PROSPEG - Projecto de prospecção, análise distanciada e detecção remota de pegmatitos

Abstract

No âmbito das actividades de I&DT da empresa Sinergeo, Lda., o projecto PROSPEG (nº 11480), dedicado à investigação em prospecção e pesquisa e pegmatitos graníticos, co-financiado pelo “ON.2 – O Novo Norte e QREN através do fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER), resultou de uma co-promocão com a Universidade do Minho. É objectivo geral do projecto o desenvolvimento de programas de prospeccão e pesquisa de pegmatitos no território português, utilizando como via fundamental para a primeira aproximação a áreas de pesquisa, metodologias de análise distanciada e deteccão remota. Justifica-se a investigação neste domínio pelas dificuldades de implementação de outros métodos geofísicos e geoquímicos, dado o deficiente contraste entre pegmatito e encaixante. Por outro lado, a inscrição da análise distanciada e deteccão remota em programas de prospecção estratégica de pegmatitos, também se afigura vantajosa em termos da relação custo/beneficio e da extensão e densidade da cobertura que permite. Em estádio estratégico as acções de prospecção incidiram sobre um conjunto de áreas, reconhecida ou hipoteticamente férteis no que respeita a ocorrência de pegmatitos com interesse económico. Essas áreas podem ser encaradas como compartimentos da Província Pegmatítica Varisca do Norte e Centro de Portugal onde ocorrem pegmatitos com uma grande diversidade intrínseca, estrutural, morfométrica, mineralógica e económica, representando simultaneamente diferentes níveis estruturais de colocação e de exumação dos conjuntos e corpos pegmatíticos individuais. Os suportes escolhidos para a análise distanciada foram imagens multiespectrais dos sensores LANDSAT e SPOT e ainda imagens disponibilizadas pelo Google Earth Pro. Estas foram submetidas a tratamento, através de processamentos digitais que incluíram a ampliação de contraste, a combinação RGB de bandas espectrais, a análise em componentes principais e a classificação Maxver de imagens. A conjugação destas técnicas permitiu tornar mais evidentes padrões geométricos, cromáticos, texturais e espectrais da expressão superficial de pegmatitos e seus indicadores de prospecção. Combinando aqueles procedimentos de processamento com indicações relativas a faixas e maciços produtivos, provenientes da análise sobre a distribuição regional de corpos nas áreas consideradas e aproveitando critérios empíricos geológico-estruturais e geomorfológicos, foi possível seleccionar um conjunto de áreas mais restritas sobre as quais se desenvolveram trabalhos de investigação geológica. Estes compreenderam numa primeira fase cartografia geológica a escalas 1:5000, como via para a identificação de sectores com índices pegmatíticos em situação potencialmente económica, a investigar mediante sondagens. A partir destes levantamentos, alguns guias estruturais e litológicos condicionantes da presença de pegmatitos em contexto intra-granítico, também puderam ser discriminados. A direccão N30E, tardi-Varisca, parece condicionar de forma estrita a instalação dos corpos com maior volume no Norte e Centro de Portugal. Por outro lado também se nota que a distribuição dos pegmatitos revela um caracter coincidente com sectores de maior diversificação e heterogeneidade litológica, reconhecendo-se as seguintes fácies tendentes para pegmatitos: leucogranitos com grão fino com biotites nodulares, amarelecidos por lixiviação com influência supergénica; fácies com tendência leucocrata com diferenciações difusas pegmatíticas; fácies microporfiróides com evidências de fluxo; fácies miarolíticas pontuadas por bolhas pegmatíticas; leucogranitos portadores de cordierite e granada; biotititos estabelecidos na superfície de contacto entre fácies graníticas e granitos porfiróides enrubescidos por hematitizacão hidrotermal a supergénica. O programa de prospeccão pontual com sondagens levado a cabo foi em alguns casos bem-sucedido, tendo--se chegado a intersectar em profundidade uma bolsada pegmatítica com dimensão apreciável. Noutros casos foi possível delimitar em profundidade o desenvolvimento de corpos conhecidos, sujeitos a exploração no passado, e aí aumentar o quantitativo de reservas potenciais. Nos casos em que se recorreu a métodos destrutivos de furação, adoptou-se de forma inovadora, como forma de obter correspondentes colunas de sondagem, a filmagem de furos combinada com a análise mineralométrica de cuttings. Como subsídios do programa de sondagens também se refere a optimizacão de modelos geométricos e conceptuais de pegmatitos, os quais podem representar conjecturas paradigmáticas passíveis de extrapolação aos campos portugueses e desta forma apoiar subsequentes programas de prospecção pontual. Também a partir dos logs de sondagem, aqui encarados como colunas graníticas produtivas em pegmatitos, foi possível inferir sobre tendências de fraccionação, segregação e fluxo, capazes de fomentar o aparecimento de magmas leucograníticos transicionais e pegmatíticos, que podem posteriormente evoluir in situ ou ser mobilizados e libertados para corredores estruturais. As tendências parecem ser em alguns casos oscilatórias com ritmos bem definidos na organização das cúpulas, e do ponto de vista da detecção remota as fácies resultantes são à partida perceptíveis, na medida em que representam tipos cromáticos extremos e contrastantes, com expressão cartográfica mais extensiva do que os corpos pegmatíticos. Como linha de investigação inovadora, capaz de apoiar a prospecção de pegmatitos através de detecção remota, ainda se obtiveram medidas de reflectância de produtos litológicos pegmatíticos e seus encaixantes produtivos. O correspondente levantamento realizou-se com recurso a um espectroradiómetro tendo os espectros obtidos sido organizados numa base de dados específica. Estes podem ser correlacionados com determinadas oscilações espectrais nas imagens de satélite constituindo assim um acervo útil a utilizar no processamento de imagens, designadamente multi- e hiperespectrais. Da análise efectuada aos espectros, verificou-se que os respeitantes a massas de quartzo se revelaram mais distintos. Também foi possível separar do ponto de vista espectral encaixantes leucograníticos e testar a influência da cobertura dos substractos exumados por líquenes. Verificou- se que a partir de percentagens de recobrimento de 35%, o sinal espectral e efectivamente homogeneizado, impossibilitando a discriminação litológica. Considerando o crescente valor estratégico, económico e tecnológico atribuído aos recursos pegmatíticos e atendendo à inadequação de muitos outros métodos de prospecção, vislumbra-se aplicabilidade efectiva para as metodologias aqui exploradas.

Within the framework of the R & D activities of the company Sinergeo Ltd., the project PROSPEG (no 11480), dedicated to the investigation through prospecting and research of granitic pegmatites, co-funded by “ON.2 – O Novo Norte” and QREN, through the European Regional Development Fund (ERDF), resulted from a co-promotion with the University of Minho. The overall objective of this project is the development of pegmatites prospecting programs in the Portuguese territory, using as main via for the primary approach to research areas, remote mapping analysis and remote sensing methodologies. The investigation in this domain is justified by the difficult implementation of other geophysical and geochemical methods, given the lack of strong contrast between pegmatite and enclosing rocks. On the other hand, the remote mapping analysis and remote sensing inscription in strategic prospecting programs is also advantageous in cost/benefit terms and in terms of extension and density of coverage allowed. In a strategic phase the prospecting actions focused on areas, known as/or hypothetically fertile for pegmatites with economic interest. These areas are compartments of the Variscan Pegmatitic Province in North and Center Portugal. Here, pegmatites with high intrinsic, structural, morphological, mineralogical and economic diversity can be found, simultaneously representing different structural levels of emplacement and exhumation of individual pegmatitic sets and bodies. The supports chosen for remote mapping analysis were multispectral images from LANDSAT and SPOT sensors and images from Google Earth Pro. These were treated through digital processes like contrast broadening, RGB combination of spectral bands, principal components analysis and Maxver classification. The conjunction of these techniques turned more evident geometric, chromatic, textural and spectral patterns of the superficial expression of pegmatites and its prospecting indicators. By combining those processing procedures with indications of productive stripes and massifs, obtained from the analysis on the regional distribution of bodies in the considered areas, and using empiric geological-structural and morphological criteria, it was possible to select a set of more restricted areas on which was done geological investigation. In a first phase, the geological investigation comprised geological mapping at 1:5000 scale, as a way for identifying sectors with pegmatitic bodies in potentially economic situation to be investigated through drillings. From these surveys were also discriminated some structural and lithological guides conditioning the presence of pegmatites in an innergranite context. The late-Variscan direction N30E seems to strictly condition the emplacement of bodies with higher volumes in the North and Center of Portugal. On the other hand, it is also noticeable that the pegmatites distribution reveals a coincident character with sectors of higher lithological diversification and heterogeneity, with the following facies tending to pegmatites: fine grained leucogranites with biotite nodules, yellowed by supergene leaching influence; facies with leucocratic tendency with diffuse pegmatitic differentiations; microporphyroid facies with flow evidences; miarolitic facies punctuated by pegmatitic bubbles; leucogranites with cordierite and garnet; biotitites established on the contact surface between granitic facies, and porphyroid granites reddened by hydrothermal and supergene hematization. The drilling program was, in some cases, well succeeded, having been intersected a pegmatitic body in depth, with considerable dimension. In other cases it was possible to delimit the development of known bodies in depth, subjected to exploitation in the past, and increase the amount of potential reserves. In the cases where destructive drilling methods were used, it was adopted, in an innovative way, the filming of boreholes combined with mineralometric cutting analysis, as a way to obtain correspondent drilling columns. As a result of the drilling program is also referred the optimization of geometric and conceptual pegmatite models which can represent paradigmatic conjectures amenable to be extrapolated to the Portuguese fields and, in this way, support subsequent prospecting programs. Also from the logs, here perceived as granitic columns productive in pegmatites, it was possible to infer fractionation, segregation and flow tendencies, capable of fomenting the appearance of transitional leucogranitic and pegmatitic magmas that may then evolve in situ or be mobilized and released to structural corridors. The trends seem oscillatory in some cases, with well-defined rhythms in the domes organization. From the remote sensing viewpoint the resulting facies are perceptible as they represent extreme and contrasting chromatic types with more extensive cartographic expression than the pegmatitic bodies. As a line of innovative research, capable of supporting pegmatites prospection through remote sensing, were also obtained reflectance measures of lithologic pegmatitic products and their productive enclosings. The correspondent survey was done through the use of a spectroradiometer and the spectra obtained were organized in a specific database. These can be correlated with some spectral oscillations in the satellite images, and thus represent a useful collection, to multi- and hyperspectral images processing. From the spectra analysis it was found that quartz masses spectra are more distinct. It was also possible to separate from a spectral viewpoint leucogranitic enclosings and test the influence of lichens cover. It was found that with percentages of coating as of 35% the spectral signal is effectively homogenized, turning impossible the lithological discrimination. Considering the increasing strategic, economic and technological value attributed to pegmatitic resources and considering the inadequacy of many other prospecting methods, the methodologies here explored are effectively applicable.