Avaliação espectral de depósitos de fosfatos utilizando imagens ASTER das regiões de Campos Belos e Catalão (GO)

Abstract

A utilização de Sensoriamento Remoto em investigação prospectiva de bens minerais vem crescendo com o avanço da produção de sensores imageadores voltados às aplicações geológicas, o que propicia em novas abordagens metodológicas e a extração de informações adicionais através de imagens. Sendo o Brasil um dos maiores importadores mundiais de fertilizantes, abordou-se nesta dissertação, o estudo de depósitos de fosfatos, com a finalidade de investigar feições espectrais de P2O4 utilizando imagens dos diferentes subsistemas do sensor ASTER e a espectrorradiometria de reflectância, avaliando o subsistema que melhor discrimina este bem mineral. Foram investigadas duas áreas distintas, Catalão e Campos Belos, localizadas na região nordeste e sudeste do estado de Goiás, respectivamente. As áreas foram selecionadas propositalmente por se tratarem de regiões com depósitos de fosfatos de origens distintas, ígnea (carbonatitos) e sedimentar (carbonatos), atualmente explorados por empresas especializadas. O processamento das imagens incluiu tanto medições espectrorradiométricas em amostras de rochas, utilizando espectrorradiômetros, assim como informações extraídas de bibliotecas espectrais da USGS, JPL e ASU. Esses dados foram utilizados como espectros de referência para a classificação espectral SFF (Spectral Feature Fitting) das imagens, reamostrados para as bandas do sensor ASTER. Foram utilizados ainda, como suporte para validar a identificação mineralógica, a utilização da difratometria de raio-x. A região de Catalão apresentou amostras de foscoritos e rochas fosfatadas com feições diagnósticas de absorção, na faixa do VNIR em 0,66 μm, típico da feição do mineral monazita, mineral que contém fosfato em sua composição. Na faixa do SWIR, apresentou feições de absorções em 2,16 μm, 2,26 μm e 2,33 μm, tais feições são correspondentes a presença do mineral apatita e minerais secundários de flogopita e dolomita, que ocorrem associados, uma vez que as apatitas deste depósito são impuras. No TIR, a feição diagnóstica do fosfato encontra-se a 9,1 μm. Para a região de Campos Belos as feições de absorção interpretadas como diagnósticas dos fosforitos e siltitos fosfatatos, na faixa do VNIR, não foram possíveis de caracterizar, devido à forte presença de óxidos e íons ferrosos, que acabam por mascarar possíveis feições diagnósticas. Na faixa do SWIR, mesmo ocorrendo à presença marcante dos argilominerais (illita e caolinta) foi possível caracterizar algumas feições de absorção a 2,16 μm, 2,20 μm e 2,33 μm, ligados a presença de P e C, que junto ao O, durante trocas iônicas, podem ser fosfatos e/ou carbonatos. Na faixa do TIR, assim como na região de Catalão apresentou a mesma feição de absorção, a 9,1 μm, característico da presença do mineral apatita, rico em fosfato. A classificação SFF hiperespectral aplicada em imagens multiespectrais são metodologicamente possíveis e válidas, principalmente em estudos prospectivos. Esta técnica aplicada em conjunto a espectrorradiometria pode auxiliar significativamente em estudos relacionados a fosfatos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The use of Remote Sensing in mineral commodities prospective investigation has increased with the advancement of the imaging sensors production facing the geological applications, which provides in new methodological approaches the extraction of additional information through images. Brazil is one of the largest fertilizers importers. In this thesis, the phosphates deposits were studied with the purpose to investigate spectral features of P2O4 using images of different subsystems of ASTER sensor and spectroradiometry reflectance, evaluating the subsystem that best discriminates against this and mineral. Were investigated two distinct areas, Catalão and Campos Belos, located in the northeast and southeast of Goiás state respectively. The areas were selected because they are related to phosphates deposits with different origins, igneous (carbonatites) and sediment (carbonates), currently operated by specialized companies. The processing of the images included both measurements spectrorradiometrycs in rock samples, using spectroradiometers, as well as information extracted from the USGS spectral libraries, JPL and ASU. These data were used as spectral reference for SFF spectral classification (Spectral Feature Fitting) of the images, resample for bands of the ASTER sensor. They were also used in diffraction of x-ray, such as support to validate the mineralogical identification. Catalão region presented samples of comprises and rock phosphate with diagnostic absorption features, in the range of VNIR at 0.66 μm, typical of the appearance of mineral monazite, that contains phosphate in its composition. The range of the SWIR presented features of take-overs in 2.16 μm, 2.26 μm and 2.33 μm, such related to the presence of the mineral apatite and a secondary minerals phlogopite and dolomite, which occur associated. The TIR tailwinds diagnostic of phosphate is 9.1 μm. In samples of Campos Belos region the absorption features were interpreted as diagnostic of phosphorites and siltstones phosphates in the range of VNIR, were not possible its characterization due to the strong presence of the oxides and ferrous ions, which eventually mask possible diagnostic features. In the range of the SWIR, even occurring the remarkable presence of clay minerals (illite and caolinta) it was possible to characterize some features of absorption to 2.16 μm, 2.20 μm and 2.33 μm, linked to the presence of P and C, adjacent to the O, during trading ionic, may be phosphates and/or carbonates. In the range of TIR, as well as in Catalão region presented the same appearance of absorption, the 9.1 μm, typical of the presence of the mineral apatite, rich in phosphate. The SFF hyperspectral classification applied in multispectral images are methodologically possible and valid, mainly in prospective study. This technique applied together to spectroradiometry can help significantly in studies related to phosphates.