Χαρτογράφηση του χρυσού σε περιοχή υψηλής βλάστησης Pahang στη Μαλαισία με χρήση τηλεπισκόπησης και γεωγραφικών συστημάτων πληροφορικής

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 13:25, 15 Φεβρουαρίου 2010

Noraini Surip, Ab.Halim Hamzah, Mohammad Roston Zakaria, Azlikami Napiah, and Jasmi Ab.Talib

Η μελέτη πραγματοποιήθηκε για τον προσδιορισμό σε μια περιοχή δυνατότητας σχηματισμού του χρυσού (Au) στο Penjom-Merapoh του Pahang με χρήση τηλεπισκόπησης και τεχνικές GIS. Τα δεδομένα από τηλεπισκόπιση, συμπεριλαμβανομένων Landsat TM και RADARSAT ήταν χρήσιμα στην εξόρυξη λειμωνίτη, στη διευκρίνιση της ορυκτολογικής σύστασης της περιοχής και επομένως στην παροχή των βασικών γεωλογικών δεδομένων. Επιπλέον, ενερομεταφερόμενα ραδιομετρικά σύνολα δεδομένων συμπεριλαμβανομένων θόριο (Th), ουράνιο (U) και κάλιο (K) αναλύθηκαν προκειμένου να εντοπιστεί η διαφορετική ορυκτολογική σύσταση, καθώς και να οριοθετηθούν τα γρανιτικά πετρώματα. Πραγματοποοιήθηκαν μετρήσεις του καλίου και εντοπίστηκαν μεταβολές που προκαλούνται σε συγκεκριμένα πετρώματα από το κάλιο. Τα πετρώματα αυτά ελήφθησαν στη συνέχεια υπόψη για το μοντέλο του χρυσού. Στατιστική ανάλυση των συναφών στοιχείων όπως το αρσενικό (As), μόλυβδος (Pb) και χαλκός (Cu) λήφθηκαν επίσης υπόψη για τη διαμόρφωση του μοντέλου. Χρησιμοποιώντας το πακέτο GIS διαπιστώθηκε ότι δεν είναι η αφθονία του χρυσού μόνο στην απεικονιζόμενη περιοχή δηλαδή στην αποδεδειγμένη θέση, αλλά έχει επεκταθεί και σε άλλες περιοχές.

Εισαγωγή

Η χερσόνησος της Μαλαισίας έχει χωριστεί σε τρεις ζώνες, Δυτική, Κεντρική και Ανατολική και ο διαχωρισμός βασίζεται στη διαφορά των κοιτασμάτων που βρέθηκαν στην κάθε ζώνη. Η διαίρεση αυτή (Σχήμα 1) έχει χρησιμοποιηθεί μέχρι σήμερα, αλλά τα όρια της κάθε ζώνης αποτέλεσαν αντικείμενο πολλών διαφωνιών και κερδοσκοπίας.

Εικόνα 1: Ορυκτολογία περιοχής χερσονήσου Μαλαισίας Εικόνα 2: Περιοχή μελέτης

Η πλειονότητα του πρωτογενούς χρυσού βρίσκονται στην κεντρική ζώνη που χαρακτηρίζεται από επικράτηση του χρυσού ως βασικού μετάλλου σε ανόργανες ουσίες, σε αντίθεση με τον κασσίτερο που φέρουν η Δυτική και Ανατολική ζώνη. Το έτος 1980, το Τμήμα Ορυκτών και Γεωεπιστήμης στη Μαλαισία (JMG), με τη βοήθεια της Εταιρείας Generale de Geophysique, μια εταιρεία από τον Καναδά πραγματοποίησε φασματομετρικές μετρήσεις και έρευνα στην κεντρική ζώνη για μεταλλεύματα. Η έρευνα διενεργήθηκε από Βορρά προς Νότο ανά 600 μ. με απελευθέρωση εμποδίων των 122 τ.μ. (Cambon, 1994). Κάλυπτε συνολικά έκταση 32.000 km2, από Benta της Pahang στο Gua Musang στην Kelantan. Το σύνολο δεδομένων αποτελείται από μαγνητική καθώς και ραδιομετρική εναέρια έρευνα συμπεριλαμβανομένου θορίου (Th), ουράνιου (U) και καλίου (K). Η μελέτη επικεντρώθηκε στο ουράνιο που βρίσκεται στο γρανίτη και σε ηφαιστειακά πετρώματα για προσδιορισμό μεταλλικών ορυκτών και στις δύο λιθολογίες.

Το 1991, ένας εμπειρογνώμονας από το ΙΑΕΑ ήρθε στην Μαλαισία αφού βρήκε ότι στα δεδομένα υπάρχει κάποιο λάθος και δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ανάλυση. Τα δεδομένα υποβλήθηκαν σε επανεπεξεργασία, στη συνέχεια από το Bureau de Recherches Geologiques et Minieres (BGRM). Το 1993, με βάση τα στοιχεία που βρέθηκαν, το JMG έστησε μια ομάδα επιχειρώντας λεπτομερή γεωλογική χαρτογράφηση του γρανίτη, συμπεριλαμβανομένης της δειγματοληψίας γρανίτη, γεωχημικές αναλύσεις των ιζημάτων και έρευνα εδάφους. Ο στόχος της χαρτογράφησης ήταν να προσδιοριστούν τα κοιτάσματα ουρανίου στα γρανιτικά πετρώματα και να συσχετιστούν οι ραδιομετρικές ανωμαλίες με τη γεωλογία της περιοχής. Το συμπέρασμα στο οποίο κατέληξαν ήταν τα γρανιτικά πετρώματα στην κεντρική ζώνη δεν είναι ευνοϊκά για το σχηματισμό και αποθήκευση ουρανίου. Επιπλέον, στο πλαίσιο του σχεδίου συνεργασίας μεταξύ MACRES και JMG είχε υπογραφτεί το 2002 για την ίδια τοποθεσία, μελέτη χρυσού σε ανόργανες ουσίες. Οι ραδιομετρικές μετρήσεις και τα γεωχημικά δεδομένα αναλύθηκαν μαζί με απομακρυσμένα δεδομένα τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό της περιοχή σε ανόργανες ουσίες. Σύμφωνα με Bonham-Carter (1994), τηλεπισκόπηση έχει αποδειχθεί πολύτιμη για μεταλλευτικές έρευνες. Ο σχηματισμός κοιτασμάτων χρυσού στη Μαλαισία συσχετίζεται με τη δομή και την τεκτονική της περιοχής και γι’ αυτό η χρήση των δεδομένων τηλεανίχνευσης ήταν πολύ χρήσιμη.

Στόχοι

Τρεις είναι οι στόχοι του έργου αυτού, α) να μελετήσει τη δυνατότητα χαρτογράφησης των ορυκτών σε μια τροπική ζώνη με έντονη βλάστηση , από δεδομένα τηλεπισκόπησης β) να αναπτύξει μεθοδολογία για τη χαρτογράφηση των ορυκτών σε Pahang χρησιμοποιώντας τηλεανίχνευση, ραδιομετρικά και γεωχημικά δεδομένα γ) για τον προσδιορισμό δυνατότητας σχηματισμού του χρυσού στην περιοχή εξόρυξης με τη χρήση τεχνολογιών Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών Η περιοχή μελέτης καλύπτει από το Penjom στο νότο μέχρι το Merapoh στα βόρεια (Σχήμα 2). Επιλέχθηκε αυτή η περιοχή λόγω των μεταλλευτικών δραστηριοτήτων και του πλούτου των γεωεπιστημονικών και ραδιομετρικών δεδομένων.

Το Pahang ήταν ο μεγαλύτερος παραγωγός χρυσού στη χερσόνησο της Μαλαισίας και έχει μια μακρά ιστορία στην εξόρυξη του χρυσού. Αναφέρεται ότι οι δραστηριότητες εξόρυξης χρυσού στο Pahang έγινε πιο σημαντικές το 1884, μετά το άνοιγμα του Χρυσορυχείου Penjom και του Raub Αυστραλίας. Η συνολική παραγωγή του χρυσού στο Pahang για την περίοδο 1889 με 1985 φέρεται να είναι τουλάχιστον 36 τόνους. Αυτό αποτελεί τώρα το 88% της συνολικής παραγωγής στη χερσόνησο της Μαλαισίας. Σήμερα,το χρυσορυχείο Penjom που βρίσκεται στην περιοχή μελέτης έχει την υψηλότερη παραγωγή του χρυσού στη Μαλαισία με τ συγκέντρωση περίπου 6.0g/tonne.

Μεθοδολογία

Επεξεργασία Εικόνας

Ο Landsat TM σκηνής 126/57 και 126/58 με ημερομηνία 18 Ιανουαρίου 1996 χρησιμοποιήθηκε πάνω από την περιοχή στην παρούσα μελέτη. Η τεχνική που χρησιμοποιήθηκε για τη διόρθωση εικόνας ήταν να διανεμηθούν καλά είκοσι ένα σημεία και έλεγχος των σημείων εδάφους που έχουν επιλεγεί, συμπεριλαμβανομένων διασταυρώσεις οδών και γέφυρες. Οι εικόνες βελτιώθηκαν στη συνέχεια πριν το συνδυασμό κόκκινο, πράσινο και μπλε (RGB). Ο αριθμός των συνδυασμών μπάντας έγινε με ERDAS Imagine πακέτα λογισμικού, προκειμένου να επιτευχθεί το καλύτερο σύνθετο χρώμα. Μέσα από την εξέταση του συνόλου του αποτελέσματος, ο συνδυασμός χρωμάτων RGB της μπάντας 4,5,3 είναι ο πλέον κατάλληλος συνδυασμός για την οπτική ερμηνεία για τη μελέτη. Ως εκ τούτου, εντοπίστηκαν εύκολα από την εικόνα γεωλογικά χαρακτηριστικά όπως πετρώματα γρανίτη.

Ραδιομετρικές Αναλύσεις

Η επεξεργασία ραδιομετρικών δεδομένων έρευνας που χρησιμοποιείται σε αυτό το έργο συμπεριλαμβανομένου θορίου (Th), ουράνιου (U) και καλίου (K) φαίνονται σε JMG μορφή απεικόνισης (Εικόνα 3) καθώς και μια μορφή ASCII. Δεδομένου ότι το είδος εικόνας δεν θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για περαιτέρω ανάλυση, ο ερευνητής αποφάσισε να εργάζονται μόνο με τα δεδομένα σε μορφή ASCII. Έπειτα ακολούθησε μέθοδος Krigging στο πακέτο λογισμικού ArcGIS προκειμένου να κατανοηθεί το διαφορετικό είδος των ανόργανων ουσιών σε ολόκληρη την περιοχή μελέτης.

Εικόνα 3:Ραδιομετρικά δεδομένα, θόριο, ουράνιο, κάλιο σε RGB

Η εύρεση ουρανίου σε γρανιτικά πετρώματα δεν είναι το πιο ενδιαφέρον, η μελέτη επικεντρώθηκε στη μέτρηση του Θορίου και την καταμέτρηση του Καλίου. Η συγκέντρωση του θορίου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4 χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα μελέτη για την οριοθέτηση των γρανιτών. Μια υποπεριοχή μεταξύ 2 και 5 χλμ. από τους γρανίτες στην Κεντρική ζώνη είναι με υψηλή συγκέντρωση του χρυσού. Η ζώνη αυτή δεν είναι κατάλληλη για άλλο είδος των πετρωμάτων.

Από τα αποτελέσματα της ανάλυσης, η χαμηλότερη μέτρηση του καλίου είναι 6,22 και η υψηλότερη είναι 142,16 και εκπροσωπείται σε μπλε και κόκκινο χρώμα, αντίστοιχα (Σχήμα 5). Με τη σύγκριση του λιθολογικού χάρτη, η κατανομή του καλίου σε όλη την περιοχή μελέτης ως επί το πλείστον βρέθηκε σε ιζηματογενή πετρώματα, καθώς και σε ορισμένες ζώνες της γρανιτικών πετρωμάτων.

Εικόνα 4: Χάρτης συγκέντρωσης Θορίου Εικόνα 3: Χάρτης συγκέντρωσης καλίου

GIS Ανάλυση

Στην εικόνα 6 και 7 φαίνεται η μέθοδος Krigging που εφαρμόστηκε για αρσενικό, και χαλκό και σε ποια σημεία είναι υψηλές οι συγκεντρώσεις.

Εικόνα 6: Συγκέντρωση αρσενικού Εικόνα 7: Συγκέντρωση χαλκού

Έπειτα με τις παραμέτρους που υπεισέρχονται και συντελεστές στάθμισης για κάθε κατηγορία όπως περιγράφονται στον Πίνακα 1.

Και με τη νέα μέθοδο η εικόνα 8.

Εικόνα 8: Buffer γρανίτη

Υπήρχαν οκτώ παράγοντες που εμπλέκονται στην μοντελοποίηση. Το αποτέλεσμα του μοντέλου ανακατατάχθηκε σε τέσσερις ομάδες, χαμηλής, μέσης και υψηλής και πολύ υψηλής (Σχήμα 10). Διαπιστώθηκε ότι το Χρυσορυχείο Penjom, το οποίο είναι το μεγαλύτερο σε παραγωγή χρυσού στη Μαλαισία βρίσκεται στο πολύ υψηλό δυναμικό τομέα.

Εικόνα 10: Νέο μοντέλο χρυσού

Το μοντέλο αυτό στη συνέχεια (Σχήμα 11) προέκυψε από σύγκριση με το χρυσό (Au) που βρίσκεται στα ιζήματα από την προηγούμενη μελέτη καθώς και τον έλεγχο σε ολόκληρη την περιοχή μελέτης. Περίπου σαράντα τέσσερα δείγματα ιζημάτων από τρεις διαφορετικές τοποθεσίες έχουν συλλεχθεί για τη χημική ανάλυση κατά τη διάρκεια της επίσκεψης. Περιοχή 1 (Συγκρότημα Α) βρίσκεται στο βόρειο τμήμα της περιοχής μελέτης όπου συλλέχθηκαν δείγματα είκοσι (Σχήμα 12). Η δεύτερη θέση, βρίσκεται στα μέσα νότια της περιοχής μελέτης και δεκατρία δείγματα συλλέχθηκαν. Ενώ εννέα δείγματα συλλέχθηκαν από την τρίτη θέση. Από την ανάλυση των δειγμάτων, διαπιστώνεται ότι η μέγιστη συγκέντρωση του χρυσού από τις τρεις αυτές περιοχές ήταν 141,2 ppm, 456,4 ppm, και 223,9 ppm, αντίστοιχα.

Εικόνα 11: Συγκέντρωση χρυσού από τα δείγματα της πρώτης μελέτης

Εικόνα 12: Περιοχές με το νέο μοντέλο και συγκεντρώσεις χρυσού

Συμπέρασμα

Τηλεπισκοπικά δεδομένα μαζί με ραδιομετρικά και γεωχημικά δεδομένα έχουν αποδειχθεί ότι είναι μια πολύτιμη πηγή στοιχείων για την εξερεύνηση χρυσού.