PETROGRAPHY, CHEMISTRY AND RADIOACTIVITY
OF GRANITOIDS AT NORTH GEBEL SERI, SOUTH
WESTERN DESERT, EGYPT *

HASSAN, K.M.*

Department of Radioactive Sedimentary Deposits, Nuclear
Materials Authority, Maadi, Cairo, Egypt.

Key words: Granitoids, Western desert, Egypt, Natural radioactivity, Accessory minerals, Potassium-40, Uranium, Thorium.

دراسة بتروجرافية وكيميائية وإشعاعية لصخور جرانيتاتية فى
شمال جبل سرى بجنوب الصحراء الغربية بمصر

كمال الدين مختار حسن

خلاصـة

تم تقويم المكونات الصخرية والمعدنية والإشعاعية لبقايا الكتل الجرانيتاتية الموجودة فى سهل رملى شمال جبل سرى بالصحراء الغربية بمصر.  يمكن تصنيف هذه الصخور من الناحية البتروجرافية للأنواع التالية: (1) جرانيت ليكوقراطى، (2) جرانوديوريت – توناليت مع نسيج نيسوزى ضعيف، (3) جرانيت نيسوزى له بنية فتاتية التحول، (4) جرانيت بيوتيتى- كوارتز ديوريت ذو نسيج ميرميكتى و (5) مونزوديوريت متساوى التحبب. اليبوتيت هو المعدن المافى الرئيسى فى العينات باستثناء المونزوديوريت حيث أن محتواه المافى هو أساساً هورنبلتد. جميع العينات تحتوى على كميات إضافية من معادن الأبيدوت، الأسفين، الزركون والمونازيت،  أما معدن آلانيت، فيوجد فقط فى الكوارتز ديوريت، الجرانيتات اليكوقراطية، النيسوزية والبيوتيتية. أثبتت التحاليل الكيميائية للعناصر الأساسية أن الأنواع الجرانيتاتية الخمسة لا تمت بصلة لبعضهم من ناحية الأصل ولكنهم من نوعية متا الومينية مع سمة الومنية فى الجرانوديوريت والجرانيتات  النيسوزية و البيوتيتية. هذه السمة تقترح أصل رسوبى للجرانيتات والذى يتعارض مع شواهد حقلية وبتروجرافية مؤيدة لأصول نارية.

وبقياس التركيزات الكيميائية  لبوتاسيوم-40 (بو⁴⁰)، يورانيوم-238 (يو²³⁸) و ثوريوم-232 (ثو²³²) فى العينات الجرانيتانية المدروسة وجد أنها تتراوح من 996 الى 5196  للأول، من 20 الى  34208 للثانى و من 6,5  الى  4547 للثالث فى صورة جزء  من البليون، على التوالى. كان النشاط النوعى الخاص بنواة بو⁴⁰ هو 258 - 1348 بيكريل فى الكيلوجرام (بك/كجم) مقابل 25,0 - 420 بك/كجم لعنصر يو²³⁸ و 022,0 -  4,18 بك/كجم لعنصر ثو²³²، وهذا يدل على أن مصدر الإشعاع هو بوتاسيوم مع بعض يورانيوم وثوريوم.  ويوجد البوتاسيوم أساساً فى معادن الفلسبار والميكا (مسكوفيت وبيوتيت) بينما يتركز اليورانيوم والثوريوم فى معادن إضافية موجودة بنسبة ضئيلة بالصخور الحاوية (غالباً زركون، مونازيت، آلانيت وسفين). هذه المعادن الإضافية تكون فى أعلى مستوياتها فى الجرانيت اليكوقراطى وتضمحل فى التوناليت.

ABSTRACT

The present study deals with the petrography, geochemistry and radioactivity of the remnants of granitoids located north of Gebel Seri, south western desert, Egypt. Petrographically, these granitoids comprise five different types including (1) leucocratic granite, (2) granodiorite-tonalite with slight gneissose texture, (3) gneissose granite showing mortar structure, (4) biotite granite-quartz diorite exhibiting myremektic texture and (5) monzodiorite having equigranular texture. The geochemical studies indicated that the granitoid types were genetically unrelated. They are metaluminous with peraluminous character only in the monzodiorite, gneissose and biotite granites.

 Field gamma ray measurements indicated that the investigated granitoids posses a radioactive level from 70 to 400 counts per second (cps).  The chemical concentrations of ⁴⁰K, ²³⁸U, and ²³²Th in these rocks ranged from 996 to 5196, 20 to 34208 and 5.6 to 4547 parts per billion (ppb), respectively. These concentrations correspond to activities of 258-1348, 0.25-420 and 0.022-18.4 Becquerel per kilogram (Bq/kg) and suggest that the radioactivity is due mainly to potassium-40 radiation with some uranium and thorium contributions. Potassium occurs mainly in feldspar and mica minerals while uranium and thorium are concentrated in the accessory minerals; monazite, allanite and zircon. The radioactive components were at the highest level in the leucocratic granite but extremely depleted in the tonalite.