Χαρακτηρισμός της Μεταλλοφορίας Χρυσού στην περιοχή Garin Hawal, Kebbi State, ΒΔ Νιγηρία, με τη χρήση της Τηλεπισκόπησης

[[Εικόνα: TJ_art1_pic1.png | thumb | right |''' Εικόνα 1:''' Χάρτης με τις δομές της περιοχής μελέτης τοποθετημένος πάνω από το Landsat ETM+]]
[[Εικόνα: TJ_art1_pic2.png | thumb | right | '''Εικόνα 2:''' Ψευδέχρωμο σύνθετο QuickBird (1,2,3 και 4 στα R, G, B) για το ορυχείο χρυσού της περιοχής Garin Hawal που δείχνει την τοποθεσία των μελετώμενων ζωνών εξαλλοιώσεων]]

'''Talaat M. Ramadan, Mohammed F. Abdel Fattah 2010. Characterization of gold mineralization in Garin Hawal area, Kebbi State, NW Nigeria, using remote sensing. National Authority for Remote Sensing and Space Sciences. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences (2010) 13, 153–163.''' 
'''Πηγή:''' http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1110982310000177 (27/10/2016)

Η παρούσα εργασία έχει ως αντικείμενο εφαρμογής την γεωλογία και στόχος της είναι η αξιοποίηση της τηλεπισκόπησης για τον χαρακτηρισμό της μεταλλοφορίας χρυσού στην περιοχή Garin Hawal, kebbi State, ΒΔ Νιγηρία.
Ο σκοπός της παρούσας εφαρμογής είναι η αξιοποίηση δορυφορικών εικόνων Landsat ETM+ και QuickBird για τη χαρτογράφηση και την οριοθέτηση των ζωνών εξαλλοίωσης και των πετρωμάτων που φιλοξενούν χρυσό στην περιοχή μελέτης. Μελετώνται  οι γεωλογικοί σχηματισμοί, η πετρογραφία, τα μεταλλεύματα και η γεωχημική κατανομή του χρυσού και των συναφών στοιχείων στα πετρώματα.
Η περιοχή Garin Hawal της ΒΔ Νιγηρίας (Γεωγραφικό Μήκος 10°23’28’’ και 12°26’24’’Ν, Γεωγραφικό Πλάτος 03°53’08’’ και 06°38’18’’Α) είναι τμήμα του τεραίν (terrane - ένα terrane στη γεωλογία είναι ένα πλήρες τεκτονοστρωματογραφικό terrane, δηλαδή ένα κομμάτι κρυσταλλικού υλικού του φλοιού που σχηματίζεται ή αποκόπτεται από μία τεκτονική πλάκα και τοποθετείται στο φλοιό μίας άλλης) που χωρίζει την δυτική Αφρική με τις κρατονικές μάζες του Κονγκό και  η ηλικία του είναι από το Νέο-Προτεροζωικό έως το Ανώτερο Φανεροζωικό. 

Πολλοί συγγραφείς έχουν μελετήσει τη μεταλλοφορία χρυσού και το πλήθος των πετρωμάτων στη Νιγηρία. Ο Garba (2003) πρότεινε ότι η μεταλλοφορία χρυσού εντοπίζεται σε αλλουβιακές και ελλουβιακές προσχώσεις και πρωταρχικές φλέβες που αποτελούνται από κομμάτια σχιστολίθου στο ΒΔ και ΝΔ τμήμα της Νιγηρίας. Πρόσθεσε ότι οι πιο σημαντικές εμφανίσεις εντοπίζονται στις περιοχές Maru, Anka, Malele, Tsohon Birnin Gwari-Kwaga, Gurmmana, Bin Yauri, Okolom-Dogondaji και Iperindo. Όλες αυτές οι περιοχές σχετίζονται χωρικά με δύο συστήματα ρηγμάτων στην περιοχή. Οι φλέβες στις οποίες υπάρχει χρυσός συχνά εντοπίζονται σε ελαστικές και ανελαστικές ρηγματογενείς δομές ή στο επίπεδο σχιστότητας, που διασχίζονται από φυλλίτες, σχιστόλιθους, χαλαζίτες, γνεύσιους και έρχονται σε επαφή με την άλω των γρανιτοειδών σωμάτων.
Τρεις κύριες ζώνες διάτμησης με χρυσό εντοπίσθηκαν στην περιοχή μελέτης από την επεξεργασία εικόνων Landsat ETM+ και από εκτεταμένη έρευνα εδάφους.

Δύο κοιτάσματα χρυσού (Beni Yauri και Anka) συνδέονται με δύο παράλληλες ζώνες διάτμησης, οι οποίες είναι γνωστές ως ζώνες ρηγμάτων Beni Yauri και Anka. Αυτά τα δεξιόστροφα (ΒΑ-ΝΔ) και αριστερόστροφα (ΒΔ-ΝΑ) συνδεόμενα ρήγματα οφείλονται στην υστερο-Παναφρικανική  ανελαστική παραμόρφωση που έλαβε χώρα μετά από περίπου 530 εκατομμύρια χρόνια σε κλίμακα ηπείρων. Η τρίτη ζώνη διάτμησης είναι παράλληλη με τις άλλες δύο και εντοπίσθηκε για πρώτη φορά από τον Landsat ETM+ και την έρευνα πεδίου (εικόνα 1). Αυτή η ζώνη είναι υποπαράλληλη με τη διαστρωμάτωση και χαρακτηρίζεται από αφθονία πτυχωμένων φλεβών με χαλαζία με boudinage (1)  και  ανάπτυξη επιπέδων σχιστότητας.
Οι έρευνες πεδίου και οι πετρογραφικές μελέτες δείχνουν ότι τα Νέο- Προτεροζωικά πετρώματα αντιπροσωπεύονται από μία έντονα πτυχωμένη και ρηγματωμένη ζώνη που αποτελείται από κεροστίλβη, μοσχοβίτη και γραφιτικούς σχιστόλιθους. Διαπερνώνται από γρανοδιοριτικές διεισδύσεις και μεταγενέστερες γρανιτικές φλέβες.

Εκτενείς ζώνες εξαλλοιώσεων εντοπίσθηκαν με τη χρήση υψηλής ανάλυσης εικόνων QuickBird (1,2,3,4) κατά μήκος της διατμητικής ζώνης Garin Hawal στο ορυχείο χρυσού της περιοχής (εικόνα 2). Γεωχημικές μελέτες δείχνουν ότι η περιεκτικότητα σε χρυσό φθάνει τα 8 gr/tn στις ζώνες εξαλλοίωσης, ενώ φθάνει πάνω από 35 gr/tn στις χαλαζιακές φλέβες που συνδέονται με τις ζώνες εξαλλοίωσης. Ορυκτολογικές μελέτες δείχνουν ότι οι ζώνες εξαλλοίωσης είναι εμπλουτισμένες σε κάλιο. Επίσης απαντώνται πυροφυλλίτης, καολινίτης, ιλλίτης, γύψος και χαλαζίας. Τα κυριότερα μέταλλα είναι ο χρυσός, ο χαλκοπυρίτης, ο αρσενοπυρίτης, ο πυρίτης, ο γαληνίτης, καθώς και τα οξείδια σιδήρου.
Δύο ειδών δεδομένα τηλεπισκόπησης χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή τη μελέτη, όπως προαναφέρθηκε. Οι εικόνες Landsat ETM+ και τα υψηλής ανάλυσης δεδομένα QuickBird υποβλήθηκαν σε επεξεργασία και έχουν διορθωθεί ραδιομετρικά και γεωμετρικά με τη χρήση του λογισμικού ERDAS Imagine version 9.1 στο NARSS’s Image Processing Lab.

Δύο απεικονίσεις Landsat ETM+ (Path 190/Row 52 και Path 191/ Row, dated 2005) που καλύπτουν την μελετώμενη περιοχή, επεξεργάσθηκαν ψηφιακά. Ψευδέχρωμα σύνθετα 7,4,2 (R,G,B) χρησιμοποιήθηκαν για την περιφερειακή γεωλογική χαρτογράφηση και την δομική ανάλυση της περιοχής μελέτης. Τα δεδομένα QuickBird της περιοχής μελέτης υποβλήθηκαν σε επεξεργασία για λεπτομερειακή ανάλυση πεδίου και χαρτογράφηση δομών και για να καθορισθούν οι ζώνες εξαλλοίωσης με χρυσό. Η ψηφιακή επεξεργασία δεδομένων QuickBird δημιούργησε δύο κύρια προϊόντα, δηλαδή, ψευδέχρωμο σύνθετο (1,2,3 και 4) και εποπτευόμενη ταξινόμηση.

Ογδόντα (80) δείγματα πετρωμάτων από διαφορετικές ενότητες πετρωμάτων, όπως και ζώνες εξαλλοίωσης και χαλαζιακές φλέβες, μελετήθηκαν πετρογραφικά με τη χρήση πολωμένου μικροσκοπίου. Οχτώ (8) δείγματα πετρωμάτων από τις χαλαζιακές φλέβες αναλύθηκαν για χρυσό και άργυρο, καθώς και πέντε (5) δείγματα από τις ζώνες εξαλλοίωσης αναλύθηκαν για χρυσό, άργυρο, χαλκό, μόλυβδο και ψευδάργυρο με την τεχνική της ατομικής απορρόφησης (Model GBC-908). Είκοσι πέντε (25) τομές ετοιμάσθηκαν και μελετήθηκαν με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM, Model Philips XL30 with accelerating voltage of 30 kv). Επιπλέον, είκοσι οχτώ (28) δείγματα πετρωμάτων από τις χαλαζιακές φλέβες αναλύθηκαν για κύρια στοιχεία, ιχνοστοιχεία και σπάνιες γαίες με Φασµατοµετρία Μαζών µε Επαγωγή Ιονιζόµενου Πλάσµατος ICP/MS  και με ανάλυση με νετρονική ενεργοποίηση  (INAA).

Αυτή η μελέτη δείχνει ότι οι ζώνες εξαλλοίωσης και οι χαλαζιακές φλέβες που συνδέονται με αυτές στο μοσχοβιτικό σχιστόλιθο είναι υποσχόμενες και χρειάζονται περισσότερη έρευνα για μεταλλεύματα χρυσού και αργύρου.
Η τηλεπισκόπηση είναι απαραίτητη για τη μελέτη των ζωνών εξαλλοίωσης και τον εντοπισμό των πετρωμάτων που φιλοξενούν χρυσό. Συμβάλλει ουσιαστικά στη χαρτογράφιση και τον εντοπισμό των διαφόρων σχηματισμών, ακόμη και εκείνων που δεν είναι εύκολα προσβάσιμοι από το έδαφος,. Επιπλέον συμβάλλει και στην εξοικονόμηση χρόνου, καθώς ο ερευνητής μπορεί να προβεί σε στοχευμένες μελέτες πεδίου αφού προηγηθεί η μελέτη των δορυφορικών εικόνων.

(1) ''Η ισχυρή τεκτονική παραμόρφωση κατά τη διάρκεια της πτύχωσης μιας ανομοιογενής σειράς πετρωμάτων, είναι δυνατόν να προκαλέσει εκτός της πτυχής κάμψης, μια άλλη χαρακτηριστική τεκτονική δομή τα "Boudinage". Οι τεκτονικές αυτές δομές περιορίζονται κατ’ εξοχήν στα συμπαγή μέλη μιας γεωλογικής σειράς που αποτελείται από εναλλαγές ασθενών και συμπαγών μελών. Οφείλονται στην πραγματικότητα σε ρηξιγενείς δομές που είναι στενά συνδεδεμένες όμως με τις πτυχές κάμψης. Αυτές χαρακτηρίζονται ως "Boudinage" από τις ιδιόρρυθμες μορφές που σχηματίζουν.''

'''Πρόσθετες Πηγές'''
* Αργυράκη Α., «Σημειώσεις του Μαθήματος Αναλυτική Γεωχημεία», Αθήνα 2007 http://users.uoa.gr/~argyraki/files/simeioseis_an_geoch.pdf (πρόσβαση στις 03/11/2016)
* Δικτυακός τόπος του Τομέα Πυρηνικής Τεχνολογίας ΕΜΠ http://nuclear.ntua.gr/arcas/research/naa.el.html (πρόσβαση στις 03/11/2016)
* ΣΤ. Πτυχές - Πτύχωση http://www.geo.auth.gr/courses/ggg/ggg537y/ch6.htm (πρόσβαση στις 10/12/2016)
* Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Terrane (πρόσβαση στις 10/12/2016)

 [[category:Γεωλογία – Εδαφολογία]]