本文在论述航空伽马能谱测量系统基础上，根据甘肃龙首山地区不同岩性地质体分布特征和测区航空伽马能谱切割线测量的铀、钍、钾质量分数数据，先验性地建立了不同岩性地质体放射性元素(铀、钍和钾)质量分数的高斯概率分布模型。根据航空伽马能谱测量获得的全测区铀、钍和钾质量分数数据，采用非线性最小二乘法拟合，构建了测区不同岩性地质体的分离模型，获得了不同岩性地质体高斯分布的钾、铀、钍质量分数均值与标准差。在此基础上，以0.6m(Th)+0.2m(U)+0.2m(K)之和作为测区岩性特征参数Y,对测区不同岩性地质体分布范围进行了初步划分，并采用平滑、锐化、高斯聚类等图像增强处理方法，使不同岩性地质体边界变得更为清晰。Kappa系数检验表明，本方法的岩性区分效果达到一般的一致性。此外，以不同岩性的铀增量(ΔU)和钾增量(ΔK)为特征参数，采用图像增强处理方法，在测区圈定了6处铀质量分数增量异常和3处钾质量分数增量异常。所圈定的钾含量增量异常与铀含量增量异常在空间上吻合良好，有4处铀质量分数增量异常与已知铀矿床(矿点)分布一致，反映了测区内铀元素迁移富集与碱性热液活动具有相关性。本文采用航空伽马能谱测量特征参数与图像处理相结合的方法来划分测区岩性和预测铀矿床(点),具有重要的生产意义和地质找矿价值。