Document

13Uranium and Associated Minerals in the Sultanate of Oman-Geophysical and Geochemical Exploration

Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2019
Language
Arabic
Subject
English abstract
This thesis presents findings from a comprehensive geochemical and geophysical investigations for uranium and associated minerals in a few selected though limited areas of the Sultanate of Oman. Based on the knowledge that Proterozoic basins produce ~ 30-40% or even more of the global uranium production, the Proterozoic basement of Dhofar assumes significance with possible uranium targets, which were identified in reconnaissance investigations that were carried out in the late 1970s. The objective of this study was to re-investigate several of the uranium anomalies found in this region, particularly in the Neoproterozoic rocks of southern Oman and some members of the Huqf Super group in Al Wasta region in addition to further potential sites. An association of shales rich in organic carbon and rocks with hydrocarbon accumulations presents possible geochemical traps for an initial pre-concentration of uranium. Accordingly, five different locations (Area-I, Area-II, Area-III, Area-IV and Area-V) were investigated including the basement outcrops at Mirbat (Dhofar) and NW of Muhut (central Oman), shale outcrops near Rakhyut (Dhofar near Yemeni border-Area-I) and fault intersections near Marmul (~ 170 km NE of Salalah-Area-II), plus the salt dome of Qarat Kibrit (oil acting as possible geochemical Uranium trap, while mobile brines are potential uranium carriers-Area-III), a silicified volcanic unit exposing radiation halos, typically seen in roll-front deposits, at Al-Ashkharah (South of Sur-Area-IV), and a radiogenic placer (heavy minerals containing zircon) in the siliciclastic Ordovician Amdeh formation, SE of Muscat (West of Al-Amirat-Area-V). The methods of investigation comprise in-situ and laboratory XRF analyses, geophysical methods consisting of gamma ray spectroscopy, very low frequency electromagnetic (VLF-EM) and magnetic surveys and gravity only in Murmul.The XRF and gamma-ray spectroscopy surveys in fields (Area-I, U Loc-1 to U Loc-4), detected only very weak uranium anomalies, some areas in Dhofar (Near Oman-Yemen) border yielded an elevated uranium concentrations of 30-40 ppm from small-scale anomalies (highly mobile when affected by weathering) which are uneconomic. Further, the geophysical surveys in U Loc-2 explored concealed faults underneath a plateau with depth in the range 10 m– 80 m. These faults were believed to have acted as conduits to the U-carrying fluids that emplaced U in its present location or near the surface. In addition, gamma ray and XRF analyses revealed a U-Th decoupling, indicating a high mobility of uranium than thorium. Further, the results from Marmul, Qarat Kibrit salt dome (near Adam) and Al-Ashkharah fields represent weak uranium anomalies. In the case of the Qarat Kibrit salt dome, the geophysical study figured out the precise spatial location of the salt unit and probable trend of a subsurface fault at an estimated depth from different methods range 10 m- 60 m. However, no enrichment of radiogenic elements was recorded here. Finally, the placer deposits of Al-Amirat (Area-V) have shown moderate enrichments for radiogenic uranium (~ 90 ppm) and thorium (~ 900 ppm), however, the basement outcrops did not indicate uranium enrichment and basically showed background values for the respective igneous/metamorphic rocks. Results of interpretation of VLF-EM and magnetic signals have revealed the possible mineralized structures as deep as 9 m- 44 m, emphasizing the need for further detailed investigations. Among the five different areas investigated, it may be stated that the possible occurrence of uranium of low grade and moderately high concentration of thorium could be seen near Al-Amirat (Area-V) though not commercially viable. In all the other areas of investigation, the geophysical signals particularly total magnetic field and VLF-EM have identified the subsurface faults and established their depth.
Description
Thesis
Arabic abstract
هذه الدراسة تعرض نتائج مشاهدات جيوكيميائية وجيوفيزيائية شاملة لليورانيوم والمعادن المصاحبة له لبعض من المناطق المختارة وان كانت محدودة بسلطنة عمان. بناءا على المعلومات المتوفرة، الاحواض البروتيوزوية تنتج تقريبا 30 - 40 % و احيانا اكثر، من الانتاج العالمي لليورانيوم، تعتبر صخور القاعدة البروتيوزوية بظفار هدف مهم لاحتمالية وجود اليورانيوم وفقا للدراسات الاستطلاعية التي اجريت في نهاية السبعينات. هذه الدراسة تهدف الى اعادة تقييم عدة امكان تحوي شواهد لتواجد اليورانيوم في المنطقة، خصوصا صخور النيوبروتيروزويك بجنوب عمان وبعض من اعضاء مجموعة الحقف العظمى بمنطقة الوسطى بالاضافة الى امكان اخرى محتملة. مجموعات من الحجر الطفلي الغنية بالكربون العضوي والصخور التي تحوي تراكمات من الهيدروكربون تشكل مصائد جيوكيميائية محتملة لتركيزات اولية لليورانيوم. اعتمادا على ذلك، خمسة مواقع مختلفة ( منطقة ı ، منطقة ıı ، منطقةııı ، منطقة ıv ، منطقة v) تم التحقق منها ودراستها متضمنة كلا من تكشفات صخور القاعدة بمرباط )ظفار( وشمال غرب محوت )وسط عمان( وتكشفات الحجر الطفلي بالقرب من رخيوت ( ظفار بالقرب من الحدود اليمنية- منطقةı) ومنطقة التقاطع الصدعي بالقرب من مرمول ( تقريبا 170 كم شمال شرق صلالة-منطقة ıı) ، بالاضافة الى القباب الملحية لقارة كبريت ( النفط يعمل كمصيدة جيوكيميائية محتملة لليورانيوم بينما المحاليل الملحية المتحركة تعتبر عاملمحتمل ناقل لليورانيوم-منطقة ııı) ، الوحدة البركانية السيليكية تظهر هالات اشعاعية و التي تظهر عادةً في الرواسبالأمامية في الأشخرة ( جنوب صور-منطقة ıv) ، و العروق الاشعاعية )معادن ثقيلة تحتوي على الزركون( لتكوينعمدة الفتاتي ذو العمر الاردوفيشي بجنوب شرق مسقط ( غرب العامرات-منطقة v) . الطرق المستخدمة في الدراسةتشمل تحاليل الطيف للاشعة السينية الفلورية بالحقل مباشرة وبالمعمل وكذا الطرق الجيوفيزيائية المتمثلة في التحليل
الطيفي لاشعة جاما والكهرومغناطيسي منخفض التردد والمسح المغناطيسي والجاذبية لمرمول فقط . المسح الطيفي للاشعة السينية الفلورية واشعة جاما بالحقل مباشرة )منطقة، 4 - 1 U Loc-U Loc ( اظهر تواجد ضئيل جدا لليورانيوم، وفي بعض المناطق بظفار )بالقرب من الحدود العمانية-اليمنية( اظهر تواجد تركيزات متوسطة لليورانيوم 30 - 40 جزء في المليون بموشرات قياسية صغيرة )متحركة بسرعة عند تعرضها للتجوية( وبالتالي تعتبر غير اقتصادية. علاوة على ذلك، المسح الجيوفيزيائي في - 2 - U Loc - اظهر وجود صدوع مخفية تحث هضبة باعماق تتراوح بين 10 - 80 متر. يعتقد ان هذه الصدوع تعمل كعامل مساعد لحركة السوائل الحاملة لليورانيوم وبالتالي توضع اليوانيوم بمواقعه الحالية او بالقرب من السطح. بالاضافة لذلك، تحاليل اشعة جاما و طيف الاشعة السينية الفلورية اظهرت ان الثوريوم-يورانيوم يشير الى قابلية اليورنيوم للتحرك اكثر من الثوريوم. علاة على ذلك، النتائج من مرمول وقبة قارة الكبريت الملحية )بالقرب من آدم( وحقول الاشخرة تظهر مؤشرات ضئيلة جدا لليورانيوم. في حالة قبة قارة الكبريت الملحية، الدراسة الجيوفيزيائية اظهرت التوزيع المكاني بدقة لوحدات الملح واتجاه الصدوع تحث السطح باعماق تقدر ب 10 - 60 متر بطرق مختلفة. ومع ذلك، لم يتم تسجيل اي من العناصر المشعة هنا. اخيرا، العروق المترسبة بالعامرات )منطقة v( اظهرت وفرة متوسطة بعنصر اليورانيوم المشع )تقريبا 90 جزء في المليون( والثوريوم )تقريبا 900 جزء في المليون(، ومع ذلك، اکتشافات صخور القاعدة لم تظهر وفرة لليورانيوم بل اظهرت القيم الاساسية والمتوقعة بالصخور النارية والمتحولة. كشفت نتائج تفسير ال - EM-VLF - والاشارات المغناطيسية عن تواجد تراكيب معدنية محتملة يصل عمقها الى 9 - 44 متر مما يؤكد الحاجة الى المزيد من الدراسات التفصيلية. من بين الخمسة مواقع التي تمت دراستها، يمكن القول انه من المحتمل ان يكون تواجد اليورانيوم ذو التركيز المنخفض والثوريوم ذو التركيز المتوسط-عالى بالقرب من العامرات )منطقة v ( ولکنا غير ذو جدوى اقتصادية. خلافا لكل الطرق المستخدمة في هذه الدراسة، حددت الاشارات الجيوفيزيائية خاصة المجال المغنطيسي الكلي و ال - EM-VLF - تواجد الصدوع تحث سطحية وكذا اعماقها
Category
Theses and Dissertations