[論文レビュー] Applying Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) spectral indices for geological mapping and mineral identification on the Tibetan Plateau

Robert Corrie, Yoshiki Ninomiya+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 18, 2011

Geochemistry and Geologic Mapping参考文献 17被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、西部中央チベット高原におけるオピサイト・メランジュおよび接合帯域岩の地質をマッピングし、鉱物を特定するために、ASTER熱赤外分光指数を適用した。この手法は、ケイ酸塩を多く含む地質体、炭酸塩、ケイ酸塩を多く含む地質体を効果的に区別でき、結果は既存の地質図および現地調査データとよく一致しており、遠隔地で半乾燥な地域における地質図作成にASTERS TIRデータが有効であることが示された。

ABSTRACT

The Tibetan Plateau holds clues to understanding the dynamics and mechanisms associated with continental growth. Part of the region is characterized by zones of ophiolitic melange believed to represent the remnants of ancient oceanic crust and underlying upper mantle emplaced during oceanic closures. However, due to the remoteness of the region and the inhospitable terrain many areas have not received detailed investigation. Increased spatial and spectral resolution of satellite sensors have made it possible to map in greater detail the mineralogy and lithology than in the past. Recent work by Yoshiki Ninomiya of the Geological Survey of Japan has pioneered the use of several spectral indices for the mapping of quartzose, carbonate, and silicate rocks using Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) thermal infrared (TIR) data. In this study, ASTER TIR indices have been applied to a region in western-central Tibet for the purposes of assessing their effectiveness for differentiating ophiolites and other lithologies. The results agree well with existing geological maps and other published data. The study area was chosen due to its diverse range of rock types, including an ophiolitic melange, associated with the Bangong-Nujiang suture (BNS) that crops out on the northern shores of Lagkor Tso and Dong Tso ("Tso" is Tibetan for lake). The techniques highlighted in this paper could be applied to other geographical regions where similar geological questions need to be resolved. The results of this study aim to show the utility of ASTER TIR imagery for geological mapping in semi-arid and sparsely vegetated areas on the Tibetan Plateau.

研究の動機と目的

• 遠隔地で標高の高い地域におけるASTERS熱赤外（TIR）分光指数の有効性を評価すること。
• オピサイト・メランジュ、ケイ酸塩を多く含む地質体、炭酸塩、ケイ酸塩を多く含む岩石などの地質体を、ASTER TIRデータを用いて同定・区別すること。
• バングォン＝ヌジャン接合帯のような構造的特徴に関連する鉱物組成の変異を分光指数がどの程度検出できるかを評価すること。
• 現場調査が困難な地域に適用可能な遠隔センシング手法を提供すること。

提案手法

• 新美義樹が開発した、ASTER熱赤外（TIR）データを用いたケイ酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩を多く含む鉱物の検出のための分光指数の応用。
• ASTERの熱赤外域（8.12–11.65 μm）における14の分光バンドを用いて、鉱物に特化した指数を導出すること。
• 西部中央チベットの研究地域における地質境界および鉱物分布のマッピングを目的とした、ASTER TIR指数の空間的分析。
• 結果の妥当性を検証するため、ASTERで得られた鉱物マップを既存の地質図および公開された現地調査データと比較すること。
• オピサイト・メランジュが露出しているラクォルツォおよびドンツォ近郊のバングォン＝ヌジャン接合帯に焦点を当てる。
• 分光コントラストを向上させ、地質体の識別を改善する画像処理技術の活用。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ASTER TIR分光指数は、チベット高原におけるオピサイト・メランジュと周辺の地質体を効果的に区別できるか？
• RQ2 ASTERで得られた鉱物マップは、既存の地質図および現地観察とどの程度一致するか？
• RQ3 分光指数は、遠隔地で半乾燥な地形において、ケイ酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩含有量の変動をどの程度検出できるか？
• RQ4 ASTERS TIRデータは、構造的に複雑でアクセスが困難な地域における大規模地質図作成に、どの程度の可能性を秘めているか？

主な発見

• ASTER TIR分光指数は、西部中央チベットの研究地域において、ケイ酸塩を多く含む地質体、炭酸塩、ケイ酸塩を多く含む地質体を効果的に区別できた。
• ASTER指数から得られた鉱物マップは、既存の地質図および公開された現地調査データと強く空間的相関を示した。
• オリビンおよび pyroxene に感受性の高い分光指数を用いることで、バングォン＝ヌジャン接合帯に伴うオピサイト・メランジュが明確に区別された。
• 分光コントラストが高く、大気の干渉が少ない半乾燥で植生が乏しい地形において、この手法は効果的であった。
• 結果から、現場調査が困難または不適切な地域において、ASTER TIRデータが地域スケールの地質図作成を支援できることを示した。