Radioactive mineralization detection using remote sensing and airborne gamma-ray spectrometry at Wadi Al-Miyah area, Central Eastern Desert, Egypt

• DOI: 10.1016/j.ejrs.2021.12.004
• Publication Date: 2021-12-29T23:14:29Z
• Authors: Safaa M. Hassan; Mohamed A.S. Youssef; Safwat S. Gabr; Mohamed F. Sadek
• Keywords: Cartography; Mineral Prospectivity; Wadi; Health Professions; Eastern Desert; 01 natural sciences; Engineering; Characterization of Shale Gas Pore Structure; Artificial Intelligence; Health Sciences; Machine Learning for Mineral Prospectivity Mapping; Digital elevation model; Radioactive mineralization; Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer; Airborne gamma-ray spectrometry; 0105 earth and related environmental sciences; QB275-343; Radiological and Ultrasound Technology; Radiometric dating; Geography; Sources and Effects of Ionizing Radiation on Human Health; Geology; FOS: Earth and related environmental sciences; Remote sensing; Mineralogy; Materials science; Geochemistry; Mechanics of Materials; 13. Climate action; Computer Science; Physical Sciences; Metallurgy; Geochemical Anomalies; Uranium; Egypt; Geodesy; Prospecting

Techniques de rationnement de bande, d'analyse en composantes principales (PCA) et d'étirement de décorrélation (DS) de Landsat-8 avec les données Sentinel-2 utilisées avec succès dans la discrimination des unités lithologiques et des caractéristiques de structure de surface de la région de Wadi Al-Miyah dans le désert du centre-est de l'Égypte. L'Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) a été traité pour identifier les zones d'altération minéralisées hydrothermales liées aux minéraux radioactifs. La spectrométrie gamma aéroportée (AGRS) a été utilisée pour déterminer les zones anormales radioactives naturelles telles que le potassium (K), l'uranium équivalent (eU) et le thorium équivalent (eTh) et pour suivre leur répartition spatiale dans la région de Wadi Al-Miyah. L'analyse des données AGRS a révélé que la zone d'étude possède une large gamme de concentrations de radioéléments allant de 15,5 à 98,4 μR/h, de 5,9 à 37,1 ppm, de 17,2 à 95,4 ppm et de 0,53 % à 10,29 % du nombre total (TC), (eU), (eTh) et (K), respectivement. L'interprétation de l'image composite des radioéléments (RCI) a délimité avec succès les zones d'enrichissement avec des concentrations de radioéléments dans le granit de feldspath alcalin, le schiste biotite-muscovite, la granodiorite et les zones d'altération hydrothermale dans la diorite de Gabal Al-Bakriyah. Les résultats ont conclu que la télédétection intégrée et les données AGRS aéroportées sont prometteuses pour détecter les zones potentielles enrichies en K, eU et eTh.<br/>Las técnicas de racionamiento de bandas, análisis de componentes principales (PCA) y estiramiento de decorrelación (DS) de Landsat-8 con datos de Sentinel-2 se utilizaron con éxito en la discriminación de las unidades litológicas y las características de la estructura superficial del área de Wadi Al-Miyah en el Desierto Oriental Central de Egipto. Se procesó el Radiómetro Avanzado de Emisión y Reflexión Térmica Espacial (ASTER) para identificar las zonas de alteración mineralizadas hidrotermales relacionadas con los minerales radiactivos. La espectrometría de rayos gamma en el aire (AGRS) se ha utilizado para determinar las zonas anómalas radiactivas naturales como el potasio (K), el uranio equivalente (eU) y el torio equivalente (eTh) y para seguir su distribución espacial en el área de Wadi Al-Miyah. El análisis de los datos de AGRS reveló que el área de estudio posee un amplio rango de concentraciones de radioelementos que van desde 15.5 a 98.4 μR/h, 5.9-37.1 ppm, 17.2-95.4 ppm y 0.53% -10.29% del recuento total (TC), (eU), (eTh) y (K), respectivamente. La interpretación de la imagen compuesta de radioelementos (RCI) delineó con éxito las zonas de enriquecimiento con concentraciones de radioelementos dentro del granito de feldespato alcalino, el esquisto de biotita-muscovita, la granodiorita y las áreas de alteración hidrotermal dentro de la diorita de Gabal Al-Bakriyah. Los resultados concluyeron que los datos integrados de teledetección y AGRS aerotransportado son prometedores para detectar las áreas potenciales enriquecidas con K, eU y eTh.<br/>تم استخدام تقنين النطاق وتحليل المكونات الرئيسية (PCA) وتقنيات امتداد الزخرفة (DS) لـ Landsat -8 مع بيانات Sentinel -2 بنجاح في تمييز الوحدات الحجرية وخصائص الهيكل السطحي لمنطقة وادي الميا في الصحراء الشرقية الوسطى في مصر. تمت معالجة مقياس الإشعاع المتقدم للانبعاثات والانعكاس الحراري المحمول في الفضاء (ASTER) لتحديد مناطق التغيير المعدنية الحرارية المائية المتعلقة بالمعادن المشعة. تم استخدام مطياف أشعة جاما المحمول جواً (AGRS) لتحديد المناطق الشاذة المشعة التي تحدث بشكل طبيعي مثل البوتاسيوم (K) واليورانيوم المكافئ (eU) والثوريوم المكافئ (eTh) ومتابعة توزيعها المكاني في منطقة وادي المية. كشف تحليل بيانات AGRS أن منطقة الدراسة تمتلك مجموعة واسعة من تركيزات العناصر المشعة التي تتراوح من 15.5 إلى 98.4 ميكرولتر/ساعة، 5.9-37.1 جزء في المليون، 17.2-95.4 جزء في المليون، و 0.53 ٪-10.29 ٪ من إجمالي العد (TC)، (eU)، (eTh)، و (K)، على التوالي. نجح تفسير الصورة المركبة للعناصر المشعة (RCI) في تحديد مناطق التخصيب بتركيزات العناصر المشعة داخل جرانيت الفلسبار القلوي، وشيست البيوتايت المسكوفيت، والجرانوديوريت ومناطق التغيير الحرارية المائية داخل ديوريت جبل البكريا. وخلصت النتائج إلى أن بيانات الاستشعار عن بعد المتكاملة وبيانات AGRS المحمولة جواً واعدة في اكتشاف المناطق المحتملة المخصبة بـ K و eU و eTh.<br/>Band rationing, principal component analysis (PCA) and decorrelation stretch (DS) techniques of Landsat-8 with Sentinel-2 data successfully used in the discrimination of the lithological units and the surface structure features of Wadi Al-Miyah area in the Central Eastern Desert of Egypt. The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) were processed to identify the hydrothermal mineralized alteration zones related to the radioactive minerals. Airborne gamma-ray spectrometry (AGRS) has been used to determine the naturally occurring radioactive anomalous zones such as potassium (K), equivalent uranium (eU) and equivalent thorium (eTh) and to follow their spatial distribution in Wadi Al-Miyah area. The analysis of AGRS data revealed that, the study area owns a wide range of radioelement concentrations ranging from 15.5 to 98.4 μR/h, 5.9–37.1 ppm, 17.2–95.4 ppm, and 0.53%-10.29% of total count (TC), (eU), (eTh), and (K), respectively. The interpretation of the Radioelements Composite Image (RCI) successfully delineated the enrichment zones with radioelement concentrations within the alkali feldspar granite, biotite-muscovite schist, granodiorite and the hydrothermal alteration areas within the diorite of Gabal Al- Bakriyah. The results concluded that the integrated remote sensing and airborne AGRS data are promising in detecting the potential areas enriched with K, eU and eTh.<br/>