كلية النفط والمعادن
Permanent URI for this communityhttps://repository.neelain.edu.sd/handle/123456789/4933
Browse
2 results
Search Results
Item REMOTE SENSING AND GIS INVESTIGATIONS FOR GEOLOGICAL MAPPING AND MINERAL PROSPECTING, HAIYA- TOHAMIYAM AREA, RED SEA HILLS, NE SUDAN(ALNEELAIN UNIVERSITY, 2011) Adam Alsaid Blila MohammedABSTRACT Remote Sensing and GIS investigations were carried out in the area around Haiya- Tohamiyam town in the Red Sea Hills, NE Sudan. The study aimed to update the geological map at scale of 50K and mineral prospecting for the alteration zones-related to mineralizations. The optical multispectral Landsat 8 OLI fused with Sentinel 2 data, beside the VNIR_SWIR ASTER semi hyperspectral and SRTM elevation data are the main utilized remotely sensed data. The study area is a part of Haiya terrane (HT) of the late Proterozoic Arabian- Nubian Shield (ANS). The Haiya terrane consists predominantly of arc- back arc low-grade metavolcanosedimentary sequences decorated with dismembered ophiolitic rocks and intruded by granitoids intrusions of different age. The image transformations of the fused Landsat 8 OLI data are the main digital image processing operations. The Decorrelation Stretching of triple sets (bands 7, 5 and 2 in R, G & B) and (bands 6, 5 and 4 in R, G & B) are superior than the normal Linear Stretching (LS) and Saturation Stretching (SS) results of the same triple sets in the visual interpretation in geological context. In addition, the Principal Component Transformation Analysis (PCA) gave good results in the triple sets FCC images (PC1, PC2 & PC3 in R, G & B) and (PC1, PC2 & PC4 in R, G & B). DIP’s resultant images yielded an overall good lithological discrimination for various units and structural manifestations. The SRTM - DEM elevation data provides geomorphological and hydrological information. The updated geological map (50K scale map) revealed that the study area consists of highly-deformed crystalline basement of low- grade metavolcanosedimentary sequences, predominantly basic, acidic –intermediate metavolcanics, banded amphibolites, interbedded carbonates and other metasediments, which intruded by syn- to late-orogenic granites and cut by post-orogenic granites. The Recent and Quaternary Superficial aeolian and alluvial deposits cover partially the underlain basement rocks as sand dunes and Wadi deposits. The band ratios FCC images of Sabins’ (6/7, 4/6 and 4/2 in R, G & B), and Abram’s (6/7-6/5-4/2 in R, G & B), delineate the alteration zones in the study area. The obtained results authenticated by the Feature Oriented Principal Components (FOPCT) results of the two sets for F- and H- images. The FCC image known as Crosta’s alteration zones image (F-image, {F + H image}, H-image in the R, G and B respectively). The image transformations revealed that the alteration zones are associated with the basic metavolcanics and exo-endo contacts of the post orogenic granites with other metavolcanics. The ASTER semi hyperspectral data have been treated with Mixture Tuned Matched Filtering (MTMF) classifier. The MTMF classifier matches the spectral signatures of the indicator minerals with similar spectra from the ASTER–USGS spectral library. MTMF classifier images portrayed at least many sites as highly probable alteration mineralization zones in the NE part of the study are, which conformable with results obtained from Landsat 8 OLI data. This study revealed that the results of mineral prospecting investigations obtained from ASTER data are more superior than those obtained from Landsat data, have good capability in distinguishing the spectral signatures of the indicator minerals and in the delineation the alteration halos related to mineralization zones. الخلاصة أجريت دراسات الإستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية في منطقة هيا - تهاميم بجبال البحر الأحمر في شمال شرق السودان. تهدف الدراسة الي تطوير الخارطة الجولوجية الي مقياس رسم 1: 50000 وإجراء التنقيب المعدني بدلالات هالات التحلل المصاحبة الي التمعدنات. إستخدمت في هذه الدراسة المرئيات المتعددة الأطياف للأقمار الإصطناعية لاندسات 8 ووسنتينل 2 بالإضافة الي بيانات أستر ومعلومات الإرتفاعات الرقمية SRTM DEM elevation data. تقع منطقة الدراسة في كتلة هيا من ضمن الدرع العربي النوبي وتتكون من صخور معقد الأساس التي تتكون من صخور قوسية وخلف قوسية للبركانيات والرسوبيات المتحولة في درجة التحول المنخفضة وتتزين بصخور الأفيولايت في مناطق الدروز والتي تتداخات فيها صخور الجرانيت المختلفة الأعمار. تمت معالجة الصور الرقمية للمرئيات المتعددة الأطياف لاندسات 8 المدمجة بمعطيات سنتينل 2، وكانت تقنية تحور الصور هي التقنيات المطبقة. وأظهرت تقنية المط الغير مرتبط Decorrelation Stretching بأنها أفضل في التفسير النظري للتطبيقات الجيولوجية وظهر ذلك جلياً في الصور الملونة الكاذبة من طقم الحزم 7، 5 و2 وطقم 6، 5 و4 من النتائج المماثلة لنفس الطقم بإستخدام تقنية المط الخطي Linear Stretching والمط التشبعي Saturation Stretching . كما أبان تحليل الركبات الأساسية بإعطاء نتائج جيدة وذلك من خلال الصور الملونة الكاذبة المكونة من الطقم (PC1, PC2 & PC3) والطقم (PC1, PC2 & PC4) . نتائج معالجات الصور الرقمية صور طيفية متباينة أتاحت التفريق الصخري وتحديد العتاصر التركيبية الرئيسية في منطقة الدراسة، دعمت النتائج بيانات الإرتفاعات الرقمية التي أعطت المزيد من المعلومات الجيومورفولوجية والهايدرولوجية. تم تطوير الخارطة الجيولوجية للمنطقة في مقياس رسم 1:50000 والتي أبانت أن منطقة الدراسة تتكون من صخورمعقد الأساس متعدد التشوهات وأغلبها هي صخور الرتبة المنخفضة من تسلسلات البركانيات المتحولة القاعدية وتلك الحمضية والمتوسطة والإمفيبولايت الخطي، مع تواجد طبقات الرسوبيات المتحولة وصخور الرخام. تتداخلت في هذه التسلسلات صخور المتوافقة للجرانيت المتلازم والمتأخر النشأة وبعدها تتداخلت صخور الغير متوفقة للجرانيت الحديث. تغطي هذه الصخور برسوبيات الرباعية والحديثة من الكثبان الرملية ورسوبيات الوديان. استخدمت طرق تحور الصور لتحديد نطاقات وهالات التحلل المصاحبة للتمعدنات، وتم إستخدان تقنية قسمة الحزم الطيفية لإنشاء صور ملونة كاذبة ، وأظهرت الصور الملونة الكاذبة المسماة بأسم سابين (Sabins ) المتكونة من قسمة الحزم الطيفية ’ (6/7, 4/6 and 4/2 in R, G & B), and Abram’s وتلك المعروفة بأسم إبرام ( Abram) و المتكونة من قسمة الحزم الطيفية (6/7-6/5-4/2 in R, G & B)بأنها جيدة في تحديد وترسيم هالات التحلل الطيفي المصاحب لنطاقات تحلل التمعدنات. دعمت هذه النتائج بإستخدام تقنية تحلل المكونات الأساسية الإنتقائية الموجهة Feature Oriented Principal Components (FOPCT) والتي تعطي صور تعرف بصور أكاسيد الحديد وأخري صور المعادن الطينية ( F- and H- images ) والتي تدمج لنعطي ما يسمي صورة كروستا الملونة الكاذبة ( Crosta’s alteration zones image) لتحديد هالات التحلل المصاحب للتمعدنات والتي تتكون من الحزم (F-image, {F + H image}, H-image in the R, G and B). أظهرت هذه التقنيات بأن هالات التحلل مصاحبة للصخور البركانية القاعدية المتحولة والنطاقات الداخلية-الخارجية للمتداخلات الجرانيتيى الحديثة. أستخدمت طريقة التصنيف (MTMF) لبيانات القمر الإصطناعي أستر ASTER في الجزء الشمالي الشرقي من منطقة الدراسة. وتم تطابق المنحيات الطيفية طريقة التصنيف (MTMF) لمعطيات القمر أستر بالبصمات الطيفية للمعادن المؤشرة في المكتبة الطيفية لهيئة الأبحاث الجيولوجية الأمريكية. أظهر مصنف MTMF مناطق تمعدن محتملة وقد كانت متوافقة مع النتائج المستجلبة من نتائج تحليل الصور للقمر الإصطناعي لاندسات 8. أظهرت هذه الدراسة أن نتائج تحقيقات التنقيب عن المعادن التي تم الحصول عليها من بيانات ASTER أعلى من تلك التي تم الحصول عليها من بيانات Landsat ، حيث تتميز الأولى بدقة طيفية أعلى ومن ثم فهي تتمتع بقدرة جيدة على التمييز بين البصمات الطيفية لمعادن المؤشر. وفي الترسيم هالات التغيير المتعلقة بمناطق التمعدن.Item Integration of Geoinformation Data for Geological Mapping and Mineral Prospecting Around Umm Merafib Area, SE Nuba Mountains, Sudan(Al-Neelain University, 2020) Safa Makawy Abd Al Rahman AhmedABSTRACT This study was carried-out in thearound Umm Merafib village, which is located adjacent toAbu Gubeiha town in the southeastern sector of Nuba Mountains. Administratively, the area is a part of the Sudan’s South Kordofan State. Geographically, it is bounded by longitudes 30° 56` - 31° 12` E, and latitudes 11° 20` - 11° 08` N. The dissertation aimed to create a50K scale- geological map and mineral prospecting by integrating multi-Satellite data with a few previous data in various remote sensing and Geographic Information System (GIS) investigations. Geological mapping executed by utilizing digital image processing techniques on an integrated multispectral Landsat 8 OLI and PlanetScope data. The pre-processing operations on the multispectral data initiated by atmospheric correction using FLAASH algorithms, vegetation suppression and fusion with PlanetScope semi- high-spatial resolution (3-m) data by Gram Schmidt algorithm. Various Digital Image Processing (DIP) algorithms were applied on the fused multispectral data of Landsat 8 OLI/PlanetScope data (L8 OLI/PS). The spectral enhancement of various color composite images helps the visual interpretation in geological context. The transformed decorrelation stretching imagesof fused L8 OLI/PS bands set 7, 5 and 2 and set 6, 5 and 4 as R, G & B, in addition to FCC PCA set of PC1, PC2 & PC3 and PC2, PC3& PC4 as R, G & B gave superior results and good lithological discrimination. The DEM imageportrayed the geomorphological and hydrological information. The obtained result reveled that Umm Merafib area consists of crystalline basement complex rocks. The dominant lithological unitsare the low-grade basic metavolcanic subordinated with low grade metasediments of quartzites, graphitic schist and marbles, these units intruded by syn- to late-orogenic granites and overlain by thick superficial deposits. Thecomplex deformational history in the area deciphers from the folding and refolding structures resultedtight and isoclinal chevron folds, which affected later by a regional shearing. Mineral prospecting directed by DIPon multispectral Landsat 8 OLI/PlanetScope and the spectral analysis algorithms applied on the semi- hyperspectral ASTER (AVNIR- SWIR) data. The results of image transformation operations on L8 OLI/PS portrayed the alteration zones- related to mineralization in the area. The alteration zones characterized by distinguishable spectral signatures of iron oxides, hydroxyl- bearing minerals, carbonates and quartz feldspars minerals. The first transformation is the band ratioing transformed FCC of Sabins’ image (bands 6/7, bands 4/2 and bands 4/6 in the R G B, respectively). While the second is the Feature Oriented Principal Selection (FPCS) transformation yield Crosta’s FCC image. Both operations successfully depict the alteration zones, whereas the supervised classification on both images used to delineate alteration zones. The produced zones have been spatially analyzed in the GIS framework, where intersected zones from both images obtained the high probabilities. The Spectral Angle Mapper (SAM) classifier was applied on the ASTER (AVNIR- SWIR)data to map the alteration minerals by their distinguishable spectral signatures. Spectacular zonation of alteration minerals has been produced by SAM classifier, which are zoned around regional chevron folds pattern. The obtained alteration zones both from Landsat 8 and ASTER data have been found to be agree with the assay results obtained from the available soil samples. The SAM classifier on ASTER image was found to be vital to map the alteration minerals and their zones as well as to define the structural pattern burred under the thick clayey soil cover. الخلاصة تمتالدراسهفي منطقةأم مرافعيب الواقعه بالقرب من قرية أبو جبيهة فىجنوب شرق جبال النوبةفي جنوب وسط السودان. إدارياً تتبع هذه المنطقة الي ولايةجنوب كردفان ، أما من الناحية الجغرافية تنحصرالمنطقةبينخطيطول30° 56` - 31° 12` شرقاًوخطي عرض11° 20` - 11° 08` N شمالاً.تهدف هذه الدراسة الي إنتاجخارطةجيولوجيةبمقياسرسم 1:50 000 (50K)بالإضافة اليالإستكشافالمعدنيبإستخدام تكاملي للعديد من بيانات الأقمار الصناعية عبرتطبيقات الاستشعارعن بعدونظامالمعلوماتالجغرافيةوقليل من البيانات السابقة. إعتمد التخريط الجيولوجي علي إستخدام تقنيات معالجة الصور الرقمية علي البيانات الرقمية للقمر الصناعي لاندسات 8 المدموجة بالقمر الصناعي بلانت سكوب. طبقتتقنياتوعمليات ما قبل معالجةالصورالرقميةالمختلفةعلىالبيانات المتعددةالأطيافبدأًبالمعالجة الراديومترية وتقليل تأثير الغلاف الجوي بأستخدام تطبيق فلاش(FLAASH) ثم تحييد تأثير الغطاء النباتي ومن ثم تم دمج معطيات القمر الصناعي لاندسات 8 مع معطيات القمر بلانت سكوب ذوي الإيضاحية الحيزية 30 مترو 3 متر علي التوالي وذلك عن طريق إستخدام خورازمية جرام شميدت. ساعدت عمليات التحسين الطيفي لمنتوج الصورالملونة المختلفة في التفسير الجيولوجي النظري ممثلة فل التعرف علي السحنات الصخرية والظواهر التركيبية. ووجد أن عملياتتحويلالصورمنخلالتقنيات المد اللاترابطي (Decorrelation Stretching) لصورلاندسات المدمجة مع بلانت للحزم الطيفيةمن صورطقم (7، 5،و2) و(6،5و4) وأيضاً الصور الكاذبة للموجھاتالاساسيةالموجه (PCA) الناتجة من الحزم السبع ممثلة في صورطقم (PC1, PC2 & PC3)وصور طقم(PC2, PC3 & PC4)ھيالتقنياتذات الأفضلية في التخريطالجيولوجي، حيث ميزتالانواعالمختلفةللصخورافضلمنغيرھامنالصور.كذلك إستخدمت بياناتالاقمار الصناعيهللارتفاعاتلايجادالارتفاعاتفىالمنطقة وإعطاء البعد الجيوموروفولوجي ومن ثمإستخراج العناصرالهايدروجيولوجية للمنطقة. أظهرت الدراسة أن منطقة أم مرافعيب تتكون من صخور لمعقد الأساس. تتكون من صخور في الرتب الدنيا أغلبها الصخورالبركانية القاعدية المتحولة وتليها صخور الرسوبية المتحولة ممثلة في صخور الكوارتزايت، الشيست الجرافيتي والرخام. وتداخلت في هذه الصخور متداخلات جرانتية متلازمة ومتأخرة النشاءة. وتغطي هذه الصخور القديمة برسوبيات سطحية حديثة أغلبها غرينية نهرية وهوائية . تاريخ التشوهات المعقد في المنطقة يظهر جلياً في عمليات الطي وأعادة الطي في الصخور مشكلة الطيات الضيقة في شكل شيفرون والتي تأثرت لاحقا بنطاق قصإقليمي.. كذلك تمتمعالجة الصور الرقميةمعبياناتالقمرالصناعى لاندسات لتحديد مناطق التمعدنات وذلك عن طريق كشف المؤشراتفيمناطق التحللات والتغييرات فىالمنطقةالمرتبطةبالتمعدنات من خلال أكاسيد الحديد والمعادن الطينية والمعادن الكربونية والفلسبار. إجريت تقنيات تحويل الصورعن طريق قسمة (نسب(الحزموالظواھرالاساسيةالموجة (FPCS)لإنتاجصورتان ذاتتلوينكاذب هما صورتي سابينزوكروستا،علىالتوالي. تم إستخدامھذهالصورللكشفعنوجودالمعادنالمتعلقةبالتمعدنفي المنطقة. وأعقب ذلكتنفيذتصنيفمراقبعلىالصورتينلتعيينالمكوناتالصخرية المختلفة ومناطق التحللات التغييرات.أعقب ذلكالتحليلالحيزي لنتائج التصنيف المرقب للصورتين وذلك لتحديدالمواقع الأكثراحتمالالتواجد الھالاتالمتعلقةبالتمعدنات في المنطقة. إجري المصنف الطيفي سام ( مصنف زويا الطيف) ((SAM لمطابقةالبصمات الطيفيةللمؤشراتللمعادنمعأطيافمماثلمنللمكتبةالطيفية المرجعيةلأستر،أعطي مصنف يام نتائج جيدة في رسم معادن مناطق التمعدنات والتي ظهرات في نطاقية ممائلة لشكل طية شيفرون الموجودة في المنطقة. وجد أن النطاقية لهالات التمعدنات و نطافية معادن التحلل والمتحصل عليه بواسطة صور القمر لاندسات واستر أنها متوافقة حيزياً مع نتائج التحاليل الكيميائية المأخوذة من عينات التربة. كشفتنتائجهذهالدراسةبواسطةالتنقيبعنھالاتالمعادنالمتحصلعليھامنالتحليلالطيفي لبياناتالقمرالصناعيأسترھىأفضلمنتلكالتيتمالحصولعليھامنبياناتالقمرالصناعيلاندساتكمالديه القدرةالجيدةفىتمييزبصماتطيفيةللمعادنالمؤشرهلھالاتالتغييرالمحتملةالمتعلقةبمناطقالتمعدنات.