Hinsdalite and corkite: Indicator minerals in central Africa

Hinsdalite and corkite have been found in the Kivu Province, Rep. of Congo (Kinshasa) by using the combined X-ray diffraction-fluorescence method. The X-ray data as well as the optical properties and chemical composition of both minerals are described. Hinsdalite and corkite could be interesting as indicator minerals for the search of ore deposits. They indicate the existence of a new mineralization in the Kivu Province.

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Résumé De l'hinsdalite et de la corkite ont été trouvées dans la Province du Kivu, Rép. du Congo (Kinshasa) en utilisant la méthode combinée diffraction-fluorescence X. Les données des rayons X, les propriétés optiques et la composition chimique de ces deux minéraux sont décrites. L'hinsdalite et la corkite pourraient étre intéressants comme indicateurs minéraux pour la recherche de gisements. En effet, ces minéraux indiquent l'existence d'une nouvelle minéralisation dans la Province du Kivu.

     

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.

     

Low-potassium vaugnerites from Guéret (Massif Central, France). Mafic magma evolution influenced by contemporaneous granitoids

Summary The Guéret massif (Massif Central, France) is mainly composed of granitoids that define an alumino-potassic association. An age of 356 ± 10 Ma is accepted for the intrusion of these granitoids for which a pure crustal origin has been suggested. However, the presence of mafic magmatic enclaves and of scattered stocks and dykes of amphibole-biotite mafic rocks also point to contribution of mantle-derived magmas in their genesis. From field relationships and radiometric data, the intrusion of the basic magmas is deduced to be quasi-simultaneous with the emplacement of granitoids. Petrologic, mineralogical and geochemical characteristics of the mafic rocks correspond to low-potassium vaugnerites or redwitzites. They are derived from a basic magma evolving by contamination with crustal components. However, pure magma mixing or assimilation by fractional crystallisation between mafic magmas and Guéret granitoids does not fit with the geochemical trends observed in both types of rocks. The positive correlation of M index [100 * MgO/(MgO +FeO_t)] and K index [100 * K₂O/(K₂O + Na₂O)] with respect to SiO₂ in vaugnerites together with the positive correlation between compatible and incompatible trace-elements, rather favour the contamination of the basic magma by a wall rock assimilation process. However, dissimilar trends of vaugnerites and Guéret granitoids prevent to ascertain the role of basic magmas in granitoid genesis.

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Vaugnérites á faible teneur en potassium du massif de Guéret (Massif central français). Evolution de magmas mafiques influencée par granitoöes contemporains

Résumé Le massif de Guéret est situé dans la partie nord-orientale du Massif central français. I1 est formé principalement de granitoïdes, datés de 356 ± 10 Ma, qui définissent une association alumino-potassique. L'origine de cette association serait purement crustale pour certains auteurs alors que pour d' autres, la présence de roches mafiques en enclaves microgrenues et en stocks et filons fait envisager une éventuelle contribution mantellique. Les données de terrain ainsi que les données radiométriques disponibles s' accordent avec une intrusion quasiment simultanée des roches mafiques et des granitoïdes. Les caractéristiques texturales, minéralogiques et géochimiques de ces roches mafiques sont comparables à celles des vaugnérites à teneur faible en potassium ou à des redwitzites. Certaines textures de ces roches témoignent de la contamination d'un magma basique par une source crustale. Cependant, des processus tels que le mélange magmatique on l'assimilation par cristallisation fractionnée entre un pôle basique et les granitoïdes de Guéret ne s'accordent pas avec l'évolution géochimique de ces roches. Les corrélations positives existant entre le M index [100 * MgO/ (MgO + FeO_t)] et SiO₂, entre le K index [100 * K₂O/(K₂O + Na₂O]) et SiO₂, ainsi que entre certains éléments compatibles et incompatibles, sont plutôt en accord avec un processus de contamination par assimilation thérmique de I'encaissant. Dans ce type de processus, la contamination du magma basique serait par érosion thérmique de telle sorte que les magmas basiques les moins différenciés sont les plus contaminés. Or, l'évolution divergente des granitoïdes par rapport aux. vaugnérites ne permet pas d'évaluer la contribution des magmas basiques à la composition chimique des granitoïdes.

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With 9 Figures     

Un paleoplacer métamorphisé d'hématite — rutile uranifère et thorifère dans l'Atacorien (Précambrian supérieur) du Togo,Afrique occidentale

Résumé Dans l'Atacorien (Akwapimian) du Togo, qui représente probablement la partie la plus inférieure du Précambrien supérieur, on a trouvé en 1970 une minéralisation sédimentaire à hématite et rutile uranifère et thorifère. Cette minéralisation contient des minéraux radioactifs du groupe de brannérite — davidite, aussi bien que l'uranothorite et le pyrochlore. Elle a été deposée dans un paleoplacer qui fait part d'un niveau flyscheux et a été transformée sous l'action du métamorphisme régional. La minéralisation représente un nouveau type génétique des minérais titanifères en Togo, aussi bien qu'en Afrique occidentale. Cette découverte change le but de la prospection detaillée de certaines séries dédritiques du Précambrien de l'Afrique occidentale.

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In the Atacorian (Akwapimian) of Togo, which probably represents a lower part of Upper Precambrian, a sedimentary mineralization of Hematite and urano-thoriferous rutil was discovered in 1970. In this mineralization occur some radioactive minerals of the davidite-brannerite group, as well as uranothorite and pyrochlore. It is built up by paleoplacers, located in a flysch series of the Atacorien, which was exposed to a later metamorphosis. These mineralizations represent a new genetic type of titaniferious ores in Togo, as well as in West Africa. This discovery changes the scope of detailed prospection of certain detritic series of the Precambrian of West Africa.

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Institut géologique Dionýz túr.     

Inhomogeneities in cobaltiferous pyrite from the Chibuluma Cu-Co deposit,Zambia

Heterogeneous, non-concentric zoning of cobalt in pyrite grains of the Chibuluma Cu-Co deposit, Zambia, is currently under investigation as possible textural indicators of one or more events in the complex mineralization history of the Central African copperbelt. Recrystallization under regional and/or local metamorphism has apparently homogenized some pyrite, but encouraging preliminary studies suggest that useful genetic interpretations may be successfully derived from textures preserved in non-homogeneous grains. From this basis, mineralogic and textural correlations may be possible over large portions of the copperbelt.

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Résumé La zonalité hétérogène non concentrique du cobalt dans les grains de pyrite du gisement de Cu-Co de Chibuluma (Zambie) est le sujet d'investigations actuelles dans le but de mettre en évidence les indices texturaux d'un ou plusieurs événements de l'histoire complexe de la minéralisation et de la ceinture de cuivre de l'Afrique Centrale. Apparemment, la recristallisation sous l'influence du métamorphisme régional et/ou local a homogénéisé une portion de la pyrite, mais des études préliminaires encourageantes suggèrent que des interprétations génétiques utiles peuvent être tirées des textures conservées dans les grains non homogènes. De là, des corrélations minéralogiques et texturales sont peut-être possibles pour une grande partie de la ceinture de cuivre.

     

Geochemistry and mineralogy of lavas from the Arakapas Fault Belt,Cyprus: Consequences for magma chamber evolution

Résumé Résumé L'étude géochimique des laves dans la zone d'Arakapas (AFB) a permis de proposer un modèle génétique pour la formation des laves et des cumulats qui s'est déroulée dans un seul site géotectonique. Cinq types de lave ont été définis dans l'AFB, un dans la séquence axiale (AS) et quatre dans les laves en coussin supérieures (UPL) formés à partir d'un manteau très déprimé dont le degré d'appauvrissement s'est accru avec le temps. La modélisation des processus de fusion partielle et de cristallisation fractionnée implique des coefficients de partage élevés pour Mg et Cr et faibles pour V compatibles avec une fugacité d'oxygène élevée dans la source.Dans les différents types de lave, la cristallisation plus ou moins précoce du plagioclase, du clinopyroxène ou de l'orthopyroxène après l'olivine témoigne de l'existence de magmas parentaux distincts qui ont alimenté des chambres magmatiques évoluant en système fermé. La disparition des grandes chambres magmatiques d'où ont été issues les laves de type A a eu lieu en fin de formation de l'AS. Les chambres magmatiques plus petites liées aux UPL ont été détruites à différents stades de leur évolution.

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Geochemistry and mineralogy of lavas from the Arakapas Fault Belt, Cyprus: Consequences for magma chamber evolution

Summary The results of geochemical investigations in the Arakapas Fault Belt (AFB) in the Cyprus ophiolite are discussed to provide a comprehensive model for the genesis of the ophiolitic intrusive and extrusive rocks which occur in a single but evolutive tectonic environment.On the basis of field and petrographic criteria, five lava types are defined, one in the Axis Sequence (AS) and four in the Upper Pillow Lavas (UPL). The comparison between observed and calculated partial melting and fractional crystallization trends favors high D_Cr and D_Mg and low Dv consistent with high fO₂. Partial melting occurred in a depleted mantle after a prior melting event. The extent of mantle depletion varies with space and increases with time.Different crystallization orders in lavas reflect distinct parental magma compositions and the extent of pre-eruption fractionation dominated by wehrlitic crystallization in closed magma chambers. Long-lived magma chambers disappear at the end of the AS. Small magma chambers occurred during the formation of the UPI, and were destroyed at various degrees of evolution.

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With 6 Figures     

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     

The Albera zoned pegmatite field,Eastern Pyrenees,France

Summary Four types of pegmatites comprise the zoned pegmatite field in the eastern sector of the Albera Massif. Type I is represented by barren pegmatites with graphic textures; type II comprises transitional varieties with Li-Fe-Mn phosphates, Be (chrysoberyl) and scarce Nb-Ta and U oxide minerals; type III consists of pegmatites with significant zones of replacement containing Li-Fe-Mn phosphates, beryl and more abundant Nb-Ta oxide minerals; and type IV, muscovite-quartz-albite pegmatites are highly mineralized with Be, Nb-Ta and HREE. REE mineralization is strongly related to abundance of graphite in the late pegmatite units and in the host-rock. The individual pegmatite types are distributed within four subparallel zones concentric around anatectic muscovite-biotite leucogranites, with type I within the granites or close to the contact, and type IV pegmatites in the outermost areas. The zoning from type I to type IV could relate to fractionation processes which generated the pegmatites and is characterized by an enrichment of Mn, Ta, Na, Li, P, Be and REE. According to the pegmatite distribution and their fractionation trends, we propose an origin by differentiation of a granitic melt.

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Résumé On a établi quatre types de pegmatites dans le champ pegmatitique zoné du secteur est du Massif des Albères (Pyrénées Orientales, France). Celles de type I sont des pegmatites non minéralisées avec des textures graphiques, celles de type II sont des variétés intermediaires avec des phosphates à Li-Fe-Mn, Be (chrysobéryl) et des rares oxides à Nb-Ta et U; celles de type Ill sont des pegmatites avec des zones de réplacement bien dévéloppées et qui contiennent des phosphates à Li-Fe-Mn, du béryl et des oxides à Nb-Ta plus abondants; celles de type IV sont des pegmatites bien minéralisées à Be, Nb-Ta et des T.R. La minéralisation à T.R. est liée à des phénomènes de graphitisation répandus dans les unités tardives de la pegmatite et dans l'encaissant. La distribution de chaque type de pegmatite correspond à quatre zones à peu près parallèles et concentriques autour des granites anatectiques à muscovite-biotite, avec le type I dans les granites ou prochain au contact, et les pegmatites à type IV dans la bande plus externe. La zonation serait due à des processus de fractionnement qui auraient généré les pegmatites et qui sont caracterisés par un enrichissement en Mn, Ta, Na, Li, P, Be et T.R. dès les pegmatites de type I vers celles de type IV. On propose un origine par différentiation des granites en vue de la distribution des pegmatites.

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With 5 Figures     

Plissements Quaternaires Dans la Région de Gafsa et le Sud Tunisien

Résumé L'Atlas tunisien est affecté, dans la zone de Gafsa, de plissements quaternaires post-acheuléens et anté-moustériens. La succession stratigraphique se termine par des dépÔts continentaux qui, débutant avec le sommet du Miocène, sont surmontés en continuité de sédimentation par une série congloméatique renfermant des silex taillés de l'Acheuléen. Cet ensemble a été plissé en pli faillé avec flanc sud accentué et affaissé (pendages de 70 à 80 degrés). Au complexe plissé se superposent des alluvions horizontales dont la haute terrasse est datée par des industries à silex du Moustérien. Cette orogénèse s'intègre dans la géologie régionale du Sud tunisien où des faits analogues sont connus en plusieures localités.     

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

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

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

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

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With 3 Figures and 2 Plates     

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

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

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

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

     

Paléogéographie et minéralisations de la zone Itacarambi—Vazante dans le Nord-Ouest de l'état de Minas Gerais-Brésil

Résumé Le Groupe Bambui, antérieur à 520 m.a., affleure principalement dans la vallée du Rio Sâo Francisco, dans le centre du Brésil, avec des niveaux carbonatés aux microfaciès variés, où se localisent les minéralisations plombozincifères. Au voisinage des gisements de nombreuses variations de faciès s'expliquent par des conditions exceptionnelles de sédimentation. Les gîtes sont de trois types essentiels: filoniens, stratiformes et d'altération et ne présentent pratiquement pas de chapeau de fer. Les roches encaissantes sont peu modifiées par la silicification ou la dolomitisation, au contraire du minerai toujours très oxydé. La paragenèse est simple, sans zonation. Les gîtes sont considérés comme étant en grande partie d'origine sédimentaire: les métaux lourds déposés dans les formations carbonatées ayant été remobilisés et précipités soit dans des fractures soit dans des couches privilégiées durant l'orogénie assyntienne.

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The Bambui Group is younger than 520 m.y. and mainly occurs in the Sâo Francisco River valley of central Brazil, with carbonate formations showing varied microfacies where all the lead zinc mineralizations are found. Near the mineral deposits numerous facies variations are explained by exceptional sedimentation conditions. The mineral deposits are of three types: veins, stratabound occurrences and altered deposits, all of which are practically without iron. There is little dolomitization and silicification of the wall-rocks. On the contrary, the ore is always very oxidized. Paragenesis is simple without zoning. The deposits are considered to be mainly of sedimentary origin. Heavy metals deposited in the carbonate formations were remobilized and precipitated during the Assyntic orogeny, either in fractures or in some preferential beds.

     

A continuum-mechanical approach to the mechanics of rock masses

SummaryA continuum-Mechanical Approach to the Mechanics of Rock Masses A quasihomogeneous region of a discontinuous rock mass is approximated by a generalized Cosserat continuum. Blocks of the rock mass are represented by mass points, and to each point a number of vectors — the directors — is assigned. These directors determine the size and shape of the individual blocks. For this continuum are derived the basic equations of motion and the thermodynamic relations. The stress state is represented by a non-symmetric stress tensor.

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ZusammenfassungEine kontinuumsmechanische Annäherung zur Mechanik der Felsmassen Ein quasi-homogener Bereich einer diskontinuierlichen Felsmasse wird durch ein verallgemeinertes Cosserat-Kontinuum approximiert. Einzelne Kluftkörper der Felsmasse werden dabei als Massenpunkte des Kontinuums betrachtet und jedem Punkt wird eine Zahl von Vektoren — Direktoren genannt — zugeschrieben. Die Direktoren kennzeichnen die Größe und Gestalt der einzelnen Kluftkörper. Für dieses Kontinuum werden die Bewegungsgrundgleichungen und die thermodynamischen Beziehungen abgeleitet. Der Spannungszustand wird durch einen nicht symmetrischen Spannungstensor charakterisiert.

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RésuméUne approximation de la mécanique des massifs rocheux par la mécanique des milieux continus Une région quasi-homogène d'un massif rocheux discontinu est représentée par un milieu continu de Cosserat généralisé. Les blocs du massif rocheux sont représentés par des points; à chacun de ces points est attaché un certain nombre de vecteurs directeurs. Ces vecteurs déterminent les dimensions et la forme de chaque bloc. Les équations fondamentales du mouvement et les relations thermodynamiques sont obtenues pour ce milieu. Les efforts sont caractérisés par un tenseur contrainte non-symétrique.

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Future papers by the author will give more details regarding the same problems in a form more accessible for the practising engineers.

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With 1 Figure     

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.     

Metasomatism in subcontinental mantle beneath Northern Patagonia (Rio Negro Province), Argentina: evidence from silica-rich melt inclusions

Summary In an attempt to investigate metasomatic processes in the subcontinental upper mantle beneath Northern Patagonia, melt and fluid inclusions trapped in spinel lherzolite and harzburgite xenoliths have been studied. The xenoliths contain three types of genetically related inclusions hosted by olivine, orthopyroxene, clinopyroxene and spinel: silicate glass inclusions, multiphase silicate melt inclusions and C0₂ fluid inclusions. CO₂ densities of early fluid inclusions (0.93–1.02 g/cm³) and homogenization temperatures of melt inclusions (1220 °C) indicate that they were trapped at uppermantle depths.Silicate melt inclusions occur as isolated inclusions as trails along fractures and decorating lamellae deformation. They are composed of glass, or of glass with daughter crystals of clinopyroxene, amphibole, apatite and ilmenite. Glass inclusions are characterized by high contents of silica, alumina and alkali elements. The nature and chemistry of the daughter minerals indicate that melt inclusions can be considered as trapped metasomatic melts. Moreover, glass inclusions show chemical variations from high silica (68 wt%) melts trapped as isolated inclusions in olivine Fog, towards less siliceous (60 wt%) melts trapped as secondary inclusions in olivine FO_89-90, orthopyroxene and spinel. This chemical evolution cannot be reconciled with magmatic processes, like fractional crystallization or different degrees of partial melting. The existence of two stages in their evolution, could reflect the heterogenous nature of the mantle source of the melts and the presence of a deep-seated fluid phase during melting.

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Les inclusions vitreuses riches en silice: témoignages du métasomatisme du manteau subcontinental de la province de Rio Negro (Patagonie septentrionale, Argentine)

Résumé Les inclusions fluides et vitreuses piégées dans les minéraux des xénolithes de lherzolite á spinelle et de harzburgite ont fait l'objet d'études thermométriques et barochimiques afin de mieux cerner les processus métasomatiques qui ont affecté le manteau supérieur subcontinental du nord de la Patagonie. Les xénolithes contiennent trois types d'inclusions génétiquement reliées entre elles et piégées dans l'olivine, l'orthopyroxène, le clinopyroxène et les spinelles: 1) inclusions vitreuses, 2) inclusions vitreuses multiphasées, 3) inclusions fluides á CO₂. La densité des inclusions fluides précoces (0.93 á 1.02g/c3) et la température d'homogénéisation des inclusions vitreuses (Th = 1220°C) indiquent que les inclusions ont été piégées dans le manteau supérieur.Les inclusions vitreuses sont soit en individus isolés, soit en alignements disposés selon des fractures et des lamelles de déformation (inclusions secondaires). Elles sont formées par du verre et par une bulle pouvant contenir du CO₂ auxquels peuvent s'associer des minéraux fils (clinopyroxènes, amphiboles, apatites et ilménites). La phase vitreuse, caractérisée par une composition riche en silice, alumine, alcalins et volatils élevés et la nature des minéraux fils indiquent que les inclusions vitreuses résultent du piégeage de liquides métasomatiques.La composition des inclusions vitreuses varie. La teneur en SiO2 atteint 68% en poids dans les inclusions isolées des Fo 91, elle est par contre proche de 60% dans les inclusions secondaires des Fo 89-90, de l'orthopyroxène et du spinelle. La composition chimique des différents types d'inclusions ne peut être expliquée par les processus classiques de différenciation magmatique tels que la cristallisation fractionnée ou la fusion partielle. L'existence d'une bimodalité dans les compositions chimiques et dans les niveaux de piégeage plaident en faveur d'une source mantellique hétérogène et de l'intervention de fluides profonds lors du processus de fusion ayant généré les liquides métasomatiques.

     

Eclogites in the Northern Dora-Maira Nappe (Western Alps,Italy)

Summary Eclogitised metabasics of early-Alpine age are described from the northern Dora-Maira nappe (internal Pennidic, western Italian Alps), a tectonic element which has become widely known for the coesite-bearing assemblages discovered in its southern part. The P-T conditions inferred in this paper for the eclogitic peak (P = 9–13 kbar, T = 500 ± 50 °C) are much lower than those proposed in the southern Dora-Maira by Chopin (1987) for the coesite-bearing unit. Consequently, only the latter underwent a peculiar early-Alpine evolution at extremely high-pressures and temperatures, while the northern Dora-Maira nappe was eclogitised at P-T conditions comparable to those of the other internal Pennidic units. The post-eclogitic path proposed here for the northern Dora-Maira occurred at isothermal conditions or at slightly increasing temperatures.

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Les éclogites dans la nappe Dora-Maira septentrionale (Alpes Occidentales, Italie)

Resumé Metabasites éclogitiques d'âge éoalpine sont décrites dans la nappe Dora-Maira septentrionale (Pennique interne, Alpes occidentales italiennes), une unité connue pour la découverte de parageneses à coesite dans le secteur meridional. Les conditions P-T de la recrystallization éclogitique proposées dans ce travail (P = 9–13 kbar, T = 500 ± 50 °C) sont plus basses que les conditions suggerées parChopin (1987) pour les roches de l'unité à coesite. D'autre part ces éstimations des pressions et témperatures sont comparables à celles des autres nappes Penniques internes. La trajectoire post-éclogitique proposée içi pour le Dora-Maira septentrional est caracterisée par une diminution de pression à témperatures plus ou moins constantes (ou légèrment croissantes).

     

Sur quelques modifications subies par les gites saliferes

Résumé Sous l'influence des facteurs physico-chimiques auxquels ils ont été soumis depuis leur dépôt, les gîtes salifères ont subi une évolution complexe, dont quelques termes sont envisagés: dissolution du sel, transformation de la polyhalite en gypse, transformation de l'anhydrite en gypse, formation du gypse fibreux, cargneulisation des mélanges dolomie-anhydrite.     

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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A method of integral sampling of rock masses

SummaryA Method of Integral Sampling of Rock Masses A new sampling method is presented which yields core samples representative of the whole rock mass, including fractures of any nature and their infillings, and also of the zones with very low strength. Additionally the core samples are oriented.By means of the core samples it is possible to determine the properties of the rock mass, particularly of fractures and infillings.

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ZusammenfassungEine Methode zur Entnahme vollständiger Gebirgsproben Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit einer neuen Probeentnahmemethode, die es erlaubt, Bohrkerne zu gewinnen, welche das ganze Gebirge darstellen, samt Brüchen jeglicher Art und zugehörigen Füllungen, sowie Bereichen von sehr geringer Festigkeit. Die gewonnenen Bohrkerne sind außerdem richtungsorientiert. Sie erlauben die Bestimmung der Gebirgseigenschaften, besonders der Klüfte und Füllungen.

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RésuméUne Méthode de Sondage Intégral des Massifs Rocheux On présente une nouvelle méthode de sondage qui fournit des carottes représentant l'ensemble du massif rocheux, y compris des fractures de n'importe quelle nature et leurs remplissages, et aussi les zones à très faible résistance. Au surplus les carottes sont orientées.À partir des carottes on peut déterminer les propriétés du massif, notamment de ses fractures et leurs remplissages.

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With 16 Figures     

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

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

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

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With 9 Figures