REMOTE SENSING AND GIS INVESTIGATIONS FOR GEORESOURCES MAPPING, SOUTHERN HAMISANA AREA, RED SEA STATE, NE SUDAN

Abstract

Abstract The study area is situated in northwestern flanks of the Red Sea Hills, in the south of Hamisana area, northeastern of Sudan, which is characterized by desert climate. Ample of digital image processing of Landsat 8 data and spectral analysis of semi-hyperspectral data (ASTER L1T) were conducted with the aim of geological mapping and mineral prospecting using remote sensing and GIS investigations, authenticated by field work. Geologically, the study area is dominated by metavolcanosedimentary sequence and mafic-ultramafic ophiolitic rock metamorphosed in greenschist facies. The layered sequences are intruded by the syn- to late-orogenic and post-organic igneous intrusions.The mafic-ultramafic having features characteristic of ophiolite sequences occur mostly in northeast of the study area and trend to the north as possible continuation of the Sol Hamid-Onieb ophiolitic mélange. They include serpentinites, listevinite, pyroxenite and gabbro. The most prevailing and discernable regional structure in the area under consideration is the Hamisana Shear Zone (HSZ) which extend in N-S direction and, by which most of the rock units are affected. The integration of remote sensing and GIS techniques facilitated the production of a geological map at the scale of 1:70 000. Digital image processing was conducted to enhance the visual interpretation of the Landsat 8 data. Band ratioing transformation revealed the presence of alteration halos related to mineralization in the area. The mineral indices revealed the wide distribution of indicator minerals in the study area, nevertheless, On the other hand, the results of SAM classification of ASTER data portrayed the highly probable alteration halos related mineralization in the area. The outcome of this study revealed that the results of mineral prospecting obtained from spectral analysis of ASTER data are more superior than those obtained from Landsat data, as the former is characterized by a higher spectral resolution and, accordingly, good capability in distinguishing the spectral signatures of the indicator minerals and in the delineation the alteration zones. Based on remote sensing and GIS investigation, gold had been detected in different forms such as gossanic bodies, auriferous quartz veins and stringers, rocks alteration zones and as residual deposits, where the gossanic bodies and auriferous quartz veins represent the most potential gold-bearing lithology in the study area. The gossans are found in different locations in this study area hosted in different rock type such as meta-dacite, andesite to rhyolite, mainly trending N-S and dipping to the east.

المستخلص تقع منطقة الدراسة شمال شرق السودان، فى الجناح الشمالى الغربى من جبال البحر الاحمر، منطقة جنوب الهمسانا، و هى تتصف بمناخ صحراوى، اجريت العديد من المعالجات الرقمية للقمر الصناعى (Landsat-8)، كما اجريت عمليات اتحليل الطيفى للبيانات شبه فائقة الطيفية للقمر الصناعى (ASTER-L1T) وذلك بهدف التخريط الجيولوجى و البحث عن المعادن باستخدام و دمج ابحاث الاستشعار عن بعد و نظم المعلومات الجغرافية مع العمل الحقلى جيولوجيا المنطقة مغطاة بالتتابعات البركانية الرسوبية المتحولة و الصخور فوق القاعدية متحولة فى درجة الشيست الاخضر، هذه التتابعات المتطبقة مغزوة بمتدخلات متلازمة و متأخرة التكتونية و الجرانيت الحديث، الصخور فوق القاعدية تتميز بتتابعات الافيولايت و قد وجدت فى الجزء الشمالى الشرقى من منطقة الدراسة بامتداد نحو الشمال و هى امتداد خليط صول حامد اونيب الافيوليتى، هذه التتابعات تضم كل من السيربينتينايت و الاستفينايت و البايروكسينايت و القابرو، اكثر التراكيب الجيولوجية الاقليمية و المميزة فى المنطقة هو نطاق قص همسانا و الذى يمتد شمال جنوب و معظم الوحدات الصخرية متاثرة به. فى هذه الدراسة تم دمج تقنيات الاستشعار عن بعد و نظم المعلومات الجغرافية، حيث اجريت المعالجات الرقمية لصور القمر الصناعى (Landsat-8) بغرض زيادة القدرة البصرية على التفريق بين الوحدات السحنات الصخرية المختلفة مما سهل من انتاج خرائط نطاقات التغيير و الخرائط الجيولوجية بمقياس 1:70000كما تطبيق العديد من نسبة الحزم اللونية ساعدت فى الكشف عن هالات التغيير التى لها علاقة بالتمعدنات فى منطقة الدراسة، تطبيق المؤشرات المعدنية كشف عن توزيع المعادن المرشدة فى المنطقة. من جهة اخرى اعطت نتائج تصنيف خرائط الطيف الزاوى تفاصيل فى تحديد هالات التغيير التى لها علاقة بالتمعدنات، حيث كشفت نتائج تحقيقات الدراسة بواسطة التحليل الطيفى لبيانات ASTER افضل من تلك التى تم الحصول عليها من بيانات القمر Landsat-8 وذلك لما لديه الايضاحية الطيفية العالية والقدرة الجيدة فى تمييز بصمات طيفية للمعادن المرشدة لھالات التغييرالمتعلقة بمناطق التمعدنات. من خلال على الاستشعار عن بعد و نظم المعلومات الجغرافية وجد ان معدن الذهب فى منطقة الدراسة يتواجد فى اشكال تواجد مختلفة مثل تواجده مع خامات الكبريتيدات (القوسان) و عروق الكوارتز و نطاقات التغير فى الصخور بالاضافة الى تواجده بشكل حر فى الرواسب المعدنية المتخلفة و رسوبيات المراقد، اجسام القوسان و عروق الكوارتز هما من اهم الخامات لمعدن الذهب فى منطقة الدراسة، هالات تغير الصخور مغزوة بعريقات الكوارتز الصغيرة والتى تحتوى على تراكيز عالية لمعدن الذهب، خام القوسان وجد فى منطقة الدراسة فى ثلاثة مواقع مختلفة حيث يتواجد مع الصخور المضيفة له مثل الداسايت و الرايوداسايت و الانديسايت،فى معظم المواقع يمتد خام القوسان شمال-جنوب و ميلان نحو الشرق