PROCESAMIENTO DE DATOS ASTER EN EL AREA DEL VOLCAN ANTOFALLA, PROVINCIA DE CATAMARCA, ARGENTINA
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Contribuciones Técnicas del Proyecto GEOSAT-AR 2005 JICA-SEGEMAR
PROCESAMIENTO DE DATOS ASTER EN EL AREA DEL VOLCAN
ANTOFALLA, PROVINCIA DE CATAMARCA, ARGENTINA
Silvia E. Castro Godoy, Manabu Kaku, Inés Korzeniewski
Servicio Geológico Minero Argentino - scastro@geosatar.gov.ar
ABSTRACT
Due to its high spatial and spectral resolution ASTER has demonstrated to be a tool that optimizes geologic work, useful for
identification and mapping of potential economic interest areas. The objective of the present work is to use ASTER data, specifically
VNIR and SWIR subsystems, for geological mapping and alteration area identification. The area is covered by Cenozoic basic to
mesosilicic volcanic rocks located 25° 29’ - 25° 40’S and 68°3’ - 67° 32’ W, Catamarca province. The VNIR (Visible and Near Infrared)
subsystem has 15m of spatial resolution, 2 bands in the visible (green and red) and one in the near infrared. In this spectral region it has
2 telescopes, one with nadir sight and another one with backward sight, that allow the digital elevation model generation and the
ortho-rectification of the scenes. The SWIR subsystem (Short Wave Infrared) has a 30m of spatial resolution and 6 bands (4 to 9) in the
short wave infrared range that made possible to detect the probability of alteration mineral occurrence.
INTRODUCCIÓN
El Proyecto GEOSAT-AR surge de un convenio entre el Servicio Geológico Minero
Argentino (SEGEMAR) y la Agencia de Cooperación Internacional del Japón (JICA). El objetivo
general del proyecto es la confección de cartografía geológica a escala regional y el estudio de su
potencial económico a partir de datos satelitales de última generación ASTER.
Dentro de este marco, la Carta Geológica Antofalla 1:100.000 (2569-30) fue seleccionada
como una de las áreas piloto para la aplicación de esta técnica de teledetección. Esto involucra la
identificación de unidades geológicas, litologías, estructuras y el reconocimiento de áreas de
alteración y asociación de minerales en el área comprendida entre los 25° 20’ – 25° 40’ LS y 67°
30’ – 68° LO (figuras 1 y 2).
Figura 1. Mosaico de imágenes ASTER RGB:3, 2, 1 correspondiente a la Carta 2569-30, Antofalla,
el recuadro indica el área de estudio.
En este trabajo se presentan los resultados de la primera etapa del Proyecto que consiste en
el procesamiento de datos en el área comprendida entre los 25° 29’ – 25° 40’ LS y entre los 68°3’–
67°32’ LO (figura 3) para la identificación de minerales de alteración.
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En una segunda etapa se realizarán mediciones de reflectancia en el campo para comparar
con los resultados obtenidos en la etapa previa y así efectuar una evaluación de la precisión de la
técnica de teledetección utilizando datos ASTER.
GEOLOGÍA DEL AREA
La geología del área de estudio ha sido extraída de la Carta Geológica Antofalla
(1:250.000) (Seggiaro et al., 2002).
Los afloramientos más antiguos en el área corresponden a Metamorfitas de mediano a alto
grado que conforman el basamento de edad cámbrica. Esta unidad está intruída por cuerpos
graníticos y granodioríticos del Ordovícico inferior.
Le sigue una secuencia de rocas volcano-sedimentarias definidas como Complejo
Sedimentario Volcánico Cortadera Chica, integrado por sedimentitas con intercalaciones
volcánicas, intruídas por rocas ígneas. El Paleozoico superior está representado en la zona por los
depósitos continentales de la Formación Patquía de la Cuesta cuya litología comprende areniscas,
conglomerados y calizas. Es en esta unidad donde se identificaron mineralizaciones de Ag y Pb al
SE del volcán Antofalla.
Figura 2. Geología del área tomado de la Carta Geológica Antofalla, escala 1:250.000
(Seggiaro et al., 2002, en edición)
Unidades Aflorantes
Los números corresponden a las unidades geológicas de la Carta Geológica Antofalla
:
1 - Metamorfitas de Mediano a Alto Grado 18-Vulcanitas del Plioceno Inferior
2 - Granitos Archibarca y Antofalla 22-Basaltos del Pleistoceno
4 - Formación Patquía de la Cuesta 23-Domos Riolíticos
9 - Formación Geste 25-Depósitos Evaporíticos
12-Vulcanitas del Mioceno medio-Mioceno superior 26-Depósitos Aterrazados Viejos
14-Vulcanitas del Mioceno superior Indiferenciado 27-Depósitos Aluviales Nuevos
17-Ignimbrita Los Patos 29-Depósitos Coluviales
En forma discordante a las sedimentitas paleozoicas se encuentra los depósitos
continentales eocenos de la Formación Geste integrada por una secuencia estrato decreciente de
conglomerados, areniscas y pelitas cuyos afloramientos de poca extensión se encuentran al SE del
volcán Antofalla y en la quebrada de Antofalla.
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El intenso volcanismo que afecta a la región a partir del Mioceno hasta el Plioceno superior
está ampliamente representado por una secuencia de lavas dacíticas y andesíticas e ignimbritas
dacíticas que afloran con una disposición NO-SE en el área del volcán Antofalla (Vulcanitas del
Mioceno Medio al Mioceno Superior). La unidad más extendida arealmente, presenta composición
basáltica, andesítica y dacítica, y corresponde a los grandes estratovolcanes como Tebenquicho y
Antofalla (Vulcanitas del Mioceno Superior Indiferenciado). El Plioceno inferior está representado
por ignimbritas de composición riodacítica (Ignimbrita Los Patos) al que sobreyacen basaltos,
andesitas y dacitas asociados a estratovolcanes y calderas de colapso (Vulcanitas del Plioceno
Inferior). En el Pleistoceno se establece un sistema de volcanes monogénicos y derrames fisurales
que dan origen a los basaltos olivínicos (Basaltos del Pleistoceno).
Intruyendo a lavas miocenas y pliocenas del volcán Antofalla se encuentra una serie de
domos riolíticos a riodacíticos del Pleistoceno superior.
Finalmente los depósitos holocenos están representados por Depósitos Evaporíticos del
Salar de Antofalla, conglomerados polimícticos medianamente consolidados (Depósitos
Aterrazados Viejos), depósitos no consolidados de limo, arena y gravas asociados a sistemas de
drenaje (Depósitos Aluviales Nuevos) y Depósitos Coluviales .
Estructuralmente la región se caracteriza por fallamiento submeridional de bloques de
basamento y por plegamiento de la cubierta cenozoica; en esta cubierta esfuerzos compresivos
andinos originaron un sistema de fajas plegadas, representadas en el área por el cabalgamiento
Antofalla.
Areas mineralizadas
En el área se reconocen tres zonas mineralizadas: Antofalla Este, Antofalla Oeste y Cerro
Bayo, siendo la primera la de mayor importancia y la única en donde se realizaron labores
mineras.
En la ladera oriental del volcán Antofalla se encuentra el distrito Antofalla Este,
conformado por una serie de vetas con Pb-Zn-Ag (± Cu, ±Au) emplazadas en rocas sedimentarias
de la F Patquía de la Cuesta, en cuerpos dómicos y en volcanitas de composición riolítica y
riodacítica del cenozoico.
De acuerdo a las investigaciones efectuadas en la zona existirían dos tipos de
mineralizaciones epitermales. Según Sabalúa (2000) y Korzeniewski y Godeas (2003) una
mineralización de alta sulfuración y para Martínez (2002) además una mineralización de baja
sulfuración en la zona periférica.
Al noroeste del volcán Antofalla se ubica la ex área de reserva Nº4 Antofalla Oeste. En el
área afloran rocas metamórficas intruídas por cuerpos gábricos y cubiertas por conglomerados
miocenos. En discordancia se apoyan tobas ácidas, cubiertas por dacitas, andesitas y escasos
basaltos (Peralta, 1973). En la década del ’70 se reconocieron pequeñas vetas con minerales de Fe
y Mn y débiles anomalías de Pb, Zn y oxidados de cobre.
En el Cerro Bayo se describen impregnaciones, nidos irregulares y relleno de fisuras de
azufre nativo producidas por emanaciones sulfurosas (Auriemma, 1972) existiendo indicios de
mineralización de este tipo en la cumbre del volcán Antofalla (Peralta, 1973).
METODOLOGIA
Se procesaron 4 imágenes ASTER L1A (nivel 1A, datos crudos) utilizando dos programas,
uno denominado ASTER DEM Data Generation Software para la generación de los modelos
digitales de elevaciones (MDE) y el ASTER Geocoded Ortho Image Generation Software para la
obtención de las imágenes ortho-rectificadas, ambos desarrollados por el Comité Científico de
ASTER.
La mayor parte del área de la Carta está cubierta por 2 escenas tomadas el 9 de abril de
2003 que junto con otras 2, del 28 de diciembre de 2000, completan el mosaico.
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La precisión geométrica de las escenas está en relación directa, principalmente, con el
ángulo de puntería lateral, con el error de terreno y con el error de posicionamiento del satélite. La
precisión es máxima cuando el ángulo de puntería lateral es pequeño (0.022) y mínima para el
ángulo máximo (8.58). Se debe tener en cuenta que el modelo digital de elevaciones de ASTER ha
sido validado con un error inferior a los 50m en la geolocación para alturas de hasta 3000m
(Fujisada et al., 2001). Las escenas utilizadas y los respectivos ángulos de puntería lateral para el
área de Antofalla son los siguientes:
ASTL1A 0304091449310304230240 ángulo de puntería lateral 7.133
ASTL1A 0304091449400304230241 ángulo de puntería lateral 7.133
ASTL1A 0012281501290108280490 ángulo de puntería lateral 8.588
ASTL1A 0012281501380108280491 ángulo de puntería lateral 8.588
En el área de la Carta Antofalla la elevación máxima corresponde al Volcán Antofalla de
6.462m y la mínima a 3.200m en el área del Salar de Antofalla, según el MDE de ASTER.
Como el ángulo de puntería lateral es grande y existe una gran diferencia de altura de la
zona con respecto al elipsoide (WGS84) las escenas deberán ser corregidas mediante puntos de
control de campo, para lograr una mayor precisión geográfica.
La secuencia de procesamientos posteriores a la orto-rectificación consistió en
transformaciones de tamaños de píxel de los subsistemas de ASTER, combinaciones de bandas,
mosaicos, cocientes de bandas, transformaciones de radiancia a reflectancia relativa y
clasificaciones; todos realizados con el programa ENVI 4.0.
Se confeccionó el mosaico de imágenes ASTER del área en la combinación 321 (figura 1)
para el reconocimiento preliminar de unidades geológicas (figura 2). La combinación 431
incorpora información de minerales de alteración en color rojo debido a que éstos tienen una alta
respuesta en esta banda.
Figura 3. Combinación de bandas de los subsistemas SWIR y VNIR, RGB:431
El subsistema SWIR es sumamente útil para detectar minerales de arcillas (Yamaguchi et
al., 1998) porque estos minerales tienen una configuración característica en este rango espectral.
Esto se debe a las vibraciones de las uniones OH – cationes, que se encuentran muy definidas en la
configuración de las capas de arcillas. Por lo tanto puede ser utilizado para detectar procesos de
alteración hidrotermal o meteóricos y migración de fluidos a través de estructuras, entre otros.
Se combinaron en RGB las bandas del SWIR 8, 6 y 4, (figura 4) observándose áreas con
alta respuesta de las rocas en las tres bandas (blanco) y con una fuerte respuesta en banda 4 (azul),
esto es característico en zonas de alteración. En general la mayoría de los minerales de arcillas
tienen una alta reflectancia en banda 4 y picos de absorción en las otras bandas que dependen de
cada mineral.
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Figura 4. Combinación de bandas SWIR, RGB: 8, 6,4
Se utilizaron índices que surgen de la observación de los picos de absorción y reflectancia
característicos que tienen los minerales de alteración en sus patrones espectrales. Al aplicar los
índices 4/5, 4/6, 4/7, 4/8 se identificaron áreas con alta respuesta, en color blanco (figura 5): en la
quebrada Las Minas (1), en la zona al O del volcán Antofalla (2 y 3), en la cima del volcán (4),), al
sur del cerro Bayo (5 y 6) y al NE del mismo (7).
Figura 5. Cocientes de bandas en SWIR. RGB: 4/5 4/6 4/7
Para la metodología de clasificación se realizó en primer lugar la transformación de las
bandas a reflectancia planetaria (albedo) utilizando el método de conversión ideado por la Dra.Ono
de la Universidad de Chiba , Japón (Moriyama 2003, com.verbal):
Reflectancia planetaria: ȡ (i) = ʌ I (i) / F0(i)
I (i) = radiancia de cada banda SWIR, calculada a partir de coeficientes de conversión de ASTER
F0(i) = Irradiancia solar extraterrestre (valor teórico del albedo para cada banda de SWIR). Luego
se normalizaron las bandas por la sumatoria de la reflectancia planetaria de cada banda, mediante
la fórmula R(j) = ȡ (i) / Ȉ ȡ (i). Donde R(j) es reflectancia relativa de las bandas SWIR. Este
método elimina el efecto topográfico permitiendo en consecuencia realzar la respuesta espectral.
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Figura 6. Combinación de bandas SWIR normalizadas. RGB: 864
Posteriormente, utilizando los patrones espectrales de la base de datos del Servicio
Geológico de Estados Unidos (USGS), se clasificaron minerales de alteración mediante el método
Spectral Angle Mapper. Como primera aproximación, el programa de clasificación (ENVI) toma
los patrones espectros continuos (en el rango de 0.5 a 2.5 μm, visible a infrarrojo de onda corta) y
realiza un remuestreo automático a las 6 bandas que ASTER tiene en el infrarrojo de onda corta de
1.65 a 2.4 μm. Esta metodología realiza una comparación de los ángulos espectrales de los
patrones de minerales de la base de datos con los de la imagen, identificando aquellos que
presentan mayor similitud de los ángulos espectrales.
Figura 7. Clasificación de minerales de alteración hidrotermal y de estadíos póstumos de eventos volcánicos
Resultados de la clasificación
En el área de estudio se ha obtenido respuesta de los siguientes minerales de alteración:
alunita, caolinita, cao-esmectita y montmorillonita. Las áreas coinciden con aquellas donde dieron
respuesta positiva los índices del SWIR. También se clasificaron ceolitas, minerales que cristalizan
a partir de fluídos hidrotermales en fases póstumas de eventos volcánicos. (Deer, Howie y
Zussman, 1992)
En el área 1, afloran los conglomerados y areniscas de la Formación Patquía de la Cuesta y
se obtuvo respuesta de alunita, cao-esmectita, caolinita y montmorillonita principalmente y de
zeolitas y yeso en menor proporción.
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Se clasificaron también illita, clorita, baritina y jarosita que aparecen dispersas, sin una
distribución preferencial.
En la zona 2 afloran vulcanitas del Mioceno medio a superior y se obtuvo respuesta de
alunita, cao-esmectita, montmorillonita y de ceolitas. En el área 3 el resultado de la clasificación es
principalmente de cao-esmectitas. En el cráter del volcán Antofalla, zona 4, se clasificaron
cao-esmectitas principalmente y en menor proporción alunita y montmorillonita. En la zona 5, se
clasificó alunita, cao-esmectita y montmorillonita en afloramientos de vulcanitas del Mioceno
superior. En las zonas 6 y 7 afloran riolitas del Pleistoceno y se clasificaron principalmente
ceolitas y montmorillonita en poca proporción.
RESULTADOS
En esta primera etapa se han obtenido modelos digitales de elevaciones e imágenes
ortho-rectificadas con las cuales se confeccionó el mosaico de la Carta Antofalla a escala
1:100.000.
Se realizaron combinaciones de bandas y especialmente la combinación RGB: 431 se
utilizó para un reconocimiento preliminar de las unidades geológicas presentes en esta área.
Se aplicaron índices del subsistema SWIR 4/5, 4/6, 4/7 para la identificación preliminar de
áreas de alteración.
Las bandas del SWIR fueron transformadas a reflectancia relativa y normalizadas para ser
utilizadas en clasificaciones de minerales.
Mediante técnicas de clasificación se detectaron, en forma preliminar, áreas con
probabilidad de ocurrencia de minerales de alteración: alunita, caolinita, cao-esmectita,
montmorillonita, illita, clorita, baritina, jarosita y ceolitas.
Estos resultados corresponden a la primera etapa del proyecto; en una segunda etapa se
realizará el correspondiente control de campo que incluye el muestreo de rocas, mediciones de
reflectancia con espectroradiómetro y toma de puntos de control GPS para la corrección de las
escenas. En una tercera etapa se realizará la evaluación de los resultados obtenidos a partir de la
metodología utilizada con datos ASTER.
BIBLIOGRAFIA
Auriemma, R. 1972. Informes geológicos de los mosaicos 13-A2, 13-A3, 13-A4, 13-B2, 13-B3 y 13-B4. Plan NOA
Geológico Minero Tucumán. Secretaria de Minería de la Nación. Inédito.
Deer W., R. Howie y Zussman J., 1992. An Introduction to the Rock Forming Minerals. Prentice Hall. 2nd.Edition.
Fujisada, H., Iwasaki A. y Hara S. 2001. ASTER stereo system perfomance. International Society for Optical
Engineering SPIE Proc. Vol. 4540. Toulose, Francia.
Korzeniewski, L. I. y Godeas, M. 2003. Análisis de Inclusiones Fluidas y Alteracion Hidrotermal en muestras de
superficie y perforaciones del ára de alteración Antofalla. IGRM – SEGEMAR. Informe Inédito.
Martinez, L. 2002. Recursos Minerales en Seggiaro et al., 2002. Carta Geológica 2569-IV, Antofalla. Escala 1: 250.000,
Provincia de Catamarca. Programa Nacional de Cartas Geológicas. Servicio Geológico Minero Argentino (en
edición). Argentina .
Peralta, E. 1973. Informes operativos sobre las áreas de reserva Nº4 “Antofalla Oeste”, Nº5 “Antofalla Este” y Nº 31
“Río Grande”. Plan NOA Geológico Minero Tucumán. Secretaria de Minería de la Nación. Inédito.
Sabalúa, J.C. 2000. Antofalla, Provincia de Catamarca. Compañía Minera Antofalla S.A. Inédito.
Seggiaro, R., Becchio R., y Martínez L., 2002. Carta Geológica 2569-IV, Antofalla, Escala 1:250.000, Provincia de
Catamarca. Programa Nacional de Cartas Geológicas. Servicio Geológico Minero Argentino (en edición).
Argentina .
Yamaguchi Y., Kahle A.B., Tsu H., Kawakami T. y Pniel M. 1998. Overview of Advanced Spaceborne Thermal Emission
and Reflection Radiometer (ASTER). IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 36, N°4.
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