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This work provides detailed information of outcrop gamma-ray logging from the Sinemurian–Pliensbachian organic-rich units (Água de Madeiros and Vale das Fontes formations) of the Lusitanian Basin, which are recognized as one of the most important potential oil source rocks interval of Portugal. The study included total and spectral gamma-ray measurements in outcrop and laboratory, Total Organic Carbon (TOC) content and whole-rock mineralogical characterization by X-ray diffraction, carried out in the two most important outcrop areas of the Western Lusitanian Basin (S. Pedro de Moel and Peniche). The outcrop data was compared with subsurface information. The results show high variability of the gamma radiation (26 to 210 cps) and radioactive elements associated with the lithological, mineralogical and geochemical differences. The TOC data yielded the organic matter enrichment of both formations, where the highest values are observed in the Água de Madeiros Formation (maximum=20.4%). The highest U concentration (11 ppm) is consistent with the highest Total Organic Carbon peak mainly supported by the precipitation of authigenic U (10 ppm). The majority of the analysed samples show an obvious authigenic U enrichment, especially in the Água de Madeiros Formation where it represents the main component of the total U content. A highly significant U/TOC correlation (r up to 0.87) with a low ratio (0.3–0.7 ppm/wt.%TOC) was obtained, confirming that U content can be used as a proxy for organic richness in the studied depositional system. The gamma-ray tool was also useful in the identification of 2nd order Transgressive–Regressive facies cycles (and maximum flooding surfaces) and in the correlation between outcrop and subsurface data.Este trabajo proporciona información detallada de espectrometría de rayos gamma de las unidades ricas en materia orgánica del Sinemuriense–Pliensbachiense de la Cuenca Lusitánica, reconocidas como los depósitos con más potencial para generar petróleo en Portugal. El estudio incluye mediciones de espectrometría de rayos gamma en afloramiento y laboratorio, cuantificación del carbono orgánico total (COT) y caracterización mineralógica por difracción de rayos X, llevada a cabo en dos áreas de la Cuenca Lusitánica (S. Pedro de Moel y Peniche). Los datos de afloramiento se han comparado con información de pozos. Los resultados muestran una alta variabilidad de la radiación gamma (26 a 210 cps), de los elementos radioactivos asociados a las distintas litologias, y de las características mineralógicas y geoquímicas. Los datos de COT evidencian un enriquecimiento en materia orgánica de toda la secuencia estudiada, en particular de la Formación de Água de Madeiros (máximo=20.4%). La concentración más elevada de U (11 ppm) es consistente con el pico principal de COT causado por la precipitación de U autigénico (10 ppm). La mayoría de las muestras analizadas presentan un marcado enriquecimiento en U autigénico, especialmente en la Formación de Água de Madeiros que representa el principal componente del contenido total de U. Se ha obtenido una correlación U/COT muy significativa (que alcanza valores de r=0.87) con una proporción baja (0.3 a 0.7 ppm/%COT), lo que confirma que el valor de la concentración de U puede ser utilizado para calcular el contenido en materia orgánica en el sistema deposicional estudiado. La técnica de rayos gamma también ha sido útil en la identificación de ciclos Transgressivo-Regressivos de 2º orden, de superficies de máxima inundación y en la correlación de datos de superficie con datos de pozos

Outcrop gamma-ray spectrometry: Applications to the Sinemurian–Pliensbachian organic-rich facies of the Lusitanian Basin (Portugal)