periodos y épocas
Figuras históricas
Citas geológicas
Exploración - Prospección
Módulo de Citas
Depósitos
Depósitos en el Mundo
Depósitos en Chile
Depósitos en Atacama
Bibliografía Depósitos Minerales
