Advanced mapping of different types of iron mineralization, endoskarn and exoskarn in Sangan iron ore deposit, Khaf, Khorasan Razavi province, using ASTER data

Authors

1 Department of Geology, Ferdowsi University of Mashhad

2 Department of Economic Geology, Tarbiat Modares University

Abstract

The Sangan mine is a big  and important skarn-type iron ore reserve located in Khaf-Kashmar-Bardeskan volcanic-plutonic belt. This magmatic belt is extended along east to west in northern side of the Doruneh fault and is a host for iron-oxide type mineralization in Iran. In this study, capability of Advanced Space-borne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) and the spectral features of ferric iron, ferrous iron and carbonates in VNIR, SWIR and TIR region of electromagnetic spectrum are used for mapping and enhancing iron mineralization and also carbonate outcrops in central and eastern anomalies of the Sangan. With considering the spectral properties of minerals in skarn zones, carrying out Band Ratio on TIR bands and generating RGB colour composite images led to revelation of carbonate units, exoskarn and endoskarn. By applying Spectral Angle Mapping (SAM) and Linear Spectral Unmixing (LSU) methods, mapping different types of iron ore mineralization (magnetite, hematite, goethite and limonite) and enhancing the carbonates related to mineralization in central and eastern anomalies of the Sangan area were achieved.
 

Keywords

References

بمانی ، م.، انصاری، ع. ح.،  1389. تلفیق نتایج بررسی های دورسنجی و مطالعات ژئوفیزیک هوایی در بررسی پتانسیل معدنی محدوده 1:250000 انارک، چهاردهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران، مقالات پوستری، دورسنجی، ص 302.
حاج‌علی، م.، 1386. کانی­شناسی، ژئوشیمی و ژنز کانسار آهن سنگان (آنومالی شرقی) خواف، خراسان رضوی، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی، 150 ص.
رنجبر، ح.ا.، 1377. آنالیز داده های دورسنجی و ژئوفیزیک هوایی در سامانه اطلاعات جغرافیایی. دومین همایش انجمن زمین شناسی ایران. 
کریم‌پور، م.ح.، 1382. کانی­شناسی، آلتراسیون سنگ و مثال‌هایی از IOCG منشأ و محیط تکتونیکی کانسارهای ایران، مجموعه مقالات یازدهمین کنفرانس بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران، دانشگاه یزد، ص 189-184 .
کریم‌پور، م.ح.، سعادت، س.، و ملک‌زاده شفارودی، آ.، 1381. شناسایی و معرفی کانی­سازی نوع Fe-Oxides Cu-Au و مگنتیت مرتبط با کمربند ولکانیکی- پلوتونیکی خواف- کاشمر- برد سکن، بیست و یکمین گردهمایی علوم زمین.
کریم‌پور، م.ح.، ملکزاده شفارودی، آ.، 1386. ژئوشیمی – کانی­شناسی زون‌های اسکارنی و پترولوژی سنگ منشاء کانسار سنگ آهن سنگان خراسان رضوی، فصلنامه علوم زمین، سال 17، ش. 65، ص 114-108.
مظاهری، س.ا.، 1377. مطالعه شیمی کانی­ها در اسکارنهای آهن‌دار سنگان خراسان، خلاصه مقالات هفدهمین گردهمایی علوم زمین، ص 196-189.
مظاهری، س.ا.، 1379. معرفی آمفیبول­های ناحیه سنگان خواف، هشتمین همایش بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران، دانشگاه فردوسی مشهد، ص 168-164.
معدنکاو، 1385. گزارش نقشه 1:2000 و 1:5000، کانسارهای آهن محدوده شرق سنگان.
معدنکاو، 1386. نقشه زمین‌شناسی 1:20000 آنومالی‌های شرقی سنگان.
معصومی، ف. ا.، رنجبر ، ح. ا.، 1385. استفاده از منطق فازی دانش پایه جهت نقشه برداری از پتانسیل های معدنی- مطالعه موردی شمال شهرستان بافت، بیست و پنجمین گردهمایی علوم زمین.
ملک زاده شفارودی، آ.، کریم پور، م. ح.، 1390. پردازش داده های سنجنده آستر به روش نقشه برداری زاویه طیفی و تلفیق آن با اطلاعات زمین شناسی و ژئوشیمی رسوبات رودخانه ای برای پتانسیل یابی مناطق مستعد کانی سازی، شمال شرقی بیرجند ، دومین همایش ملی انجمن زمین شناسی اقتصادی ایران.
هاشمی تنگستانی، م.، مظهری، ن.، 1384.  پردازش طیفی پیشرفته داده های سنجنده استر در نقشه برداری زون های دگرسانی ذخایر مس پرفیری،مجموعه مقالات نهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران، ص 186-195.
هنرمند ، م.، رنجبر، ح. ا.، 1384. کاربرد روشهای مختلف پردازش تصویر داده های ETM+  به منظور اکتشاف کانسارهای مس نوع پورفیری و رگه ای در منطقه کوه ممزار-کوه چنج در استان کرمان . فصلنامه علمی و پژوهشی علوم زمین ، ص 10-127 .
یزدی، م.، بهزادی، م.، حاجی‌علی، م.، 1388. کانی­سازی آهن در آنومالی شرقی سنگان، شمال‌شرق ایران، فصلنامه علمی- پژوهشی زمین‌شناسی و محیط زیست، سال 3، ش. 1.
Aster User Guide, 2001,V. 3,1.         
Boardman, J.W., Kruse, F.A., 1994. Automated spectral analysis: a geological example using AVIRIS data, orthern Grapevine Mountains, Nevada. Proceedings Tenth Thematic Conf., Geologic Remote Sensing: San Antonio, Texas, 9–12 May 1994, I-407–I-418. ERIM.
Boardman, J.W., Kruse, F.A., Green, R.O., 1995. Mapping Target Signatures via Partial Unmixing of AVIRIS Data, Summaries of the Fifth Annual JPL Airborne Earth Science Workshop, 1. JPL Publication, Washington, D. C,p: 23–26.
27
 
Clark, R.N., Swayze, G.A., Gallagher, A.J. King, T.V.V., Calvin, W.M., 1993. The U. S. Geological Survey, Digital Spectral Library, 1, 0.2 to 3.0 microns, U.S. Geological Survey Open File Report, Vol:1340, p:93–592.
Collwell, R.N. (ed.), 1983. Manual of Remote Sensing, 2nd edition. American Society of Photogrammetry and Remote Sensing (ASPRS), 344-363, and 1196.
Crosta, A.P., Sabine, C. and Taranik, J.V., 1998. Hydrothermal alteration mapping at Bodie, California, using AVIRIS hyperspectral data. Remote Sensing of Environment, Vol:65, p: 309–319.
Crowley, J.K., Brickey, D.W., Rowan, L.C., 1989. Airborne imaging spectrometer data of the Ruby Mountains, Montana: mineral discrimination using relative absorption band-depth images. Remote Sensing of Environment, Vol:29, p:121–134.
CSES (Center for the Study of Earth from Space), 1992. SIPS User’s Guide - The Spectral Image Processing System, 1.1, University of Colorado, Boulder, 74p.
Green, R.O., Chrien, T.G., Pavri, B., 2003. On-orbit determination of the radiometric and spectral calibration of Hyperion using ground, atmospheric and AVIRIS underflight measurements. TGARS Special Issue on EO-1.
Green, R.O., Pavri, B., Faust, J., Williams, O., 1999. AVIRIS radiometric laboratory calibration, inflight validation, and a focused sensitivity analysis in 1998. 8th JPL Airborne Earth Science Workshop, Jet Propulsion Laboratory Publication, p:99-17, 161–175.
Gupta, R., 1991. Remote Sensing Geology. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.
Kruse, F. A., and Lefkoff, A. B., 1993. Knowledge-based geologic mapping with imaging spectrometers:  Remote Sensing Reviews, Special Issue on NASA Innovative Research Program (IRP) results, Vol: 8, p: 3 - 28.
Kruse, F.A., Raines, G.I., Watson, K. 1985. Analytical techniques for extracting geologic information from multichannel airborne spectroradiometer and airborne imaging spectrometer data. Proceedings of the 4th thematic conference on remote sensing for exploration geology. Ann Arbor, MI.
Kruse, F.A., 1988, Use of Airborne Imaging Spectrometer data to map minerals associated with hydrothermally altered rocks in the northern Grapevine Mountains, Nevada and California. Remote Sensing of Environment, Vol: 24, p: 31–51.
Kruse, F.A., Lefkoff, A.B., Boardman, J.B., Heidebrecht, K.B., Shapiro, A.T., Barloon, P.J., Goetz, A.F.H., 1993a. The Spectral Image Processing System (SIPS) – interactive visualization and analysis of imaging spectrometer data. Remote Sensing of Environment,Vol: 44, p: 144–163.
Kruse, F.A., Lefkoff, A.B., Dietz, J.B., 1993b. Expert system-based mineral mapping in northern Death Valley, California/ Nevada using the Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS). Remote Sensing of Environment, Vol: 44,p: 309–336.
Kruse, F.A., Boardman, J.W., Huntington, J.F., 1999. Fifteen Years of Hyperspectral Data, northern Grapevine Mountains, Nevada. 8th JPL Airborne Earth Science Workshop, Jet Propulsion Laboratory Publication, JPL Publication, p: 99-17, 247–258.
Kruse, F.A., Boardman, J.W., Huntington, J.F., 2001. Progress Report: Geologic Validation of EO-1 Hyperion. 10th JPL Airborne Earth Science Workshop, Jet Propulsion Laboratory Publication, Vol: 02-1, p: 253–265.
Kruse, F.A., Boardman, J.W., Huntington, J.F., 2002. Comparison of EO-1 Hyperion and Airborne Hyperspectral Remote Sensing Data for Geologic Applications. SPIE Aerospace Conference, 9-16 March 2002, Big Sky, Montana, published on CD-ROM, IEEE Catalog Number 02TH8593C, Paper #6.0102, 12 p.
Kruse, F.A., Boardman, J.W., Huntington, J.F., Mason, P., Quigley, M.A., 2003. Evaluation and Validation of EO-1 Hyperion for Geologic Mapping. Special Issue, TGARSS, IEEE.
Loughlin, W., 1991. Principal component analysis for alteration mapping. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Vol:57, p: 1163–1169.
Malekzadeh Shafaroudi, A., Karimpour, M.H., Golmohammadi, A. 2013. Zircon U–Pb geochronology and petrology of intrusive rocks in the C-North and Baghak districts, Sangan iron mine, NE Iran. Journal of Asian Earth Sciences, Vol: 64 , p:256–271.
Mars, J.C., Rowan, L.C., 2006. Regional mapping of phyllic- and argillic-altered rocks in the Zagros magmatic arc, Iran, using advanced Spaceborne thermal emission and reflection radiometer (ASTER) data and logical operator algorithms. Geosphere, Vol: 2 (3), p: 161–186.
Mazaheri, S.A. 1995. Petrological Studies of Skarns from Marulan South, New South Wales, Australia and Sangan, Khorasan, Iran. Ph.D. thesis, University of Wollongong, New South Wales, Australia.
Moore, F., Rastmanesh, F., Asady, H., Modabberi, S., 2008. Mapping mineralogical alteration using principal component analysis and matched filter processing in Takab area, north–west Iran, from ASTER data. Int. J. Remote Sens. 29 (10), p:2851–2867.
Ninomiya, Y., 2003. Rock type mapping with indices defined for multispectral thermal infrared ASTER data: case studies. PSPIE, Vol:4886, p:  123-132.
  Ranjbar, H., Honarmand, M., and Moezifar, Z., 2004. Application of the Crosta technique for porphyry copper alteration mapping, using ETM+ data in the southern part of the Iranian Volcanic Sedimentary Belt. Asian Journal of Earth sciences, Vol:24 , p: 237-243.
Rowan, L.C., Goetz, A.F.H., Ashiely, R.P., 1977. Discrimination of hydrothermally altered and unaltered rocks in the visible and near infrared multispectral images. Geophysics, Vol:42, p: 522–535.
Rowan, L.C., Mars, J.C., 2003.Lithologic mapping in the Mountain Pass, California area using Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) data. Remote Sens. Environ. Vol:84, p:350–366.
28
 
Rowan, L.C., Mars, J.C., Simpson, C.J., 2005. Lithologic mapping of the Mordor, NT, Australia ultramafic complex by using the Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER). Remote Sensing of Environment, Vol: 99, p: 105–116.
Rowan, L.C., Robert, G.S., John, C., 2006.Distribution of hydrothermally altered rocks in the Reko Diq, Pakistan mineralized area based on spectral analysis of ASTER data. Remote Sens. Environ. Vol:104, p: 74–87.
Tangestani, M.H. and Moore, F., 2000. Iron oxide and hydroxyl enhancement using the Crosta method: a case study from the Zagros Belt, Fars Province, Iran. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Vol: 2, p: 140–146.
Tangestani, M.H. and Moore, F., 2001. Comparison of three principal component analysis techniques to porphyry copper alteration mapping: a case study, Meiduk area, Kerman, Iran. Canadian Journal of Remote Sensing, Vol: 27, p: 176–182.
Tangestani, M.H. and Moore, F., 2002. Porphyry copper alteration mapping at the Meiduk area, Iran. International Journal of Remote Sensing, Vol: 23, p: 4815–4825.
Tangestani, M.H., Mazhari, N., Ager, B., Moore, F., 2008. Evaluating advance spaceborne thermal emission and reflection radiometer (ASTER) data for alteration zone enhancement in a semi-arid area, northern shahr-e- Babak, SE Iran. Int. J. Remote Sens. Vol: 29 (10), p:2833–2850,.
Vincent, R.K., 1997. Fundamentals of Geological and Environmental Remote Sensing. Prentice-Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 366 p.
Yamaguchi, S., Kamiya, Y., and Sun, T.-p., 2001. Distinct cellspecific expression patterns of early and late gibberellin biosynthetic genes during Arabidopsis seed germination. Plant J. Vol: 28, p: 443–453.

Files

Share

How to cite

Statistics