Satellite Mineral Mapping for Recognition of Sodic and Calcic Type Bentonite Deposits in Eastern Iran


Geology department, Ferdowsi University of Mashhad


    The Tertiary volcanic activities assemblage of eastern Iran is hosted for several bentonite deposits. Different industrial applications of bentonite are related to concenterations of CaO and Na2O in montmorillonite. In this reaeasrch, Aster image processing using Spectral Angle Mapper (SAM) method is used for recognization of sodic and calcic bentonite in known areas. Deh Mohammad, Chah Cam, and Chah Keshmir bentonite mines in South Khorasan province are sodium rich and Khoshab bentonite in Khorasan Razavi province is calcium rich. Satellite image processing indicate that montmorillonite 5 and 8 spectrals in US Geological Survey (USGS) Spectral Library at ENVI software are suitable for recognization of sodic and calcic bentonite, respectively. Therefore, using this method can be enhanced sodic and calcic bentonite in eastern Iran and is planned for detailed fieldworks.


حجازی. م.، قربانی. م.، 1373، زمین­شناسی ایران (کانسارهای بنتونیت و زئولیت)، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 108 صفحه.
روشن روان. ج.، 1385، نقشه زمین­شناسی 1:100000 موسویه، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
سازمان صنعت، معدن و تجارت استان خراسان رضوی، 1381، آمار معادن استان خراسان.
طاهری. ج.، شمعانیان. ق.، 1380، نقشه زمین­شناسی 1:100000 کاشمر، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
کریمی باوندی. ع.، حاجی حسینی. الف.، 1381، نقشه زمین­شناسی 1:100000 طبس، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
کریم­پور. م.ح.، 1378، کانی­شناسی  72 نمونه بنتونیت از معادن ده محمد، شیرگشت، چاه کم (1) و چاه کم(2)،  گزارش طرح تحقیقاتی و مطالعاتی اداره کل معادن و فلزات استان خراسان، 102 صفحه.
کریم­پور. م.ح.، 1381، کانی‌ها و سنگ‌های صنعتی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، 396 صفحه.
کریم­پور. م.ح.، راشد. ع.الف.، ارتضا. ح.، 1382، ترکیب شیمیایی، کانی­شناسی و کاربرد بنتونیت­های ده محمد، چاه کم-1، چاه کم-2 و شیرگشت (خراسان و یزد)، مجله بلورشناسی و کانی­شناسی ایران، شماره 1 (11)، ص 15-27.
کریم­پور. م.ح.، ملکزاده شفارودی. الف.، فارمر. ل.، استرن. چ.، 1391، پتروژنز گرانیتوئیدها، سن سنجی زیرکن به روشU-Pb ، ژئوشیمی ایزوتوپ­های  Sr- Nd و رخداد مهم کانی­سازی ترشیاری در بلوک لوت، شرق ایران، مجله زمین­شناسی اقتصادی، شماره 1 (4)، ص 1-27.
نجفیان. ط.، فتحیان پور. ن.، رنجبر. ح.ا.، بخش­پور. ر.، 1391، شناسایی پدیده­های طیفی ناشناخته از داده­های تلفیقی تصاویر ماهواره­ای ALI+ASTER و ابرطیفی Hyperion برمبنای روش ضریب همبستگی: مطالعه موردی محدوده معدنی مس سرچشمه، مجله زمین­شناسی کاربردی پیشرفته، شماره 5، ص 59-68.
نخعی. م.، 1381، ژئوشیمی و کانی­شناسی بنتونیت­های خراسان و مطالعه مصرف آنها در صنعت ریخته گری (در مناطق فردوس، بیرجند، قائنات و طبس)، پایان نامه کارشناسی ارشد زمین­شناسی اقتصادی دانشگاه فردوسی مشهد، 145 صفحه.
نماینده. ع.ر.، مدبری. س.، رنجبران. م.، 1391، بررسی کانی­شناسی و زمین­شیمی معدن بنتونیت چاه گلستان سرایان، خراسان جنوبی، مجله زمین­شناسی کاربردی پیشرفته، شماره 5، ص 69-79.
Abdi. M., Karimpour. M.H., 2013, Application of Spectral Angle Mapper classification to discriminate hydrothermal alteration in SW Birjand, Iran, using ASTER image processing, Acta Geologica Sinica, Vol. 86, No. 5, p. 1289-1296.
Abichou. T., Benson. C., Edile. t., 2000, Foundry green sands as hydraulic barriers, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 126, p. 1174-1183.
Brown. et al., 2013, World Mineral Production 2007-11, British Geological Survey, Nottingham, England.
Clark. R.N., Swayze. G.A., Gallagher. A., King. T.V.V., Calvin. W.N., 1993, The U.S. Geological Survey, Digital Spectral Library, Version 1:0.2 to 3 μm, United States Geological Survey, Open File Report 93-592. 1326 pp.
Fujisada. H., Iwasaki. A., Hara. S., 2001, ASTER stereo system performance. Proceedings of SPIE, the International Society for Optical Engineering, 4540, Toulouse, p. 39-49.
Gupta. R.P., 1991, Remote sensing geology, Springer- Verlag, Heidelberg.
Guyonnet. D., Gaucher. E., Gaboriau. H., Pons. C., Clinard. C., Norotte. V., Didier. G., 2005, Geosynthetic Clay Liner Interaction with Leachate, Correlation between Permeability, Microstructure, and Surface Chemistry, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 131, No. 6, p. 740-751.
Karnland. O., Olsson. S. Nilsson. U., 2006, Mineralogy and sealing properties of various bentonites and smectite-rich clay materials, SKB Technical Report TR-06-30, Stockholm, Sweden.
Komadel. J., Buidak. J., Madejova. V., Elsass. F., 1996, Effects of non-swelling layers on the dissolution of reduced-charged montmrillonite in hydrochloric acid, Clay Minerals, Vol. 31, p. 333-345.
Kruse. F.A., Lefkoff. A.B., Boardman. J.B., Heidebreicht. H.K.B., Shapiro. A.T., Barloon. P.J., Goetz. A.F.H., 1993, The Spectral Image Processing System (SIPS)-interactive visualization and analysis of imaging spectrometer data, Remote Sensing of Environment, Vol. 44, p. 145-163.
Malekzadeh Shafaroudi. A., Karimpour. M.H., 2013, Hydrothermal alteration mapping in northern Khur, Iran, using ASTER image processing: a new insight to the type of copper mineralization in the area, Acta Geologica Sinica, Vol. 87, No. 3, p. 830–842.
Murry. M., Haydn. H., 2000, Tradition and new applications for kaolin, smectite, and palygorskite, Applied Clay Science, Vol. 17, p. 207-221.
Noble. A.D., Ruaysoongnern. S., Penning de Vries. F.W.T., Hartmann. C., Webb. M.J., 2004, Enhancing the agronomic productivity of degraded soils in North-east Thailand through clay-based interventions. In Seng. V., Craswell. E., Fukai. S., Fischer. K., eds., Water and Agriculture, Proceedings No. 116, ACIAR, Canberra, pp. 147–160.
Noble. A.D., Gillman. G.P., Nath. S., Srivastava. R.J., 2001, Changes in the surface charge characteristics of degraded soils in the wet tropics through the addition of beneficiated bentonite, Australian Journal of Soil Research. Vol. 39, No. 5, p. 991-998.
Ninomiya. Y., 2004, Lithologic mapping with multispectral ASTER TIR and SWIR data, Proceedings of SPIE, the International Society for Optical Engineering, 5234, p. 180-190.
Pusch. R., Madsen. F., 1995, Aspects on the illitization of the kinnekulle bentonite, Clay and  Clay Minerals, Vol. 43, p. 261-270.
Rhodes. C.N., Brown. D.R., 1993, Surface properties and porosities of silica and acid-treated montmorillonite catalyst support: influence on activities of supported ZnCl2 catalysts, Journal of Chemical Society, Faraday Transaction, Vol. 89, p. 1387-1391.
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. 105-126.
Rowan. L.C., Schmidt. R.G., Mars. J.C., 2006, Distribution of hydrothermally altered rocks in the Reko Diq, Pakistan mineralized area based on spectral analysis of ASTER data, Remote Sensing of Environment, Vol. 104, p. 74-87.
Ruttner. A., Nabavi. M.H., Hajian. J., Alavi Naini. M., 1994, Eshghabad Geological Quadrangle Map 1:100000, No. 7458, Geological Survey of Iran, Tehran.
Sabins. F.F., 1999, Remote sensing for mineral exploration, Ore Geology Reviews, Vol. 14, p. 157-183.
Suzuki. S., Noble. A., Ruaysoongnern. S., Chinabut. N., 2007, Improvement in Water-Holding Capacity and Structural Stability of a Sandy Soil in Northeast Thailand, Arid Land Research and Management, Vol. 21, p. 37-50.
Takagi. T., Koh. S.M., Song. M.S., Itoh. M., Mog. K., 2005, Geology and properties of the Kawasaki and Dobuyama bentonite deposits of Zao region in northeastern Japan, Clay Minerals, Vol. 40, p. 333-350.
Tommaso. I.D., Rubinstein. N., 2007, Hydrothermal alteration mapping using ASTER data in the Infiernillo porphyry deposit, Argentina, Ore Geology Reviews, Vol. 32, p.  275- 290.