Analyse Minéralogique de Cheminées à Sulfures de la Dorsale Est Pacifique (13 °N)

Résumé Les échantillons de cheminées du site 13° Nord de la Dorsale Est-Pacifique sont étudiés au M.E.B. et à la Microsonde Electronique afin de mettre en évidence les microfaciés, la répartition des phases et les compositions chimiques ponctuelles. Les observations font apparaître deux types de cheminées où dominent dans l'un les sulfures de zinc et dans l'autre les sulfures de cuivre. Le sulfure de zinc est principalement représenté par la wurtzite. La pyrite, phase dominante de la minéralisation, est souvent associée à la marcasite. La cubanite, souvent associée à la chalcopyrite dans les cheminées à sulfures de zinc, n'a pas été observée en association avec les sulfures de cuivre. Les grains de sulfures de zinc présentent une zonation caractéristique de leur teneur en fer qui décroît du centre à la périphérie. On peut interpréter cette observation en liaison avec la vitesse de croissance de ce sulfure. Ces observations et ces analyses permettent de formuler des hypothèses sur la formation, la croissance et le dépôt des sulfures.

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Hydrothermal sulfide samples from 13° North East Pacific Rise are studied employing S.E.M. observations and Electron Microprobe. The morphology and stoichiometry of sulfide samples are presented in this paper. Two categories of samples are available: pyrite-zinc sulfide smokers and pyrite-copper rich sulfide smokers. Wurtzite is the predominant Zn-sulfide phase. Pyrite, well developed in our sampling, is associated with marcasite. Cubanite, very often associated with chalcopyrite in Zn-rich sulfide smokers, is not observed in association with Cu-rich sulfide smokers. Zn sulfide crystals present a characteristic zonation; their iron content decreases from the center to the edge of the crystals. Rates of growth can be correlated to these zonations. Our analyses and observations allow a reexamination of the formation and growing conditions of the sulfide crystals.

     

Etude statistique des variations de la teneur en OH et F dans les micas

Résumé On a étudié statistiquement les variations de (OH+F) dans 392 micas (muscovites, biotites, micas lithiques). Dans les muscovites et les micas lithiques alumineux l'écart du nombre de (OH+F) à la valeur théorique apparait dû à des erreurs de dosage de H₂O⁺. Dans les micas lithiques ferreux on observe une moyenne de 4,62 (OH+F)/maille. Cet excès en (OH+F), exprimé en oxonium H₃O⁺, correspond au déficit en cations XII. Dans les micas ferromagnésiens (biotites, phlogopites) on observe un déficit en (OH+F) (x = 3,59). On rend compte de ce déficit en supposant que Fe³⁺ présent dans la structure est dû à une oxydation in situ par déprotonation.Les conséquences quant aux erreurs introduites sur le nombre de cations lors du calcul de la formule structurale sont discutées.

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Statistical study of (OH+F) content of muscovites, biotites, and lithium micas

Summary A statistical study of the variations of (OH+F) content of 392 micas (muscovites, biotites, lithium micas) has been undertaken. In muscovites and lithium-aluminium micas, the fluctuation of (OH+F) content can be explain by analytical errors in determination of H₂O⁺ and F. In ferrous lithium micas the mean content of (OH+F) is 4.62 at. per unit cell. Converted to oxonium H₃O⁺, this excess is equal to the K⁺ deficiency. Biotites and phlogopites are hydroxyl deficient (x = 3,59). This can be explained if it is assumed that all Fe³⁺ present is due to auto-oxydation of Fe²⁺ with loss of H⁺ to maintain charge neutrality.A discussion of the cationic variations introduced in the calculation of the structural formulae is given.

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Avec 5 figures     

Contribution á l'étude du comportement géochimique de quelques éléments métalliques dans la sédimentogenèse

Résumé Les traces de Cu, Pb, Cd, Ni et Zn ont été dosées par polarographie sur une centaine d'échantillons du Trias et du Jurassique. La confrontation des résultats obtenus et des faits géologiques tend à démontrer que la répartition des oligoéléments a été essentiellement déterminée par les paramètres qui définissent l'environnement et le milieu de dépôt. En ce qui concerne l'environnement de dépôt, le comportement différent lors de l'altération du Ni d'une part, et du Zn et du Cd d'autre part, s'interprète très bien par la théorie du champ des ligands. En ce qui concerne le milieu de dépôt, l'étude plus particulière de l'Hettangien qui localement recèle des concentrations de blende et de galène, démontre que l'on passe sans discontinuité brutale du domaine des traces à celui des concentrations et ceci, en relation avec l'accentuation du caractère réducteur du milieu. De plus, les formes minéralogiques d'entraînement des cinq éléments dosés, ainsi que le pH et Ia teneur en soufre (sous ses différentes formes: S⁼, HS^– et H₂S) du milieu de dépôt et du milieu de piégeage sont déterminées à l'aide des calculs de corrélation, des règles de coprécipitation et d'adsorption et des diagrammes log S—pH.

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Polarographic quantitative analysis of Cu, Pb, Cd, Ni and Zn in one hundred Triassic and Jurassic samples show that the repartition of these trace elements has been mainly fixed by the parameters of the depositional environment. The differences between the behaviour of Ni, Zn and Cd during alteration is explained mainly by the ligand field theory. The study of the Hettangian sediments especially those containing local ZnS and PbS deposits show that there is no discontinuity in the repartition of the studied elements from the non-mineralized sediments to the mineralized area, but shows a regular variation with increasing reducing character of the depositional medium. The mineralogical forms of coprecipitation or adsorption of these elements, the pH and the concentration of the total sulfur (under the form S⁼, HS^– and H₂S) of the normal depositional medium and of the reducing zone are determined by using correlation calculations, coprecipitation and adsorption rules and log S—pH diagrammes.

     

Vinciennite and Cu-excess tennantite from the Layo (Cu,Sn, As,Au) epithermal deposit (Southern Peru)

Summary The Layo epithermal deposit, cutting Miocene-Pliocene calc-alkaline volcanites of the Tacaza group, includes a well-developed eastern zone (Vetas 7 and 8) in which brecciated and banded textures are associated with a large, intensely argillized zone containing diaspore and alunite. The vetas contain a typical Cu-As mineralogy of the acid-sulfate type (pyrite, enargite, Cu-excess tennantite, chalcopyrite, covellite) with an associated original stanniferous paragenesis including vinciennite and mawsonite. The vinciennite is close to the ideal end-member (Cu₁₀Fe₄SnAsS₁₆) and the Cu-excess tennantite (Cu₁₁FeAs₄S₁₃) shows a total absence of Zn and Ag; its very specific chemical composition suggests that all the iron is Fe³⁺, equilibrated by Cu⁺ and probably minor Cu²⁺.This particular mineralogical association implies deposition at relatively low temperature (300°C) and high aS₂ (10^–6.5 decreasing to 10^–8.5), from a Cu-S-rich and Fe-Zn-poor fluid. The acid-sulfate epithermal mineralization of the eastern vetas of Layo appears to have preceded an adularia-sericite epithermal mineralization expressed in the western vetas of Layo and also in the nearby large epithermal veins at Orcopampa and Shila. It also supports the genetic relationship that is commonly evoked between porphyry copper and epithermal deposits.

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Le minéralogie originale à vinciente et tennantite riche du gisement épithermal (Cu, Sn, As, Au) de Layo (Sud Péru)

Résumé Le gîte épithermal de Layo est encaissé dans les volcanites calco-alcalines Miocène-Pliocène du groupe de Tacaza. Sa zone orientale renferme des corps minéralisés (Vetas 7 et 8) bien développés, à textures bréchiques et rubanées associées à une large zone intensément argilisée contenant diaspore et alunite.Les vetas présentent une association minéralogique à As-Cu typique des gisements acide-sulfate (pyrite, énargite, tennantite riche en cuivre, chalcopyrite, covellite) et une paragenèse stannifère originale renfermant vinciennite et mawsonite. La vinciennite est proche du pôle théorique (Cu₁₀Fe₄SnAsS₁₆) et la tennantite riche en Cu (Cu₁₁FeAs₄S₁₃) est dépourvue de Zn et de Ag; sa composition chimique suggère que tout le fer se présente sous la forme Fe³⁺, en équilibre avec Cu⁺, avec probablement une participation mineure de Cu²⁺.Cette association minéralogique particulière implique une mise en place sous forte fugacité en soufre (aS₂ = 10^–6.5 décroissant jusqu'à 10^–8.5) à une température relativement basse de l'ordre de 300°C à partir d'un fluide riche en Cu et S et pauvre en Fe et Zn. La minéralisation de type acide-sulfate des vetas orientales de Layo précéderait celles de type adulaire-sericite des vetas occidentales de Layo et des gisements voisins de Orcopampa et Shila. Elle contribue à renforcer le lien fréquemment évoqué entre les porphyres cuprifères et les gisements épithermaux.

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With 10 Figures     

Évolution minéralogique et isotopique (Pb) du filon sulfuré complexe des Borderies (Massif central français) — Implications métallogéniques

Résumé Le filon polymétallique (Sb, Pb, Zn, Ag, Cu) des Borderies (Puy de Dôme, France) résulte de la succession de quatre stades de minéralisations possédant chacun ses propres caractéristiques minéralogiques, géochimiques et isotopiques (Pb). Le premier stade est représenté par la berthiérite dont l'habitus et la composition isotopique du plomb (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb 17,76) révèle un épisode métallogénique ancien. Malgré une nette évolution géochimique du dépôt, le second stade à mispickel, jamesonite I, andorite, stibine, zinkénite, etc. présente des compositions isotopiques du plomb homogènes (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17,96), qui démontrent son appartenance à un même épisode métallogénique. Cet épisode est daté à 313±5 Ma par la méthode K/Ar. La source du plomb présent dans ces deux stades est à rechercher dans un socle métamorphique de type Limousin, inconnu à l'affleurement dans le district. Enfin, la nature des minéraux du troisième stade (zinkénite II, fülöppite, semseyite) et les compositions isotopiques du plomb (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18,21) attestent d'une remobilisation des sulfures déjà présents dans le filon sous l'action d'un fluide tardif plombifère. Ce fluide est à rattacher aux distensions liasiques et emprunte le plomb aux roches du district (granite et métamorphites). Le dernier stade (plagionite, jamesonite II, zinkénite III) est un simple prolongement du troisième, comme le démontrent la nature des sulfures et les similitudes isotopiques (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18,21). L'étude de filon illustre la complémentarité des observations minéralogiques et des analyses isotopiques du plomb sur phases minérales bien identifiées. Cette double approche est nécessaire pour appréhender la source des métaux et les conditions de genèse de gîtes polyphasés à paragenèses complexes.

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The polymetallic vein (Sb, Pb, Zn, Ag, Cu) of Les Borderies (Puy de Dôme, France) results from a succession of four stages of mineralization, each with its own mineralogical, geochemical and isotopic (Pb) characteristics. Both residual aspect and lead isotope composition of berthierite (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.76) point out that the first stage (composed only by berthierite) is related to an old metallogenic event. The second stage minerals (arsenopyrite, jamesonite I, andorite, stibnite, zinkenite etc), with their homogeneous lead isotope compositions (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.96), depend on a single metallogenic event, characterized by an obvious evolution of geochemical conditions during deposition. This event is dated at 313±5 Ma by the K/Ar method. The lead source has been identified as a Limousin-type metamorphic basement, unknown in the district. Both mineralogical studies and lead isotope analyses (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.21) show that the third stage (zinkenite II, fülöppite, semseyite) result from the remobilization of the early vein minerals by a later lead-rich fluid. This fluid, probably of Liasic age, leached lead from all regional rocks including the metamorphic basement and Hercynian granites. The fourth stage extends the third one, according to the paragenesis (plagionite, jamesonite II, zinkenite III) and similar lead isotopes (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.21). This study shows that mineralogical studies combined with lead isotope analysis for specific sulfides allow to determine the genesis of complex ore deposits such as LesBorderies vein.

     

Systematique U-Pb et Evolution du Gisement d'Uranium de Lodève (France)

Résumé Considérée comme syngénétique ou diagénétique précoce, la minéralisation uranifère de la couche 0 de l'Autunien du bassin de Lodève a été étudiée par la méthode U-Pb sur roches totales. Les données U-Pb démontrent l'existence de perte en radon, principalement dans la chaine de désintégration de ²³⁸U, et l'intérêt de l'utilisation du couple ²⁰⁷Pb-²³⁵U pour la détermination des âges de cristallisation des concentrations uranifères. Pour la couche 0, deux phases de remobilisation de l'uranium et du plomb ont pu être déterminées respectivement à 173±6 Ma et 108±5 Ma. La plus ancienne de ces deux phases est la plus marquée dans les échantillons étudiés, dont les systèmes U-Pb ne montrent pas la mémoire d'une concentration uranifère permienne. La première mobilisation de l'uranium et du plomb s'est faite lors d'une phase de distension à 160–170 Ma, affectant la croûte continentale du Sud du Massif Central. Cette phase a provoqué la circulation de fluides minéralisés et est marquée par une recristallisation des illites des pélites permiennes entre 100 et 200 °C (du fait de l'élévation du gradient géothermique) et par la mise en place d'un volcanisme d'origine mantellique daté à 155±6 Ma. La composition isotopique en plomb d'une galène de l'Autunien du Lodévois, est analogue à celles des feldspaths des granitoïdes du Massif Central français et à celles des galènes des minéralisations stratiformes de Pb-Zn des Causses, ce qui fournit un argument pour faire dériver au moins une partie des métaux en traces dans les pélites autuniennes de l'altération de la croûte continentale hercynienne environnante.

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In the Lodeve basin, the uraniferous mineralization associated with the autunian pelitic layer 0 is usually considered as syngenetic or early diagenetic. U-Pb isotopic data performed on U bearing whole rocks demonstrate occurrence of radon losses, mainly in the ²³⁸U decay series; the ²⁰⁷Pb-²³⁵U geochronometer is particularly suitable to date U-Pb systems disturbed by such radon losses. For the autunian layer 0, two U-Pb mobilization phases have been respectively recognized at 173±6 Ma and 108±5 Ma. The oldest phase is the most clearly expressed in the studied samples, no memory of a permian age could be recognized in the U-Pb systems. The first U-Pb mobilization occurred 170 Ma ago, during a distension phase of the continental crust. This phase induced circulations of mineralized fluids, illite recristallization in the permian pelites at temperatures ranging from 100 to 200 °C and emplacement of a mantellic volcanism recently dated at 155±6 Ma. A galena from the Autunian of the Lodeve basin, the feldspars of the surrounding variscan granitoïds and galenas of mesozoïc stratiform deposits in the Causses, present similar Pb isotopic composition, which is in agreement with the hypothesis that some metals of the autunian pelites originated in the surrounding weathered variscan continental crust.

     

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.     

Experimental studies of granitoids from the Central and Southern Coast Ranges,California

Summary The mineral phase relationships have been determined in the presence of excess water to a water pressure of 10 kb for three quartz diorites, a granodiorite, and a quartz monzonite from the Central and Southern Coast Ranges of California. Water pressure-temperature curves were constructed to locate the beginning of melting and the disappearance of K-feldspar, quartz, biotite, plagioclase and hornblende. Results indicate that plagioclase is the silicate liquidus phase in all granitoids studied at low water pressures, while hornblende or biotite is the silicate liquidus phase at high water pressure. New data illustrate the potent effect of water pressure on magma composition at temperatures 50° to 100°C above the solidus. At a water pressure of 1 kb, magmas are granitic to quartz monzonitic, while at water pressures of 10 kb, they are granodioritic to quartz dioritic.

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Des études expérimentales des granitoids des chaînes du centre et du sud de la côte de la Californie

Résumé On a determiné en présence d'un excès d'eau jusqu'à une pression d'eau de 10 kb les corrélations entre les phases minérales de trois diorites quartziques, une granodiorite, et une monzonite quartzique obtenues des chaînes du centre et du sud de la côte de la Californie. On a utilisé des courbes de pression d'eau contre température afin de fixer le commencement de fusion et la disparition de K-feldspath, quartz, biotite, plagioclase, et hornblende. Les résultats indiquent que plagioclase est la phase liquidus de silicate pour tous les granitoids examinés aux pressions d'eau basses, en même temps que soit hornblende, soit biotite la phase liquidus de silicate aux pressions d'eau hautes. Des données nouvelles manifestent l'effet puissant de la pression d'eau sur la composition de magma aux températures élevées 50° ou 100°C plus que le solidus. Avec une pression d'eau de 1 kb les magmas sont granitiques à quartz monzonitiques; avec une pression d'eau de 10 kb ils sont granodioritiques à quartz dioritiques.

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With 8 Figures     

The behaviour of the upper mantle sulfide component during the incipient alteration of “Alpine”-type peridotites as illustrated by the Beni Bousera (northern Morocco) and Ronda (southern Spain) ultramafic bodies

Summary A volumetrically minor Cu–Fe–Ni–S component derived from the uppermost mantle is found within the Beni Bousera (northern Morocco) and Ronda (southern Spain) Alpine-type peridotites; it occurs today as inclusions within primary silicates or as assemblages disseminated in the intergranular sites of the host rocks. Detailed microtextural and microprobe data indicate that inclusions and intergranular assemblages behaved as two contrasting systems during the low temperature, incipient serpentinization of the host rocks. The former were equilibrated in closed systems whereas the latter behaved as open systems with respect to hydrothermal fluids; as a result, intergranular assemblages were controlled by redox conditions generated by serpentinization. An early stage of alteration is characterized by a slight decrease of the sulfur content and would be due to the first influx of water inside peridotites; a further transformation was produced by anomalous highly reducing conditions responsible for the crystallization of native iron-bearing alloy assemblages as well as for a preferential partioning of Fe from silicate into pentlandite. The production of anomalous, reducing conditions during incipient serpentinization is ascribed to a low permeability of the host rocks with respect to the diffusion of hydrogen out of the sites of serpentinization. Because of its low temperature behaviour, the intergranular sulfide component would not be of use reconstructing the initial composition of the upper mantle sulfide component; thus, it is concluded that only the sulfide inclusions would provide such informations.

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Le comportement du composant sulfuré du manteau supérieur pendant les premiers stades de serpentinisation des péridotites de type alpin; une discussion a partir de l'exemple des massifs ultramafiques de Beni Bousera (Maroc) et de Ronda (Espagne)

Résumé Des traces d'un composant sulfuré du système Cu–Fe–Ni–S d'origine mantellique sont présentes dans les péridotites alpines de Beni Bousera (Maroc) et Ronda (Espagne); il forme actuellement des inclusions dans les silicates primaires ou des plages intergranulaires disséminées dans les interstices des roches. Une analyse minéralogique et chimique détaillée démontre qu'inclusions et plages intergranulaires sulfurées ont eu un comportement opposé dès les premiers stades de serpentinisation des roches encaissantes. Les premières ont été reéquilibrées en système chimique ouvert vis-à-vis des fluides de serpentinisation; en conséquence les paragenèses intergranulaires résultent d'une suite de transformations du composant sulfuré mantellique, controlée par le degré d'oxydo réduction du fluide de serpentinisation. Dans un premier stade, l'entrée de l'eau dans les péridotites a provoqué une légère baisse de la fugacité du soufre et la cristallisation d'assemblages sulfurés riches en mackinawite. L'augmentation du degré de serpentinisation a ensuite engendré des conditions inhabituellement réductrices responsables d'un important fractionnement du fer libéré par la serpentinisation de l'olivine dans la pentlandite ainsi que de la cristallisation d'une paragenèse complexe de phases métalliques incluant localement le fer natif; ces conditions anormalement reductrices sont imputées à une faible perméabilité des roches encaissantes vi-à-vis de la diffusion de l'hydrogène en dehors dessites de serpentinisation. En raison de leur comportement à basse température, les plages sulfurées intergranulaires sont inutilisables pour reconstituer le composant sulfuré du manteau supérieur; sur ce plan, on conclut que seules les inclusions blindées dans les silicates peuvent apporter des informations.

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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.

     

Bauxite sur un atoll du Pacifique

Résumé L'Ile de Rennell dans l'archipel des Salomons offre un exemple remarquable d'un récif corallien circulaire, surélevé et constitué uniquement par du calcaire. L'île est couverte par une forêt tropicale dense. Un profil à travers l'île montre une crête côtière èlevèe de prés de 100m, à relief karstique, entourant une dépression centrale d'une quinzaine de mètres d'altitude dans laquelle s'accumulent les résidus de décalcification du karst avoisinant. Ces résidus sont formés par un sol rouge dépourvu de silice et constitués uniquement par de la gibbsite et des oxydes de fer, renfermant de faibles quantités de TiO₂, P₂O₅ et MnO₂, avea des traces d'un minéral radio-actif. L'île est une sorte de laboratoire géologique où s'élabore, par dissolution des calcaires récifaux fraîchement émergés, un sol résiduel constituant une véritable bauxite.

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Rennell, belonging to the Solomon Islands, is one of the finest examples of a raised atoll, composed entirely of coral limestone. The island is covered with a dense tropical forest. A transversal profile shows a coastal crest about 100 meters in height, which exhibits karst topography, surrounding a central depression with an altitude of 15 meters. Residue from dissolution of the limestone has accumulated in the depression and constitutes a red soil free of silica and composed solety of gibbsite and iron oxide, with small amounts of TiO₂, P₂O₅ and MnO₂, and with traces of radioactive elements. The island is a kind of geological laboratory in which bauxite is produced by dissolution of recently uplifted coral limestones.

     

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.

     

Minerais et skarns dans les auréoles de métamorphisme

Résumé Cet article traite de la formation de minerais de fer et de skarns aux dépens de roches principalement carbonatées dans le voisinage de corps intrusifs. Les arguments qui militent en faveur de cette théorie métasomatique bien connue sont brièvement discutés: ils ont trait à la répartition des corps minéralisés, à leur structure interne, à l'altération des roches intrusives adjacentes; ou encore ils reposent sur des données expérimentales et géochronologiques. Il est suggéré que, dans l'évolution géologique des auréoles métamorphiques, il faut distinguer deux stades. Au cours du premier, les roches intrusives sont partiellement liquides; les roches encaissantes se déforment par fluage; les gaz diffusent des premières au travers des secondes, où ils s'infiltrent dans les limites intergranulaires; ils sont saturés vis-à-vis de la calcite ou se saturent rapidement. Au cours du second stade, les roches intrusives sont consolidées; les roches encaissantes sont capables de se fracturer; les fluides s'écoulent dans des systèmes de chenaux plus ou moins ouverts; ils sont sous-saturés vis-à-vis de la calcite. L'origine des fluides du second stade est discutée dans la dernière partie de l'article. Elle peut être magmatique. Il peut également s'agir de fluides non-magmatiques remobilisés et canalisés par le corps intrusif. Parallèlement l'origine du fer peut être recherchée dans le magma en voie de différenciation ou dans l'altération de la roche intrusive déjà consolidée.

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This paper deals with the formation of iron ores and skarns chiefly at the expense of carbonate rocks in the neighborhood of intrusive bodies. The arguments in favor of this well known metasomatic theory are briefly reviewed: they deal with the frequency and localization of ore bodies, their internal structure, the hydrothermal alteration of adjacent igneous rocks, experimental data and geochronology. It is suggested that, in the geological evolution of metamorphic aureoles, two stages must be considered. During the first one, the intrusive rock is partially liquid; the country rock yields by flowing; gas, which soon becomes saturated with respect to calcite, flows or diffuses through the intergranular boundaries of the country rock. During the second stage, the intrusive rock is solid; the country rock is capable of being fractured; gas flows through more or less open channelways; gas is unsaturated with respect to calcite. The origin of the fluids during the second stage is discussed in the final part. They may be magmatic. They may also be non-magmatic fluids remobilized by the intrusive body and ascending through it. Correlatively, the origin of the metal may be found either in the differenciating magma or in the altering intrusive rock.

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Text corresponding essentially to the lecture presented at the Symposium of the Lagerstättenausschuß of the GDMB in Heidelberg, February 1970, on Ores and Wallrock. This paper is dedicated to Professor Paul Ramdohr on the occasion of his 80th birthday.     

Les minéralisations ferrifères du Sahara Algerien: le gisement de fer oolithique de Mecheri Abdelaziz (bassin de Tindouf)

Résumé Le gisement de fer oolithique de Mecheri Abdelaziz (Famennien terminal du bassin de Tindouf), présente des caractères morphologiques et sédimentologiques qui permettent de penser que la minéralisation s'est mise en place dans des édifices deltaïques progradants.La minéralisation est complexe et comprend trois paragenèses principales; maghémite-magnétite, bavalite-hématite, bavalite-magnétite et quatre faciès types: faciès microconglomératique (FMC), faciès à oolithes dispersées dans une matrice détritique (FOD), faciès à oolithes dispersées dans une matrice non détritique (FOND) et faciès à oolithes jointives, cimentées (FOC).Les caractères des oolithes et de la mésostase montrent que les corps minéralisés résultent de l'accumulation d'oolithes, développées essentiellement par concrétionnement intrasédimentaire et ayant subi, avant le dépôt définitif, des phases alternantes d'oolithisation et de remise en suspension.Sur l'ensemble du gisement, les teneurs moyennes sont les suivantes: Fe total: 43,49%; SiO₂=13,66%; P₂O₅=2,31%; CaO=5,35%.En ce qui concerne la source du fer, il semble que la mise en place du minerai soit liée aux importantes réserves de quartzites ferrugineux situées dans le Précambrien du socle Réguibat, dont le stock métal initial a subi des remobilisations successives.

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The Mecheri Abdelaziz oolitic iron deposit (late Famennian of Tindouf Basin) shows morphological and sedimentological features of prograding deltaic sequences.The mineralization is complex and allows the recognition of 3 types of paragenesis: maghemite-magnetite, bavalite-hematite, bavalite-magnetite; and 4 types of facies: microconglomerate facies, oolites dispersed in a matrix with detritic elements, oolites dispersed in a matrix without detritic elements and oolites with cement.The comparison of oolites and matrix suggests that the orebodies are the result of oolites deposition, developed by intrasedimentary processes and before the final deposition, by alternating phases of oolitization and suspension.For the whole ore deposit, the main composition is: total Fe=43.49%; SiO₂=13.66%; P₂O₅=2.31%; CaO=5.35%.The major portion of iron was probably provided by continental leaching of the very important iron formations of the Precambrien Reguibat shield.

     

Jack fracturing technique of stress measurement

SummaryJack Fracturing Technique of Stress Measurement This paper suggests a new approach for determining the initial state of stress in rock masses by strain relief measurements without overcoring.The method involves impressing friction-strain gauges on two opposite quadrants of a borehole wall, then uniaxially loading the other two quadrants with a self-equilibrating pair of forces of sufficient magnitude for initiating and propagating fractures of depth adequate to relieve strain. The initial tangential strains on the borehole wall are relieved by the creation of an open axial fracture and measured by the impressed friction gauges.Strain relief by borehole jack-fracturing was studied with finiteelement analysis and also by simple consideration of boundary conditions and external tractions. The dependence of the initial state of stress on the strain-relief measurements at different orientations is obtained by employing the classical theory of elasticity.The instrumentation unique to the method, a borehole-loading device and a friction-strain-gauge module, were tested in the laboratory, and the results summarized. Field-stress measurements made in a sandstone quarry for the magnitude and orientation of the stresses are in good agreement with those obtained by an independent overcoming technique. Work is progressing to compare results with a number of controlled cases.

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ZusammenfassungJack-Frakturing-Technik zur Spannungsmessung Es wird eine neue Methode zur Feststellung des Anfangsspannungszustandes in Steinmassen durch Messung der Verringerung der Belastung vorgestellt.In dieser Methode werden Reibungs-Dehnungs-Meßgeräte in zwei gegenüberliegende Quadrante einer Bohrlochwand gepreßt, und die anderen beiden Quadranten werden uniaxial belastet mit selbst-equilibrierenden Kräften, die groß genug sind, um Brüche zu verursachen. Die vorliegenden tangentialen Spannungen der Bohrlochwand werden durch das Erzeugen offener axialer Brüche gelöst und mit einem Reibungsmanometer gemessen.Belastungsminderung durch Bohrloch Jack-Brechung wurde mit finite-element analysis untersucht und ebenso durch einfache Anwendung der Grenzbedingungen. Die Abhängigkeit des Anfangsspannungszustandes von der Orientierung wird durch Anwendung der klassischen Elastizitätstheorie bewiesen.Die Bohrloch Spannungsapparatur und das Reibungs-Belastungsmanometer wurden im Laboratorium getestet. Messungen in Sandstein für die Größe und Orientierung der Spannungen liefern gute Übereinstimmung mit anderen Methoden.

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RésuméMéthode tube-fracture pour la détermination des constraintes Dans cet article, l'auteur suggère une nouvelle approche pour déterminer la contrainte initiale des masses rocheuses en mesurant le relâchement de la déformation sans avoir à percer la masse.Cette méthode consiste à imprimer sur deux quarts de cercle opposés des parois d'un tube cylindrique des indicateurs de la déformation causée par la friction; puis à contraindre latéralement les deux autres quarts de cercle avec deux forces qui s'équilibrent et qui ont une magnitude suffisante pour commencer et propager des fractures assez profondes pour que la déformation se relâche. Les contraintes tangentielles initiales sur la paroi du tube sont relachées par la création d'une fracture ouverte; on les mesure grâce aux indicateurs de déformation.On commence le relâchement de la déformation du tube par fracture avec l'analyse de l'élément fini et aussi en prenant en considération les conditions limites et les tractions extérieures. En utilisant la théorie classique de l'élasticité, on obtient le rapport de l'état initial de contrainte sur la mesure du relâchement de la déformation à différents angles.Les instruments uniques à cette méthode — un appareil destiné à impressionner le tube, et un indicateur de déformation par la friction — ont été mis au point en laboratoire et on a tabulé les résultats. Les mesures de déformation faites dans une carrière de grès pour établir la magnitude et la direction des déformations sont en accord avec les résultats obtenus par une technique indépendante de precement. Les travaux se poursuivent en vue de comparer les résultats avec un certain nombre de cas contrôlés.

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With 9 Figures     

Basalts, underplated gabbros and pyroxenites record the rifting process of the West Iberian margin

Summary New petrological data on magmatic rocks obtained from the Iberia Abyssal Plain and from the Gorringe Bank, combined with those already known on the Galicia Bank, allow to better constrain the formation of the West Iberian Margin. These three zones were sampled along East-West transects of the ocean-continent transition, immediately West or at the foot of the last tilted continental block of the margin.These sections expose similar lithological successions including scarce basalts, locally pillowed, resting directly on peridotites (predominant) which themselves include layers of pyroxenites and rare lenses of gabbros and gabbroic differentiates. The latter are locally strongly sheared and metamorphosed e.g. to chlorite schists.At the Galicia Bank the exposed undepleted lherzolites are considered to be typical of a sub-continental lithospheric mantle environment. The mantle sections exposed at both the Iberia Abyssal Plain and the Gorringe Bank are clearly different. The presence of plagioclase-bearing websterite lenses and of small alkaline pyroxenites within the predominant harzburgites, is unknown in pure oceanic environments and supports their lithospheric sub-continental origin.Along each transect, the mineralogy of the gabbroic series documents various depths of emplacement and deformation. The highest pressures near 0.8 GPa ( 24 km depth) at Galicia Bank and Iberia Abyssal Plain are estimated from Al-rich pyroxenes and from the occurrence of metamorphic spinels in the sheared gabbros (Iberia Abyssal Plain). These gabbros are interpreted as deriving from underplated magmas at the base of a slightly thinned continental crust. The lower pressures ( 0.6 GPa) registered in the Gorringe Bank gabbroic rocks and in some reexamined gabbros from the Galicia Bank, suggest the existence of successive intrusions during the stretching process.The few basalts sampled on top of the exposed peridotites of the sea floor are inferred to be among the first post-rift extrusive magmas. They differ slightly from the North to the South of the margin: enriched and transitional tholeiites occur at Galicia Bank and in the Iberia Abyssal Plain, transitional and depleted tholeiites at the Gorringe Bank. The trace elements and the isotope data available show that the basalts and the gabbros derived from similar heterogeneous mantle sources (10.3 Nd_T 3.6). The behavior of some incompatible elements (Nb in particular) documents locally either a possible fractionation of rutile in shallow lithospheric mantle or some contamination by the continental crust. A very slow lithospheric stretching, assisted by the intrusion, underplating, and the shearing of a few gabbroic sills, followed by the unroofing of heterogeneous subcontinental mantle can account for the formation of the entire West Iberian margin.

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Résumé De nouveaux résultats obtenus à partlr de l'étude des roches magmatiques dans la plaine Abyssale Ibérique et sur le Bane de Gorrlnge permettent avec ceux obtenus sur le Bane de Galice de mieux contraindre la formation de la marge Ouest Ibérique. Ces trois zones ont été échantillonnées selon des coupes Est-Ouest de la transition océan-continent, à partir du pied on immédiatement à l'Ouest des derniers blocs continentaux basculés.La croûte de chacun de ces secteurs est composée de rares basaltes, localement en coussin, reposant directement sur des péridotites (prédominantes) qui elles-mêmes contiennent des niveaux de pyroxénites et de rares lentilles de gabbros localement différenciés. Ces derniers sont souvent fortement cisaillés et métamorphises et parfois transformés en schistes chloriteux.Les péridotites fertiles (lherzolites) du Bane de Gallce sont considérées comme représentatives d'un manteau lithosphérique sous-continental. Cette origine est étendue aux sections mantelliques à dominante harzburgitique de la plaine Abyssale Ibérique et du Bane de Gorringe. En effet elles exposent de rares pyroxénites alcalines et d'abondantes lentilles de webstérite à plagioclase, inconnues en domaine purement océanique.La minéralogie des séries gabbroïques indique des conditions variées de mise en place des magmas. Les pyroxènes riches en aluminium du Bane de Galice et de la Plaine Abyssale Ibérique et la présence locale de spinelle dans les gabbros cisaillés (Plaine Abyssale Ibérique) supposent une cristallisation sous des pressions proches de 0.8 GPa ( profondeur de 24 km). Ces gabbros ne peuvent done pas avoir cristallisé sous une croûte océanique normale et sont interprétés comme provenant de magmas sous-plaqués à la base d'une croûte continentale faiblement amincie. Quelques gabbros du Bane de Gallce et ceux du Bane de Gorringe ont enregistré des conditions de cristallisation plus superficielles (à molns de 18 km), donc au sein de péridotites situées sous une croûte continentale plus mince ou inexistante. Dans un processus d'étirement crustal la mlse en place de ces gabbros apparaît ainsi échelonnée avec des venues précoces dans le cas de la Plaine Abyssale Ibérique et plus tardives dans le cas du Banc de Gorringe.Les basaltes reposant directement sur les péridotites du fond océanique correspondent aux premiers magmas extrusifs post-rift. Ils different sensiblement du Nord au Sud de la marge: depuis des tholeiites enrichies et transitionnelles exposees sur le Banc de Gallce et dans la Plaine Abyssale Ibérique, jusqu' à des tholeiites transitionnelles et appauvries sur le Banc de Gorringe. Les éléments traces et les données isotopiques disponibles montrent que les basaltes et les gabbros dérivent de sources mantelliques similaires et hétérogènes (10.3 Nd_T 3.6). Le comportement de quelques éléments incompatibles (Nb en particulier) témoigne localement d'un possible fractionnement de rutile à faible profondeur dans le manteau lithosphérique on d'une contamination par de la croûte continentale. Un amincissement lithosphérique très lent, partiellement aidé par l'injection, le sous-plaquage et le cisaillement de quelques sills de gabbro et suivi de la dénudation d'un manteau sous-continental hétérogène, rend compte de la formation de l'ensemble de la marge Ouest Ibérique.

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With 11 Figures     

Relationships between hydraulic conductivity distribution and synsedimentary faults,Rharb-Mamora basin,Morocco; Hydrogeological,geostatistical and modeling approaches

This paper deals with the relationship between the physical characteristics of the Rharb-Mamora basin (Northern Morocco) and the distribution of hydraulic conductivity values in the Plio-Quaternary aquifer. A steady state groundwater model has been calibrated using these values. The distribution of hydraulic conductivity corresponds to a hydrodynamic partition with permeabilities of 2×10^–3 to 5×10^–2 ms^–1 (in the coastal part). A numerical modeling process shows a relative error map between calculated and measured piezometric surfaces, in order to facilitate calibration in steady state.The distribution of hydraulic conductivity values, and the lateral variation of sequences (deduced from engineering geology methods e.g. hydrogeological drilling data, seismic reflection interpretation, and geostatistical analysis), are controlled by synsedimentary fault activity, which deepened the Mio-Pliocene basement resulting in a thickening of overlying permeable rocks.

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Resumen Esta nota trata la relación existente entre las características físicas y la distribución de la conductividad hidráulica de los acuíferos subyacentes de la cuenca del Rharb-Mamora (norte de Marruecos). Para la simulación del flujo del agua subterránea se ha establecido un modelo en régimen permanente. La distribución de la conductividad hidráulica corresponde a un reparto hidrodinámico cuyo grado de permeabilidad es generalmente alto: desde 2×10^–3 hasta 5×10^–2 ms^–1 (zona costera). Con el objetivo de facilitar la calibración del modelo en régimen permanente, el proceso numérico realizado mostró errores relativos entre la piezometría calculada y medida. La distribución de los valores de permeabilidad y la variación lateral de las unidades permeables ha sido deducida a partir de métodos de geología aplicada (análisis de los sondeos hidrogeológicos, interpretación de los perfiles de sísmica de reflexión y aplicación de métodos geoestadísticos), y están controlados por la actividad de las fallas sinsedimentarias que influyen sobre la topografía del basamento mio-plioceno y el grosor de las unidades acuíferas.

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Résumé Cette note traite la relation entre les caractéristiques physique du bassin Rharb-Mamora (Nord du Maroc) et la répartition de la conductivité hydraulique du réseau aquifère. Le modèle de simulation des écoulements souterrains a été établi en régime permanent. La distribution de la conductivité hydraulique correspond à un découpage hydrodynamique dont le degré de perméabilité est généralement bon entre 2×10^–3 to 5×10^–2 ms^–1 (zone côtière). Afin de faciliter le calage en régime permanent, le code numérique établi permet de mettre en évidence les erreurs relatives entre la piézométrie calculée et mesurée.La distribution des valeurs de perméabilité et la variation latérale des unités perméables, déduites des méthodes de la géologie appliquée (analyse des forages hydrogéologiques, interprétation des profils sismique réflexion et analyse géostatistique), sont contrôlées par lactivité des failles synsédimentaires qui influencent lapprofondissement du substratum hydrogéologique mio-pliocène et lépaississement des corps perméables.

     

La rétromorphose du talc dans les dolomies métallifères de Boukdema (Algérie); discussion du rôle des fluides

Résumé Les échantillons étudiés proviennent du gîte stratiforme de Boukdema (Algérie), où l'on observe notamment l'association dolomite-quartz-talcsphalérite. L'étude des inclusions fluides primaires des quartz contemporains, selon toute vraisemblance, de la dissolution partielle du talc, montre que ceux-ci se sont développés dans des solutions de salinités très variables (entre 4 et 28% en équivalent pondéral NaCl). L'hypothèse d'une ébullition des solutions (par suite d'une chute brutale de pression) rend compte de ce fait inhabituel. Dans le cadre d'un tel modèle, les corrections dues à la pression sont nulles et l'on peut en déduire à partir des mesures de températures d'homogénéïsation que la croissance du quartz s'est amorcée vers 250 °C. Compte tenu de cette indication thermométrique, on discute enfin du rôle relatif des facteurs physiques et chimiques (T, f_{CO 2}, a_Mg/a_Ca) sur la stabilité du talc dans le contexte minéralogique du gîte de Boukdema.

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The samples studied were collected in the Boukdema stratabound deposit (Algeria), where the association dolomite-quartz-talc-sphalerite occurs. Cryoscopic investigations of fluid inclusions in quartz indicate a wide salinity range in mineral forming fluids (4 to 28 weight % NaCl eq). Boiling of hydrothermal fluids possibly explains this unusual characteristic. In this hypothesis thermometric data need no pressure corrections and one may conclude that quartz growth (and simultaneously talc dissolution) occurred in the 250°–200 °C range. On the basis of this last indication, the relative role of T, f_{CO 2}, a_Mg/a_Ca, on talc stability is discussed in the mineralogical environment of Boukdema.

     

Rates of salinization by free convection in high-permeability sediments: insights from numerical modeling and application to the Dutch coastal area

Numerical modeling and dimensional analysis is used to study the salinization of thick, high-permeability aquifers by free convection from a salt source at the surface. Current understanding of this process mainly concerns the initial stages of salinization only (boundary-layer development, break-up into fingers and initial phase of finger descent). In the modeling, special attention is paid to the role of two processes in the long-term salinization rate: (1) the progressive loss of salt from fingers by lateral diffusion, and (2) the coalescence of fingers during their descent. From the numerical simulations a relationship is derived that describes the development of the horizontally averaged salinity with depth and time as a function of permeability and initial-density contrast for aquifer Rayleigh numbers up to Ra =6,000. This relationship is consistent with and provides an extension to previous generalized relationships of the rate of finger descent. Its applicability to real-world aquifers (Ra >10⁵) that include complexities due to anisotropy, heterogeneity, and mechanical dispersion is discussed. Application to the Pleistocene coastal aquifer of the Netherlands (thickness 200 m, permeability 10^-11 m²) suggests that salinization of the aquifer during historic episodes of inundation by seawater occurred within decades.

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Resumen Se utiliza modelos numéricos y un análisis dimensional para estudiar la salinización de acuíferos potentes de alta permeabilidad por convección libre a partir de una fuente salina superficial. El conocimiento acutal de este proceso se limita a las fases iniciales de la salinización (desarrollo de la capa de contorno, creación de digitaciones y fase inicial de la progresión de éstas). En la modelación, se presta atención especial al papel desempeñado por dos procesos de salinización a largo plazo: (1) la pérdida progresiva de sal por difusión lateral desde las digitaciones, y (2) la coalescencia de las digitaciones durante su avance. A partir de las simulaciones numéricas, se obtiene una relación que describe el desarrollo de la salinidad con la profundidad y el tiempo, promediada horizontalmente, el cual depende de la permeabilidad y del contraste inicial de densidad para números de Rayleigh inferiores a 6.000. Esta relación es coherente con índices previos generalizados del avance de las digitaciones, y representa una extensión a estos. Se discute su aplicabilidad a acuíferos reales (con números de Rayleigh superiores a 105), que tienen complejidades asociadas a la anisotropía, la heterogeneidad y la dispersión mecánica. La aplicación al acuífero costero Pleistoceno de los Países Bajos (20 m de potencia y 10-11 m2 de permeabilidad) sugiere que la salinización tuvo lugar en décadas, debido a episodios históricos de inundación por aguas marinas.

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Résumé Une modélisation numérique et une analyse dimensionnelle ont été mises en oeuvre pour étudier la salinisation d'aquifères épais et à forte perméabilité par convection libre d'une source de sel en surface. La compréhension habituelle de ce processus concerne principalement les étapes initiales de la salinisation seule (développement d'une couche limite, partition en digitations et phase initiale de développement des digitation). Dans la modélisation, une attention particulière a été portée au rôle de deux processus du taux de salinisation à long terme: (1) la perte progressive de sel dans les digitations par diffusion latérale et (2) la coalescence des digitations au cours de leur développement. À partir de simulations numériques, une relation a été obtenue qui permet de décrire l'extension de la salinité horizontalement en profondeur et au cours du temps en fonction de la perméabilité et du contraste initial de densité pour des nombres de Rayleigh de l'aquifère jusqu'à Ra =6,000. Cette relation est compatible avec ces résultats et fournit une extension des relations précédemment généralisées du taux de développement des digitations. On discute son applicabilité à des aquifères réels (Ra >105) incluant des complexités liées à l'anisotropie, l'hétérogénéité et la dispersion mécanique. L'application à l'aquifère côtier du Pléistocène des Pays-Bas (épaisseur environ 200 m, perméabilité environ10–11 m²) laisse penser que la salinisation de cet aquifère au cours d'épisodes historiques d'inondation par la mer s'est produit durant des décennies.

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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.