Geological setting,mineralogy and genesis of tungsten mineralization in Dayu district,JiangXi (People's Republic of China): An outline

The city of Dayu is the center of the most important tungsten district of PRC. Valuable quantities of Sn, Mo, Bi, Nb, Ta, REE, Cu, Pb, Zn, Ag, Be and Li are also recovered. At the Xihuashan and Dangping mines, hundreds of the typical Jiangxi wolframite-quarz veins, located at the top and marginal parts of a Jurassic biotite granite intrusion, are mined. At Piaotang the mined ore bodies consist of a stockwork-type of mineralization which cuts the roof-rocks (Cambrian metasediments: phyllite, quartz sandstone, hornfels) of the biotite granite. Around the mineralizations, the country rocks display extensive alteration: namely K-feldspar alteration and greisenization in granite; tourmalinization, muscovitization, silicification, pyrophillitization in the metasediments. The main mineralogy and parageneses of the veins and veinlets can be summarized as follows: I stage — oxide — (wolframite, cassiterite, molybdenite, quartz, K-feldspar, beryl, fluorite, topaz), the best represented; II stage — sulphide — (chalcopyrite, galena, sphalerite, pyrite, pyrrhotite, bismuthinite, cassiterite, wolframite, quartz) well represented at Piaotang; III stage — carbonate — (pyrite, scheelite, chlorite, sericite, fluorite, quartz, calcite). The fracture-controlled mineralizations of Dayu appear to be the product of a continous multistage process related to the late phases of the jurassic Yenshanian magmatism.

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Nel Distretto di Dayu, in cui operano tre miniere principale e sei centri estrattivi minori, viene prodotto poco meno di un quarto (2300 ton/anno) del l'intera produzione in tungsteno della RPC. Oltre al W vengono prodotte apprezzabili quantità di una ventina di altri elementi, fra i quali: Sn, Mo, Bi, Nb, Ta, Terre Rare, Cu, Pb, Zn, Ag, Be, Li, etc.. I corpi minerari sono costituiti, sia da alcune centinaia di vene a quarzo-wolframite, che con una potenza media di 40 cm, tagliano le parti marginali di una intrusione di granito biotitico del Giura, sia da mineralizzazioni tipo stockworks che si espandono nelle metamorfiti (filladi, arenarie quarzose parzialmente cornubianitiche) cambriane poste a tetto della cupola granitica. Il granito biotitico, all' intorno delle vene, presenta zone simmetriche di alterazione, a K-feldspato e greisen; nei metasedimenti i principali minerali di alterazione sono: tormalina, muscovite, quarzo, pirofillite e topazio. Le principali caratteristiche mineralogiche e paragenetiche dei corpi minerari possono essere come di seguito schematizzate: I stadio — a prevalenti ossidi (wolframite, cassiterite, molibdenite, quarzo, K-feldspato, berillo, fluorite, topazio), il meglio rappresentato; II stadio — a prevalenti solfuri (calcopirite, galena, sfalerite, pirite, pirrotina, bismutinite, cassiterite, wolframite, quarzo), particolarmente ben rappresentato nella miniera di Piaotang; III stadio — a prevalenti carbonati (pirite, scheelite, clorite, sericite, fluorite, quarzo, calcite). La metallogenesi di Dayu, sviluppatasi in un sistema tettonicamente attivo é geneticamente associabile alle fasi tardive del magmatismo Yenshanide giurassico.

     

Zur Stratigraphie des Devons in Asturien (Nordspanien)

Zusammenfassung Die Bearbeitung der durchCharles Barrois (1882) klassisch gewordenen Küstenprofile Asturiens führte zu einer Anzahl neuer stratigraphischer Erkenntnisse. So gehört die bisher in den übergang Ludlow/Devon gerechnete Folge der klastischen Furada-Zone noch ganz in das Gotlandium, während die Kalke und Mergel der Nieva-Schichten das tiefere Devon repräsentieren. In die EmsStufe zu stellen sind die überwiegend schiefrigen Ferroñes- und wahrscheinlich der Hauptanteil der Aguión-Schichten. Das Eiflium besteht aus Kalken (Basis- und Moniello-Kalke), darüber liegt die mächtige Serie desGosseletia-Sandsteins. Im Givet sind massige Korallen-Hydrozoen-Kalke mitStringocephalus burtini Defr. entwickelt (Untere Candás-Kalke). Bis zum Mittleren Frasnium reichen die stärker tonigen Oberen Candás-Kalke. Oberes Frasnium, Famennium und ein gro\er Teil des Unterkarbons werden durch die geringmächtigen Eisensandsteine von Piñeres vertreten, denen konkordant und offenbar ohne grö\ere Schichtlücke Goniatiten-Knollenhalke (Marbre griotte) des Oberen Visé aufliegen.

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Resumen Recientes estudios sobre la costa asturiana nos han proporcionado nuevos conocimientos estratigráficos. Las capas de Furada que hasta el presente eran consideradas como eslabón entre el Ludlow y el Devónico hay que encuadraclas en el Gotlandiense. Las calizas de Nieva representan el punto de partida del Devoniano. Los estratos de Ferroñnes y probablemente la mayor parte de los de Aguión pertenecen al Emsiense. El Eifeliense se compone en su base de calizas sobre las que se extiende la imposante serie de areniscas deGosseletia. En el Givetiense se han desarrollado calizas masivas de corales en que se contiene elStringocephalus burtini Defr. (calizas inferiores de Candás). Las calizas superiores de Candás, mas arcillosas que los anteriores, llegan hasta el Frasniense medio. Las arensiscas ferríferas de Piñeres representan el periodo Frasniense superior, el Famenniense e incluso gran parte del carbonifero inferior, sobre estas capas, sin interrupciones estratigráficas y concordando con ellas descansan la calizas de goniatites del Viséense superior (Mabre griotte).

     

Basic magmas in the early evolution of the Southernmost Patagonian Batholith,Chile

Basic magmas played an important role in the early evolution of a segment of the Patagonian Batholith (141 to 34 m.y.) exposed south of Tierra del Fuego, Chile. The basic magmatism lasted 40 m.y. to possibly 60 m.y. (141 to 84 m.y.). It is represented by early gabbros and hornblendites (141 to 103 m.y.) and by synplutonic dikes and some of the numerous basic inclusions in the granitoids of a Cretaceous (113 to 84 m.y.) plutonic group. Some of the inclusions are interpreted as the disrupted portions of synplutonic dikes.Available data indicate that basaltic to rhyolitic volcanism which took place in the area during the Early Cretaceous was contemporaneous with the basic magmatism reported here and during its latest stage, with granitoid magmas. Therefore, gabbros apparently formed part of the roots of the island arc during the early stages of its evolution, whilst granitoids may have had a greater participation at a later stage in the root system.

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Zusammenfassung Basische Magmen spielten eine bedeutende Rolle bei der frühen Entwicklung eines Abschnittes des Patagonischen Batholithen (141-34 Mio. J.), der südlich Tierra del Fuego, Chile, aufgeschlossen ist. Der basische Magmatismus dauerte 40 bis etwa 60 Millionen Jahre (141-84 Mio. J.). Er besteht aus frühen Gabbros und Hornblenditen (141-103 Mio. J.) und aus synplutonischen Gängen und einigen der zahlreichen basischen Einschlüsse in dem Granitkomplex der kretazischen Plutonit-Gruppe (113-84 Mio. J.). Einige der Einschlüsse werden als isolierte Anteile von synplutonischen Gängen gedeutet.Die zur Verfügung stehenden Daten belegen, daß der basaltische bis rhyolitische Vulkanismus, der sich in diesem Gebiet während der frühen Kreide ereignete, gleichzeitig mit dem hier vorgestellten basischen Magmatismus und in dessen letztem Stadium zusammen mit granitischen Magmen ereignete. Daher waren offensichtlich Gabbros an den Wurzeln des Inselbogens während der frühen Entwicklungsstadien beteiligt, während Granotioide mit größerem Anteil an dem späterem Stadium des Wurzelsystems beteiligt waren.

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Resumen Magmas básicos tuvieron un importante rol en la historia temprana del segmento del Batolito Patagónico (141 a 34 M a) que se expone al sur de Tierra del Fuego, Chile. El magmatismo básico tuvo una duración de unos 40 Ma y hasta unos 60 Ma (141 a 84 Ma). Este magmatismo está representado por gabros y hornblenditas (141 a 103 Ma), por diques sinplutónicos y por algunas de las numerosas inclusiones básicas en los granitoides pertenecientes a un grupo plutónico del Cretácico (113 a 84 Ma). Algunas de las inclusiones se interpretan como partes de diques sinplutónicos.La información existente permite indicar que el volcanismo basáltico y riolítico que tuvo lugar en la región, durante el Cretácico Inferior, fue contemporáneo con el magmatismo básico del que se informa en este artículo. Aparentemente, la etapa final de este volcanismo habría sido coetáneo con un importante magmatismo granítico. En consecuencia, aparentemente, en las etapas iniciales de la evolución de la cadena volcánica, los gabros habrían constituído parte de su raíz, mientras que posteriormente habría habido mayor participación de granitoides.

     

Mechanism of uplift deformation of the dam foundation of Jiangya Water Power Station, Hunan Province, P.R. China

Uplift deformation of Jiangya Dam in Loushui River, Hunan Province, P.R. China reached 28.4–32.6 mm in 2 years and 5 months (December 1998–April 2001), which is unusual for dams worldwide. A perfectly confined aquifer, Yuntaiguan hot water aquifer, in the Jiangya syncline is recharged at a remote wing and outflows in front of the dam in the reservoir which is 875 m lower than the recharge point. The rise of the reservoir water level increases the head in the aquifer. The uplift deformation of the dam foundation corresponds spatially with the outcrop of the top interface of the aquifer and shows a direct time response to the fluctuation of the reservoir water level, indicating that the fluctuation of the reservoir water level is the dominant influence on the deformation. Numerical simulation shows spatial and dynamic similarities to the monitoring data. Numerical simulation of the cyclic reservoir water level confirms that the uplift is due to elastic deformation.

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Resumen En la presa de Jiangya en el rio Loushui, Provincia de Hunan, R. P. De China, la deformación por levantamiento alcanzó 28.4–32.6 mm en dos años y cinco meses (Diciembre 1998–Abril 2001), lo cual no es común para las presas alrededor del mundo. El acuífero de Yuntaiguan, con agua caliente, es perfectamente confinado, y es recargado en un flanco lejano del sinclinal de Jiangya, descargando su flujo enfrente de la presa, dentro del embalse, sitio que está 875 m más bajo que el punto de recarga. El aumento en el nivel del embalse, incrementa la cabeza en el acuífero. La deformación por levantamiento en la cimentación de la presa tiene una correspondencia espacial con el afloramiento de la interfase superior del acuífero y muestra una respuesta directa en el tiempo con la fluctuación del nivel del agua en el embalse, indicando que la fluctuación del nivel del agua en el embalse es la influencia dominante sobre la deformación. La simulación numérica muestra similitudes espaciales y dinámicas con los datos de monitoreo. La simulación numérica del nivel de agua cíclico del embalse, confirma que el levantamiento se debe a deformación elástica.

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Résumé Pendant deux ans et cinq mois ( Décembre 1998–Avril 2001) les déplacements verticaux du barrage Jangya, situé sur la rivière Loushui, dans la province Hunan de la R.P. de Chine ont atteint des valeurs peu communes, de 28.4–32.6 mm. Laquifère thermal captive de Yuntaiguan est rechargé sur le flanc lointain du synclinal de Jiangya, où il est cantonné et se décharge dans le réservoir du barrage dont le niveau et avec 875 m au dessous du point de recharge. Le niveau piézometrique de laquifère est augmenté par la housse de niveau dans le réservoir. Les déplacements verticaux correspondent au laffleurement du toit de laquifère et présentent une réponse temporelle directe aux fluctuations de niveaux du réservoir, en indiquant que celles-ci ont une influence dominante sur les déplacements. Les simulations numériques montrent des similarités spatiales et dynamiques avec les données du système de surveillance. Les simulations numériques de variations cycliques des niveaux du réservoir ont confirmé que les déplacements verticaux sont engendrées par des déformations élastiques.

     

Sopra una clorite (penninite) della valle del Dragone nell'appennino emiliano

Riassunto Viene descritta una penninite di Boccassuolo nell'Appennino modenese, e attraverso lo studio ottico, chimico, roentgenografico e termico differenziale ne vengono definite le proprietà caratteristiche. L'esame della curva termico differenziale e degli spettrogrammi Debye ottenuti da polvere di penninite scaldata fra 900° e 950° permette di stabilire che la trasformazione penninite-enstatite inizia già nell'ambito di temperatura compreso fra 910° e 940°.Con 1 figura.     

Structural features of some group-silicates with chains of octahedra

Summary The existence of chains of octahedra with tetrahedra as lateral appendixes in some Group-silicates is emphasized. These chains can be considered as building blocks; the different ways of juxta-posing the blocks offer a possibility of schematizing the structure of minerals (lawsonite, ilvaite, epidote, pumpellyite, perrierite, chevkinite), of explaining their twins and polymorphisms.

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Zusammenfassung Auf die Existenz von Oktaederketien mit Tetraedern als Seitenzusätzen in einigen Gruppensilikaten wird hingewiesen. Diese Ketten können als Bauteile betrachtet werden: beim Zusammensetzen dieser Bauteile kann man verschiedene Kristallstrukturen von Mineralien (Lawsonit, IIvait, Epidot, Pumpellyit. Perrierit, Tscheffkinit) darstellen, ihre Zwillingsbildung und einige Polymorphie-Typen erklären.

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Riassunto Si prende in considerazione l'esistenza di catene di ottaedri con tetraedri come appendici laterali in alcuni sorosilicati. Queste catene possono essere considerate come elementi costruttivi: unendo tra di loro in vario modo questi elementi costruttivi si possono schematizzare le strutture di diversi minerali (lawsonite, ilvaite, epidoto, pumpellyite, perrierite, chevkinite), si possono spiegare le loro geminazioni, e certi tipi di polimorfismo.

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With 9 Figures     

Spatial assessment of groundwater use potential for irrigation in Teesta Barrage Project in Bangladesh

In Bangladesh, development of the groundwater resource for irrigation is a vital component of the government’s agricultural strategy to attain food self-sufficiency. Amidst reports of falling groundwater levels in many parts of Bangladesh, the potential of groundwater use has been investigated in the Teesta Barrage Project (TBP) in which large-scale groundwater development for dry-season irrigation has taken place in the recent past. Several techniques and tools have been applied such as the combination of analysis of groundwater hydrographs and mathematical modelling to derive key hydrogeological variables, calculation of net irrigation requirement and the use of geographical information systems. The results show that the economically attractive high-yielding variety (HYV) Boro (dry season) rice cultivation during the groundwater irrigation season may not be sustained in large parts of the project area if the current trends in abstraction are continued. However, due to spatial variation in abstraction, nine thanas (sub-districts)—out of a total of 21 in the project area—may still be able to expand groundwater-irrigated cropland and a groundwater-use potential of 40 mm/year may be created if deep-set shallow tubewells are used by the farmers to abstract groundwater. A structured approach, based on zoning of potential areas, is recommended for groundwater development and use.

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Resumen En Bangladesh, el desarrollo de las aguas subterráneas para riego es un componente vital del la estrategia agrícola del Gobierno para obtener la auto-suficiencia alimentaria. Un informe intermedio evidencia un descenso de los niveles de aguas subterráneas en muchas partes de Bangladesh, el uso potencial de aguas subterránea ha sido investigado en el Proyecto Tessta Barrage (TBP) en el cual ha tenido lugar el desarrollo de las aguas subterráneas a gran escala para el riego en la estación seca en un pasado reciente. Se ha aplicado algunas técnicas y herramientas, como la combinación del análisis de datos gráficos de aguas subterráneas y modelización matemática para obtener variables hidrogeológicas clave, el cálculo de la necesidad neta de riego y el uso de Sistemas de Información Geográfica. El resultado muestra que el cultivo, económicamente atractivo, de arroz HYV Boro (estación seca) durante la estación de riego con aguas subterráneas puede no ser sostenible en gran parte del área del proyecto si continúan las tendencias actuales en las extracciones. Sin embargo, debido a la variación espacial en la extracción, nueve thanas (subdistritos)—de un total de 21 en el área del Proyecto—pueden todavía sufrir un aumento de la tierra cultivable regada con aguas subterráneas y que se puede asumir un uso potencial de agua subterránea de 40 mm/estación si los granjeros utilizan sondeos someros instalados en fosas para la extracción. Se recomienda una aproximación estructurada para el desarrollo y uso de las aguas subterráneas, basada en la zonificación de áreas potenciales.

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Résumé Au Bangladesh, l’exploitation des ressources en eau souterraines pour l’irrigation est une composante vitale de la stratégie agricole gouvernementale pour atteindre l’auto-suffisance alimentaire. Parmi les baisses de niveaux piézométriques rapportées sur de nombreuses régions du Bangladesh, le potentiel d’utilisation des eaux souterraines a été étudié sur le Projet de Barrage de Teesta (TBP), où, dans un passé récent, les eaux souterraines ont été massivement exploitées pour l’irrigation en saison sèche. De nombreux outils et techniques ont été utilisés, comme l’analyse combinée des chroniques piézométriques et des modèles mathématiques pour dégager les variables hydrogéologiques clés, le calcul des besoins nets pour l’irrigation, et l’utilisation des systèmes d’information géographique. Les résultats démontrent que la culture en saison d’irrigation de la variété de riz HYV Boro (saison sèche), économiquement attrayante, n’est potentiellement pas viable sur de nombreux secteurs de la zone étudiée si les prélèvements perdurent selon la tendance actuelle. Cependant, du fait de la variation spatiale des prélèvements, neuf thanas (sous-districts)—sur un total de 21 sur le secteur d’étude—pourraient encore augmenter les surfaces irriguées, et une disponibilité en eau de 40 mm/saison pourrait être générée si les agriculteurs utilisaient des puits peu profonds pour exploiter les ressources souterraines. Une approche structurée, basée sur le zonage des secteurs potentiels, est recommandée pour l’exploitation et l’utilisation des eaux souterraines.

     

Multiple-method estimation of recharge rates at diverse locations in the North Carolina Coastal Plain, USA

Recharge rates determined at diverse study sites in a shallow, unconfined aquifer differed from one another depending on the analytical method used and on each method’s applicability and limitations. Total recharge was quantified with saturated-zone methods using water-table fluctuations at seven sites in North Carolina, USA and using groundwater-age dating at three of the seven sites; at two of the sites, potential recharge was quantified with an unsaturated-zone method using Darcy’s law; and at five of the sites, net recharge was quantified with a stream hydrograph-separation method using streamflow-recession curves. Historical mean net recharge was 25 to 69% of the historical total recharge rates. The large disparity is attributed to groundwater losses between recharge and discharge areas, primarily by evapotranspiration and seepage to underlying aquifers. The spatial distribution of historical mean annual total recharge did not vary between landscape units, as suggested in a previous study. Similarly, total recharge did not correlate significantly with mean annual rainfall, mean annual water table depth, or the surficial soil properties of percent clay and bulk density. Total recharge did correlate significantly with the surficial soil properties of percent sand and percent silt.

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Résumé Les taux de recharge déterminés sur divers sites d’études dans un aquifère phréatique libre, varient les uns par rapport aux autres selon la méthode analytique utilisée et les limites et l’applicabilité de chaque méthode. La recharge totale a été quantifiée avec des méthodes en zone saturée utilisant les fluctuations des nappes sur sept sites de la Caroline du Nord, USA, et en utilisant les datations des eaux souterraines sur trois des sept sites ; sur deux des sites, la recharge potentielle a été quantifiée avec une méthode en zone non-saturée utilisant la loi de Darcy, et sur deux sites, la recharge nette a été quantifiée suivant une méthode de séparation des hydrographes de cours d’eau utilisant les courbes de récession du débit. La moyenne historique de la recharge nette est comprise entre 25 et 69% des taux historiques de recharge totale. L’importante disparité est attribuée aux pertes en eaux souterraines entre les zones de recharge et les zones d’exutoire, d’abord par évapotranspiration et ensuite par infiltration vers les aquifères sous-jacents. La distribution spatiale de la recharge historique moyenne annuelle et totale ne varie pas selon les unités paysagères, comme cela était suggéré dans une étude antérieure. De même, la recharge totale n’est pas corrélée significativement avec la moyenne annuelle des précipitations, la moyenne annuelle de la profondeur de la nappe, ou les propriétés de surface des sols que sont le pourcentage d’argile ou la densité apparente. La recharge totale est corrélée significativement avec les propriétés de surface du sol et les teneurs en sable et en silt.

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Resumen Las tasas de recarga determinadas en diversos sitios de estudio en un acuífero somero no confinado difieren entre sí dependiendo del método analítico usado y de las limitaciones y aplicabilidad de cada método. Se cuantificó la recarga total con métodos de zona saturada usando fluctuaciones del nivel freático en siete sitios en Carolina del Norte, Estados Unidos, y usando datación de edades de agua subterránea en tres de los siete sitios; en dos de los sitios se cuantificó la recarga potencial con un método de zona no saturada usando la Ley de Darcy y en cinco de los sitios se cuantificó la recarga neta con el método de separación hidrográfica usando curvas de recesión de flujo en arroyos. La recarga neta media histórica varió entre 25 y 69% de las tasas de recarga total histórica. La diferencia tan grande se atribuye a pérdidas de agua subterránea entre áreas de descarga y recarga, principalmente por evapotranspiración y escurrimiento hacia acuíferos subyacentes. La distribución espacial de la recarga total anual media histórica no varió entre las unidades de paisaje, como ya se había sugerido en un estudio previo. De modo similar, la recarga total no guarda correlación significativa con la lluvia media anual, la profundidad media anual del nivel freático, o las propiedades superficiales del suelo, particularmente porcentaje de arcilla y densidad volumétrica. La recarga total si tuvo una correlación significativa con las propiedades superficiales del suelo tal como porcentaje de arena y porcentaje de limo.

     

Production of gaseous pore pressure during rock slides

SummaryProduction of Gaseous Pore Pressure During Rock Slides When a rock mass slips, the local heating of the slip surface transforms pore water into vapour if the surface of failure is deep enough. It is possible to calculate, as a first approximation, a critical displacement of the mass necessary to create vapour in the slide zone. A second approximation gives the relation between critical displacement and rate of shear displacement as the slide mass creeps towards catastrophe.

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ZusammenfassungBildung eines gasförmigen Porendrucks während Gleitungen im Fels Bei Einstürzen einer Gesteinsmasse kann das Porenwasser durch die lokale Wärmeabfuhr an der Rutschfläche in Dampf umgewandelt werden, falls die Bruchfläche tief genug ist.In einer ersten Annäherung kann die kritische Verschiebung der Masse errechnet werden. In einer zweiten Annäherung kann eine Beziehung zwischen der kritischen Verschiebung und der Verschiebungsgeschwindigkeit hergestellt werden.

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RésuméFormation d'une pression interstitielle de gas lors d'un glissement d'une masse rocheuse Quand un massif rocheux s'écroule, la dissipation de chaleur localisée dans la surface de glissement peut transformer l'eau interstitielle en vapeur si la surface de rupture est suffisamment profonde. Dans une première approximation on peut calculer un déplacement critique du massif. Dans une deuxième approximation on peut obtenir une relation entre le déplacement critique et la vitesse de déplacement.

     

Beiträge zur Geologie der Insel Salina (Äolischer Archipel,Sizilien)

Zusammenfassung Auf Salina beginnt die vulkanische Tätigkeit mit der Förderung von Labradorit-Andesiten und -Trachyandesiten, die den alten Pollara-Vulkan und den Vulkanstock des Mte. Rivi aufbauen. Der letzte wird von mindestens zwei größeren Vulkanen — dem südwestlichen und dem nordöstlichen Mte. Rivi-Vulkan — zusammengesetzt. Anschließend kam es im Südosten der Insel zu der Extrusion sauerer Laven in Form von Staukuppen und Staurücken (mit rhyodazitischem Chemismus).Im Bereich der alten Rivi-Vulkane und jenem der saueren Laven im SE-Teil von Salina sind marine Brandungsterrassen mit 2- bis 4 m mächtigen, groben Küstenkonglomeraten nachweisbar: sie haben Höhen von maximal + 30 m (NE-Teil von Salina) und + 10 bis + 15 m (SE-Teil der Insel). Da diese beiden Terrassensysteme auch auf anderen Inseln des Archipels ausgebildet sind, wird ihre Entstehung durch eustatische Spiegelschwankungen des Mittelmeeres während des Pleistozäns erklärt: die höheren Terrassen entsprechen dem Tyrrhenien I (Mindel/Riß-Interglazial — oberes Mittelpleistozän), die tieferen dürften dem Monastirien I/II (= Tyrrhenien II — Riß/Würm-Interglazial — mittleres Jungpleistozän) zuzuordnen sein. Der Beginn der vulkanischen Tätigkeit im Bereich des Äolischen Archipels muß damit wesentlich jünger als bisher angenommen angesetzt werden: nämlich nicht im Miozän und Frühpliozän, sondern erst im Quartär beginnend.Im jüngeren Quartär bildeten sich auf Salina etwa gleichzeitig die beiden großen Stratovulkankegel des Mte. dei Porri und der Fossa delle Felci, die nicht basischen Chemismus aufweisen, wie bisher angenommen wurde, sondern von rhyodazitischen Laven und Tuffen zusammengesetzt werden. Sie sind altersmäßig mit dem großen Stratovulkan auf Lipari — dem Mte. S. Angelo — zu parallelisieren.Als jüngstes vulkanisches Ereignis auf Salina fand die Aussprengung des großen Kraters von Pollara und die Förderung quarzlatitischer Bimssteine statt. Diese Bimsstein-Tuffe führen reichlich xenolithische Auswürflinge, unter denen granitische bis dioritische Tiefengesteine, kristalline Schiefer, Marmore, Kalksilikatfelse und thermometamorph sehr wenig veränderte, reichlichglobigerinen-führende mergelige Kalke des Tertiärs besonders auffallen. Als untermeerischer Sockel der Äolischen Inseln ist damit die NW-Fortsetzung der Kalabrisch-Peloritanischen Masse belegt.Der Vulkanismus der Äolischen Provinz ist durch die posthume quartäre Bruchtektonik im Raum der heutigen Tyrrhenis bedingt. Durch diese Schollenbewegungen entstanden Brüche, längs denen sialisch-anatektische Restmagmen pazifischer Sippe empordringen konnten.

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The volcanic activity on the island of Salina (Eolian archipelago) began with the eruption of labradorite-andesites and trachyandesites, which compose the old volcano of Pollara and that of Mte. Rivi. Thereupon endogenous domes with rhyodacitic chemism had been formed in the southeastern part of the island.In the region of the above mentioned old volcanoes and domes two old coastlines are developed: the higher is recognizable in the northeastern part of Salina and lies + 30 m above sea-level, the lower one is exposed in the southeastern part of the island and differs between + 10 and + 15 m above sea-level. These old coast-lines are likewise developed on other islands of the Eolian archipelago. By this fact their origin is interpreted by eustatic variations of the sea-level in the Mediterranian during the Pleistocene. The higher coast-lines are corresponding to the Tyrrhenian I (= upper part of the middle-Pleistocene), the lower ones are paralleled with the Monastirian I/II (= Tyrrhenian II = middle part of the upper-Pleistocene). By these facts it becomes apparently, that the volcanic activity in the Eolian archipelago began not in Miocene and lower Pliocene, but only in Quaternary times.The volcanism on Salina continued in the younger Quaternary with the approximately contemporaneous formation of two great strato-volcanoes (Mte. dei Porri and Fossa delle Felci), which are of rhyodacitic, but not of basaltic chemism as hitherto assumed. The youngest volcanic event was the ejection of quartz-latitic pumices and the formation of the great crater of Pollara. These pumice-tuffs are rich in xenolithic ejecta (as for instance granitic and dioritic rocks, gneisses, marbles, calc-silicate rocks formed by contact metamorphism, and slightly altered marly limestones of Tertiary age, rich in globigerines). These xenolithes are the proof, that the base of the Eolian Islands is represented by the continuation of the Calabrian-Peloritanian Massive.The volcanism of the Eolian volcanic province was caused by Quaternary tectonics, which were the result of subsidence of the Tyrrhenian Block. Along the fault fissures sialic-anatectic residual-magmas of Pacific rock suite were erupted.

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Résumé L'activité volcanique débute à Salina avec l'éruption d'andésites e trachyandésites à labradorite qui ont formé l'ancien volcan Pollara et le piton volcanique du Mte. Rivi. Ce dernier est composé d'au moins 2 grands volcans, le Mte. Rivi sudoccidental et nord-oriental. Vint en plus dans le sud-est de l'île une extrusion de laves acides en forme de coupoles et de crêtons (à chimisme rhyodacite).Dans la région de l'ancien volcan Rivi et de ces laves acides de la partie SE de Salina, on trouve des terrasses marines formées de conglomérats côtiers grossiers de 2 à 4 m d'épaisseur: leur altitude maximum est de + 30m (NE de Salina) et + 10 m à +15 (SE de l'île). Comme ces 2 systèmes de terrasses se rencontrent également sur d'autres îles de l'archipel, on explique leur origine par des variations eustatiques du niveau de la mer durant le Pléistocène: les terrasses supérieures appartiennent au Tyrrhénien I (Interglaciaire Mindel/Risspartie supérieure du Pléistocène moyen); les terrasses inférieures devraient appartenir au Monastirien I/II (=Tyrrhénien II ⦌- Interglaciaire Riss/Würm — partie moyenne du Pléistocène supérieur). L'activité volcanique dans l'archipel éolien aurait ainsi débuté nettement plus tard qu'on ne l'a considéré jusqu'ici: non pas au Miocène ou au début du Pliocène, mais seulement au Quaternaire.Au Quaternaire récent il s'est formé à Salina presque en même temps les 2 grands stratovolcans du Monte dei Porri et de la Fossa delle Felci, qui n'ont pas un chimisme basique comme on l'admettait jusqu'ici, mais qui sont composés de laves et tuffs rhyodacitiques. Du point de vue de l'âge ils sont à paralléliser avec le grand stratovolcan de Lipari, le Mte. S. Angelo.La manifestation volcanique la plus récente à Salina fut l'explosion du grand cratère de Pollara et l'émission de ponces de composition latitique acide. Ces tuffs contiennent de nombreux xénolithes parmi lesquels on remarque surtout des roches profondes granitiques à dioritiques, des schistes cristallins, des marbres, des roches à silicates calcaires, et des calcaires marneux du Tertiaire, riches en globigérines et très peu thermométamorphisés.Le socle sous-marin des îles éoliennes serait donc le prolongement NW de la masse calabro-péloritaine.Le volcanisme de la province éolienne est causé par la tectonique cassante quaternaire dans le cadre de la Tyrrhénide actuelle. Grâce aux mouvements de ces blocs, des cassures ont pris naissance par lesquelles ont pu monter les magmas résiduels sialiques-anatectiques appartenant à la série pacifique.

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Riassunto Sull'isola di Salina (archipelago Eoliano) l'attività vulcanica inizia con l'emissione di lave trachiandesiti- e andesiti-labradoritiche, che formano il vecchio vulcano di Pollara ed il massivo vulcanico del Mte. Rivi. L'ultimo è formato da almeno due grandi vulcani — il vulcano sudovest ed il vulcano nordest di Mte. Rivi — die adesso in maggior parte sono degradati e distrutti. Dopo c'è stata nella parte sudest dell'isola l'estrusione di lave acide, che formano le cupole all'occidente di Lingua (con chimismo riodazitico).Nella zona dei vecchi vulcani di Mte. Rivi e quella delle rocce acide nella parte sudest di Salina sono da constatare terrazze marine con grossi conglomerati litorale della potenza di 2–4 m. L'altitudine di queste terrazze marine è al massimo di + 30 m (parte NE di Salina) e tra + 10 e + 15 m (parte SE dell'isola). Poichè questi due sistemi di terrazze marine si trovano anche sull'altre isole dell'archipelago (Lipari, Panarea, Filicudi) si spiega la loro origine da oscillazioni eustatiche del Mediterraneo durante il Pleistocene: le terrazze superiori corrispondono al Tirreniano I (medio-Pleistocene superiore), le terrazze inferiori forse sono appartenenti al Monastiriano I/II (= Tirreniano II, medio tardo-Pleistocene). L'inizio dell'attività vulcanica nella provincia Eolia perció è più giovane come si pensava finora: cioè non è stato durante il Miocene e Pliocene inferiore, ma soltanto nel Quaternario.Nel Quaternario giovane si formarono a Salina quasi contemporaneamente i due grandi strato-vulcani del Mte. dei Porri e della Fossa delle Felci, che non dimostrano un chimismo basico come è stato scritto finora ma sono composti di lave e tufi riodazitiche. Nell'età essi corrispondono al grande strato-vulcano su Lipari — il Mte. S. Angelo.Il più giovane awenimento vulcanico a Salina è stato la formazione del grande cratere di Pollara con espulsione di pomice quarzlatitica. In questa pomice componenti xenolitici sono abbondanti per esempio tali di graniti, granodioriti, dioriti, scisti cristallini, marmi, rocce a calcare-silicatiche e calcari marnosi tertiari poco alterati termometamorfici con abbondante globigerine. Lo zoccolo sottomarino dell'archipelago Eoliano è così la continuazione ipotetica della massa calabro-peloritanica. Il vulcanismo della provincia Eolia è causato dalla tettonica germanotipica quaternaria nella zona del Tirreno. Per l'effetto dello sprofondamento della massa del Tirreno si formarono grandi faglie, lungo a queste salivano magmi sialici-anatectici pacifici.

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The effect of protective pillars on the deformation of mine shafts

Summary Mine shafts have traditionally been protected by leaving the ore in the immediate surroundings of the shafts in place as a pillar. Empirical rules are used to determine the dimensions of these protective pillars. The face element principle introduced by Salamon has been used to compute functions which express the influence of mining in a horizontal seam on the rock mass above it. Values have been calculated for the tilt, distortion, horizontal and vertical strain, curvature, and vertical stress along a shaft for various values of Poisson's ratio, seam depth, pillar radius, mining geometry, and closure over the mined area. The results are compared with those obtained using empirical ideas, particularly the angle of draw concept in determining pillar size. It appears that the depth of the seam is of major significance and that no pillar is needed for the protection of a shaft when the mined seam is beyond a certain depth. On the other hand it is possible, at all depths, to replace the protective action of a shaft pillar by other mining schemes. A significant amount of information which has been published on experience gained during the mining of shaft pillars tends to indicate that in many mines shaft pillars are excessively large.

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Zusammenfassung Schachtsicherheitspfeiler, die den Schacht vor Abbaueinwirkungen schützen sollen, werden gewöhnlich aufgrund von Erfahrungswerten bemessen.Die durch den Abbau in einem Flöz flacher Lagerung verursachten Einwirkungen auf einen saigeren Schacht sind hier nach dem Flächenelement-Prinzip ermittelt, wie Salamon es einführte. Entlang der Schachtsäule wurden die Schiefstellung, Verschiebung, horizontale und vertikale Dehnung, Krümmung und vertikale Spannung berechnet. Dabei wird der Einfluß der Querdehnungszahl, der Flöztiefe, des Pfeilerradius, der Form des Abbaufeldes und der Konvergenz im Flöz betrachtet. Diese Ergebnisse werden mit empirischen Regeln verglichen. Dabei ergab sich, daß die Tiefe des Flözes erhebliche Bedeutung hat und daß zum Schutze des Schachtes kein Pfeiler benötigt wird, wenn das abgebaute Flöz unterhalb einer bestimmten Teufe liegt. Auf der anderen Seite ist es für alle Tiefen möglich, den Schutz des Schachtes durch den Sicherheitspfeiler ersetzende geeignete Abbaumethoden zu gewährleisten.Manche Veröffentlichungen lassen erkennen, daß Schachtsicherheitspfeiler oft unnötig groß bemessen sind.

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Résumé En général la protection des puits est accomplie par l'abandon d'une partie du gisement, le stot de puits. Les dimensions des stots sont déterminées par des méthodes empiriques.Dans cette étude c'est la méthode proposée par Salamon qui est employée; il s'agit du calcul de l'influence de l'extraction d'un élément de taille sur les morts terrains supérieurs. Cette méthode permet de calculer les déformations, la pente, la distorsion, la courbure et les tensions le long du puits. L'influence de la profondeur de la couche, de la convergence, de l'aire exploitée, du diamètre du stot de protection et des caractéristiques mécaniques du terrain ont été considérées.Les résultats indiquent l'importance particulière de la profondeur du gisement. En effet, au-delà d'une certaine profondeur un stot de protection devient superflu. D'autre part l'influence de l'aire exploitée et de la convergence dans cette région sont telles qu'il est toujours possible de remplacer l'action protectrice du stot par une protection equivalente fournie par l'emploi d'un schèma d'exploitation bien choisi.Le nombre de cas où une exploitation partielle ou entière du stot de puits a eu lieu et où son influence sur la colonne du puits a été décrite est suffisant pour permettre d'affirmer qu'en général les dimensions du stot de puits sont trop importantes.

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With 11 Figures     

Hydrogeological investigation of mud-mound springs developed over a weathered basalt aquifer on the Liverpool Plains,New South Wales,Australia

The growth and collapse of mud mounds at a site on the Liverpool Plains in northern New South Wales, Australia has been observed over a 12-year period. The mud mounds appeared in a flat field for the first time in living memory in 1989, but their prior existence in the early Holocene is indicated by archaeological data. The piezometric head in bores drilled through a 7-m bed of clayey silt and screened in weathered basalt at a depth of 8 m was more than 2 m above ground level. Clay has been carried in suspension by water seeping to the ground surface where it has accumulated and formed a mound. Approximately eight years after their initial appearance, the growth of the mounds stopped and within a further three years they had almost completely disappeared.Mechanisms for the growth and decay of the mounds are reviewed. The chemistry of the shallow bore water and the water seeping from the surface of the mounds was dominated by sodium bicarbonate with a 4 mEq/l increase between the weathered basalt and the surface of the mound. Inverse modelling (PHREEQC) is used to determine possible chemical reactions that can account for this increase.

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Electronic Supplementary Material Supplementary material is available in the online version of this article at http://dx.doi.org/10.1007/s10040-003-0278-0.

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Resumen Se ha observado durante 12 años el crecimiento y el colapso de montículos de lodo en un emplazamiento ubicado en las Llanuras de Liverpool, en el estado australiano de Nueva Gales del Sur. Según la memoria existente, los montículos de lodo aparecieron en un campo llano por vez primera en 1989, pero, por datos arqueológicos, se conoce de su existencia a comienzos del Holoceno. Los niveles piezométricos en sondeos perforados a través de 7 m de limos arcillosos y ranurados en el basalto meteorizado a 8 m son superiores en más de 2 m a la superficie del terreno. La arcilla es portada en suspensión por el agua que descarga hacia la superficie del terreno, donde se acumula y forma el montículo. Unos 8 años después de su aparición, el crecimiento de los montículos se detiene y éstos acaban prácticamente desapareciendo en otros 3 años.Se revisa los mecanismos que originan el crecimiento y desaparición de los montículos. La química de las aguas someras de los sondeos y del agua que se filtra desde la superficie de los montículos está dominada por bicarbonato sódico, con un incremento de 4 meq/L entre el basalto meteorizado y la superficie del montículo. Se utiliza la modelación inversa (PHREEQC) para determinar las reacciones químicas que pueden explicar dicho aumento.

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Résumé La croissance et l'effondrement de monticules de vase situés dans les plaines de Liverpool, dans le nord des Nouvelles Galles du Sud, ont été observés pendant 12 ans. Les monticules de vase sont apparus en terrain plat pour la première fois de mémoire d'homme en 1989; mais leur existence antérieure dès le début de l'Holocène est attesté par des données archéologiques. Le niveau piézométrique dans des forages traversant 7 m de silt argileux et recouvrant un basalte altéré à 8 m était de plus de 2 m au-dessus de la surface du sol. L'argile a été apportée en suspension par l'eau suintant à la surface du sol où elle s'est accumulée pour former un monticule. Environ 8 ans après leur première apparition, la croissance des monticules s'est arrêtée et ils ont presque complètement disparu dans les 3 ans qui ont suivi.Les mécanismes de croissance et de régression de ces monticules sont passés en revue. La chimie de l'eau des forages à proximité de la surface et de l'eau filtrant à la surface des monticules était dominée par le bicarbonate de sodium, avec une augmentation de 4 meq/l entre le basalte altéré et la surface du monticule. Une modélisation inverse (PHREEQC) a été mise en uvre pour déterminer les réactions possibles pouvant rendre compte de cet accroissement.

     

From well-test data to input to stochastic continuum models: effect of the variable support scale of the hydraulic data

The question of how well the true underlying hydraulic conductivity statistics of heterogeneous media are captured by well tests is addressed. The hydraulic conductivity value and the corresponding support volume associated with a theoretical well are correlated, causing a bias in the statistics derived from well-test analyses. Statistics derived from numerically simulated well tests are compared with the known underlying conductivity statistics and the results indicate an under-prediction by simulations at higher hydraulic conductivities. The deviation starts at about mean conductivity and can be as large as an order of magnitude, with the conductivity in the vicinity of the well defining the upper boundary. In other words, the conductivity value interpreted from the well test cannot be larger than the value that the well test first encounters. Consequently, for data in this simulation exercise, the standard deviation, if only determined for the upper range of the conductivity values, would be underestimated by a factor of 1.6–2. While this specific range is likely to depend on the scale and degree of the underlying heterogeneity as well as the duration of the test, the results should be indicative of a more general behaviour and are likely to occur in other heterogeneous data as well.

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Resumen Se plantea la pregunta de qué tan bien son representadas en las pruebas de pozo, las estadísticas reales de conductividad hidráulica subyacente de medios heterogéneos. Son correlacionados el valor de conductividad hidráulica y el volumen de apoyo correspondiente asociado con un pozo teórico, causando una distorsión en las estadísticas derivadas del análisis de la prueba de pozo. Las estadísticas derivadas de las pruebas de pozo simuladas numéricamente son comparadas con las estadísticas de conductividad subyacente conocidas, y los resultados indican una sub-predicción por las simulaciones hechas con conductividades hidráulicas más altas. La desviación empieza casi con la conductividad media y puede ser tan grande como un orden de magnitud, con la conductividad en la vecindad del pozo definiendo el límite superior. En otras palabras, el valor de conductividad interpretado a partir de la prueba del pozo no puede ser más grande que el valor que la prueba de pozo encuentre primero. Por consiguiente, para los datos en este ejercicio de simulación, la desviación estándar, si solamente fue determinada para el rango superior de los valores de conductividad, se subestimaría en un factor de 1.6–2. Mientras es probable que este rango específico dependa de la escala y del grado de la heterogeneidad subyacente, así como de la duración de la prueba, los resultados deben ser indicativos de un comportamiento más general y son probables también de ocurrir en otros datos heterogéneos.

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Résumé Nous posons ici la question de savoir dans quelle mesure les statistiques de la conductivité hydraulique des milieux hétérogènes pourrait être révélée par des essais de puits. La valeur de la conductivité hydraulique et le volume capté correspondant sont corrélés, créant un biais dans l’analyse des statistiques dérivées des essais de puits. Les statistiques en provenance de simulations numériques d’essais de puits sont comparées avec les statistiques de conductivités connues et les résultats indiquent une sous-évaluation par les simulations, pour les conductivités hydrauliques les plus élevées: la déviation commence à partir de la valeur moyenne de la conductivité et peut atteindre la magnitude d’un ordre de grandeur en considérant la conductivité mesurée au voisinage du puits. Autrement dit, la valeur de la conductivité interprétée via l’essais de pompage ne peut être plus importante que les premières valeurs rencontrées. Par conséquence, pour les données de cet exercice de simulation, la déviation standard sera sous-estimée d’un facteur compris entre 1.6–2 pour les valeurs les plus élevées. Tandis que l’échelle spécifique de valeurs est dépendante de l’échelle et du degré de l’hétérogénéité souterraine, de même que de la durée du test, les résultats pourraient être indicatifs d’un comportement plus général et seraient sans doute observables dans d’autres cas de données hétérogènes.

     

Dryland salinity processes within the discharge zone of a local groundwater system,southeastern Australia

Detailed study of a localised saline discharge zone in southeastern Australia shows that the salinisation is mostly due to the shallow water table (<1–2 m from the surface). Direct evaporation, particularly in summer, leads to extremely high soil–water salinities at the surface, even though the underlying groundwater is moderately fresh. Groundwater discharge is localised at a break of slope, where the water table intersects the surface, and where the transition from permeable sands to clay-rich sediments inhibits lateral groundwater flow. Higher salt concentrations build up in the clays because of the long residence times during which soil-waters are exposed to evapotranspiration and the reduced potential for salts to be flushed from the sediments. As a result the saline discharge area does not correspond to the part of the site with the largest salt store. Results of the study demonstrate that for dryland salinisation to occur, the groundwater beneath the discharge zone need not be saline, and the presence of a large salt store does not necessarily lead to problems of dryland salinisation if, as in the clay-rich sediments at the site, the salt lies below the pasture root zone. Furthermore, mobilisation of salt stores within low permeability sediments by rising groundwater may be minor.

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Résumé L’étude détaillée d’une zone localisée d’émergence salée au sud-est de l’Australie montre que la salinisation est surtout due à la nappe phréatique (<1–2 m sous la surface). L’évaporation directe, particulièrement durant l’été, conduit à des salinités de l’eau du sol extrêmement élevées à la surface, même si l’eau souterraine sous-jacente est modérément douce. L’émergence de l’eau souterraine est localisée à la rupture de pente, là où la nappe phréatique rencontre la surface du sol et où la transition entre sables perméables et sédiments riches en argiles inhibe les écoulements d’eau souterraine latéraux. Les plus fortes concentrations en sel s’accumulent dans les argiles du fait de temps de résidence élevés, durant lesquels les eaux du sol sont exposées à l’évapotranspiration et à un lessivage réduit des sédiments. Il en résulte que l’aire d’émergence des eaux salées ne correspond pas à la partie du site rencontrant la réserve de sel la plus importante. Les résultats de l’étude démontrent que pour que la salinisation d’une zone aride devienne effective, l’eau souterraine sous la zone ne doit pas être forcément salée, et la présence d’une zone étendue de réserve de sel ne conduit pas forcément à des problèmes de salinisation de zones arides si, comme dans les sédiments argileux du site, le sel ne repose pas sous la zone de pature. De plus, la mobilisation des réserves de sel dans les sédiments peu perméables par la montée du niveau de l’eau souterraine devrait être mineure.

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Resumen El estudio detallado de una zona local de descarga salina en el sudeste de Australia, muestra que la salinización es principalmente debido a un nivel freático poco profundo (<1–2 m de la superficie). La evaporación Directa, particularmente en verano, conlleva a salinidades de suelo-agua sumamente altas en la superficie, aunque el agua subterránea subyacente es moderadamente dulce. La descarga de Agua subterránea se localiza en una interrupción de la ladera, dónde el nivel freático intercepta la superficie, y donde la transición de las arenas permeables a los sedimentos ricos en arcilla inhibe el flujo lateral del agua subterránea. Las concentraciones de sal más altas se forman en las arcillas debido a los tiempos de residencia largos durante los cuales se exponen el conjunto suelo-agua a la evapotranspiración y también por el potencial reducido para las sales de ser expulsadas de los sedimentos. Como resultado el área de la descarga salina no corresponde a la parte del sitio con el contenido de sal más grande. Los resultados del estudio demuestran que para que ocurra la salinización en terrenos secos, el agua subterránea bajo la de zona de descarga no necesita ser salina, y que la presencia de un almacenamiento de sal grande, no necesariamente lleva a los problemas de salinización en terrenos secos si, como en los sedimentos ricos en arcilla del sitio, la sal yace debajo de la zona de raíz de la pastura. Además, la movilidad de depósitos de sal dentro de los sedimentos de permeabilidad baja pueden ser menores, por causa del agua subterránea ascendente.

     

On the mechanism and process of slope deformation in an open pit mine

SummaryOn the Mechanism and Process of Slope Deformation in an Open Pit Mine This paper presents an example of slide-toppling deformation in the slope of Jinchuan open pit mine. The composite mechanism and deformation process are controlled by the tabular-blocky structure of a faulted rock mass. The rheologic behaviour is found to be consistent with a three stage creep law and can be expressed by an exponential function. The results of field investigations and long-term observations demonstrate that the time-dependent deformation of rock masses is essentially related to creep along faults and other weak surfaces.

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ZusammenfassungÜber den Mechanismus und den Verlauf von Hangbewegungen in einem Tagbau Als Beispiel für eine Gleitbewegung, die mit Rotationsvorgängen kombiniert ist, wird eine Hangbewegung im Tagbau von Jinchuan beschrieben. Der komplizierte Mechanismus und der Verlauf der Deformationen werden von den bankigen Strukturen des Gebirges geprägt. Das rheologische Verhalten entspricht dem Drei-Phasen-Kriechgesetz und kann durch eine Exponentialfunktion dargestellt werden. Im Verlauf von langfristigen Beobachtungen zeigt sich, daß die zeitabhängigen Deformationen stark mit Kriechvorgängen an Störungen und anderen Schwächezonen zusammenhängen.

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RésuméSur le mécanisme et le processus des déformations de la pente dans une mine à ciel ouvert On discute dans cet article l'exemple des déformations du glissement-ecroulement de la pente dans la mine à ciel ouvert de Jingchun. Le mécanisme et la processus de ces déformations complexités sont controlés par la structure de la fracture du massif rocheux. Le comportement rheologique correspond au caractère de trois phases du flauge et s'interprete par l'exponentiele. Le resultat de l'etude a la place et l'observation prolongée démontre que la comportement du massif rocheux en foction du temps est régés essentiellement par la flauge des failles et fractures.

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With 12 Figures     

Gebirgswassereinflüsse beim Stollenbau

ZusammenfassungGebirgswassereinflüsse beim Stollenbau Bau- und Betriebserfahrungen beim Druckstollen des Kaunertalkraftwerkes. Nach einleitendem Hinweis auf die technische und kostenmäßige Bedeutung des Kluftwassers und der Dichtheit des Gebirges, besonders beim Bau von Druckstollen, werden für das Beispiel Kaunertalkraftwerk zunächst die geologischen Verhältnisse und die Erkundung der Klüftigkeit erläutert. Für einen charakteristischen Abschnitt wird sodann die Wasserführung während des Stollenvortriebes analysiert und mit Hilfe der Ganglinie und der daraus abgeleiteten Wasserbilanz unter Berücksichtigung des Verhaltens der Hangquellen der Kluftfaktor ermittelt. Es folgt die Beschreibung eines Abpreßversuches in einer noch unausgekleideten Strecke. Die Auswertung der eingepreßten Wassermengen ergibt den Einklang mit der vermuteten Form der vorher eingetretenen Gebirgswasserabsenkung im großräumigen Kluftkörper und beweist trotz der beobachteten Zirkulation aus dem Kluftnetz in den Stollen Dichtheit nach außen. Ein weiterer Abpreßversuch im fertigen Stollen in Abschnitten fehlender offener Klüftung zeigt andere Möglichkeiten der Gebirgswasserbewegung auf. Abschließend behandelte Ergebnisse von laufend durchgeführten Verlust- bzw. Zuflußmengenmessungen während der bisherigen 5 Betriebsjahre bestätigen die gute Dichtheit des gesamten Stollens und geben andererseits Anlaß zur Feststellung, daß auch in standfestem Fels Betonrisse durch Vorspanninjektionen vermieden werden sollen und ferner, daß die Erscheinungen des Gebirgswassers einer ingenieurmäßigen Behandlung bedürfen. Zusammenhängende Messungen und entsprechende Großversuche führen jedesmal erst zum ausreichenden Erkennen der gegebenen Verhältnisse und damit zum richtigen Einsatz der technischen Mittel.

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SummaryThe Influence of the Crackwater on Tunnel Construction Experiences during construction and operation of the pressure tunnel of the Kaunertal power plant. After an introductory account to the technical and cost-importance of the crack water and of rock impermeability, especially on the occasion of the construction of pressure galleries, at first the geological conditions and the exploration of joint intensity are illustrated by the example of the Kaunertal scheme. Then the crack water inflow into a characteristic tunnel section during tunnel heading is analysed, and the joint volume rate is determined on the basis of the inflow time curve and of the resulting inflow volume balance under consideration of the behaviour of the slope sources. Then a pressure test in a yet unlined tunnel section is described. The evaluation of the water volumes pressed inside confirms the supposed shape of the previous rock water level decrease within the large joint body, and proves impermeability towards the outside in spite of the water circulation from the joint network into the tunnel. A further pressure test in completed tunnel sections in rock without open joints shows other possibilities of rock water movement. Finally the results of current measurements of the loss and inflow volumes during the five service years until now are dealt with, and confirm the high degree of impermeability of the whole gallery. On the other hand they give rise to the statement that also in sound rock concrete fissures should be avoided with the aid of prestress injections, and, furthermore that the rock water phenomena require engineering methods. Only current measurements and corresponding large scale tests lead to a sufficient comprehension of the real rock condition, and, on this basis, to an appropriate application of technical means.

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RésuméLes venues d'eau et la construction des tunnels Expérience acquise pendant la construction et l'exploitation de la galerie en charge du Kaunertal. L'introduction rappelle l'importance technique et économique de l'étanchéité du massif rocheux et des circulations d'eau dans les fissures, particulièrement pour la construction des galeries en charge. On commence par expliquer les conditions géologiques et la fissuration dans l'exemple de l'Aménagement Hydroélectrique du Kaunertal. Pour un tronçon de tunnel caractéristique, on analyse les venues d'eau pendant l'avancement. A l'aide de leur débit cumulé et du bilan de l'eau qui en dérive, lorsqu'on tient compte du comportement des sources du versant, on détermine un facteur de fissuration (coefficient volumétrique).On décrit ensuite l'essai de mise en charge d'un tronçon pas encore revêtu. L'évaluation des quantités d'eau injectées s'accorde avec la forme présumée de l'abaissement de la nappe dans un massif fissuré à grande échelle, et prouve l'étanchéité par rapport à l'extérieur, en dépit de la circulation observée en galerie à partir du réseau de fissures.Un essai ultérieur de mise en charge dans un tronçon de galerie terminée où il n'y avait pas de fissures ouvertes démontre d'autres possibilités de mouvement de l'eau souterraine. Finalement on discute les résultats de mesure des débits de pertes d'eau et de venues d'eau pendant les cinq années de service jusqu'à maintenant. Ils confirment la bonne étanchéité de l'ensemble de la galerie, ils donnent l'occasion d'autre part de constater que même dans du rocher résistant on doit éviter la fissuration du béton à l'aide d'injections de précontrainte, et en outre que les phénomènes liés à l'eau souterraine exigent une compréhension à l'échelle des travaux de l'ingénieur. Il faut chaque fois des mesures suivies et des essais à grande échelle pour obtenir d'abord une connaissance suffisante de la véritable situation et d'après cela une bonne mise en oeuvre des moyens techniques.

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Mit 11 Abbildungen     

Shear Strength Anisotropy in a Bedded Pyritic Shale and a Siliceous Dolomite

SummaryShear Strength Anisotropy in a Bedded Pyritic Shale and a Siliceous Dolomite The orientation, frequency and extent of joint and bedding plane fractures were measured in bedded pyritic shale and siliceous dolomite, host rocks of the lead-zinc and copper orebodies at Mount Isa, Queensland, Australia. The measurements, carried out in openings 10 by 10 feet, bring out the marked difference between the two rock types in regard to frequency and extent of the geologie discontinuities. Friction tests on joint and bedding planes, together with the continuity measurements, provide information on the shear strength anisotropy in the rock mass.It was found that an increase of the fracture frequency parallel to bedding planes is related to an increase in joint frequency, although not a proportional one, and that fractures of higher frequency show a tendency to have greater continuity.

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ZusammenfassungScherfestigkeits-Anisotropie in einem pyritischen Tonschiefer und einem Quarzdolomit Die Orientierung, Häufigkeit und die Ausdehnung von Bruchflächen parallel zu Kluft und Schichtebenen wurden im pyritischen Tonschiefer und im Quarzdolomit gemessen. Diese Gesteine enthalten die Blei-, Zink- und Kupfererze in Mount Isa, Queensland, Australien. Die Messungen wurden in Stollen mit einem Querschnitt von 3 × 3 m durchgeführt und weisen auf die großen Unterschiede hin, die hinsichtlich der Häufigkeit und Ausdehnung der Bruchflächen in beiden Gesteinsarten bestehen. Laborscherversuche zusammen mit den Kontinuitätswerten erlauben die Bestimmung der Unterschiede der Scherfestigkeit. Es wurde beobachtet, daß mit der Zunahme der Bruchflächenhäufigkeit entlang von Schichtebenen eine Zunahme der Klufthäufigkeit verbunden ist, und daß Bruchflächen mit zunehmender Häufigkeit eine größere Kontinuität aufweisen.

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RésuméAnisotropie de la résistance au cisaillement dans une Bedded Pyritic Shale et une Dolomite siliceuse L'orientation, la fréquence et l'étendue des fissures géologiques dans la Bedded Pyritic Shale et la Dolomite siliceuse ont été mesurés dans les dépôts de cuivre et plomb/zinc du Mt. Isa, Queensland, Australie. Les mesures, obtenues dans des tunnels de 3 × 3 m, montrent une différence marquée entre les deux types de roches en regard de la fréquence et de l'étendue de la discontinuité géologique. Des études du cisaillement sur les fissures parallèles aux strates géologiques et aux joints ainsique les mesures d'étendue ont donnés des informations sur l'anisotropie de la résistance au cisaillement dans le massif rocheux.

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With 4 Figures     

Analysis of radial movement of an unconfined leaky aquifer due to well pumping and injection

Radial movement of an unconfined leaky aquifer was studied with respect to hydraulic forces that are induced by well recharge and discharge. New analytic solutions in the velocity and displacement fields were found and applied to describe transient movement in an unconfined leaky aquifer. Linear momentum and mass balance of saturated porous sediments, the Darcy-Gersevanov law, and the analytic solution of hydraulic drawdown for unsteady flow within the unconfined leaky aquifer were introduced to find the new solutions. Analytic results indicate that the nonlinear relation between the initial hydraulic head (h₀) and the well function has an insignificant effect on the aquifer transient movement when the drawdown s<0.02h ₀. When the well function is simplified with different assumptions and pumping conditions, the new solutions correspondingly reduce to cases that are similar to the Hantush-Jacob, Muskat, and Theis transient movement of a confined leaky aquifer. It was found that large leakance is important in slowing radial movement and reducing aquifer deformation. Flow velocity in the aquifer is more responsive to leakance than to cumulative displacement within the aquifer. The zones and boundary with tensile stress can be located using the same approach applied to a confined aquifer for risk assessment of earth fissuring.

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Résumé Le mouvement radial dans un aquifère semi-perméable libre a été étudié en considérant les forces hydrauliques induites par la recharge et le prélèvement au niveau d’un puits. De nouvelles solutions analytiques des champs de vitesse et de déplacement ont été trouvées et appliquées pour décrire le mouvement transitoire dans un aquifère semi-perméable libre. Pour trouver les nouvelles solutions, le moment linéaire et le bilan de masse dans les sédiments poreux saturés, la loi de Darcy-Gersevanov, et la solution analytique du rabattement hydraulique pour un écoulement transitoire dans un aquifère semi-perméable libre sont pris en compte. Les résultats analytiques montrent que la relation non-linéaire entre le potentiel hydraulique initial (h₀) et la fonction de puits a un effet insignifiant sur le mouvement transitoire de l’aquifère quand le rabattements s <0.02h₀. Si la fonction de puits est simplifiée en tenant compte de différentes hypothèses et conditions de pompage, les nouvelles solutions se réduisent en conséquence à des cas similaires au mouvement transitoire dans un aquifère semi-perméable captif selon Hantush-Jacob, Muskat, et Theis. Il s’est avéré qu’une drainance élevée est importante pour le ralentissement du mouvement radial et la réduction de la déformation de l’aquifère. La vitesse d’écoulement dans l’aquifère est plus sensible à la drainance qu’au déplacement cumulé dans l’aquifère. Les zones et la frontière présentant des contraintes de traction peuvent être localisées en utilisant la même approche appliquée à un aquifère captif pour l’évaluation des risques de fissuration du sol.

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Resumen Se ha estudiado el movimiento radial en un acuífero no confinado con fuga en relación a las fuerzas hidráulicas que son inducidas por la descarga y recarga del pozo. Se encontraron nuevas soluciones analíticas en los campos de desplazamiento y velocidad, las cuales se aplicaron para describir el movimiento transitorio en un acuífero no confinado con fuga. Se han introducido cálculos de balance de masa y momentum lineal de los sedimentos porosos saturados, la Ley Darcy-Gersevanov, y la solución analítica de descenso hidráulico para flujo sin régimen permanente dentro del acuífero no confinado con goteo para encontrar las nuevas soluciones. Los resultados analíticos indican que la relación no lineal entre la presión hidráulica inicial (h₀) y la función del pozo tiene efecto insignificante en el movimiento transitorio del acuífero cuando el descenso s < 0.02h₀. Cuando se simplifica la función del pozo en base a diferentes supuestos y condiciones de bombeo se reducen las nuevas soluciones a casos que son similares a el movimiento transitorio Hantush-Jacob, Muskat, y Theis de un acuífero confinado con goteo. Se encontró que las fugas grandes son importantes en la disminución del movimiento radial y en la reducción de la deformación del acuífero. La velocidad de flujo en el acuífero responde más a las fugas que al desplazamiento acumulativo dentro del acuífero. Pueden localizarse zonas y límites con esfuerzos tensionales usando el mismo enfoque aplicado a acuíferos confinados para evaluación de riesgo de generación de fracturas en el terreno.

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Groundwater irrigation and its implications for water policy in semiarid countries: the Spanish experience

Over the last decades, groundwater irrigation has become commonplace in many arid and semiarid regions worldwide, including Spain. This is largely a consequence of the advances in drilling and pumping technologies, and of the development of Hydrogeology. Compared with traditional surface water irrigation systems, groundwater irrigation offers more reliable supplies, lesser vulnerability to droughts, and ready accessibility for individual users. Economic forces influence the groundwater irrigation sector and its development. In Spain's Mediterranean regions, abstraction costs often amount to a very small fraction of the value of crops. In the inner areas, groundwater irrigation supports a more stable flow of farm income than rainfed agriculture. The social (jobs/m³) and economic (€/m³) value of groundwater irrigation generally exceeds that of surface water irrigation systems. However, poor groundwater management and legal controversies are currently at the base of Spain's social disputes over water. A thorough and transparent assessment of the relative socio-economic value of groundwater in relation to surface water irrigation might contribute to mitigate or avoid potential future conflicts. Enforcement of the European Union's Water Framework Directive may deliver better groundwater governance and a more sustainable use.

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Resumen Durante las últimas décadas, la irrigación con agua subterránea se ha vuelto común en muchas regiones áridas y semiáridas alrededor del mundo, incluyendo a España. Ésta es en gran medida una consecuencia de los adelantos en las tecnologías de perforación y bombeo, y del desarrollo de la Hidrogeología. Comparada con los sistemas tradicionales de irrigación con agua superficial, la irrigación con agua subterránea ofrece suministros más fiables, la vulnerabilidad es menor a las sequías, y posee accesibilidad inmediata para los usuarios individuales. Las fuerzas económicas influyen el sector de irrigación con agua subterránea y su desarrollo. En las regiones mediterráneas de España, los costos de extracción suman a menudo una parte muy pequeña del valor de las cosechas. En las áreas internas, la irrigación con agua subterránea constituye un flujo más estable de ingresos para la granja, que la agricultura dependiente del agua lluvia. El valor social (empleos/m³) y económico (€/m³) de la irrigación con agua subterránea, generalmente excede a aquél con sistemas de irrigación de agua superficial. Sin embargo, la gestión pobre del agua subterránea y las controversias legales están actualmente en la base de las disputas sociales en España acerca del agua. Una evaluación completa y transparente del valor socio-económico relativo de agua subterránea respecto a la irrigación con agua superficial, podría contribuir mitigar o evitar los conflictos potenciales del futuro. La entrada en vigor del Marco Reglamentario de Agua de la Unión Europea, puede conllevar a una administración mejor del agua subterránea y a un uso más sostenible.

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Résumé Depuis les dernières décennies, l’irrigation avec l’eau souterraine est devenue commune dans plusieurs régions arides et semi-arides, incluant l’Espagne. Ceci est largement une conséquence due à l’avancement aux technologies de forages et des pompages, et au développement de l’Hydrogéologie. Comparé avec des systèmes traditionnels d’irrigation utilisant l’eau de surface, l’irrigation avec l’eau souterraine offre une technique d’alimentation plus fiable, une vulnérabilité à la sécheresse moins grande, et une accessibilité plus aisée pour chaque utilisateur. Les forces économiques influencent le secteur de l’irrigation par l’eau souterraine et son développement. Dans les régions de l’Espagne Méditerranéenne, les coûts d’exploitation représentent toujours une petite fraction de la valeur des cultures. Dans les régions intérieures, l’irrigation par l’eau souterraine supporte une agriculture plus stable et continue qu’une agriculture reposant sur l’eau de pluie. La valeur sociale (emploi/m³) et économique (€/m³) de l’irrigation avec l’eau souterraine, excède généralement celle des systèmes d’irrigation avec l’eau de surface. Néanmoins, des gestions pauvres de l’eau souterraine et des controverses légales sont couramment à la base de disputes sociales sur l’eau. Un bilan transparent et minutieux des valeurs relatives socio-économiques de l’eau souterraine en relation avec l’eau de surface d’irrigation, devrait contribuer à éviter de potentiels et futurs conflits. Un renforcement de la Directive Cadre de l’Union Européenne devrait apporter une meilleure gouvernance et un usage plus durable.

     

Optimizing the control of rock failure in servo-controlled laboratory tests

SummaryOptimizing the Control of Rock Failure in Servo-Controlled Laboratory Tests Recent studies of rock failure have been made with a closed loop servo-controlled testing machine. Feedback from the failing specimen is electronically compared with a pre-determined program and the hydraulic system is continuously and automatically adjusted to ensure that feedback and program are coincident. It is suggested that optimum control of rock failure in any laboratory test is achieved when the closed loop feedback represents the most sensitive indicator of failure. Any required experimental output can then be independently monitored. This method was applied to a variety of rock specimens loaded in uniaxial compression using lateral displacement as feedback. It was possible to control the failure of some rocks which had failed explosively in previous tests where the axial displacement had been programmed to increase monotonically.

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ZusammenfassungOptimale Aufzeichnung des Bruchablaufes von Gestein in servo-gesteuerten Laborversuchen Studien zum Bruch von Gesteinsproben wurden kürzlich mit einem elektronisch geregelten Belastungssystem vorgenommen. Bei diesem System werden Meßdaten der über die maximale Bruchverformung hinaus deformierten Probe mit einem vorgegebenen Verformungs-Programm elektronisch verglichen und das hydraulische Belastungs-System wird dementsprechend kontinuierlich geregelt.Ein optimaler Ablauf des Bruchvorganges wird gewährleistet, wenn das Regelsystem durch möglichst feinstufige Meßdaten der Bruchverformung gesteuert wird. Jede gewünschte zusätzliche physikalische Größe kann dann unabhängig davon gemessen werden.Die Meßmethode wurde bei einachsigen Belastungsversuchen von verschiedenen Gesteinsproben angewendet, wobei zur Steuerung des Regelsystems die gemessene Verformung normal zur Belastungsrichtung gewählt wurde. Dabei war es möglich, auch den Bruch solcher Gesteinsproben zu beherrschen, welche bei früheren Versuchen, bei denen der Vorgang aufgrund der Verformung in Belastungsrichtung mit stetigem Verlauf programmiert wurde, explosionsartig geborsten waren.

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RésuméPour un meilleur contrôle de la rupture des roches dans les essais de laboratoire sur machines asservies Des études récentes sur la rupture des roches ont fait usage de machines d'essai asservies.La réponse de l'éprouvette en cours de rupture est comparée électroniquement à un programme fixé à l'avance, et le système hydraulique est ajusté continuellement et automatiquement pour faire coïncider la réponse avec le programme.On suggère que le meilleur contrôle sera obtenu, quel que soit l'essai, si le signal utilisé représente l'indicateur le plus sensible de la progression de la rupture. Toute autre grandeur physique qui est jugée nécessaire peut alors être enregistrée indépendamment.Cette méthode a été appliquée à la compression monoaxiale de diverses roches, en employant comme signal la déformation transversale. On a pu ainsi régulariser la rupture de certaines roches, qui était explosive dans des essais antérieurs où la déformation axiale augmentait suivant un programme monotone.(Dans cet article, la rupture est un processus, comportant notamment la naissance et le développement de fissures, qui ne peut être observé, avec les machines d'essai classiques, à cause de l'explosion due à une libération brutale de l'énergie de déformation emmaganisée dans la presse. Le contrôle de la rupture, au sens anglais, correspond à une régularisation de ce processus. Note de la Rédaction.)

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With 5 Figures