ASTER SWIR 영상 자료를 이용한 열수변질광물 추출 모델

Abstract

이 연구에서는 USGS와 JPL에서 제공하는 분광 라이브러리를 이용하여 열수변질광물들의 분광 특성을 분석하였다. 열수변질의 고유 분광특성과 ASTER SWIR 자료의 분광특성을 비교하여 열수변질광물 추출을 위한 밴드 비연산(band ratio) 모델을 제시하였다. 밴드 비연산 모델을 이용하여 추출 가능한 열수변질광물은 카올리나이트(±딕카이트)(kaolinite±dickite), 녹렴석(epidote), 일라이트(illite) 그리고 엽납석(pyrophyllite)이다. 열수변질광물 추출 모델의 실제 적용 가능성을 검증하기 위해서 3곳을 사례 연구지역으로 선정하였다. 납석 광상(deposits)으로 유명한 밀양지역에 대해서는 엽납석 추출모델을 적용하였고, 고령토를 주로 생산하는 하동지역에는 카올리나이트(±딕카이트) 모델을 적용하였다. 청도지역의 비금속 광산들은 여러 광물들이 함께 산출되는 지역으로 X-선 회절분석(X-ray diffraction analysis)과 실험실 분광측정 결과 엽납석, 카올리나이트 그리고 일라이트 등이 포함되어 있었다. 밀양지역에 밴드 비연산 모델을 적용한 결과, 연구지역의 중앙부에서 북북동 방향으로 열수변질광물의 농집이 확인되었으며, 이 농집대의 분포는 기존의 채굴적의 분포와 일치하였다. 농집대가 나타나는 지역은 어느 정도 식생으로 피복되어 있지만 토양의 노출이 상대적으로 많고 엽납석 및 카올리나이트(±딕카이트)의 함량이 높다. 카올리나이트 추출 모델을 검증하기 위해 선정한 하동지역에서 기존 모델인 KaoliniteH 모델은 카올리나이트와 관련이 없는 농경지와 저수지 등에서 농집이 나타났다. 하지만 SWIRKao-Dic 모델은 광산이나 채굴적에서만 카올리나이트(±딕카이트)의 함량이 높은 것으로 나타났다. 카올리나이트 농집이 나타나는 지역은 모두 회장암(anorthosite)내에 위치한다. 청도지역은 여러 광물이 혼재되어 나타난 비금속 광산을 추출하기 위해서 선정한 지역으로 X-선 회절분석 결과를 이용하여 추출 모델을 선정하였다. 엽납석과 카올리나이트(±딕카이트) 모델 그리고 토양 인덱스(soil index)를 컬러 합성한 결과, 청도지역에 분포하는 비금속 광산 4곳을 명확하게 추출할 수 있었다. 모든 광산을 북북동 방향으로 연구지역을 관통하는 대규모의 단층 인근 8km 반경 내에 분포하고 있었다. 다중분광 위성영상의 분광학적 특성을 이용한 열수변질광물 추출 모델은 열수변질대와 주변지역에 대한 구분이 가능하고, 위성영상에서 시각적으로 식별이 불가능한 지표 대상물과의 명확한 구분이 가능하다. 따라서 광역적인 영상 분석을 통하여 문헌상 불분명하게 기록된 휴・폐광의 정확한 위치를 판독하여 광해방지 등에 적용이 가능하다. 또한 천열수 광화작용이 수반되나 아직 인지되지 않은 지역에 대한 예비조사, 북한과 같이 접근이 어려운 지역의 잠재적 광물자원 확보 및 선점을 위한 연구, 해외 광물자원 개발을 위한 사전 연구 등에 적극 활용될 수 있을 것이다.