Mantle source heterogeneity in the Campanian Region (South Italy) as inferred from geochemical and isotopic features of mafic volcanic rocks with shoshonitic affinity

Summary Major, trace element and Sr-Nd-isotopic data on mafic volcanic rocks with shoshonitic affinity from the islands of Procida and Ventotene (Campanian Region, South Italy) are reported. Within-suite chemical and isotopic variations are interpreted in terms of open system differentiation processes held responsible for enrichment in a number of trace elements and for radiogenic Sr observed in both Procida and Ventotene volcanic sequences. Conversely, trace element contents and Sr-Nd-isotopic compositions of the least-evolved among the investigated samples are thought to reflect source region characteristics with only negligible crustal contamination of the primary magmas.The data support an origin from distinct source regions for the primary magmas. In the case of Ventotene, the source would have been asthenospheric and/or lithospheric mantle with features similar to transitional mid-ocean ridge basalts (T-MORB), modified by enriching agents made up mainly of subducted slab-released components coming from marly sediments (about 7%) similar to cherts from Tuscan Apennines plus a limestone contribution. In the case of Procida, the source would have been asthenospheric and/or lithospheric mantle with a slightly more enriched T-MORB-like feature with respect to Ventotene, modified by slab-derived enriching agents, likely represented by a small amount of sediments (about 2.5%) of oceanic nature (mostly terrigenous/pelagic). These differences are constrained by lower Zr/Nb, Y/Nb, Sc/Nb, V/Nb, LILE/HFSE, LREE/HFSE and⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, higher Ba/La and¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd ratios, as well as by the lack of a detectable negative Eu anomaly, in the least-evolved volcanic rocks of Procida, with respect to those of Ventotene, which show conversely a significant negative Eu anomaly. Thus, a sharp heterogeneity exists in the mantle beneath the Campanian Region. It is thought to be the consequence of two different slabs which are in contact along the Volturno River Plain tectonic line: a continental slab, seismically inactive, descending beneath the Latium Region, and an oceanic slab, seismically active, descending beneath the Calabria, up to the Campanian Region.

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Résumé De nouvelles analyses géochimiques d'éléments majeurs et en traces ainsi que des rapports isotopiques du Sr et du Nd sont été obtenues sur des roches volcaniques mafiques à affinité shoshonitiques provenant des îles de Procida et Ventotene (Région Campanienne, Italie du Sud). Les variations géochimiques et isotopiques observées au sein des séries volcaniques de ces deux îles sont interprétées en terme de processus de différenciation en système ouvert, tenu pour responsable d'un enrichissement d'un certain nombre d'éléments en traces et de leur composition en Sr radiogénique. Cependant, les teneurs en éléments traces et les compositions isotopiques en Sr et Nd des échantillons les moins évolués parmi ceux étudiés reflètent les caractéristiques de leur source, avec une contamination crustale très négligeable des magmas primitifs.Ces données démontrent que des sources distinctes sont à l'origine des magmas primitifs. Pour Ventotene, cette source doit être un manteau asthénosphérique et/ou lithosphérique dont la signature est similaire à celle de basaltes transitionnels de dorsale océanique (T MORB), légèrement enrichie en éléments dérivants d'une croûte plongeant dans une subduction comme des sédiments mameux (pour environ 7%) analogues aux cherts des Appenins de Toscane et comportant un apport en calcaire. Dans le cas de Procida, cette source doit être un manteau asthénosphérique et/ou lithosphérique montrant une signature de type T-MORB légèrement plus enrichie qu' à Ventotene, également modifiée par un apport venant d'une croûte en subduction, probablement une faible quantité (environ 2.5%) de sédiments de nature océanique (principalement terrigène/pélagique). Ces différences sont attestées par des rapports Zr/Nb, Y/Nb, Sc/Nb, V/Nb, LILE/HFSE, LREE/HSFE and⁸⁷Sr/⁸⁶Sr plus bas et des rapports Ba/La et¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd plus harts, ainsi que par l'absence d'une anomalie en Eu dans les compositions des roches volcaniques les moins évoluées de Procida par rapport à celles de Ventotene, qui elles, au contraire, montrent une anomalie en Eu significative.Ainsi, une importante hétérogénéité du manteau existe sous la Campanie. Cette hétérogénéité doit être la conséquence de la nature différente des croûtes en subduction et qui sont en contact le long de la ligne tectonique de la plaine de la rivière Volturno: an Nord-Ouest, une croûte continentale, sismiquement inactive, plonge sous le Latium alors qu'au Sud-Est, une croûte océanique, sismiquement active, plonge sous la Calabre et jusque sous la Campanie.

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With 9 Figures     

La présence du strontium dans les oxydes manganésiféres du gisement de St. Marcel-Praborna-V. Aoste,Italie

Sr-rich manganese oxides have been discovered in one of the piemontite-bearing horizons of the St. Marcel Mine, Praborna (Aosta Valley, Italy). These oxides are always associated with braunite. The optical properties and X-ray investigations led to the conclusion that these oxides belong to the cryptomelane-hollandite-coronadite isostructural series. They represent an intermediate form between a strontium end member and the K⁺-Ba²⁺ end members.

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La présence du strontium dans les oxydes manganésiféres du gisement de St. Marcel-Praborna-V. Aoste, Italie

Résumé Des oxydes de manganèse riches en strontium ont été découverts dans l'un des niveaux à piémontite du gisement de St. Marcel-Praborna (Val d'Aoste, Italie). Ces oxydes sont toujours associés à la braunite. Les examens microscopiques et à l'aide des rayons X permettent d'affirmer que ces oxydes se rettachent à la série isostructurale de la cryptomélane-hollandite-coronadite. Ils représentent des termes intermédiaires entre un pôle strontifère et les pôles potassique et barytique.

     

Using Hydrogeochemical Methods To Evaluate Complex Quaternary Subsurface Stratigraphy Block Island,Rhode Island,USA

One of the major problems in hydrogeologic investigations of glaciated regions is the determination of complex stratigraphic relationships in the subsurface where insufficient information is available from drilling and geophysical records. In this paper, chemical characteristics of groundwater were used to identify stratigraphic changes in glacial deposits that were previously inferred on Block Island, Rhode Island, USA, an emergent remnant of the late Wisconsinan terminal moraine, located approximately 16 km south of the Rhode Island mainland. Two chemically distinct water types are recognized on the island: 1) high-iron, characterized by dissolved silica levels in excess of 20 mg/L, bicarbonate greater than 30 mg/L and dissolved iron ranging from 1-20 mg/L; and 2) low-iron, characterized by dissolved silica levels below 16 mg/L, bicarbonate less than 30 mg/L, and less than 0.3 mg/L dissolved iron. The spatial distribution of iron-bearing minerals and organic matter and the resulting redox conditions are believed to control the occurrence of high-iron groundwater. The high-iron waters occur almost exclusively in the eastern half of the island and appear to coincidence with the presence of allochthonous blocks of Cretaceous-age coastal-plain sediments that were incorporated into Pleistocene-age deposits derived from the Narragansett Bay-Buzzard's Bay lobe of the Late Wisconsinan Laurentide ice sheet. The low-iron waters occur in the western half of the island, where the occurrence of these Cretaceous-age blocks is rare and the sediments are attributed to a sublobe of the Hudson-Champlain lobe of the Late Wisconsinan ice-sheet. RÉSUMÉ: L'un des principaux problèmes dans les études hydrogeologiques des régions qui ont été englacées est la définition des relations stratigraphiques complexes sous la surface, lá où les informations fournies par les forages et par la géophysique sont insuffisantes. Dans l'exemple traité, les caractéristiques chimiques de l'eau souterraine sont utilisées pour identifier les variations stratigraphiques dans les dépôts glaciaires qui avaient auparavant été supposées, sur l'île de Block (Rhode Island), restes émergeant d'une moraine terminale du Wisconsinien récent, situé à environ 16 km au sud de Rhode Island. Deux types d'eau chimiquement distincts ont été reconnus dans l'île: 1) à fortes teneurs en fer, caractérisées par des concentrations en silice supérieures à 20 mg/L, en bicarbonates supérieures à 30 mg/L et en fer comprises entre 1 et 20 mg/L; et 2) à faibles teneurs en fer, marquées par des concentrations en silice inférieures à 16 mg/L, en bicarbonate inférieures à 30 mg/L et en fer dissous inférieures à 0.3 mg/L. La distribution spatiale des minéraux riches en fer et de la matière organique et les conditions redox résultantes contrôlent probablement la présence de fer dans les eaux souterraines à fortes concentrations. Les eaux à fortes teneurs en fer sont connues presque exclusivement dans la moitié orientale de l'île et semblent coïncider avec la présence de blocs allochtones provenant des sédiments côtiers crétacés, introduits dans les formations pléistocènes liées au lobe glaciaire des baies de Narragansett et du Busard de la calotte glaciaire laurentide du Wisconsinien récent. Les eaux à faibles teneurs en fer apparaissent dans la moitié occidentale de l'île, là où ces blocs de Crétacé sont rares et où les sédiments sont attrbués à une digitation du lobe de l'Hudson-Champlain de la calotte glaciaire du Wisconsinien récent. RESUMEN: Uno de los mayores problemas en la investigación hidrogeológica en regiones glaciares es la determinación de las complejas relaciones estratigráficas en el subsuelo, donde la información procedente de registros de perforaciones y de geofísica no es suficiente. En este artículo, se han usado las características químicas del agua subterránea para identificar unos cambios estratigráficos que se habían predicho previamente en unos depósitos glaciares en Block Island, Rhode Island (Estados Unidos), un remanente emergente de la morrena terminal del Winsconsiniense tardío, situada unos 16 km al sur de la Rhode Island continental. En la isla se encuentran dos tipos de agua distintos: 1) de alto contenido en hierro, caracterizada por niveles de sílice disuelto superando los 20 mg/L, bicarbonatos por encima de 30 mg/L y hierro disuelto oscilando entre 1-20 mg/L; y 2) de bajo contenido en hierro, caracterizada por niveles de sílice disuelto inferiores a 16 mg/L, bicarbonatos por debajo de 30 mg/L y menos de 0.3 mg/L de hierro disuelto. La distribución espacial de los minerales ricos en hierro y de la materia orgánica, así como las condiciones redox resultantes se supone que condicionan la presencia de aguas de alto contenido en hierro. Estas aguas aparecen casi exclusivamente en la mitad oriental de la isla y parecen coincidir con la presencia de bloques alóctonos de sedimentos costeros, de edad cretácica, que se incorporaron a los depósitos de edad pleistocena procedentes del lóbulo de la Bahía de Narragansett-Bahía de Buzzard, correspondiente a la capa glaciar del Winsconsiniense-Lauréntido tardío. Las aguas de bajo contenido en hierro aparecen en la mitad occidental de la isla, donde la presencia de estos sedimentos de edad cretácica es rara y los sedimentos se suponen procedentes de un sublóbulo del lóbulo de Hudson-Camplain, correspondiente a la capa glaciar del Winsconsiniense tardío.     

Platinum group element enrichment in the upper mantle peridotites of the Monte Maggiore ophiolitic massif (Corsica,France): Mineralogical evidence for ore-fluid metasomatism

Summary Positive platinum and gold anomalies (up to 130 and 54 ppb, respectively)have been identified in ophiolitic mantle peridotites from the Monte Maggiore Massif(MMM), Corsica.Forty-four grains of platinum-group minerals (PGM) were found in seven rock samples with Pt, Pd, Os and Ir contents as low as 20,10, 5 and 1.9 ppb, respectively. PGM are mainly alloys: of native osmium, iridium, platinum, palladium and gold, tetraferroplatinum more or less rich in copper, the Cu-bearing equivalent of rustenburgite, potarite, moncheite and Ni-rich merenskyite. The presence of these low temperature minerals (<650°C) which precipitated after the pentlandite, allows us to rule out the possibility of a magmatic origin for platinum group element (PGE) anomalies. Therefore the model presented here proposes the late precipitation of PGM linked to a hydrothermal system created by the rising of a fluid-enriched magma occurring under a mid-oceanic ridge during the diapiric uprising of asthenospheric mantle at about 0.9 GPa.Compositional evolution of tetraferroplatinum and late stage precipitation of tellurides and intermetallic compounds are evidence of PGE fractionation as the fluid became progressively enriched in Te, Bi, Cu, Sri and Pb, and depleted in S. This occurred during the transport and entrapment of the fluid in cooler parts of the residual peridotite surrounding the melting zone.The proposed mechanism for PGE anomalies in the Monte Maggiore mantle peridotites illustrates a mineralizing process involving concentration and transport of PGE through a fluid-rich medium followed by sudden precipitation of PGM along preferential fractures caused by a thermal gradient.

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Enrichissement en éléments du groupe du platine (EGP) dans les péridotites ophiolitiques du manteau supérieur, massif du Monte Maggiore, Corse: mise en évidence, à partir d'études minéralogiques, d'un métasomatisme lié à un fluide minéralisant

Résumé Dans le Massif du Monte Maggiore (MMM), Corse, des anomalies de platine et d'or (respectivement, jusqu' à 130 et 54 ppb) ont été mises en évidence dans des péridotites du manteau ophiolitique.Quarante quatre grains de minéraux du groupe du platine (MGP) ont été observés dans sept échantillons ayant des teneurs en Pt, Pd, Os et Ir respectivement aussi faibles que 20, 10, 5 et 1,9 ppb. Les MGP sont principalement des alliages: osmium, iridium, platine, palladium et or natifs, téétraferroplatine plus ou moins riche en cuivre, équivalent cuprifère de la rustenburgite, potarite, ainsi que monchéite et merenskyite riche en nickel. Ces minéraux de basses températures (< 650 °C) qui ont précipité après la pentlandite permettent d'écarter une origine magmatique pour les anomalies en éléments du groupe du platine (EGP). A l'opposé, le modèle propose une précipitation tardive des MGP liée à un système hydrothermal créé par la montée d'un magma enrichi en fluides, au sein d'un diapir mantellique ascendant à l'aplomb d'une dorsale médioocéaniq,ue, sous des pressions de l'ordre de 0.9 GPa.L'évolution de la composition des tétraferroplatines et la cristallisation tardive des tellurures et des composés intermétalliques témoignent du fractionnement des EGP, alors que le fluide minéralisant s'enrichit progressivement en Te, Bi, Cu, Sn et Pb et s'appauvrit en S. Ceci s'est produit durant le transport et le piégeage du fluide dans les zones plus froides du massif représentées par les péridotites résiduelles autour de la zone de fusion.Le mécanisme proposé pour les péridotites anomales en EGP du manteau du Monte Maggiore illustre un type de processus minéralisant impliquant la concentration et le transport des EGP dans un milieu enrichi en fluides, suivi de la précipitation rapide des MGP le long de fractures préférentielles sous l'effet d'un gradient thermique.

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With 3 Figures and 2 Plates     

Les deformations plio-quaternaires de l'afrique du Nord

Résumé L'Afrique du Nord franÇaise et notamment sa bordure littorale ont subi d'importantes déformations plio-quaternaires; l'auteur en précise les phases et les caractéristiques tectoniques.Les zones de plissement de cet âge doivent Être séparées des déformations à grand rayon de courbure. Les phénomènes géophysiques (tremblements de terre, isostasie) en relation avec ces déformations sont passés en revue. L'auteur place ces phénomènes à l'échelle de temps et d'espace dans l'évolution d'ensemble de l'Afrique du Nord, et discute le problème de la flexure continentale.     

Les Inclusions Fluides,Témoins et Faux-Témoins des Conditions de Dépôt. Quelques Exemples Pris dans les Minéralisations de Pb,Zn, Ba,F du Sud du Massif Central Français

Résumé L'étude a été réalisée sur des minéraux accompagnateurs de concentrations plombozincifères localisées dans la partie inférieure de la couverture mésozoique et dans le socle sous-jacent: quartz et fluorine liés aux strates ou en filons, dolomite individualisée tardivement avec une ultime génération de blende, en remplissages géodiques et fissuraux ou en recristallisation massive. Apparaissent ainsi: pour le quartz et la fluorine, une cristallisation à basse température ( 50°C) suivie d'un réchauffement inscrit dans des inclusions secondaires, mais aussi par microfissuration des parois de cavités primaires; pour la dolomite, une (re)cristallisation dans des conditions analogues à celles qui ont présidé au piégeage des inclusions secondaires du quartz et de la fluorine. Cette histoire se déroule à l'inverse de bon nombre de reconstitutions récentes basées sur l'antériorité de l'épisode chaud. Elle n'a pu être reconstituée qu'en tenant compte de deux réquisitions fondamentales: 1) bien connaître la place de l'espèce étudiée dans la succession minérale concernée — 2) s'assurer de la chronologie des différentes familles d'inclusions dans le minéralhôte et surtout du caractère primaire, non seulement de la cavité, mais aussi de son remplissage. En effet, dans un cas (fluorine du filon de St-Laurent-les-Bains) des cavités à coup sûr primaires ayant subi un réchauffement livrent un bel histogramme de température d'homogénéisation qu'on ne peut en aucun cas interpréter en termes de température de cristallisation. Sur le plan des modèles génétiques, il faut bien admettre que les seuls résultats de l'étude des inclusions fluides ne permettent pas de trancher: tant du point de vue des itinéraires suivis par les solutions à partir desquelles les minéraux ont pris naissance, que de celui des causes du réchauffement et donc du laps de temps qui sépare ce dernier de la cristallisation première.

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Fluid inclusions investigation was carried out on minerals from Pb Zn deposits occuring in early Mesozoic beds and in the basement. Studied minerals are the following: stratabound or vein quartz crystals and fluorite, late dolomite syncrystallized with a last generation of sphalerite filling geodes or fissures, or dolomite massively recrystallized. Fluid inclusions data have been used to know their crystallization conditions and their evolution. Quartz and fluorite were deposited at low temperature ( 50°C), and were submitted to a heating after the low temperature crystallization. This heating is recognizable through the secondary inclusions (temperature of homogeneization of 120°C), but also through a natural decrepitation of primary cavities. Dolomite (re)crystallized within conditions identical to those which ruled the latest stages of quartz and fluorite evolution. Our observations come in opposition to some classical reconstitutions; we propose: in a first stage, low temperature crystallization, and in a second one a heating. We insist on the necessity 1) to know precisely the mineral succession, 2) to establish the chronology of the numerous inclusions families, and to be sure that the filling of primary cavities is undamaged. In the example of the Saint-Laurent-les-Bains fluorite, fluids contained in naturally stretched primary cavities give a very good temperature of homogenization histogram which cannot be used to determine the formation temperature. We must admit that the study of fluid inclusions is not sufficient to allow a choice between one or another genetic model. We cannot obtain precisions about the heating cause and, furthermore, about time passed between the late heating and the early crystallization in a low temperature environment.

     

Géochimie de l'uranium dans les minéraux phylliteux et les roches du massif granitique de Mortagne-sur-Sèvre, (Vendée) France

Résumé L'étude géochimique traitée ici concerne le massif granitique de Mortagne-sur-Sèvre (Vendée), dont la bordure Nord est jalonnée par d'importants gisements d'uranium en cours d'exploitation. L'échantillonnage de surface dont on dispose (70 prélèvements) provient d'une bande transversale (35 km de long) à la structure générale du massif. Le lien éventuel des teneurs d'uranium avec la zonalité du massif est recherché dans les roches de surface. Les teneurs montrent des variations dépendant de facteurs d'ordre pétrographique et tectonique entre les formations encaissantes et les granites à deux micas dont le caractère plus uranifère est dû à la présence d'inclusions microscopiques d'uraninite fréquentes dans les micas. Les teneurs obtenues sur les micas séparés mettent en évidence le rôle concentrateur de la biotite et de la chlorite pour l'uranium alors que la muscovite ne le retient guère. De ce fait, la conversion biotite chlorite ou biotite muscovite libère l'uranium des structures minérales. Ces transformations s'accompagnent d'une expulsion importante de fer à l'état ferrique et d'uranium en quantité variable. L'évolution décrite, qui fournit un mécanisme de préconcentration géochimique de l'uranium, se retrouve encore amplifiée à l'échelle minière: les granites et syénites de l'Ecarpière ont subi une muscovitisation parallèle, suivie d'une silicification dans les zones les plus tectonisées, qui constitue pour l'uranium un phénomène mobilisateur très important dans la genèse des gisements.

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This geochemical study concerns the granitic massif of Mortagne-sur-Sèvre (Vendée) whose northern border contains several uranium deposits under exploitation. About 70 samples taken on the surface of a transversal band (35 km of length), cutting across the general structure of the massif, were analysed for Uranium. These determinations show that the variations of Uranium contents are of petrographical and of tectonical nature between the host rock and the two-mica granite whose relative high Uranium content is due to microscopic inclusions of uraninite in the micas. The determination of Uranium in the separated micas shows clearly the enriching character of biotites and chlorites whereas the muscovites are poor in Uranium. It is seen that the conversion of biotite chlorite or biotite muscovite leads to the liberation of Uranium from the mineral structure. These transformations are accompanied by the expulsion of important quantities of ferric iron and of variable amounts of Uranium. The described evolution which furnishes a mechanism of geochemical enrichment for Uranium is also found to be amplified in the mining field: the granites and the syenites of Ecarpiere have suffered a parallel muscovitization and silification which constitutes for Uranium an enriching phenomenon during the formation of deposits.

     

Les Recifs Paleozoiques en Belgique

Résumé Une synthèse rapide des résultats acquis à ce jour dans l'étude des récifs dévoniens de l'Ardenne belge est présentée. Après une définition des divers types récifaux reconnus, l'exposé débute par le rappel des données bathymétriques, tirées de la succession des faunes et des sédiments, sur lesquelles est fondée l'interprétation de ces récifs. Celle-ci est présentée dans une coupe méridienne complète du bassin de Dinant, confirmée par une coupe, plus rapidement commentée, d'Ouest en Est. Ces deux documents font ressortir la gamme complète des variations de facies, des conditions les plus profondes au milieu sublittoral. Ils fournissent une explication aux variations morphologiques et structurales des types récifaux reconnus, ainsi qu'à la distribution très particulière des sédiments en période de sédimentation calcaire, et apportent quelques précisions sur le phénomène dolomitique.     

Minéralisations Pb-Zn „Sous Inconformité“ des Series de Plates-Formes Carbonatées. Exemple du Gisement de Trèves (Gard,France). Relations entre Dolomitisations,Dissolutions et Minéralisations

Résumé Le gisement Zn-Pb de Trèves est situé dans le Lias de la bordure orientale des Causses (Sud-Est du Massif Central français). Les concentrations principales constituent des amas stratoides portés par le Lotharingien inférieur. Elles sont auréolées par des minéralisations fissurales ou disséminées réparties de l'Hettangien supérieur à la base du Domérien, dans une série entièrement dolomitisée. L'analyse comparée de la série calcaire, peu transformée, en bordure du gisement et de son équivalent latéral dolomitisé, remanié par dissolution et minéralisé, nous a permis de retracer l'évolution paléographique et sédimentologique de l'enveloppe des concentrations ainsi que le cheminement parallèle des métaux. Cette reconstitution est résumée schématiquement par la figure 18. L'étude gitologique montre que les phénomènes de dolomitisation, dissolution et minéralisation s'opèrent en relation avec une émersion qui se situe à la limite Lotharingien inférieur-Lotharingien supérieur et se développent en milieu margino-littoral de type mangrove. Les premiers indices sulfurés apparaissent précocement dans les calcarénites du Lotharingien inférieur, avant leur dolomitisation, puis vraisemblablement durant celle-ci; la mise en place des concentrations succède à la dolomitisation et s'effectue parallèlement au développement de dissolutions. L'étude gîtologique nous conduit en outre à envisager que le halo d'indices qui cerne la minéralisation principale résulte de la remobilisation partielle de celle-ci lors de recristallisations ultérieures en dolosparite blanche. L'étude de la distribution de Pb, Zn, Cu et Ba montre que le niveau porteur des concentrations principales succède à des formations déficitaires en Zn, Pb, et Ba. En interprétant ce déficit en termes de retenue à la source (préconcentration continentale) ou de mise en réserve dans les eaux connées, on peut envisager une réutilisation ultérieure du stock-métal correspondant. L'étude géochimique montre également que la dolomitisation s'accompagne d'un lessivage de Zn, Ba et Pb et n'affecte pas Cu. Les quantités mises en jeu ainsi que la concordance entre les éléments lessivés et la nature des accumulations qui succèdent au lessivage, nous ont amenés à opter pour un modèle génétique dans lequel les métaux libérés par la dolomitisation contribuent pour une part importante aux concentrations principales.

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The Zn-Pb ore deposit of Trèves lies in the Lias of the eastern border of the Causses (South-Eastern french Massif Central). The main concentrations occur as stratabound bodies within the lower Lotharingian. They are surrounded by disseminated and fissural mineralizations occuring in a wholy dolomitized series from the upper Hettangian to the lower Domerian. The dolomitized, reworked by dissolutions and mineralized rocks have been compared to their untransformed calcareous lateral equivalents. From these studies the paleogeographical and sedimentological evolutions of the mineralized area were determined and set side by side with the metals progressions. This reconstitution is plotted in Fig. 18. The gitological study supports that the dolomitization, dissolutions and mineralization are related to an emersion occurring, between the lower and upper Lotharingian, in a near-shore mangrove-swamp type environment. The first sulfurs appear very early within the lower Lotharingian calcarenitic limestones, before their dolomitization but probably still form during it. The emplacement of the ore bodies succeeds to the dolomitization and takes place along with the development of the dissolutions. Moreover, it is concluded that the halo of showings which surrounds the main mineralization comes from its partial dissolution during further recristallizations of white sparitic dolomite. The distribution of trace-elements such as Pb, Zn, Cu and Ba indicates that the bearing ore levels succeed to depleted series. If this depletion is interpreted wether to an "up. stream retention" (continental preconcentration) or to a connate water storage the further utilization of this metal-stock can be taken into account. Moreover, the geochemical studies support that the dolomitization goes along with the leaching of Zn, Ba, Pb and has no influence on the Cu grades. The amounts of metals which are released in such a way, the agreement between the leached elements and the nature of the further concentrations, are relevant to a genetical model in which the metals released by dolomitization constitute an important part of the principal mineralization

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Cette étude a été financée en partie par la Délégation Générale à la Recherche Scientifique et Technique (convention n^o 76. 7. 0023)     

The mechanical response of pre-fractured rock in compression

SummaryThe Mechanical Response of Pre-Fractured Rock in Compression This paper describes experimental procedures and results obtained from an experimental study of pre-cracked rock specimens. In these experiments specimens of Westerly granite and Cedar City tonalite were broken in special fixtures and subsequently retested in a triaxial apparatus. Confining pressures up to 7 kb were employed. The rock specimens were well fragmented during the pre-cracking process. The results indicate a number of interesting features, including the significant retention of load-carrying ability under many stress conditions and an increase in maximum deformation. A comparison is made with frictional data determined elsewhere for Westerly granite; the close agreement in maximum stress suggests the importance of friction in the specimen mechanical behavior.

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ZusammenfassungDas mechanische Verhalten von vorgebrochenen Gesteinsproben unter Druckbelastung Der vorliegende Aufsatz beschreibt die Ergebnisse von Druckversuchen, die an vorgebrochenen Gesteinsproben durchgeführt worden sind. Proben von Westerly Granit und Cedar City Tonalit wurden zunächst in steifen Kammern vorgebrochen und anschließend in Triaxialversuchen bis zu 7 kb Manteldruck belastet. Die Ergebnisse weisen interessante Charakteristiken auf, besonders die Beibehaltung erheblicher Festigkeitswerte bei verschiedensten Belastungszuständen sowie die Zunahme der größten Verformung. Die erhaltenen Daten werden mit Ergebnissen von Reibungsversuchen an Westerly Granit, die aus der Literatur bekannt sind, verglichen. Die weitgehende Übereinstimmung der größten Spannungswerte läßt darauf schließen, daß Reibung das mechanische Verhalten vorgebrochener Proben wesentlich beeinflußt.

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RésuméComportement mécanique en compression de la roche pré-fracturée Cet article décrit les procédés expérimentaux et les résultats obtenus à la suite d'une étude expérimentale sur des échantillons de roche fracturés à l'avance. Dans ces essais, des échantillons de granite W et de tonalité CC ont été brisés dans des appareils spéciaux et soumis ensuite à l'essai triaxial. Des pressions latérales jusqu'à 7 kbar ont été employées. Les échantillons de roche avaient été largement fragmentés pendant la fracturation initiale. Les résultats indiquent un certain nombre de particularités intéressantes, y compris le maintien significatif d'une aptitude à supporter des charges sous maintes conditions de contraintes, et une augmentation de la déformation maximale. On a fait une comparaison avec les résultats de frottement obtenus ailleurs pour le granite W. Le bon accord des contraintes maximales suggère l'importance du frottement dans le comportement mécanique des échantillons.

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With 8 Figures     

Les tillites ante-cambriennes de Normandie

Résumé Le socle armoricain antécambrien est constitué par des sédiments antérieurs à 550 M. A. dont une notable partie est, selon de sérieuses probabilités, largement antérieure. Il comprend deux systèmes sédimentaires, le Pentévrien et le Briovérien, séparés par une importante discordance. Dans le Briovérien, se place une importante coupure stratigraphique marquée par des conglomérats contenant des éléments de roches antérieurement plissées provenant du Briové rien sousjacent. Ces conglomérats et les sédiments associés ont été rapportés à un épisode glaciaire (Graindor 1954) en raison des caractères spécifiques qu'ils présentent. Certains doutes paraissant s'Être récemment manifestés au sujet de l'existence de ces tillites, il n'est pas sans utilité de rappeler pourquoi ces sédiments ont été rapportés à une glaciation. De toutes les corrélations envisagées avec d'autres tillites précambriennes, une seule paraÎt actuellement susceptible de vraisemblance, qui met en parallèle la glaciation du Briovérien et la glaciation éocambrienne de Scandinavie. C'est aussi pourquoi on tend assez fréquemment, dans la littérature, à parler des tillites éocambriennes de Normandie.Dans cette mÊme région affectée par la glaciation briovérienne, aux plissements cadomiens puis à leur usure fait suite une pénéplaine caractérisée par le développement d'une intense rubéfaction. Sur cette pénéplaine, a progressé la transgression cambrienne dont les sédiments témoignent de l'existence, à cette époque, d'un climat chaud.

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Zusammenfassung Der präcambrische armorikanische Sockel wird durch Sedimente gebildet, die älter (z. T. wohl erheblich älter) als 550 Mill. Jahre sind. Er umfa\t 2 sedimentäre Systeme: Pentévrien und Briovérien; beide sind durch eine bedeutende Diskordanz getrennt. Im Briovérien steckt ein stratigraphischer Schnitt, charakterisiert durch Konglomerate. Die Gerölle bestehen aus Gesteinen des älteren Briovérien, die vorher gefaltet worden waren. Diese Konglomerate und die Begleitgesteine werden wegen ihrer besonderen Eigenschaften einer glazialen Epoche zugeschrieben (Graindor 1954). Als äquivalente kommen die eocambrischen Glazialsedimente Skandinaviens am ehesten in Frage. Daher wird gelegentlich von den eocambrischen Tilliten der Normandie gesprochen.Den cadomischen Faltungen des Briovériens folgt eine Peneplain-Bildung mit intensiver Rotverwitterung. über dieser Peneplain transgredierte das Cambrium, dessen Sedimente von warmem Klima in dieser Epoche zeugen.

     

Contribution à l'étude des schistes bitumineux du Premien de la Sarre

Résumé Le Permien inférieur de la Sarre renferme un horizon de schistes bitumineux dont la Constance et l'étendue sont remarquables.Les schistes finement varvés correspondent à une sédimentation cyclique en eau calme et peu profonde. La schistosité semble liée à la présence de lits calcaires d'origine en partie organique.L'origine des carbures peut être recherchée dans les débris de poissons très abondants les schistes. Mais l'aspect varvé de la répartition des carbures conduit à admettre l'influence cyclique des phénomènes qui ont provoqué la formation des schistes et à attribuer un rôle important au plankton.     

L'lon Paramagnétique Tm2+ dans la Fluorit

Résumé Après avoir vérifié que l'ion paramagnétique Tm²⁺ est créé dans la fluorite naturelle par réduction de l'ion Tm³⁺ sous irradiation, nous proposons une estimation de la fraction [Tm²⁺]/[Tm_total], à une proportionnalité près, fondée sur la seule spectroscopie de R.P.E.. L'analyse par R.P.E. d'un échantillonnage qui recouvre divers gisements de fluorite prouve alors qu'il existe deux contributions possibles à l'irradiation: un rayonnement gamma émis par des descendants de l'uranium présents dans le gisement, le rayonnement alpha du samarium 147 que recèle le réseau même de la fluorite. Nous montrons que la sonde paramagnétique Tm²⁺/fluorite est suffisamment sélective pour caractériser une radioactivité anormale dans l'histoire du gisement.

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We verify that the paramagnetic ion Tm²⁺ is created in natural fluorite by the reduction of the ion Tm³⁺ under irradiation. We propose that the fraction [Tm²⁺]/[Tm_total] may be estimated, to within a factor of proportionality, by a method based solely on E.P.R.. The analysis by E.P.R. of samples of fluorite from diverse origins then shows that there are two possible contributions to the irradiation: a gamma radiation emitted by daughter isotopes of uranium present in the deposit, the alpha radiation from samarium 147 in the fluorite lattice itself. We show that the paramagnetic probe Tm²⁺ in fluorite is selective enough to characterize abnormal radioactivity in the history of the deposit.

     

La double evolution de la lithosphere et de la biosphere

Conclusion L'évolution de la lithosphère ressortit de phénomènes cosmiques, les uns liés au système solaire dans son ensemble, d'autres spécifiques à la Terre (l'atmosphère, l'eau, p.e.). Elle appartient au règne minéral et progresse souvent par cycles. L'évolution de la biosphère est liée à celles des sphères externes de la Terre, mais l'instabilité de la matière vivante et de la vie qui la constituent lui confère une polarité, celle de l'Evolution organique, laquelle procède dans un sens progressif, en laissant de coté les Êtres remplacés par de plus performants. L'évolution de la lithosphère a influé sur celle de la biosphère parce qu'elle lui fournit ses milieux de vie favorables à certains progrès ou hâtant les éliminations. L'évolution synchrone de la biosphère, en influant sur la composition de l'atmosphère et de l'hydrosphère, a joué un rÔle important dans la composition des sédiments et de la surface de la lithosphère.     

Les péridotites et les pyroxénolites du massif ultrabasique des Beni Bouchera: une étude expérimentale entre 1100 et 1550° C,sous 15 à 30 kilobars de pression sèche

Résumé Cet article utilise les résultats de 94 expériences menées, à haute température et haute pression, à l'aide d'un appareillage piston-cylindre, sur 4 échantillons de pyroxénolite du massif ultrabasique des Beni Bouchera et sur un échantillon de la péridotite encaissante. La position du solidus de la péridotite a été fixée approximativement ainsi que la limite des champs de la lherzolite à spinelle et de la lherzolite à grenat. La position des courbes de liquidus et de solidus, et les suites de cristallisation observées dans l'intervalle compris entre ces 2 courbes, ont été déterminées pour les pyroxénolites, de 25 en 25° C, à 15, 20, 25, 27 et 30 kbs. Les résultats obtenus montrent plus ou moins clairement l'existence d'un point cotectique pour chacune des compositions basiques initiales; le premier de ces points, situé vers 1500° C et 28,5 kbs., est à peu près sur le solidus de la péridotite; les autres ne sont pas fixés avec précision mais doivent être à des températures et à des pressions inférieures. La confrontation des données expérimentales et de l'observation pétrographique permet de proposer les interprétations suivantes: l'échantillon dont le diagramme de phases présente un point cotectique situé sur le solidus de la péridotite doit avoir une composition voisine de celle d'un liquide primaire exprimé par une péridotite à grenat lors d'un processus de fusion partielle dans le Manteau Supérieur; les autres pyroxénolites auraient pour origine des liquides résiduels obtenus par cristallisation fractionnée du liquide primaire.

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Peridotites and pyroxenites from Beni Bouchera (Morocco): An experimental investigation between 1100 and 1550 °C, from 15 to 30 kilobars dry pressure

The study is the result of 94 high temperature high pressure runs, made with piston cylinder apparatus, on 4 pyroxenite samples and I peridotite from Beni Bouchera (Morocco). The Peridotite solidus has been approximately determined together with the spinel-lherzolite to garner-lherzolite transition. Liquidus and solidus curves and cristallisation sequences are determined for the pyroxenites by 25° C intervals, at 15, 20, 25, 27 and 30 kilobars. Initial compositions have cotectic points, one of them lying near 1500° C and 28,5 kbs., in the vicinity of Peridotite's solidus curve; the others were not accurrately determined but are certainely at lower temperatures and pressures.Both experimental results and petrological evidence lead to the conclusion that the pyroxenite composition with the highest temperature and pressure cotectic point which coincides with the peridotite's solidus would be the primary melt expressed by a garnet peridotite during a partial melting process in the Earth's upper Mantle; other pyroxenite compositions would come from fractionation of this primary liquid.

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Je remercie très vivement M. J. O'Hara qui a dirigé cette étude expérimentale; il a bien voulu lire le manuscrit de cet article et m'a inculqué la rigueur dans l'exploitation des données expérimentales. Une aide précieuse m'a été apportée par S. W. Richardson, B. Velde, D. Velde et G. Wilson pour la mise en uvre de l'appareillage et pour l'interprétation des résultats. C'est au libéralisme de J. Ravier que je dois d'avoir pu passer plusieurs semaines à Edimbourg.     

Dynamic scheme of water circulation in karstic aquifers as constrained by Sr and Pb isotopes. Application to the Hérault watershed,Southern France

This paper focuses on the relationship between the karst aquifers and the Hérault River (southern France) as a function of hydrologic conditions. The combination of major and trace element, and Sr and Pb isotopes determined on dissolved load in karstic springs makes it possible to identify a dynamic scheme of the hydrology of the karstic area.In the headwaters part of this area, the Sourcettes Spring is fed by an interrupted stream that infiltrates at the basement-sedimentary cover contact. Internal geochemical processes are also pointed out: (1) water–rock interactions during underground circulation, and (2) water originating from different layers of the aquifer may show different chemistry depending on the hydrological conditions. The Vernède Spring, is fed by a second water supply during high flows (previously considered as unconnected). Finally, the Cent-Fonts Springs have been confirmed to be fed by the Buège interrupted stream.Pb isotopes on the dissolved and particulate loads of the river samples make it possible to discriminate the natural (local rocks) versus anthropogenic (mining district and road traffic) Pb sources. The Pb isotope investigations on karstic water make it possible to differentiate between neighboring springs presenting identical Sr isotope and element ratios, and to point out different underground circulation.

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Resumen Este artículo trata de la relación río-acuífero kárstico en la cuenca de Hérault (Francia), en función de las condiciones hidrológicas. La combinación de elementos principales, elementos traza, e isótopos de estroncio y plomo en muestras de manantiales kársticos permite construir un esquema dinámico de la zona.El manantial de Sourcettes, en la parte alta de la región, está alimentado por una corriente interrumpida que se infiltra a través la cubierta sedimentaria del lecho. También, se apunta a los procesos internos geoquímicos: (1) interacciones roca-acuífero, (2) aguas procedentes de capas diferentes del acuífero, dependiendo de las condiciones hidrológicas. El manantial de Vernède, en el sector oriental de la cuenca, se nutre de una segunda fuente de agua en períodos de aguas altas, que anteriormente se consideraba desconenctada. Finalmente, se ha confirmado que los manantiales de Cent-Fonts captan las aguas del curso interrumpido del Buège.Los isótopos de plomo, tanto en fase disuelta como en suspensión de muestras de río, permiten discriminar entre orígenes naturales (rocas naturales) y antrópicos (minería y tráfico) de este elemento. Las investigaciones en aguas kársticas llevan a diferenciar entre manantiales vecinos que tienen relaciones de isótopos de estroncio idénticas, así como a proponer circulaciones distintas en el acuífero por drenaje o por mineralización no diseminada del plomo.

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Résumé Cet article s'intéresse à la relation entre le karst et une rivière dans le bassin de l'Hérault (France), en fonction des conditions hydrologiques. La combinaison des éléments majeurs, des traces et des isotopes de Sr et Pb déterminés dans la charge dissoute de sources karstiques permet de construire un schéma dynamique de la région karstique.Dans la partie la plus haute de cette région, la source des Sourcettes est alimentée par un cours d'eau qui s'infiltre au contact de la série sédimentaire sur le socle. Des processus géochimiques sont également mis en évidence: (1) des interactions eau-roche au cours du trajet souterrain, (2) de l'eau provenant de différents niveaux de l'aquifère en fonction des conditions hydrologiques. Dans la partie orientale du bassin, la source Vernède reçoit une seconde alimentation lors des fortes crues, précédemment considérée comme n'étant pas connectée. Finalement, on confirme que la source des Cent-Fonts est alimentée par les pertes de la rivière de la Buèges.Les isotopes du Pb dans les charges dissoute et solide des échantillons de rivières ont conduit à faire la distinction entre les sources naturelle (roches locales) et anthropique (mines et trafic routier). Les études sur les isotopes du Pb dans les eaux karstiques permettent de différencier les sources voisines présentant des rapports d'éléments et de signatures isotopiques du Sr identiques, et à distinguer différentes circulations souterraines drainant ou non des minéralisations disséminées de Pb.

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Estimation des paléo-contraintes liées à la formation de décrochements dans la plate-forme d'Europe du Nord

Résumé A la suite de l'étude des paléochamps de contrainte dans la plateforme de l'Allemagne du Sud, nous avons tenté une estimation des valeurs des contraintes tectoniques tertiaires à l'origine des systèmes de décrochements. Des essais de compression en laboratoire ont été réalisés sur des calcaires du Jura bâlois, franconien et souabe et sur des grès de la Forêt Noire; ils ont permis de construire les courbes intrinsèques à la rupture et à la fissuration. Nous avons choisi d'assimiler les contraintes nécessaires à l'initiation de la fissuration à celle responsable des ruptures naturelles à long terme. Les valeurs de ces paléo-contraintes tectoniques sont comprises entre 40 et 130 MPa, pour des contraintes lithostatiques de 5 à 20 MPa.

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Further to the analysis of paleo-stress fields in the platform of Southern Germany, we try to calculate the values of tectonic stresses responsible for strike-slip faulting. Compressional laboratory experiments were made on limestones from Basel, Swabian and Franconian Jura and on sandstones from Black Forest. They allow to draw rupture curves and cracking curves. We choice to assimilate the necessary stresses to initiation of cracking to those responsible for natural, long-termed ruptures.The values of these tectonic paleo-stresses are comprised between 40 and 130 MPa, for lithostatic stresses of 5 to 20 MPa.

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Zusammenfassung Nach der Darstellung der alten Spannungsfelder der süddeutschen Scholle werden die Spannungswerte für die tertiäre Tektonik an den verschiedenen Störungssystemen ermittelt. Im Labor wird die Festigkeit der Jurakalke aus der Gegend von Basel und der Fränkisch-Schwäbischen Alb und der Schwarzwälder Sandsteinen bestimmt. Aus diesen Daten können die Kurven der Bruchfestigkeit aufgestellt werden. Vergleicht man die im Labor gemessenen Spannungswerte mit den im Gelände ermittelten tektonischen Daten findet man Werte zwischen 40 und 130 MPa für die tektonischen Spannungen und 5–20 MPa für die Scherspannungen.

     

Chromitites platinifères des complexes ophiolitiques de l'Estrie-Beauce,Appalaches du sud du Québec

Résumé Des chromitites contenant du platine, du palladium et du rhodium viennent d'être mises à jour dans les Appalaches du sud du Québec. Les complexes ophiolitiques hôtes de ces minéralisations sont d'âge Ordovicien inférieur et d'affinité boninitique. De plus, ils sont étroitement liés à un arc insulaire. Les chromitites à Pt-Pd-Rh se situent dans les dunites de la séquence à cumulat à leur passage aux pyroxénites. Le platine, le palladium et le rhodium sont exprimés soit sous forme d'alliages et de sulfures complexes automorphes ou soit sous forme d'alliages à Pt-Pd et d'arséniures rhodifères xénomorphes. Cette dernière paragenèse accompagne la serpentinisation des cumulats ultramafiques.

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PGE-bearing (Pt-Pd-Rh) chromitites have been found recently in the Appalachians of southern Québec. They are hosted by Ordovician boninitic ophiolites associated with an island-arc complex. Pt-Pd-Rh-bearing chromitites occur in dunite of the cumulates sequence. PGM occur both as euhedral alloys and sulfides or anhedral Pt-Pd alloys and Rh-arsenides. The Rh-arsenide paragenesis is associated with serpentinized ultramafic cumulates.

     

Sedimentäre Eisenerze und ihr geochemisches Bildungsmilieu in den tertiären Deckschichten der Rheinischen Braunkohle,Tagebau Frechen

Zusammenfassung Die hangenden tertiären Schichteinheiten der Rheinischen Braunkohle sind im Tagebau Frechen der Rheinische Braunkohlenwerke AG teils sideritisch, teils markasitisch-pyritisch vererzt. Beide Vererzungsarten sind postsedimentär und können daher nicht direkt als Milieuindikatoren für das Sedimentationsmilieu der Ablagerungen interpretiert werden. Die Existenz der Sideritgeoden, auf die tonigen Sedimente der Indener Schichten beschränkt, legt jedoch eine Ablagerung der Geodenmatrix in einem von Moorwässern bestimmten, limnischen Milieu nahe, da nur hier die Voraussetzungen für eine geologisch relevante Bereitstellung von Eisen gegeben erscheinen. Es wird angenommen, daß dieses zur Sideritbildung notwendige Eisen zunächst bevorzugt als Humat in die Tone eingelagert wurde. Im Rahmen der postsedimentären Oxidation organischer Substanzen bildeten sich dann CO₂-reiche Porenlösungen, in denen das Eisen, einem pH-Gefälle folgend, erneut transportiert und unter hohen pH-Werten schließlich als Siderit ausgefällt wurde. Markasit und Pyrit deuten eine ähnliche pH-Entwicklung der sie bildenden Porenlösungen an. Auch hier beobachtet man mit der Zeit eine Zunahme der Basizität der Lösungen, ausgedrückt in der Ausscheidungsfolge Markasit-Pyrit. In tonigen Sedimenten, mit geschlossenen Mikrosystemen der Porenräume, wird diese Folge nur einmal durchlaufen, in Sanden und Kiesen deuten wiederholte Ausscheidungen von Markasit und Pyrit ein offenes Porensystem an, in das im Verlauf der Diagenese auch jüngere Grundwässer Ehund pH-bestimmend eingreifen konnten.

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In the Frechen open cast mine (Rheinische Braunkohlenwerke AG) the hanging wall of the Rhenish lignites is partly mineralized by siderite and marcasite-pyrite. The mineralizations are postsedimentary and therefore, the environment existing during the deposition of the host rocks cannot be interpreted directly from the presence of siderite and marcasite-pyrite. However, since the occurrence of sideritic concretions is restricted to clayey sediments of the Inden beds (Miocene), the depositional environment may be deduced for geochemical reasons: Large-scale transport of iron is only possible in a limnetic environment influenced by bog water. It is suggested that the iron, necessary for the formation of siderite, was deposited together with the clay minerals, mainly as iron humates. Postsedimentary oxidation of organic materials formed CO₂-rich pore fluids which again facilitated mobilization of iron. In a basic environment siderite was precipitated. For the pyrite and marcasite bearing sedimentary beds a similar development of the interstitial waters is suggested. The precipitation sequence of marcasite, followed by pyrite, is indicative for an increasingly basic character of the pore fluids. In the clay sediments with closed microsystems of pore volumes, one marcasite-pyrite cycle was precipitated. The sand and gravel beds contain repeated marcasite-pyrite cycles, indicating a system open to repeated changes of its Eh-pH states by interaction with more recent groundwaters.

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Resumé Les couches tertiaires susjacentes aux lignites rhénaniennes sont minéralisées partiellement sidéritiquement et partiellement markasitiquement-pyritiquement dans les mines à ciel ouvert du Rheinische Braunkohlenwerke AG à Frechen. Ces deux types de minéralisation sont postsédimentaires et c'est ce qui explique qu'ils ne peuvent être interprétés comme des indicateurs du milieu existant à l'endroit de sédimentations. L'apparition des géodes de sidérite qui est limitée aux sédiments argileux de la formation Indènes (Miocene) rend vraisemblable que la déposition des sédiments argileux surviendra dans un milieu limnique influencé par des eaux marécageuses, étant donné que les conditions pour un transport des ions ferreux dans des quantités géologiquement intéressantes, n'existent que dans un tel milieu. Il est supposé que le fer est réparti dans les argiles sous la forme de sels humiques. Pendant l'oxidation des matériaux organiques, des solutions intersticielles riches en CO₂ se forment dans desquelles le fer est transporté de nouveau suivant l'augmentation du pH et où il est précipité sous forme de sidérite dans le milieu avec les valeurs pH plus élevées. Les formations des précipitations de markasite et de pyrite indiquent un développement semblable de leur solution intersticielle. On peut aussi observer dans ce cas une augmentation avec le temps de la basicité des solutions, marquée par la séquence de la précipitation markasite-pyrite. Cette séquence n'est suivie qu'une fois dans des sédiments argileux ayant un système intersticiel fermé; plusieurs précipitations observées dans des sables et graviers indiquent un système ouvert dans lequel les eaux souterraines peuvent intervenir déterminant le Eh-pH des processus des sédimentations plus jeunes.

     

Ca−Sr substitution in clinopyroxenes along the join CaMgSi2O6−SrMgSi2O6

Summary In order to define the limits of expansion of the M2 polyhedron in theC2/c clinopyroxenes of formulaX ^M2Mg^M1 [Si₂O₆] as the mean ionic radius in the M2 site increases, the join CaMgSi₂O₆–SrMgSi₂O₆ (Di–SrPx) has been investigated atP=1 atm and between 1090°C and 1350°C. The extent of the clinopyroxene solid solutions is limited to the compositional range Di₁₀₀–Di₇₀SrPx₃₀. Within this range the unit-cell parameters of the clinopyroxenes show a linear variation with the increase of Sr content. The comparison of the variations caused in the unit-cell dimensions by the increase of the mean ionic radius in the M2 site (Di–SrPx series) with those caused by the decrease of the mean ionic radius in M2 (Di–En series) displays a different trend ofb in the two series. This different trend ofb suggests a different mechanism of the structure deformation in the two solid solution series. The narrow extent of the Di–SrPx solid solutions atT=1200°C shows that the increase of the mean ionic radius in the M2 site is restricted to the range 1.12–1.16 Å.

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La substitution Ca–Sr dans les clinopyroxènes le long du joint CaMgSi₂O₆–SrMgSi₂O₆

Résumé Le joint CaMgSi₂O₆–SrMgSi₂O₆ (Di–SrPx) a été étudié entre 1090°C et 1350°C à 1 atm dans le but d'établir quelles sont les limites de l'expansibilité du polyhèdre M2 dans les clinopyroxènesX ^M2Mg^M1 [Si₂O₆] (group spatialC2/c) avec l'augmentation du rayon jonique moyen dans le site M2. La solution solide est limitée à l'intervalle de composition Di₁₀₀–Di₇₀ SrPx₃₀. Dans ce domaine les paramètres de la maille varient d'une façon linéaire avec la teneur croissante de Sr. Si on compare les variations de la maille, déterminées par le rayon jonique moyen croissant dans le site M2 (série Di–SrPx), avec celles causées par la diminution du rayon jonique moyen dans le site M2 (série Di–En), on observe une tendance différente du paramètreb dans les deux séries. Ceci indique un mécanisme différent de la déformation structuralle dans les deux séries de solutions solides. Puisque àT=1200°C le domaine des solutions solides Di–SrPx est étroit, l'augmentation du rayon ionique moyen dans le site M2 est bornée à l'intervalle 1.12–1.16 Å.

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With 5 Figures