velikost textu

Geophysical and remote sensing methodologies applied to the analysis of regolith and geology in Burkina Faso, West Africa

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Geophysical and remote sensing methodologies applied to the analysis of regolith and geology in Burkina Faso, West Africa
Název v češtině:
Aplikace geofyziky a dálkového průzkumu Země ve studiu regolitu a geologické stavby Burkiny Faso, Západní Afrika
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Václav Metelka, Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Josef Ježek, CSc.
Oponenti:
John Miller
Guillaume Martelet
Dr. Eric de Kemp
Id práce:
81692
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Ústav geologie a paleontologie (31-420)
Program studia:
Geologie (P1201)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
22. 9. 2011
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Západní Afrika; Burkina Faso; Spodní proterozoikum; Letecká geofyzika; Dálkový průzkum Země; Strukturní analýza; Magmatická a tektonická akrece; Geodynamický model; Spektrální měření; Regolit; Neuronové sítě
Klíčová slova v angličtině:
West Africa; Burkina Faso; Paleoproterozoic; Airborne geophysics; Remote sensing; Structural analysis; Magmatic and tectonic accretion; Geodynamic model;Spectral measurements; Regolith; Neural networks
Abstrakt:
Abstrakt Nejstarší části kontinentů, takzvané kratony, jsou v současnosti centrem zájmu celosvětového výzkumu nejen proto, že jejich znalost je nezbytná pro porozumění raného vývoje Země, ale také vzhledem k jejich značnému významu v oblasti těžby nerostných surovin. Výsledky této práce přispívají k pochopení geologického a geomorfologického vývoje Západoafrického kratonu. K jejich získání bylo použito integrované analýzy leteckých geofyzikálních dat, satelitních dat dálkového průzkumu Země a dat získaných během terénních měření v západní části Burkiny Faso, v oblastech zelenokamenových pásů Houndé, Boromo, Banfora a přidružených granitoidních domén. Výsledky tohoto komplexního přístupu ukazují, že granitoidní území západní Burkiny Faso tvoří větší množství malých až středně velkých plutonů. Pomocí magnetometrických dat byly zpřesněny zejména tvary těchto intruzivních těles. V oblasti západní Burkiny Faso můžeme definovat tři deformační fáze (D1-D3). Stratigrafická korelace provedená mezi zmíněnými zelenokamenovými pásy na základě výskytu jednotky megakrystických bazaltů nasvědčuje dřívějšímu propojení obou pásů. Penetrativní struktury D1 vzniklé v režimu vz. až zsz. orientované komprese jsou obvykle přetištěny transkurentními střižnými zónami D2, což je dobře viditelné i v magnetických datech. Nově objevené i stávající střižné zóny S2 představují perspektivní oblasti pro průzkum ložisek zlata. Regionální strukturní stavba vznikala během koaxiální komprese kompetentních vulkanických hornin současně s vmísťováním granitoidních těles. Poslední deformační fáze D3 je zřejmě pozdně Eburnská nebo náleží až k Panafrické orogenezi. Mineralogické složení horninových a regolitových povrchů lze studovat, metodami dálkového průzkumu Země pomocí viditelné a infračervené spektroskopie. Spektra hornin a z nich odvozených regolitových materiálů naměřených v terénu a laboratoři v rozsahu 0,35–2,5 µm tvoří základ nové spektrální knihovny. Horninová spektra ukazují vliv typického semi-aridního zvětrávání. Fe-OH a Mg-OH absorpční pásy byly pozorovány u mafických a intermediárních vulkanických hornin, granodioritů a tonalitů. Al-OH absorpční pásy jsou typické nejen pro vulkano-sedimentární a sedimentární horniny, ale také pro regolitové povrchy. Absorpční pásy související s obsahem železa byly nalezeny téměř ve všech měřených materiálech. Spektra půd částečně odpovídají minerálnímu složení zvětralých hornin. Data letecké gamaspektrometrie, data ze senzorů ASTER, Landsat a polarimetrická radarová data byla, společně s parametry odvozenými z digitálního modelu reliéfu SRTM, použita pro popis a analýzu čtyř různých regolitových terénních jednotek v oblasti Gaoua. Ke klasifikaci bylo využito metody neuronových sítí, která byla srovnána s metodou maximální věrohodnosti. Nejlepšího výsledku bylo dosaženo kombinací dat letecké gamaspektrometrie a dat odvozených z digitálního modelu reliéfu. Klasifikace přispěla k celkovému zpřesnění prostorového rozdělení jednotlivých celků a aktualizaci jejich tvarů. Tento přístup ukazuje potenciál neuronových sítí v integrované analýze dat letecké geofyziky a dat dálkového průzkumu Země při mapování regolitových terénních celků.
Abstract v angličtině:
Abstract The oldest parts of continents, so-called cratons, are the focus of worldwide research not only because they represent primary constraints for our understanding of the early evolution of the Earth, but also because of their significant mineral potential. This work contributes to the understanding of the geological and geomorphological evolution of the West African Craton, by an integrated analysis of airborne geophysical and satellite remote sensing data constrained by field structural, lithological, geophysical, and geomorphological observations acquired around Houndé, Boromo and Banfora greenstone belts and associated granitoid domains in western Burkina Faso. The results of this integration suggest that the granitoid domains of western Burkina Faso are formed by numerous small- to medium-sized plutons, and the magnetic data provided a better definition of the actual pluton shapes. Airborne gamma ray spectrometry data aided in the mapping process in areas with less regolith cover. Three deformation events (D1-D3) can be distinguished in western Burkina Faso. A megacrystic tholeiitic basalt unit allowed us to establish stratigraphic correlations between the two belts and propose a crustal scale anticline (D1). The D1 penetrative structures, resulting from an E-W to WNW-oriented compression are generally overprinted by the D2 transcurrent shear zones, which is well visible in the magnetic data. Previously unreported and already known S2 shear zones represent prospective areas for gold exploration. The regional-scale system geometry was controlled by coaxial shortening of stiffer volcanic units and coeval magma input. The last D3 N-S compression is either late-Eburnean or perhaps even Pan-African. The mineralogical composition of rocks and derived regolith surfaces may be assessed by visible and infrared spectroscopy. A new spectral library has been acquired consisting of in situ and laboratory 0.35 µm to 2.5 µm spectra of rocks and derived regolith materials. The reflectance spectra of rocks show the influence of typical arid to semi-arid weathering. Fe-OH and Mg-OH absorption features are observable in the mafic and intermediate volcanic rocks as well as in the granodiorites and tonalites. Al-OH absorptions are typical for volcano-sedimentary and sedimentary rocks, and regolith materials. Ferric and ferrous iron absorptions were observed in most of the sampled materials. The spectra of soils partially reflect the mineral composition of the weathered rock surfaces. Airborne gamma ray spectrometric data, ASTER, Landsat and polarimetric radar data, along with morphometric parameters derived from the SRTM digital elevation model, were used to characterize four different regolith landform units in the Gaoua area. An artificial neural-network classification was applied to the dataset and compared with a maximum likelihood classifier. The best results were obtained with a combination of gamma-ray spectrometric data and derivatives of the digital elevation model. The classification contributed to an increase in the accuracy of the distribution of the classified units and to an actualization of their respective shapes. The approach demonstrates the potential of neural-networks for the combined analysis of airborne geophysical and remote sensing data in regolith landform mapping.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Václav Metelka, Ph.D. 28.01 MB
Stáhnout Příloha k práci RNDr. Václav Metelka, Ph.D. 17.03 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Václav Metelka, Ph.D. 186 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Václav Metelka, Ph.D. 121 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce RNDr. Václav Metelka, Ph.D. 448 kB
Stáhnout Posudek oponenta John Miller 93 kB
Stáhnout Posudek oponenta Guillaume Martelet 228 kB
Stáhnout Posudek oponenta Dr. Eric de Kemp 73 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1.05 MB