Published May 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Interpreting the magnetic signatures and radiometric indicators within Kogi State, Nigeria for economic resources

Creators

  • 1. Federal University of Technology Minna

Description

The mineral and geothermal potentials of part of Kogi State was investigated through the interpretation of aeromagnetic and radiometric data of the study area. The analysis targeted bridging the gap of insufficient geophysical information of sub-crustal resources that could be of economic value within the area of study. Vertical derivatives, analytical signal and spectral depth analysis were used for the interpretation of the aeromagnetic data while the concentration and ternary images of the three radiogenic elements were used for the interpretation of the radiometric data. The result of first vertical derivative was helpful in delineating mineral potent lineaments labelled F1 to F8. The lineaments were seen trending E-W and NE-SW direction. A principal fault line F6 tends to separate the regions of sediments to the south-east and basement geologic formations to the south-western regions. Result of the analytical signal amplitude revealed regions with shallow intrusive magnetic rocks having high amplitudes ranging from 0.152 to 0.557 nT/m, while regions with magnetic rock intruding into sedimentary formations at greater depths, have medium to low amplitudes ranging from 0.014 to 0.136 nT/m. Regions delineated to be altered through hydrothermal process coincided with areas of major magnetic lineaments. The lineaments which could be fractures, faults or shear zones usually serve as conduits for mineral deposits during hydrothermal process. Result of potassium_thorium ratio map showed evidence of hydrothermal alteration in the NW and SW regions of study area. These regions of alterations also corresponds to regions where major lineaments were mapped and thus represent regions with significant potency for mineralisation. Result of spectral depth analysis on the aeromagnetic data showed that peak values of geothermal gradient and Heat flow were 27°C/km and 68 mW/m2 respectively, the values were recorded at the North-eastern part of study area, at the lower end of Koton-Karfe and part of Lokoja where the shallowest Curie point depth of 24 km also occurred. The estimated values of heat flow falls below the range of 80 to 100 mW/m2 recommended as threshold for a good source of geothermal energy, hence the region will not be prospectively good for a cost effective geothermal energy exploration. In order to assess the heat production within the study area due to activities of radioelements, a comparative analysis of the concentration of the three radiogenic elements was carried out. A relatively high radiogenic heat production (RHP) value of 3.4 μW/m3 was recorded at the North-western region indicating high occurrence of radioactivity within the granitic rocks. The (RHP) value of 3.4 μW/m3 is slightly below 4.0 μW/m3 which is a recommended value for a good source of geothermal energy.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم فحص الإمكانات المعدنية والحرارية الأرضية لجزء من ولاية كوجي من خلال تفسير البيانات المغناطيسية الجوية والإشعاعية لمنطقة الدراسة. استهدف التحليل سد الفجوة في المعلومات الجيوفيزيائية غير الكافية للموارد دون القشرية التي يمكن أن تكون ذات قيمة اقتصادية في مجال الدراسة. تم استخدام المشتقات الرأسية والإشارة التحليلية وتحليل العمق الطيفي لتفسير البيانات المغناطيسية الجوية بينما تم استخدام التركيز والصور الثلاثية للعناصر الإشعاعية الثلاثة لتفسير البيانات الإشعاعية. كانت نتيجة المشتق الرأسي الأول مفيدة في تحديد الخطوط المعدنية القوية المسماة F1 إلى F8. شوهدت الخطوط تتجه نحو E - W و NE - SW. يميل خط الصدع الرئيسي F6 إلى فصل مناطق الرواسب إلى التكوينات الجيولوجية الجنوبية الشرقية والطابق السفلي إلى المناطق الجنوبية الغربية. كشفت نتيجة سعة الإشارة التحليلية عن مناطق ذات صخور مغناطيسية ضحلة متطفلة ذات سعة عالية تتراوح من 0.152 إلى 0.557 نانو طن/م، في حين أن المناطق ذات الصخور المغناطيسية التي تتدخل في التكوينات الرسوبية على أعماق أكبر، لها سعة متوسطة إلى منخفضة تتراوح من 0.014 إلى 0.136 نانو طن/م. تزامنت المناطق المحددة ليتم تغييرها من خلال العملية الحرارية المائية مع مناطق الخطوط المغناطيسية الرئيسية. عادة ما تكون الخطوط التي يمكن أن تكون كسورًا أو صدوعًا أو مناطق قص بمثابة قنوات للرواسب المعدنية أثناء العملية الحرارية المائية. أظهرت نتيجة خريطة نسبة البوتاسيوم والثوريوم دليلاً على التغير الحراري المائي في مناطق شمال غرب وجنوب غرب منطقة الدراسة. تتوافق مناطق التغييرات هذه أيضًا مع المناطق التي تم فيها تعيين الخطوط الرئيسية، وبالتالي تمثل المناطق ذات القوة الكبيرة للتمعدن. أظهرت نتيجة تحليل العمق الطيفي على البيانات المغناطيسية الجوية أن قيم ذروة التدرج الحراري الأرضي وتدفق الحرارة كانت 27 درجة مئوية/كم و 68 ميجاوات/م 2 على التوالي، وتم تسجيل القيم في الجزء الشمالي الشرقي من منطقة الدراسة، في الطرف السفلي من كوتون كارفي وجزء من لوكوجا حيث حدث عمق نقطة كوري الأكثر ضحالة البالغ 24 كم أيضًا. تنخفض القيم المقدرة لتدفق الحرارة عن النطاق من 80 إلى 100 ميجاوات/متر مربع الموصى به كعتبة لمصدر جيد للطاقة الحرارية الأرضية، وبالتالي لن تكون المنطقة جيدة في المستقبل لاستكشاف الطاقة الحرارية الأرضية الفعالة من حيث التكلفة. من أجل تقييم إنتاج الحرارة داخل منطقة الدراسة بسبب أنشطة العناصر المشعة، تم إجراء تحليل مقارن لتركيز العناصر المشعة الثلاثة. تم تسجيل قيمة إنتاج حرارة إشعاعية عالية نسبيًا تبلغ 3.4 ميكرو واط/م 3 في المنطقة الشمالية الغربية مما يشير إلى ارتفاع حدوث النشاط الإشعاعي داخل الصخور الجرانيتية. قيمة (RHP) البالغة 3.4 ميكرو واط/م 3 أقل بقليل من 4.0 ميكرو واط/م 3 وهي قيمة موصى بها لمصدر جيد للطاقة الحرارية الأرضية.

Translated Description (French)

Les potentiels minéral et géothermique d'une partie de l'État de Kogi ont été étudiés à travers l'interprétation des données aéromagnétiques et radiométriques de la zone d'étude. L'analyse visait à combler le manque d'informations géophysiques sur les ressources subcrustales qui pourraient avoir une valeur économique dans la zone d'étude. Les dérivées verticales, le signal analytique et l'analyse de profondeur spectrale ont été utilisés pour l'interprétation des données aéromagnétiques tandis que les images de concentration et ternaires des trois éléments radiogéniques ont été utilisées pour l'interprétation des données radiométriques. Le résultat du premier dérivé vertical a été utile pour délimiter les lignées minérales puissantes étiquetées F1 à F8. Les linéaments ont été vus dans la direction E-O et NE-SO. Une ligne de faille principale F6 tend à séparer les régions de sédiments vers le sud-est et les formations géologiques du socle vers les régions du sud-ouest. Le résultat de l'amplitude du signal analytique a révélé des régions avec des roches magnétiques intrusives peu profondes ayant des amplitudes élevées allant de 0,152 à 0,557 nT/m, tandis que les régions avec des roches magnétiques pénétrant dans des formations sédimentaires à des profondeurs plus grandes, ont des amplitudes moyennes à faibles allant de 0,014 à 0,136 nT/m. Les régions délimitées pour être modifiées par le processus hydrothermal coïncidaient avec les zones des principaux linéaments magnétiques. Les linéaments qui pourraient être des fractures, des failles ou des zones de cisaillement servent généralement de conduits pour les dépôts minéraux pendant le processus hydrothermal. Le résultat de la carte du rapport potassium_thorium a montré des signes d'altération hydrothermale dans les régions nord-ouest et sud-ouest de la zone d'étude. Ces régions d'altérations correspondent également à des régions où les principaux linéaments ont été cartographiés et représentent ainsi des régions avec une puissance significative pour la minéralisation. Les résultats de l'analyse de la profondeur spectrale sur les données aéromagnétiques ont montré que les valeurs de crête du gradient géothermique et du flux de chaleur étaient de 27 °C/km et 68 mW/m2 respectivement, les valeurs ont été enregistrées dans la partie nord-est de la zone d'étude, à l'extrémité inférieure de Koton-Karfe et dans une partie de Lokoja où la profondeur du point de Curie la moins profonde de 24 km s'est également produite. Les valeurs estimées du flux de chaleur tombent en dessous de la plage de 80 à 100 mW/m2 recommandée comme seuil pour une bonne source d'énergie géothermique, donc la région ne sera pas prospectivement bonne pour une exploration rentable de l'énergie géothermique. Afin d'évaluer la production de chaleur dans la zone d'étude due aux activités des radioéléments, une analyse comparative de la concentration des trois éléments radiogéniques a été réalisée. Une valeur de production de chaleur radiogénique (RHP) relativement élevée de 3,4 μW/m3 a été enregistrée dans la région du Nord-Ouest, indiquant une forte présence de radioactivité dans les roches granitiques. La valeur (RHP) de 3,4 μW/m3 est légèrement inférieure à 4,0 μW/m3, ce qui est une valeur recommandée pour une bonne source d'énergie géothermique.

Translated Description (Spanish)

Se investigaron los potenciales minerales y geotérmicos de parte del Estado Kogi a través de la interpretación de datos aeromagnéticos y radiométricos del área de estudio. El análisis apuntó a cerrar la brecha de información geofísica insuficiente de los recursos subcorticales que podrían ser de valor económico dentro del área de estudio. Para la interpretación de los datos aeromagnéticos se utilizaron derivadas verticales, señal analítica y análisis de profundidad espectral mientras que para la interpretación de los datos radiométricos se utilizaron las imágenes de concentración y ternarias de los tres elementos radiogénicos. El resultado de la primera derivada vertical fue útil para delinear los lineamientos potentes minerales etiquetados F1 a F8. Los lineamientos se observaron en dirección E-W y NE-SW. Una línea de falla principal F6 tiende a separar las regiones de sedimentos al sureste y las formaciones geológicas del basamento a las regiones del suroeste. El resultado de la amplitud de la señal analítica reveló regiones con rocas magnéticas intrusivas poco profundas que tienen amplitudes altas que van desde 0.152 a 0.557 nT/m, mientras que las regiones con roca magnética que se introducen en formaciones sedimentarias a mayores profundidades, tienen amplitudes medias a bajas que van desde 0.014 a 0.136 nT/m. Las regiones delineadas para ser alteradas a través del proceso hidrotermal coincidieron con áreas de grandes lineamientos magnéticos. Los lineamientos que podrían ser fracturas, fallas o zonas de corte suelen servir como conductos para depósitos minerales durante el proceso hidrotérmico. El resultado del mapa de relación potasio_torio mostró evidencia de alteración hidrotermal en las regiones NW y SW del área de estudio. Estas regiones de alteraciones también corresponden a regiones donde se mapearon los principales lineamientos y, por lo tanto, representan regiones con una potencia significativa para la mineralización. El resultado del análisis de profundidad espectral en los datos aeromagnéticos mostró que los valores máximos del gradiente geotérmico y el flujo de calor fueron de 27 ° C/km y 68 mW/m2 respectivamente, los valores se registraron en la parte noreste del área de estudio, en el extremo inferior de Koton-Karfe y parte de Lokoja donde también se produjo la profundidad del punto Curie más superficial de 24 km. Los valores estimados de flujo de calor caen por debajo del rango de 80 a 100 mW/m2 recomendado como umbral para una buena fuente de energía geotérmica, por lo tanto, la región no será prospectivamente buena para una exploración de energía geotérmica rentable. Con el fin de evaluar la producción de calor dentro del área de estudio debido a las actividades de los radioelementos, se realizó un análisis comparativo de la concentración de los tres elementos radiogénicos. Se registró un valor relativamente alto de producción de calor radiogénico (RHP) de 3,4 μW/m3 en la región noroeste, lo que indica una alta incidencia de radiactividad dentro de las rocas graníticas. El valor (RHP) de 3,4 μW/m3 está ligeramente por debajo de 4,0 μW/m3, que es un valor recomendado para una buena fuente de energía geotérmica.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تفسير التوقيعات المغناطيسية والمؤشرات الإشعاعية داخل ولاية كوجي، نيجيريا للموارد الاقتصادية
Translated title (French)
Interprétation des signatures magnétiques et des indicateurs radiométriques dans l'État de Kogi, au Nigéria, pour les ressources économiques
Translated title (Spanish)
Interpretación de las firmas magnéticas y los indicadores radiométricos dentro del estado de Kogi, Nigeria, para los recursos económicos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4310720335
DOI
10.1016/j.geogeo.2022.100157

Is supplement to
https://openalex.org/W4323042289 (Other)
https://openalex.org/W4221134290 (Other)
https://openalex.org/W3213787895 (Other)
https://openalex.org/W2937264320 (Other)
https://openalex.org/W2904527589 (Other)
https://openalex.org/W2783786938 (Other)
https://openalex.org/W2373237651 (Other)
https://openalex.org/W2308669792 (Other)
https://openalex.org/W2074148769 (Other)
https://openalex.org/W2061966276 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1499564834
  • https://openalex.org/W1624012152
  • https://openalex.org/W1718215009
  • https://openalex.org/W1963535679
  • https://openalex.org/W1973427754
  • https://openalex.org/W1977036533
  • https://openalex.org/W2008600609
  • https://openalex.org/W2015904219
  • https://openalex.org/W2016939871
  • https://openalex.org/W2023850930
  • https://openalex.org/W2037399430
  • https://openalex.org/W2062335843
  • https://openalex.org/W2099208137
  • https://openalex.org/W2101336434
  • https://openalex.org/W2113145956
  • https://openalex.org/W2117741469
  • https://openalex.org/W2127645627
  • https://openalex.org/W2129013695
  • https://openalex.org/W2134882711
  • https://openalex.org/W2152658232
  • https://openalex.org/W2153408818
  • https://openalex.org/W2156055396
  • https://openalex.org/W2157725133
  • https://openalex.org/W2163517462
  • https://openalex.org/W2463329425
  • https://openalex.org/W2540522437
  • https://openalex.org/W2565937005
  • https://openalex.org/W2594890028
  • https://openalex.org/W2603426554
  • https://openalex.org/W2759799726
  • https://openalex.org/W2781471894
  • https://openalex.org/W2788688340
  • https://openalex.org/W2806621097
  • https://openalex.org/W2942860874
  • https://openalex.org/W2945607866
  • https://openalex.org/W3003673892
  • https://openalex.org/W3022156929
  • https://openalex.org/W4285719527
  • https://openalex.org/W91187268