对布阿泽尔-埃尔格拉阿拉地区（摩洛哥中部反阿特拉斯山脉）进行的机载伽马射线光谱测量调查：对矿产勘探的启示

航空γ射线测井数据揭示摩洛哥Anti-Atlas山脉Bou Azzer–El Graara岩套中钴矿化与铀异常的eU/K比值关联，铜矿化与eTh/K比值相关，构造控制热液蚀变和矿物化分布。

Fouzia Anzar|Saïd Ilmen|Mohammed Jaffal|Abderrahmane Soulaimani

LPHEAG实验室，塞姆拉利亚科学学院地质系，卡迪阿亚德大学，M.B.2390，40000马拉喀什，摩洛哥

摘要

本研究对摩洛哥中部反阿特拉斯山脉Bou Azzer–El Graara地区的航空伽马射线光谱（GRS）数据进行了全面分析。该地区地质复杂，以其泛非缝合带和丰富的钴、铜和铀矿化作用而闻名。1998年和1999年通过直升机勘测获取的高分辨率GRS数据被处理用于绘制天然放射性元素（铀、钍和钾）的分布图及其比值，并划定与热液蚀变和矿化作用相关的异常区域。地质数据和遥感数据的结合揭示了显著的空间相关性。钴矿化表现出较高的eU/K比值，表明在钴矿床形成过程中存在富铀的热液流体。铜矿化的出现与长英质火山系统中的典型eTh/K异常值相关。放射性测年数据还识别出主要位于埃迪卡拉纪火山岩中的富铀矿化区。构造分析揭示了控制流体流动和蚀变模式的主要断层活动，从而有助于矿体的定位。三元K-eU-eTh图进一步区分了岩性单元和蚀变晕。这些结果突显了伽马射线光谱（GRS）在快速高效矿产勘探中的价值，特别是在与铀异常相关的钴矿勘探中的应用。本研究建议在Bou Azzer矿区进行更多的地面放射性测年调查，以优化目标位置，并强调了伽马射线光谱在复杂泛非地质背景下的铜勘探潜力。

引言

高分辨率航空伽马射线光谱（GRS）数据常用于快速高效地识别和绘制地球化学异常。其原理是基于测定放射性元素铀、钾和钍的含量（例如Rowntree和Mosher, 1976; Wormald和Clayton, 1976; Dickson和Scott, 1997; Pereira等人, 2010; Boyle, 2013）。放射性与天然存在的放射性元素（U、Th和K）密切相关，这些元素的浓度随岩性变化显著（Darnely和Ford, 1989）。岩石中天然伽马辐射的测量可以提供精确的地球化学地图，这些地图可以与地质表面图上的地表和近地表特征结合到地理信息系统（GIS）中（Knox-Robinson和Groves, 1997）。GRS广泛应用于环境研究、地质制图和矿产勘探，特别适合于确定强烈热液蚀变和风化区域的化学风化过程范围。因此，GRS数据的分析对于理解热液流体与周围岩石之间的相互作用以及确定不同矿物元素之间的地球化学关系至关重要。

本研究聚焦于Bou Azzer-El Graara地区，该地区拥有最古老的泛非缝合带之一。这是新元古代俯冲洋壳的残余，是在西非克拉通西北缘复杂的泛非板块碰撞过程中被推覆形成的（Leblanc和Lancelot, 1980; Saquaque等人, 1989; Hefferan等人, 2002, 2004; Thomas等人, 2002, 2004; Gasquet等人, 2005, 2008; Soulaimani等人, 2006）。此外，该地区经历了显著的埃迪卡拉纪岩浆活动及随后的热液蚀变，形成了多种具有经济价值的矿床，使中部反阿特拉斯山脉成为摩洛哥最重要的矿产富集区之一。

Bou Azzer–El Graara地区是众多地质、构造和成矿学研究的对象，主要研究其蛇绿岩复合体中的铜-钴矿化作用及构造演化（Leblanc, 1975; En-Naciri等人, 1995; Soulaimani等人, 2006; Bouabdellah等人, 2016; Tourneur等人, 2021）。先前的研究强调了构造控制和热液过程在钴矿及相关矿化定位中的重要性。最近，地球物理调查（尤其是磁测研究）为该地区的深部结构和构造框架提供了新的见解（Jaffal等人, 2023）。

Bou Azzer-El Graara的干旱环境为应用伽马射线光谱（GRS）进行矿产勘探提供了理想条件。通过分析该地区的GRS数据，我们能够探索这些矿床的形成条件和地质过程，理解热液流体与周围岩石之间的相互作用，并确定各种矿物元素之间的地球化学关系。

尽管Bou Azzer地区有大量的地质和地球物理研究，但航空伽马射线光谱在矿产勘探中的潜力尚未得到充分整合利用。特别是，放射性特征（eU、eTh、K及其比值）、热液蚀变、构造特征和已知矿床之间的关联在Bou Azzer–El Graara范围内仍缺乏足够的记录（Bajadi等人, 2025）。

因此，本研究的主要目的是识别和划定Bou Azzer–El Graara地区内的热液蚀变区和铀异常区。此外，通过分析航空伽马射线光谱数据，旨在加深对该地区地质和地球物理的理解。具体而言，本研究旨在：（i）分析钾、铀和钍的空间分布及其放射性比值；（ii）研究放射性异常、岩性、构造特征和热液蚀变之间的关系；（iii）提出一个潜在的钴和铜勘探兴趣区地图。所得结果对于建立准确的地质框架和深入理解Bou Azzer铜-钴矿床的形成过程至关重要。

地质背景

在西非克拉通的北部边缘，摩洛哥的反阿特拉斯山脉暴露出多个前寒武纪基底岩石，形成了侵蚀型岩体（boutonnières）（图1），这些岩体被晚元古代至古生代地层不整合地覆盖（Choubert 1963）。

反阿特拉斯带被WNW-ESE反阿特拉斯主断层（AAMF）分为两个主要构造域（Choubert, 1947）：i）一个西南部的克拉通域，其中暴露出埃布纳尼亚古元古代岩石（Oudra）

数据和处理

本研究分析的地球物理数据是由Geoterrex-Dighem公司在1998年和1999年根据摩洛哥能源和矿业部的委托进行的直升机勘测中获得的。Bou Azzer–El Graara地区是此次综合勘测覆盖的反阿特拉斯山脉的一部分。放射性数据使用安装在航空平台上的Exploranium GR-320伽马射线光谱仪采集的。

结果

伽马射线光谱数据的处理和制图使其能够以彩色编码地图的形式呈现。这些数据包括四个测量参数：总计数、钾含量、钍含量和铀含量，以及其他衍生产品，如eTh/K图、eU/K图和三元K-eU-eTh复合图像，这些都有助于理解和区分研究区域内的岩性单元。结果表明，钴矿化可能

讨论

摩洛哥中部反阿特拉斯山脉的Bou Azzer-El Graara地区以长期存在的重大断层系统为特征，这些断层将前寒武纪基底划分为多个地质单元（Leblanc和Lancelot, 1980; Soulaimani等人, 2014）。这些断层系统在地球化学和地球物理异常的空间分布中起着关键作用。断层带促进了流体迁移、岩石变形以及矿化作用的结构路径的发展，从而影响了异常现象的形成

结论

本研究重点解读了来自摩洛哥中部反阿特拉斯山脉Bou Azzer-El Graara地区的的高分辨率航空伽马射线光谱（GRS）数据。结合地质和遥感信息，实现了岩性单元、构造控制和热液蚀变区的详细绘制。主要发现包括高U/K比值与钴矿化之间的显著空间相关性，以及

CRediT作者贡献声明

Abderrahmane Soulaimani：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，监督，软件，资源，项目管理，方法论，调查，资金获取，正式分析，数据管理，概念化。Mohammed Jaffal：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，监督，软件，资源，项目管理，方法论，调查，资金获取，正式分析，数据

未引用参考文献

Abati等人，2010；Ait等人，2020；Álvaro等人，2014；Bousquet等人，2008；Ducrot和Lancelot，1977；El等人，2010；El等人，2020；Foose和Rossman，1982；Hassenforder，1987；Helg等人，2004；Ikenne等人，2023；Karaoui等人，2022；Karaoui等人，2023；Lo等人，1996；Mouttaqi和Sagon，1997；Saqaque等人，1992；Soulaimani等人，1997；Triantafyllou等人，2020。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文的研究工作。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向通讯作者索取。由于隐私或伦理限制，这些数据不公开。

利益冲突声明

☒作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文的研究工作。

致谢

本文是第一作者的博士论文的一部分，该论文得到了卡迪阿亚德大学（马拉喀什）、伊本佐赫尔大学（阿加迪尔）和Managem集团的资助。作者衷心感谢《非洲地球科学杂志》主编Zakaria Hamimi教授、副主编Moulay Charaf Chabou教授以及匿名审稿人在处理、编辑和审阅本手稿方面的宝贵贡献。