Skip to main content
SpringerLink
Log in

Geophysical signature of the vien-type uranium mineralization of Wadi Eishimbai, Southern Eastern Desert, Egypt

البصمة الجيوفيزيائيُة لتمعدنات اليورانيومِ العرقى بوادى إسيمباى، جنوب الصحراء الشرقية، مصر

  • Original Paper
  • Published:
Arabian Journal of Geosciences Aims and scope Submit manuscript

Abstract

The application of various geophysical tools with different responses succeeded in fixing U-mineralization in Wadi Eishimbai area. The area was studied using detailed ground spectrometric, magnetic, and filtered very low-frequency electromagnetic (VLF-EM) surveys. The interpretation of the obtained spectrometric maps clearly reflects the sharp increase of equivalent uranium (eU) content. Meanwhile, K and Th contents show sharp decreases. The eU/equivalent thorium (eTh) ratio correlates positively with eU concentrations and negatively with eTh concentrations, indicating an increase in U potentiality than the surrounding granite. The N–S shear zone displays an eU content ranging from 20 to 140 ppm. The ENE-trending lamprophyre is characterized by elongated uranium anomalies trending in the E–W direction, with values >90 ppm. Equivalent uranium content of the brecciated granite attains values up to 700 ppm. The ground magnetic and VLF-EM surveys played important roles in providing structural information which are proven useful in geological mapping and mineral exploration for the discovery of uranium mineralization in the study area. This study follows the expected subsurface extension of the Sela shear zone under Wadi sediments. The ground total magnetic intensity map shows a relatively narrow and an elongated shape for the lamprophyre anomaly extending for about 600 m in the Wadi toward the western direction. VLF-EM contour maps of the two used frequencies (17.1 and 28.5 kHz) show excellent agreement, indicating that the shear zone is distinguished with slightly strong conductivity westwards as an extension of the main shear zone. It is elongated in an ENE–WSW trend and extends in the western direction, referring to the existence of conductive materials. Most of the NW/SE-trending faults cause sudden changes in the magnetic and VLF-EM contour spacing over an appreciable distance, which suggests a discontinuity in depth due to their left-lateral strike-slip displacements. The interpreted faults, with an ENE–WSW trend representing the main trend of Sela shear zone through which hydrothermal solutions flowed, cause high alteration and uranium mineralization.

الخلاصة

تهتم هذه الدراسةِ بتمعدنات اليورانيومِ في وادى إشيمباى، جنوب الصحراء الشرقية جنوبية بمصر. تعرضت منطقة الدراسة للعديد من القواطع التى غالبا ما تأخذ الاتجاهات شرق شمال الشرق ـ غرب جنوب الغرب. تتكون هذه القواطع من بللورات كبيرة من الفلسبارات البوتاسية منغرسة فى أرضية ذات بللورات قاعدية دقيقة غنية بالكالسيت تسمى "لامبروفير". تسببت قوى الضغط الشديدة فى الإتجاه شمال الشرق ـ جنوب الغرب الى الفتح فى نفس الاتجاه نتيجة لقوى الشد فى الاتجاه العمودى (شمال شمال الغرب ـ جنوب جنوب الشرق). توجد بعض ظواهر التغاير الشديدة نتيجة تأثير سلسلة متوازية من الفوالق التى تضرب فى الاتجاه شمال شمال الغرب ـ جنوب جنوب الشرق مسببة إزاحة أفقية يسارية. ونتيجة لإعادة نشاط نفس الحركات التكتونية فقد ظهر العديد من عمليات التغاير على نطاقات القص التى غالبا ما ترتبط بزيادة وإعادة تركيز تمعدنات اليورانيوم. لذلك فان تلك العمليات التكتونية المعقدة تمثل ظواهر هامة لخصوبة المنطقة لاحتواء خام اليورانيوم.

لتحقيق البصمة الجيوفيزيائية لتمعدنات اليورانيوم المرتبطة بالمنطقة تم تطبيق طرق الإشعاع الطيفى الجامى، الكهرومغناطيسية منخفضة التردد والمغناطيسية. ومن خلال التفسير المتكامل لخرائط الاشعاع الطيفى الجامى، وجد أن نطاق القص قد تميز بالزيادة الشديدة فى محتواه من اليورانيوم وانخفاض كل من البوتاسيوم والثوريوم. وقد تراوحت قيم اليورانيوم المكافىء من 20 ppm إلى 140 ppmفى نطاق القص الممتد فى الإتجاه شمال-جنوب. وتميز اللامروفير بشاذات يورانيوم عالية تزيد عن 90 ppm وتمتد فى الإتجاه شرق – غرب. بينما ترتبط أعلى قيمة لشاذات اليورانيوم (700 ppm) بالجرانيت المتغاير بالجزء الغربى من المنطقة والممتد فى اتجاه شمال-جنوب. أوضحت طريقة الكهرومغناطيسية منخفضة التردد وجود نطاقات ضحلة ذات قدرة توصيلية عالية، وهى الظواهر الأبرزَ على الخرائطِ الخاصة بتلك الطريقة. أعطتْ طريقةُ المغناطيسية صورةً واضحةً عن الوضع التحت سطحى ومبينة أن عروق اللامبروفبر لها جذور ممتدة فى العمق. ومن تكامل نتائج الطرقِ الجيوفيزيائيةِ، أمكن تحديد نطاق القص بدرجة تفصيل عالية جدا وأنه ممتد لأكثر من 600 م تحت السطح ومنفصل بمسافات بينية نتيجة للفوالق الممتدة فى اتجاه شمال شمال الغرب-جنوب جنوب الشرق والتى أدت إلى إزاحة يسارية جانبية.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
Fig. 7
Fig. 8
Fig. 9
Fig. 10
Fig. 11
Fig. 12
Fig. 13

Similar content being viewed by others

References

  • Airo ML (2007) Application of aerogeophysical data for gold exploration: implications for Central Lapland Greenstone Belt. In: Juhani Ojala V (ed) Gold in the Central Lapland Greenstone Belt, Finland. Geological Survey of Finland No. 44, pp 171–192

  • Barker RD, White CC, Houston JFT (1992) Borehole siting in an African accelerated drought relief project. In: Wright EP, Simon S (eds) Hydrogeology of crystalline basement aquifers in Africa. Geological Society No. 66, pp 183–201

  • Bastani M, Pedersen LB (2001) Automatic interpretation of magnetic dike parameters using the analytical signal technique. Geophysics 66:551–561

    Article  Google Scholar 

  • Becken M, Pedersen LB (2003) Transformation of VLF anomaly maps into apparent resistivity and phase. Geophysics 68:497–505

    Article  Google Scholar 

  • Boyed D (1969) The contribution of airborne magnetic surveys to geological mapping. In: Morley LW (ed) Mining and ground water geophysics, 1967. Geological Survey of Canada, Economic Geology Report 26, pp 213–227, 722 pp

  • Chiozzi P, Pasquale V, Verdoya M, De Felice P (2000) Practical applicability of field γ-ray scintillation spectrometry in geophysical surveys. Appl Radiat Isotopes 53:215–220

    Article  Google Scholar 

  • Chiozzi P, Pasquale V, Verdoya M (2002) Heat from radioactive elements in young volcanics by γ-ray spectrometry. J Volcanol Geotherm Res 119:205–214

    Article  Google Scholar 

  • Dobrin MB, Savit CH (1988) Introduction to geophysical prospecting, 4th edn. McGraw-Hill, New York, 867 pp

    Google Scholar 

  • Gaafar IM (2005) Applications of geological and geophysical survey for defining the uranium potentiality of some younger granites in the Eastern Desert of Egypt. PhD thesis, Faculty of Science, Mansoura University, Mansoura, Egypt, 180 pp

  • Gaafar IM, Hosni HG, Ibrahim TM, Ammar SE (2006) Gamma-ray spectrometry studies for a promising vein type uranium mineralization, Southern Eastern Desert, Egypt. 4th International Symposium on Geophysics, Tanta, pp 445–456

  • Gaafar IM, Nigm AA, Ibrahim TM, Hosny AA (2010) Geophysical signature of the uranium mineralized quartz veins of Wadi Eikwan, Southern Eastern Desert, Egypt. Egyptian Geophysical Society, EGS Journal 1:181–190

    Google Scholar 

  • Geosoft Inc. (1995) Geosoft mapping and processing system. Geosoft Inc., Toronto, Canada

  • IAEA (2003) Guidelines for radio element mapping using gamma ray spectrometry data. IAEA-TECDOC-1363, Vienna, 173 pp

  • Jeng Y, Lin MJ, Chen CS (2004) A very low frequency-electromagnetic study of the geoenvironmental hazardous areas in Taiwan. Environ Geol 46:784–795

    Article  Google Scholar 

  • Kaikkonen P, Sharma SP (2001) A comparison of performances of linearized and global nonlinear 2-D inversions of VLF and VLF-R electromagnetic data. Geophysics 66:462–475

    Article  Google Scholar 

  • Kowalik WS, Glenn WE (1987) Image processing of aeromagnetic data and integration with Landsat images for improved structural interpretation. Geophysics 53:875–884

    Article  Google Scholar 

  • Martin P, Tims S, Mc Gill A, Ryan B, Pfitzner K (2006) Use of airborne gamma-ray spectrometry for environmental assessment of the rehabilitated Nabarlek uranium mine, Northern Australia. Environ Monit Assess 115:531–553

    Article  Google Scholar 

  • Nabighian MN (1972) The analytic signal of two-dimensional magnetic bodies with polygonal cross-section: its properties and use for automated anomaly interpretation. Geophysics 37:507–517

    Article  Google Scholar 

  • Oskooi B (2004) A broad view on the interpretation of electromagnetic data (VLF, RMT, MT, CSTMT). Uppsala University, Sweden

  • Oskooi B, Pedersen LB (2001) Processing and interpretation of tensor VLF data. Report to the Geological Survey of Sweden

  • Salem A, Ravat D, Gamey TJ, Ushijima K (2002) Analytic signal approach and its applicability in environmental magnetic investigations. J Appl Geophys 49:231–244

    Article  Google Scholar 

  • Sharma SP, Baranwal VC (2005) Delineation of groundwater-bearing fracture zones in a hard rock area integrating very low frequency electromagnetic and resistivity data. J Appl Geophys 57:155–166

    Article  Google Scholar 

  • Telford WM, Geldart LP, Sheriff RE (1990) Applied geophysics. Cambridge University Press, Cambridge

    Book  Google Scholar 

  • Winkelmann I, Thomas M, Vogel K (2001) Aerial measurements on uranium ore mining, milling and processing areas in Germany. J Environ Radioactiv 53:301–311

    Article  Google Scholar 

  • Yamaguchi S, Murakami T, Inokuchi H (2001) Resistivity mapping using the VLF-MT method around surface fault ruptures of the 1995 Hyogo-ken Nanbu earthquake, Japan. The Island Arc 10:296–305

    Article  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Nuclear Materials Authority, Cairo, Egypt

    Ibrahim Mohamed Gaafar

Authors
  1. Ibrahim Mohamed Gaafar
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to Ibrahim Mohamed Gaafar.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Gaafar, I.M. Geophysical signature of the vien-type uranium mineralization of Wadi Eishimbai, Southern Eastern Desert, Egypt. Arab J Geosci 5, 1185–1197 (2012). https://doi.org/10.1007/s12517-010-0263-6

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s12517-010-0263-6

Keywords

Search

Navigation