Capture zone,travel time,and solute-transport predictions using inverse modeling and different geological models

Six regional-scale flow models are compared to gain insight into how different representations of hydraulic-conductivity distributions affect model calibration and predictions. Deterministic geological models were used to define hydraulic-conductivity distributions in two steady-state flow models that were calibrated to heads and baseflow estimates using inverse techniques. Optimized hydraulic-conductivity estimates from the two models were used to calculate layer and model mean hydraulic-conductivity values. Despite differences in the two geological models, inverse calibration produced mean hydraulic-conductivity values for the entire model domain that are quite similar. The layer and model mean hydraulic-conductivity values were used to generate four additional flow models and forward runs were performed. All of the models adequately simulate the observed heads and total baseflow. The six flow models were used to predict the steady-state impact of a proposed well field, and the flow solutions were used in simulating particle tracking and solute transport. Results of the predictive simulations show that, for this example, simple models of heterogeneity produce capture zones similar to more complex models, but with very different travel times and breakthroughs. Inverse modeling combined with different geological models can provide a measure of capture zone and breakthrough reliability.

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Resumen Se compara seis modelos de flujo a escala regional para conocer cómo afecta a la calibración y a la predicción del modelo diversas representaciones de la distribución de la conductividad hidráulica. Se ha utilizado modelos geológicos deterministas para definir las distribuciones de la conductividad hidráulica en dos modelos de flujo permanente, calibrados mediante técnicas inversas con niveles piezométricos y estimaciones del flujo de base. Se ha adoptado estimaciones optimizadas de la conductividad hidráulica de los dos modelos para calcular las cotas de las capas y sus conductividades hidráulicas medias. A pesar de las diferencias entre ambos modelos geológicos, con la calibración inversa se obtiene valores similares de conductividad hidráulica en todo el dominio. Estos valores de las capas y de las conductividades hidráulicas medias han servido para generar cuatro modelos adicionales de flujo y realizar predicciones. Todos los modelos simulan de forma adecuada los niveles observados y los caudales de base. Los seis modelos han sido aplicados a la predicción del impacto estacionario de un campo de pozos, y las soluciones del flujo permiten simular el transporte de partículas y de solutos. Los resultados de estas predicciones muestran que, para este ejemplo, los modelos sencillos de la heterogeneidad dan lugar a zonas de captura similares a las generadas por modelos más complejos, pero aparecen grandes diferencias en los tiempos de tránsito y en las curvas de llegada. Una combinación de modelación inversa y de modelos geológicos diferentes puede proporcionar una medida de la fiabilidad de la zona de captura y de las curvas de llegada.

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Résumé Six modèles d'écoulement à l'échelle régionale sont comparés afin d'avoir un aperçu de la manière dont les différentes représentations de la distribution de la conductivité hydraulique affectent la calibration et les prédictions de modèles. Des modèles géologiques déterministes ont été utilisés pour définir les distributions de la conductivité hydraulique dans deux modèles d'écoulement en régime permanent qui ont été calibrés avec des estimations des charges et des écoulements de base faites par des techniques inverses. Les estimations optimisées de la conductivité hydraulique de ces deux modèles ont servi à calculer les valeurs de conductivité hydraulique moyenne des couches et du modèle. Malgré des différences entre les deux modèles géologiques, la calibration inverse a donné des valeurs de conductivité hydraulique moyenne pour le domaine complet du modèle qui sont complètement semblables. Les valeurs de la conductivité moyenne des couches et du modèle ont été utilisées pour générer quatre modèles d'écoulement supplémentaires et des traitements ont été effectués. Tous les modèles simulent correctement les charges observées et l'écoulement de base total. Les six modèles ont servi à prédire l'impact en régime permanent d'un champ captant projeté et les solutions d'écoulement ont été utilisées dans une simulation par suivi de particules et de transport de soluté. Les résultats de simulations prédictives montrent que, pour cet exemple, de simples modèles d'hétérogénéité fournissent des zones de capture semblables aux modèles plus complexes, mais pour des temps de parcours et des restitutions très différents. Une modélisation inverse combinée à différents modèles géologiques peut assurer une mesure de la zone de capture et une fiabilité de la restitution.

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L'or dans la métallogenie du massif de Bohême

Les minéralisations aurifères du massif de Bohême sont représentées par plusieurs types morphologiques et paragénétiques, dont l'origine est expliquée par trois modèles genétiques: I — un modèle volcanogénique pour les minéralisations sulfurés stratiformes, II — un modèle hydrothermal-métamorphique pour les minéralisations de quartz aurifères synmétamorphiques, de morphologie très variable et caractérisées par la présence de minéraux de Bi, Te, Mo et W (scheelite), III — un modèle hydrothermal de shear zones aurifères, pour les minéralisations postmétamorphiques, caractérisées par des teneurs en argent plus élevées (electrum) ou par une minéralisation complexe à stibine et or.Les complexes volcanosédimentaires, principalement protérozoiques, sont considérés comme les sources de l'or pour les minéralisations plus tardives, liées à la cratonisation du massif de Bohême. Au course de l'évolution géotectonique et métallogenique du massif de Bohême les conditions de mis en place des minéralisations aurifères ont évolué d'un contrôle initialement lithologique vers un contrôle lithologique et structural pour aboutir à un contrôle exclusivement structural. Ce développement a été accompagné par une augmentation de la taille des particules d'or et par leur pépitisation dans les minéralisations tradives.     

Comparison Of Three Uncertainty-Analysis Methods To Assess Impacts On Groundwater Of Constituents Leached From Land-Disposed Waste

Assessment of the environmental fate and behavior of constituents that have the potential to leach from waste-disposal pits that are associated with petroleum exploration and production activities is a problem of interest to industry and regulatory agencies. A stochastic modeling approach for the migration of constituents in soil and groundwater was developed to assess the impact on groundwater at receptors that are downgradient from a waste pit. The model evaluates uncertainties in constituent concentrations in groundwater due to uncertainties in waste-composition and hydrogeologic properties of waste sites, and it determines the probability distributions of constituent concentration at receptor points by using Monte Carlo (MC), First-Order (FO), and Point-Estimate (PE) methods. Application of the FO and PE methods to assess probability distributions requires an assumption of the form of the probability density function for concentration at a receptor point. A log-normal distribution is employed here. A comparison of the three uncertainty-analysis methods is performed to evaluate the efficiency and accuracy of the FO and PE methods relative to the MC method. Results suggest that for non-reactive and conservative constituents the level of accuracy provided by FO method is similar to that of the MC method. The computational effort for the FO method is about 1 percent of that for the MC method. For nonconservative constituents, the FO method compared less favorably with the MC results. Thus, the use of the MC method is warranted, for nonconservative constituents or for cases where a higher degree of precision in the probability distribution is needed. RÉSUMÉ: L'industrie et les organismes de contrôle s'intéressent particulièrement au problème de la prédiction du devenir et du comportement environnemental de composés susceptibles de lixivier des pollutants à partir de puits de stockage de déchets associés à des zones d'exploration et de production pétrolières. Une modélisation stochastique de la migration de composées dans le sol et les eaux souterraines est proposée en vue de prédire l'impact sur les eaux souterraines en des points de prélèvement situés en aval-gradient d'un puits de stockage. Le modèle fournit une estimation des incertitudes sur les teneurs des composés dans les eaux souterraines en fonction de la composition des déchets et des propriétés hydrogéologiques des sites de stockage; il détermine les distributions de probabilité de la concentration des composés à des points de prélèvement au moyen des méthodes de Monte-Carlo (MC), du Premier Ordre (PO) et de l'Estimation Ponctuelle (EP). Le recours aux méthodes PO et EP pour prédire les distributions de probabilité impose une hypothèse sur la forme de la fonction de densité de probabilité pour la concentration en un point de prélèvement. Une distrubution log-normale est utilisée ici. Une comparaison des trois méthodes d'analyse de l'incertude a été réalisée afin d'estimer l'efficacité et la précision des méthodes PO et EP par rapport à la méthode MC. Les résultats indiquent que, pour des composés conservatifs, le degré de précision atteint par la méthode PO est comparable à celle de la méthode MC. La puissance de calcul requise par la méthode PO est 1% environ de celle nécessaire pour la méthode MC. Pour des composés non conservatifs, la comparaison avec la méthode MC est moins favorable à la méthode PO. Par conséquent, la méthode MC est préférable pour les composés non conservatifs ou dans les cas où un meilleur degré de précision de la distribution de probabilité est nécessaire. RESUMEN: La evaluación del comportamiento de constituyentes lixiviables desde vertidos de residuos asociados a actividades de exploración y producción petrolífera, así como su posible impacto ambiental, es un problema de interés para la industria y las agencias reguladoras. Se ha desarrollado una modelación estocástica para estudiar la migración de los constituyentes en el suelo y el agua subterránea, con el objetivo de evaluar su impacto en receptores situados aguas abajo de un vertido. El modelo evalúa las incertidumbres en las concentraciones de los constituyentes debidas a las incertidumbre en la composición de los residuos y de las propiedades hidrogeológicas de la zona de vertido y determina las distribuciones de probabilidad de dichas concentraciones en puntos de recepción mediante los métodos de Monte Carlo (MC), Primer-Orden (FO) y Estimación Puntual (PE). La aplicación de los métodos FO y PE para evaluar las distribuciones de probabilidad reqiere suponer conocida la forma de la función de densidad de probabilidad para la concentración en el punto receptor. En este caso, se emplea una distribución log-normal. Se lleva a cabo una comparación entre los tres métodos de análisis de errores para evaluar la eficiencia y exactitud de los métodos FO y PE respecto al MC. Los resultados sugieren que para constituyentes conservativos no-reactivos, el nivel de exactitud suministrado por el método FO es comparable con el del MC. El esfuerzo computacional para el método FO, en cambio, es alrededor del 1% del método MC. Para constituyentes no conservativos, es método FO no compara tan favorablemente frente a los resultados del MC. Por tanto, el uso del método MC está obligado para constituyentes no conservativos y para casos en los que se requiere un alto nivel de precisión en la distribución de probabilidad.     

A new genetic model for the North African metasomatic siderite deposits

Based on published accounts of the diagenetic evolution of evaporite diapirs and geological, preliminary geochemical, and fluid inclusion data a new genetic model is presented for the North African metasomatic siderite deposits.Essentially, hot brines from the buried evaporites, gypsum-derived and/or other formation waters are thought to have reacted with their host rocks during early diagenesis becoming acid and reducing, thus allowing solution and transport of Fe and other cations. They were channeled toward the apical parts of diapirs where they deposited their solute by metasomatic processes in fractured roof carbonates. Other depositional modes by pressure and temperature drop as well as by mixing with near-surface waters are indicated by the occasional vein-type iron ores and very minor barite and fluorite. The model is quite comparable to recently published thoughts on the origin of the Pb-Zn deposits of the same area. Obviously, both groups of deposits share not only temporal and spatial but also causal metallogenic characteristics.

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Résumé Basée sur les notes publiées sur l'évolution diagénétique des diapirs évaporitiques, et sur les données géologiques et les résultats préliminaires concernant la géochimie et les inclusions fluides, un nouveau modèle génétique est présenté pour les minerais sidéritiques métasomatiques du Maghreb.Dans l'ensemble, des saumures chaudes, issues des évaporites enfouies, et/ou des eaux derivées du gypse et d'autres sediments, semblent avoir réagi avec leurs roches hôtes durant la diagenèse précoce, devenant ainsi acides et réductrices. Ceci entraine la mise en solution et le transport du fer et d'autres cations. Ces saumures sont canalisées vers les parties apicales des diapirs, où elles déposent leurs solutés par processus métasomatiques dans les fractures du toit carbonaté. D'autres modes de dépôt, aussi bien par chute de température et de pression que par mélange avec les eaux de subsurface, sont marqués par des filons occasionels minéralisés en fer et très rarement en barytine et fluorine.Le modèle est tout à fait comparable à ce publié récemment sur l'origine des minéralisations à Pb-Zn de la même région. Il est évident que les deux groupes de minéralisation partagent des caractéristiques métallogéniques non seulement spatiotemporelles mais aussi causales.

     

Les Recifs Paleozoiques en Belgique

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

Stress distribution around a tunnel situated in a layer under the action of gravity

SummaryStress Distribution Around a Tunnel Situated in a Layer Under the Action of Gravity An experimental investigation is presented of the displacement and stress distribution in a narrow layer made of a homogeneous medium, which contains a central circular tunnel, under the influence of its own weight. The tests were executed in models made of a strongly plasticized epoxy polymer, which were very sensitive to the influence of body forces. For the measurement of displacements theprojected image moiré method was used. A dense crossed grating was printed on the surface of the model, which was projected, by a parallel light beam, on a similar, but linear, reference grating, which was printed on a glass plate. The deformation of the model was achieved by the inversion method, where the model was freely suspended from the one extremity and left to deform by its own weight. A series of photographs at different time intervals, with the reference grating positioned successively parallely to the two principal axes of the specimen, gave sufficient data for the complete evaluation of all components of displacements and strains around the tunnel. The components of stresses were evaluated by using the elastic stress-strain relations holding for this case and the mechanical elastic constants valid for the material. Important stress-concentrations were revealed at the boundary of the cavity. The results derived from this investigation are applicable to problems of soil and rock mechanics.

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ZusammenfassungSpannungsverteilung um einen Tunnel unter dem Einflu des Eigengewichtes Aufgrund experimenteller Studien wurden Verschiebungen und die Spannungsverteilung in der Umgebung eines kreisrunden Tunnels in einer vertikalen, schmalen Gesteinsschicht eines homogenen Mediums untersucht, welche unter dem Einfluß des Eigengewichtes derselben steht. Die Versuche wurden an Modellen aus einem sorgfältig plastifizierten Expoydharz durchgeführt, welches empfindlich genug ist, den Einfluß des Eigengewichtes deutlich zu machen. Die Verschiebungen wurden unter Anwendung des projizierenden Moiré-Verfahrens gemessen. Ein engmaschiger Meßraster wurde mittels eines parallel geführten Lichtstrahles auf einen ähnlichen, aber linearen Referenzraster projiziert, welcher auf eine Glasplatte aufgedruckt war. Die Verformung wurde dem Modell so aufgeprägt, daß dieses auf einem freien Ende aufgehängt und so, unter Umkehrung der Spannungen, durch sein Eigengewicht belastet war. Die Auswertung geschah durch Photographien in verschiedenen Zeitintervallen, wobei der Referenzraster abwechselnd parallel zu den beiden Hauptachsen des Modellkörpers ausgerichtet war. Dadurch konnten ausreichende Daten zur vollständigen Erfassung aller Verformungs- und Spannungskomponenten rund um den Tunnel erhalten werden. Die Spannungskomponenten wurden unter Voraussetzung der für diesen Fall gültigen elastischen Spannungs-Dehnungs-Beziehungen und der dem Material zugehörigen elastischen Materialkonstanten ermittelt. Die Auswertung ergab bedeutende Spannungskonzentrationen am Umfang des Hohlraumes. Die so erreichten Untersuchungsergebnisse können auf Probleme der Boden- und Felsmechanik angewendet werden.

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RésuméDistribution des contraintes autour d'un tunnel situé dans une couche, sous l'action des forces de gravité Une étude expérimentale est presentée sur la distribution des déplacements et des contraintes dans une couche mince d'un milieu homogène, percé par un tunnel central de section circulaire, sous l'influence des forces de gravité. Les essais sont exécutés à l'aide de modèles en résine epoxide plastifiée présentant une très grande sensibilité sous l'action des forces de gravité. La méthode du moiré par image projeté a été utilisé pour les mesures de déplacements. Pour cela un réseau dense croisé, imprimé sur la surface du modèle, a été projeté sur un réseau de référence linéaire ayant le même pas. La déformation du modèle a été obtenue en utilisant la méthode d'inversion, dans laquelle le modèle est suspendu libre par une de ses extrémités, ayant ainsi la possibilité de se déformer sous l'action des forces de gravité. L'évaluation de toutes les composantes des déplacements et déformations autour du tunnel a été faite à l'aide d'un grand nombre des photos prises à des intervalles de temps différents. Les contraintes sont calculées à l'aide des relations élastiques entre les contraintes et les déformations, valables pour ce cas de sollicitation. L'examen des résultats a montré des valeurs importantes pour les contraintes au bord du tunnel. Les résultats de cette étude sont applicables dans des problèmes de mécanique des sols et des roches.

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With 10 Figures     

Hydrogeologic Evaluation Of Fracture Permeability In Crystalline Basement Aquifers Of Uganda

Throughout Africa, many communities rely on fractured crystalline basement rocks of Precambrian age as the primary source of water supply. The hydrogeology of these aquifers is often poorly understood, and boreholes are frequently sited and designed with little appreciation of the local fracture system. This is especially true in Uganda, where the role of fractures in determining well yield and relative importance of deep and shallow fracture zones have been a continous source of debate since a major national well drilling program was initiated over ten years ago. Recent studies in Uganda have attempted to resolve outstanding hydrogeological questions through the implementation of one of the most comprehensive borehole fracture studies ever undertaken in continental Africa. During the study, 233 packer tests were carried out at 22 sites. Six of the sites, together with a further 16, were subjected to constant yield recovery tests. One well was tested before and after the deployment of yield-enhancing hydraulic fracturing techniques to investigate its effectiveness. Study results reveal the presence of an extremely poor aquifer with little transmissive capability. Across the study area, the hydraulic conductivity of the bedrock average <10^-7 m/s; the majority of transmissivity values are less than 1 m²/d. Packer tests show that fractures occur throughout the depth of well, but are usually very few in number and often exhibit a relatively low permeability. Most wells relied on a single permeable zone for most of their water. In approximately half of the boreholes tested, the most permeable zone was found to occur at the top of the uncased section, just below the regolith. No relationship was found between the distribution of boreholes with shallow, intermediate or deep, high yielding fracture zones and physiographic features. Neither was any relationship observed between hydraulic conductivity and depth within the upper 60 meters of rock tested. Notably, however, no fracture zones more permeable than 10^-5 m/s were found below a depth 57m, and it is suggested that a depth of approximately 60m below ground level may represent the effective base of aquifer. Packer tests performed in a hydraulically fractured borehole confirmed increases in borehole transmissivity by a factor of about 3. The tests were also able to show where improvement in hydraulic conductivity was being achieved. Résumé. Estimation de la perméabilité de fractures dans les aquifères du socle cristallin en Ouganda. Partout en Afrique, les ressources en eau de nombreuses communautés proviennent pour l'essentiel des roches cristallines fracturées d'âge précambrien. L'hydrogéologie de ces aquifères est souvent mal connue; fréquemment, l'implantation des forages s'appuie sur une connaissance bien faible du dispositif local de fracturation. C'est particulièrement vrai en Ouganda, où le rôle de la fracturation dans la détermination du débit des puits et l'importance relative des zones de fractures superficielle et profonde sont le sujet de discussions permanentes depuis le lancement, il y a 10 ans, du programme de forages. Les études récentes en Ouganda ont tenté de répondre aux principales questions concernant l'hydrogéologie en réalisant l'une des études les plus complètes sur la fracturation dans les forages jamais entreprises en Afrique centrale. Cette étude s'appuie sur 233 tests avec packer menés sur 22 sites. Six de ces sites, puis 16 autres ont été soumis à des tests de rabattement à débit constant, puis à l'étude de la remontée. Un puits a été testé avant et après un développement par fracturation hydraulique pour déterminer l'efficacité de la méthode. Les résultats obtenus montrent l'existence d'un aquifère très rédiut à faible transmissivité. Dans la région étudiée, la conductivité hydraulique du socle est en moyenne infériur à 10^щ m/s; la majorité des valeurs de transmissivité sont inférieures à 1 m²/j. Les tests avec packers montrent que les fractures sont présentes tout au long du puits, mais qu'elles sont en général très peu nombreuses et présentent une faible perméabilité. L'essentiel de la ressource de la plupart des puits provient d'une zone perméable unique. Dans près de la moitié des puits testés, la zone la plus perméable a été recoupée au sommet de la partie non tubée, juste sous le régolite. Il n'existe aucune relation entre la physiographie et la répartition des puits selon la position superficielle, intermédiaire ou profonde des fractures productrices. Il n'a pas été non plus observé de relation entre la conductivité hydraulique et la profondeur, dans la tranche de roche testée des 60 m supérieurs. Toutefois, aucune zone fracturée présentant une perméabilité meilleure que 10^ч m/s n'a été trouvée au-dessous de 57 m, ce qui permet de supposer que la base réelle de l'aquifère est à environ 60 m sous la surface du sol. Les tests avec packers effectués dans le forage développé par fracturation hydraulique montrent une amélioration de la transmissivité d'un facteur 3. Les tests ont aussi montré où s'était produite l'amélioration de la conductivité hydraulique.     

A Model For the Effects Of Point-Source Emission Of Aerosols On Groundwater Systems

The effect of natural aerosols on groundwater chemistry is widely accepted, but the effects of anthropogenic aerosol emissions have received relatively little study. This sensitivity analysis examines the factors most significantly influencing the concentration of aerosols in groundwater. Processes include aerosol dispersion from a point source, deposition on the land surface , transport through the unsaturated zone, and mixing with underlying groundwater. The composite simulation model integrates well-documented models for the atmospheric, unsaturated-zone, and saturated-zone systems; models were chosen which could use the most readily obtainable or estimated input parameters. The analysis indicates that point-source aerosol contaminants possess a significant potential to affect aquifer water quality adversely. Furthermore, aerosols may have an impact on background concentrations on a regional scale. The key parameters are the source concentration, net infiltration, transport-velocity distributions in the unsaturated zone, and depth of the water table. We surmise that instances where groundwater contaminant dispersal greatly exceeds predicted travel times could be the result of aerosol contamination and not underestimations of seepage velocities or hydrodynamic dispersion. Aerosol contamination of groundwater should not be dismissed a priori. Résumé: L'impact des aérosols naturels sur la chimie des eaux souterraines est bien connu; mais celui provoqué par les émissions d'aérosols produits par l'homme a été bien peu étudié. Dans ce travail, les facteurs qui influencent de manière significative la concentration en aérosols des eaux souterraines ont été examinés en détail. Les processus en cause comprennent la dispersion de l'aérosol à partir d'une source ponctuelle, le dépôt à la surface du sol, le transport dans la zone non saturée et le mélange avec l'eau de la nappe. Le modèle composite de simulation intègre des modèles bien connu pour l'atmosphère, la zone non saturée et la zone saturée; les modèles choisis sont ceux qui utilisent les paramètres d'entrée les plus faciles à obtenir ou à estimer. L'analyse indique que les contaminants produits par une source ponctuelle peuvent affecter significativement de façon défavorable la qualité des eaux souterraines. En outre, les aérosols peuvent avoir un impact sur les concentrations originelles à l'échelle régionale. Les paramètres-clés sont la concentration à la source, l'infiltration nette et la profondeur de la surface piézométrique. Nous soupçonnons que dans les cas où la dispersion de polluants dans un aquifère dépasse largement les temps de transit prédits par les modèles, il se pourrait que cela soit dû à une contamination par des aérosols et non à une surestimation des vitesses d'infiltration ou de la dispersion hydrodynamique. La contamination des eaux souterraines par des aérosols ne doit pas être rejectée a priori.     

Low frequency sounding technique for predicting progressive failure of rock

SummaryLow Frequency Sounding Technique for Predicting Progressive Failure of Rock The paper outlines the various techniques used for predicting failure of rock in open strip or underground mining operations. Changes occurring in mechanical parameters of rock on increase in stress and at failure are outlined. A new experimental technique is described, which is based upon detection of changes in the response of the rock mass to imposed very low frequency, low amplitude vibrations. The limitations of the existing equipment available for the purpose are outlined and the problems posed by the new technique discussed. The requirements of the system and the method of analysis are discussed. Results obtained on a gelatine model under laboratory conditions are described. These results clearly show that changes in the frequency and amplitude response of the model with developemnt of fractures can give advance indication of imminent failure.

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ZusammenfassungEin Niederfrequenz-Schallverfahren zur Vorausbestimmung des progressiven Gesteinbruches Die vorliegende Arbeit gibt in großen Zügen die verschiedenen Verfahren an, die zur Vorhersage des Versagens von Fels bei Obertage- und Untertagearbeiten Verwendung finden können. Die sich bei Spannungserhöhung sowie beim Zusammenbruch ergebenden Veränderungen der Gesteinsparameter werden im allgemeinen dargestellt. Ein neues, auf dem Nachweis der Veränderungen des Ansprechens von Fels auf induzierte Schwingungen sehr kleiner Frequenz und kleiner Amplitude beruhendes Prüfverfahren wird beschrieben. Die Grenzen der zur Zeit für diesen Zweck verfügbaren Apparatur werden angegeben, und die sich aus dem neuen Verfahren ergebenden Probleme werden besprochen. Die Voraussetzungen des Systems sowie der Analysenmethoden werden erörtert. Die an einem Gelatinemodell unter Laborbedingungen gewonnenen Ergebnisse werden beschrieben. Diese Ergebnisse zeigen deutlich, daß die bei der Bruchentwicklung vorkommenden Veränderungen des Frequenz- und Amplitudenansprechens des Modells einen vorläufigen Hinweis auf einen drohenden Gesteinszusammenbruch liefern können.

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RésuméTechnique sonique à basse fréquence pour la prédiction de la fracture progressive de la roche Cet article expose à grands traits les diverses techniques employées pour prédire des avaries de roche dans les exploitations minières à ciel ouvert ou souterraines. Les changements des paramètres de la roche pendant l'augmentation des contraintes et au moment de l'avarie sont indiqués. Une nouvelle technique expérimentale est décrite, elle est basée sur les changements de la réponse d'une masse rocheuse à la surimposition de vibrations de basse amplitude et de très basse fréquence. Les limitations de l'appareillage disponible pour ce but sont indiquées et les problèmes posés par la nouvelle technique sont discutés. Les exigences du système et la méthode d'analyse sont discutées. Des résultats obtenus au laboratoire avec un modèle en gélatine sont décrits. Ces résultats montrent clairement que les changements de la réponse à la fréquence et à l'amplitude du modèle développant des fractures peuvent donner à l'avance des indications d'une avarie imminente.

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With 5 Figures     

Finite element study of the Nevis Bluff (New Zealand) rock slope failure

SummaryFinite Element Study of the Nevis Bluff (New Zealand) Rock Slope Failure In June 1975, part of the Nevis Bluff rock slope failed along State Highway 6 in the South Island of New Zealand. The slope is near the bottom of the Kawarau River valley, which has been deeply entrenched in chlorite schist rocks. The detailed geology of the slope, and the mechanical properties of the rocks comprising the slope are described. For the purposes of finite element modelling, the schist was assumed to be a transversely isotropic material with four independent deformability parameters. A two dimensional finite element program was used to establish the regional state of stress, the results from which were then used in a larger scale model of the rock slope. The results of finite element analyses suggested that slope failure occurred by flexural toppling, where continuous columns broke in flexure as they slid along schistosity surfaces. Flexural cracking was then responsible for propagating the plane along which sliding occurred. When the shear strength available along this plane was exceeded by shear stresses, the slope failed.

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ZusammenfassungUntersuchung des Bruches eines Felshanges des Nevis Bluff (Neuseeland) mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente Im Juni 1975 brach ein Teil des Felshanges von Nevis Bluff entlang der Autobahn 6 auf der Südinsel von Neuseeland. Die Rutschung ereignete sich nahe des Talbodens des Flusses Kawarau, welcher sehr tief in Chloritschiefer eingeschnitten ist. Die detaillierte Geologie dieser Rutschung und die mechanischen Eigenschaften der dabei wirksamen Felspartien werden beschrieben. Im Hinblick auf eine Untersuchung des Rutschvorganges mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente wurde das schiefrige Medium als transversal isotropes Medium mit vier voneinander unabhängigen Verformungsparametern angenommen. Für die Ermittlung des primären Spannungszustandes wurde ein zweidimensionales Finite-Elemente-Programm benützt. Die Ergebnisse dieser Untersuchung wurden dann in einem erweiterten Rechenmodell für die Hangrutschung verwendet. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigten, daß die Rutschung auf einen Mechanismus ähnlich dem Hakenwerfen zurückzuführen sein dürfte, wobei bei diesem Vorgang durchgehende Platten durch Biegung zum Bruch kamen, als sie auf den Schieferungsflächen abglitten. Biegerisse waren die Ursache für die Ausbildung einer durchgehenden Gleitfläche. Sobald die Scherfestigkeit in dieser Gleitfläche überschritten wurde, kam der Hang zu Bruch.

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RésuméÉtude de la rupture de pente rocheuse de Nevis Bluff par la méthode d'éléments finis En juin 1975, une partie de la paroi rocheuse de Nevis Bluff, le long de la route nationale 6 en Nouvelle Zélande s'est éffondrée. La pente est près du fond de la vallée de la rivière Kawarau qui s'est profondément encaissée dans des schistes chloritiques. La géologie détaillée de la paroi et les propriétés mécaniques des roches constitutives sont décrites. Pour la modélisation par éléments finis, le schiste a été supposé se comporter comme un matériau orthotrope avec quatre paramètres de déformation. L'utilisation d'un programme d'éléments finis bidimensionnels a permis d'établir l'état de contrainte régional qui fut transféré à un modèle de la paroi rocheuse de plus grande échelle. Les résultats de l'analyse par éléments finis suggèrent que la rupture a en lieu par fauchage des couches dans lequel des colonnes continues se fissurent en flexion à mesure qu'elles glissent le long de surfaces de schistosité vers l'ouverture. Les fissures de flexion se sont approfondies jusqu'à former un plan sur lequel le glissement a eu lieu. Quand la résistance au cisaillement le long de ce plan a été dépassée par les contraintes de cisaillement, la paroi s'est éffondrée.

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With 16 Figures     

Un type de minéralisations épigénétiques familières: les filons à antimoine du Massif Central français. Hypothèse de la sécrétion latérale

Résumé Les filons antimonifères étudiés sont encaissés dans les terrains métamorphiques du socle hercynien (district cévenol, district de Brioude-Massiac), ou dans les grès autuniens formant la base de la couverture sédimentaire (Buzeins). La plupart sont contrôlés par des failles de direction NE. Ils sont aussi sous la dépendance de métallotectes lithostratigraphiques plus ou moins stricts. D'autre part, le socle et les dépôts détritiques de base de la couverture sédimentaire (Stéphanien, Autunien) sont caractérisés par une forte anomalie géochimique antimonifère. Les roches encaissant les filons représentent la source possible de l'antimoine, mais aussi du soufre et de tous les éléments des minéraux de gangue. Ces résultats tendent à montrer la familiarité des concentrations filoniennes par rapport à leur encaissant. L'hypothèse d'une concentration par «sécrétion latérale» est étayée par les profils de distribution de l'antimoine en traces à proximité des filons (mise en évidence de zones de drainage probables). Le contenu des filons antimonifères serait donc hérité, par remobilisations successives, d'un stock métallique déjà présent dans les roches avant le métamorphisme.

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The antimoniferous lodes studied in this paper are formed either in the metamorphic rocks of the Hercynian basement (Cévennes and Brioude-Massiac districts), or in the Autunian sandstones which form the lowest part of the sedimentary cover (Buzeins). Most of them are controlled by faults of a NE trend. They also depend upon more or less strict lithostratigraphic metallotects. Moreover, a high antimoniferous geochemical anomaly characterises the rocks of the basement and of the lowest detrital deposits of the sedimentary cover (Stephanian, Autunian). The host rocks of the lodes are a possible source for antimony, and also for sulfur, as for all the elements of the gangue minerals. These results tend to show the consanguinity of the lode concentrations with their enclosing rocks. The hypothesis of a concentration by lateral secretion is supported by the curves of Sb distribution in the rocks near the lodes (revealing probable areas of leaching). The contents of Sb lodes would consequently be inherited, by successive remobilizations, from the metal contents which were already included in the rocks before metamorphism.

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Cette publication résume une Thèse d'Etat, dirigée par M. le Professeur P. Routhier, présentée le 2 Avril 1971 à la Faculté des Sciences de l'Université de Paris VI (11 quai Saint-Bernard, Paris 5°).     

Contre la prolifération «cancériforme»: les synthèse étagées,la reflexion sur la méthode

Résumé Partant du dynamisme de l'humanité, qui cherche à survivre et à progresser par la transmission de la connaissance, et constatant que celle-ci, en raison de la prolifération bibliographique sans cesse croissante et de plus en plus anarchique, devient de plus en plus difficile, l'auteur propose des réformes de certaines murs scientifiques. Ces réformes portent sur les aspects suivants. Information: 1. Limiter le nombre de langues pour l'expression scientifique; problème très difficile ... 2. Réduire le volume de l'information (et non de son contenu!); question de discipline et de «civisme». Sélection: 1. Faciliter la sélection des publications à lire: soigner les titres et les résumés pour faciliter la tâche des chroniqueurs et des lecteurs. 2. Resserrer, au niveau des publications nationales et internationales, les critères de sélection; insister sur la méthode qui préside à la démonstration, tendre à dégager des faits ou des lois ayant quelque chance d'être valables à l'échelle planétaire. Synthèse: Un développement scientifique un peu plus coordonné peut être schématisé par un édifice pyramidal, s'étalant et s'élevant sans cesse, s'enrichissant et se «nécrosant» par places (fig. 1a et b). Dans ce cadre nous exposons le principe des synthèses étagées. Ces synthèses étagées doivent être tentées à divers niveaux d'intervention. Au niveau des réunions internationales (colloques, congrès etc. ...) en particulier il est urgent de revaloriser les mises au point, réalisées sous la forme de conférences générales et de rapports de synthèse rédigés par des coordonnateurs. La réflexion sur la méthode, sur les mécanismes mentaux qui président à l'acte scientifique, sur les liens entre théories et «archétypes mentaux» est une nécessité absolue si l'on veut établir une telle réforme sur des bases logiques solides. Enfin les scientifiques doivent faire leur cette formule: «La clarté est la bonne foi des philosophes» (Vauvenargues). Tout en se plaçant sur le plan très général des sciences dans leur ensemble, et en particulier des sciences dites «naturelles», l'auteur a emprunté ses exemples à la Géologie et surtout à la «Gîtologie» (Lagerstättenkunde). Il ne se fait aucune illusion sur les difficultés des réformes qu'il propose, non plus que sur l'ardeur qui pourrait être mise dans leur application ... On peut lui opposer, en particulier, que le dynamisme «biologique» du développement scientifique s'y oppose Mais, à ce compte, les maladies ont leur dynamisme propre; est-ce une raison pour ne pas chercher à les enrayer, ou du moins à en limiter les dégats?«Science sans conscience n'est que ruine de l'âme» (Rabelais Pantagruel, chap. VIII 1532).«Tous les esprits qui sont capables d'une telle synthèse ont le devoir impérieux de l'entreprendre. Autrement l'énorme foisonnement de nos connaissances risque de devenir un fatras informe écrasant l'humanité sous sa masse» (H. Prat Métamorphose explosive de l'humanité 1960 p. 9).     

A computer model for stress-volume relationships of porous rocks with various saturations

SummaryA Computer Model for Stress-Volume Relationships of Porous Rocks with Various Saturations A model has been developed that predicts the hydrostatic and one-dimensional strain, stress-volume relationship for porous rocks with various fluid contents. The model uses spherical and penny-shaped pores and includes distributions in both size and separations of these pores. Some of the pores are interconnected to allow the passage of fluid as the porosity changes. The model is calibrated to the dry hydrostatic pressure-volume relationship and is then used to predict the stress-volume relationships for saturated or partially saturated rocks. The model predictions are compared to the experimental results for Mt. Helen tuff.

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ZusammenfassungEin Computer-Modell für die Beziehungen zwischen Spannung und Volumen poröser Gesteine mit verschiedenen Sättigungsgraden Es wurde ein Modell zur Vorhersage des Verhältnisses von hydrostatischer Spannung bzw. durch eindimensionale Verformung erzeugter Spannung zu Volumen poröser Gesteine mit unterschiedlichem Flüssigkeitsgehalt entwickelt. Das Modell benutzt kugelförmige und münzenförmige Poren und berücksichtigt sowohl verschiedene Größen- als auch Abstandsverteilungen dieser Poren. Zwischen einigen der Poren bestehen Verbindungen, die bei wechselnder Porosität das Durchfließen von Flüssigkeit ermöglichen. Das Modell wird auf das Verhältnis von hydrostatischer Spannung zu Volumen im Trockenzustand geeicht und dann zur Vorhersage des Spannungs-Volumen-Verhältnisses des gesättigten oder teilweise gesättigten Gesteins benutzt. Die Modellvorhersagen werden mit den experimentellen Ergebnissen für einen Tuff des Mt. Helen verglichen.

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RésuméComputer-Modèle pour les relations entre contrainte et volume de roches poreuses de saturation différente On a établi un modèle qui permet de prédire la relation entre la contrainte hydrostatique et la contrainte résultante de la déformation unidimensionnelle, d'une part, et, d'autre part, le volume de diverses roches poreuses ayant diverses teneurs en fluides. Le modèle prévoit des pores sphériques et des pores en forme de disques et comporte des répartitions à la fois suivant la taille des pores et suivant qu'ils sont séparés ou non. Certains pores sont reliés entre eux pour permettre le passage du fluide lorsque la porosité se trouve modifiée. Le modèle est calibré par rapport à la relation à sec entre la contrainte hydrostatique et le volume; il est ensuite utilisé pour prédire les relations entre contraintes et volume de roches saturées ou partiellement saturées. Les prédictions du modèle sont comparées aux résultats expérimentaux obtenus avec le tuf de Mount Helen.

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Work performed under the auspices of theU. S. Department of Energy by theLawrence Livermore Laboratory under contract number W-7405-ENG-48.

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With 7 Figures     

Estimated Recharge Rates From Groundwater Temperatures In The Nara Basin,Japan

Groundwater recharge rates to the sandy aquifer in the Nara basin, Japan, were determined by using a theory that describes the simultaneous transfer of heat and water in a porous medium. Seasonal changes in temperatue-depth profiles were used to estimate the recharge rates in a relatively shallow aquifer. Estimations of the recharge rates were done by fitting a dimensionless parameter to the type curves developed by Taniguchi (1993) after the amplitudes of annual variations of groundwater temperatures were measured at several depths. Annual recharge rate estimated by fitting observed temperatures to the type curves was 459 mm in the Nara basin. This value agrees well with values calculated from water-balance methods and values reported in the literature. Résumé: Les taux de recharge d'un aquifère sableux dans le bassin de Nara (Japon) ont été déterminés au moyen d'un modèle qui décrit le transfert simultané de la chaleur et de l'eau en milieu poreux. Les variations saisonnières le long de profils verticaux de température sont utilisées pour estimer les taux de recharge dan un aquifère relativement superficiel. Les estimations de ces taux de recharge ont été réalisées par l'ajustement d'un paramètre sans dimension aux courbes types proposées par Taniguchi (1993) d'après les amplitudes des variations annuelles de la température de l'eau souterraine mesurée à différentes profondeurs. La recharge annuelle estimée par l'ajustement des températures observées aux courbes types est 459 mm dans le bassin de Nara. Cette valeur est en bon accord avec celles caculées à partir du bilan hydrologique et avec celles de littérature. Resumen: Las velocidades de recarga en el acuífero arenoso de la cuenca del Nara, Japón, se determinaron por medio de una teoría que describe la transferencia simultánea de calor y agua en un medio poroso. Los cambios estacionales en los perfiles temperatura-profundidad permitieron estimar las velocidades de recarga en una acuífero relativamente somero. Las estimaciones de la velocidad de recarga se hicieron por ajuste de un parámetro adimensional a las curvas-tipo desarrolladas por Taniguchi (1993). Para ello se utilizaron las amplitudes de las variaciones anuales de las temperaturas del agua a distintas profundidades. La recarga anual en la cuenca del Nara, estimada mediante este método de ajuste de curvas, fue de 459 mm. Este valor es semejante a la recarga calculada a partir de métodos de balance y a la obtenida de la bibliografía.     

Sur la Notion de Concentration Pédologique dans la Genèse des Gîtes à Pb-Zn-Cu-Ba

Résumé L'idée d'un contrôle possible des concentrations métallifères à Pb-Zn-Cu-Ba par la pédogenèse, a inspiré de nombreux auteurs français ces dernières années; elle est fondée sur des considérations surtout théoriques et les données concrètes concernant la répartition des éléments en traces dans les paléosols sont peu nombreuses. Au contraire, les données sur les teneurs géochimiques des sols actuels et des alluvions qui en dérivent sont surabondantes, et se chiffrent en plusieurs centaines de milliers; elles proviennent des nombreuses prospections géochimiques effectuées de par le monde. Or, il est très raisonnable de penser, dans une optique actualiste, que les conditions qui régissent présentement la formation des sols ne sont pas fondamentalement différentes de celles qui ont pu régner depuis le Paléozoique. L'examen des données obtenues en prospection géochimique est donc susceptible de contribuer à une meilleure connaissance de la différenciation pédologique et de son incidence possible en métallogénie. Il n'apparaît pas, à la lecture des chiffres, que les mécanismes pédologiques actuels des pays d'Afrique tropicale ou d'Amérique conduisent à une concentration importante de Cu, Zn, Pb ou Ba, ni dans les sols, ni dans la fraction fine des alluvions. Les zones hydromorphes, peu ou pas échantillonnées, constituent peut-être une exception. En revanche, de très fortes concentrations géochimiques sont connues dans certains types de roches ignées (granites, gabbros) ou sédimentaires (schistes). Dans la genèse de gîtes de couverture à métaux de base, on est donc conduit à attribuer un rôle plus important à un possible lessivage de préconcentrations sulfurées, qu'à un éventuel stockage pédologique résiduel des éléments.

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The idea of a possible control of the Pb-Zn-Cu-Ba concentrations by pedogenesis has inspired a great number of French authors during the last few years; it is based on mainly theoretical considerations for the concrete data concerning the distribution of the trace elements in paleosols are few. On the other hand, the data on the geochemical contents of the present soils and alluvia derived from them are superabundant and run to several hundred thousand; they are the result of numerous geochemical prospections carried out somewhere or other in the world. Now, it is very reasonable to think, from a uniformitarian point of view, that the conditions governing soil formation at present are not fundamentally different from those which may have prevailed since the Paleozoic. Examination of the data obtained in geochemical prospection therefore may very well contribute to a better knowledge of the pedological differentiation and its possible effect in metallogeny. From reading the Figures it does not seem that the present pedological mechanisms of tropical African or American countries lead to an important Cu, Zn, Pb or Ba concentration, either in the soils or in the fine fraction of the alluvia. The hydromorphous zones for which few or no samples have been taken, may be an exception. On the other hand, very high geochemical concentrations are known in certain types of igneous (granites, gabbros) or sedimentary (schists) rocks. In the genesis of stratabound deposits we are therefore led to think that a possible leaching of sulphide preconcentrations from the basement is more important than an eventual residual pedological storage of the elements.

     

Essai sur la structure des domaines émergés autour de la Méditerranée occidentale

Résumé De travaux menés dans les zones littorales de l'Afrique du Nord et dans tout le S de l'Espagne, l'auteur tire une nouvelle définition des grands ensembles structuraux péri-méditerranéens. Ces ensembles sont, dans les Cordillères bétiques, du N au S: zones externes (Prébétique, Subbétiques, Pénibétiques), zones internes (Flyschs gaditans, Malaguides, Alpujarrides, Nevadides 1). Dans le Rif marocain, symétriquement, on rencontre du S au N: zones externes (Autochtone de l'Atlas, nappes prérifaines et intrarifaines), zones internes (Flyschs nord-rifains, Tétouanides 2), Ghomarides 3), Sebtides 4); la plupart de ces zones se poursuivent vers l'E, jusqu'en Tunisie et en Sicile.Le fait majeur, à souligner au départ, est la parfaite symétrie de la chaîne alpine de la Méditerranée occidentale: les nappes rifaines ne le cèdent pas en importance aux nappes bétiques. Les diverses unités des deux systèmes se raccordent de manière évidente par la courbure de Gibraltar. L'âge du paroxysme tectonique paraît entièrement compris entre Oligocène supérieur et Miocène supérieur, aucune preuve objective n'existant de nappes plus anciennes.La remise en place des divers ensembles structuraux dépend de l'hypothèse générale définie au départ. Il est d'abord fait allusion à l'interprétation classique, par charriages modérés, ne faisant pas appel à des modifications importantes dans l'emplacement des bassins sédimentaires, actuellement visibles en plan. Les objections à ce premier schéma paraissent déterminantes.Une deuxième interprétation, que l'auteur a déjà partiellement esquissée auparavant, sera envisagée: les unités externes (s'empilant sur elles-mêmes) et leurs socles s'enfonceraient sous les zones internes qui, par réaction, seraient poussées vers l'extérieur de la chaîne: chacune des nappes dépasserait la nappe plus basse, au cours de ce mouvement. Dans le cas de l'Espagne, avant les charriages, les domaines sédimentaires des zones internes se placeraient à l'inverse de la disposition actuelle, soit du N au S: Nevadides, Alpujarrides, Malaguides, Pénibétique et Flyschs gaditans (ultras). Du côté marocain, nous aurions de même du S au N: Sebtides, Ghomarides, Tétouanides, Flyschs nord-rifains (ultras). Cela obligerait, au total, à faire rapprocher l'un de l'autre, en profondeur, les bâtis de la Meseta ibérique et de l'Atlas marocain, d'environ 300 à 500 km, l'actuelle largeur de la mer d'Alboran (150 km) ne permettant pas de reloger les domaines de toutes les nappes. Un axe d'enfouissement serait à rechercher sous l'actuelle Méditerranée.Une troisième interprétation, proposée aujourd'hui par l'auteur, considère que la chaîne péri-méditerranéenne montre une cicatrice structurale fondamentale, qui séparerait domaines internes bétiques et rifains, d'une part, domaines bétiques et rifains plus externes, de l'autre. Cette cicatrice se couderait au niveau de Gibraltar. Les nappes internes seraient comme aspirées vers la cicatrice ainsi que, en sens inverse, les nappes externes. La reconstitution paléogéographique finale est fort satisfaisante et l'ampleur des rétrécissements sensiblement diminuée.La position du domaine des Flyschs kabyles, nord-rifains et gaditans, fait enfin l'objet d'un examen nouveau: sans rejeter l'origine ultra, déjà proposée, l'auteur envisage d'autres solutions, qui auraient l'avantage de mieux s'intégrer dans l'image proposée aujourd'hui.     

Contrôle et modèle génétique de minéralisations en galène de type »Red-Beds«

Résumé Les minéralisations Pb-Zn pénéconcordantes du gisement de Largentière sont liées à 5 niveaux d'une formation détritique continentale (Buntsandstein) qui repose sur le socle hercynien (Massif-Central). Si à l'échelle régionale, les métaux lourds se disposent le long d'une frange qui marque la bordure d'un bassin pénésalin, les corps exploités à Largentière sont sous l'étroite dépendance de la paléotopographie locale reconstituée à partir des formes sédimentologiques des interlits argileux. Les observations de détail indiquent une mise en place des métaux immédiatement postérieure au dépôt des sédiments qui les supportent. L'ensemble des observations et interprétations immédiates s'explique logiquement par une fixation des sulfures le long de l'interface entre une nappe phréatique continentale et une nappe sulfatée, réductrice et liée au bassin. Ce modèle paléohydrogéologique permet de sélectionner les critères fondamentaux de ce type de gisement.

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The peneconcordant Pb-Zn mineralisations of Largentiére mine are related to 5 horizons of a continental detritic formation (Buntsandstein) lying on an Hercynian basement (Massif-Central). At a regional scale, heavy metals are ordered along an edge which marks the border of a penesalin basin, but worked ore bodies are strictly controled by local paleotopography determined by sedimentological features of argilaceous interbeds. Detailed observations indicate that a metal deposition did occur immediately after the underlying sediments. The whole of the observations and elementary interpretations are logically interpreted as the result of heavy metals fixation along an interface between continental and sulphatic and reducing water related to the basin. This paleohydrogeological scheme allows us to select basal criteria of that type of deposits.

     

Zur Baugeschichte der Ardennen I

Zusammenfassung Die bereits kaledonisch gefalteten Massive in den Ardennen wurden von der variscisdien Tektogenese (asturische Phase) mehr oder weniger überprägt. Vorstellungen über diese Überprägung älterer Strukturen und deren Vergitterung mit jüngeren Verformungsrichtungen sowie über den Einfluß der kaledonischen Kerne (Unterstockwerk) auf das Faltenstreichen der devonischen Mantel-Schichten (Oberstockwerk) lassen sich vor allem in der Antiklinalzone der Hochardennen im Massiv von Rocroi, im Massiv von Serpont und im Massiv von Stavelot gewinnen.

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Résumé Les massifs des Ardennes, déjà plissés à l'ère caledonienne furent plus ou moins remaniés par la tectogénèse hercynienne (phase asturienne). C'est surtout dans la zone anticlinale des hautes Ardennes, dans le massif de Rocroi, dans le massif de Serpont et dans le massif de Stavelot qu'on peut se faire une idée en bons affleurements de ce remaniement de structures plus anciennes et de leurs interférences avec des directions de déformation plus jeunes ainsi que de l'influence des anciens massifs calédoniens (étage inférieur) sur la direction du plissement des couches de revêtement dévoniennes (étage supérieur).Dans ces massifs, les couches du dévonien sont plus ou moins fortement plissés ou disposés par écailles avec le socle calédonien. Dans le massif de Rocroi, dans le massif de Serpont et dans la partie ouest du massif des Stavelot les couches du socle présentent des structures qui sont totalement différentes des couches de revêtement dévoniennes et coupé de façon discordante des couches gedinniennes inférieures.Dans le massif de Rocroi et surtout dans le massif de Serpont, la tectogénèse hercynienne a exercé le même effet que l'orogénèse calédonienne plus ancienne sous l'influence d'un plan d'efforts semblable orienté Nord-Sud. L'auteur, à l'aide d'un exemple, celui du massif de Serpont, essaye d'analyser la structure du plissement calédonien originel déroulement des plis des couches gedinniennes et reformation constructive de la déformation conditionnée par le clivage hercynien.A la différence des deux massifs occidentaux, dans le massif de Stavelot, les structures de plissement calédoniens orientées d'est en ouest furent remaniées sous angle oblique par la tectogénèse hercynienne. Ce mouvement a entraîné, à différents endroits, le déplacement des axes calédoniens en direction hercynienne. C'est ce qui a produit un style de mouvement et de structure étranger aux autres massifs. Le fort rétrécissement hercynien eut pour conséquence des charriages à différents endroits.

     

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.