Cartographie du métamorphisme faible à trés faible dans les Alpes françaises externes par l’utilisation de la cristallinité de l’illite

Résumé

On présente les tracés proposés, pour la nouvelle carte du métamorphisme alpin, entre la bordure du Mont Blanc et la région de Digne. Ils délimitent le domaine de l’anchizone. Les limites diage-nèse-anchizone et anchizone-épizone sont définies grâce à l’indice de cristallinité des illites après étalonnage. Les données utilisées proviennent pour une bonne part de mesures inédites. La minéralogie de la fraction argileuse, étudiée simultanément, fournit des informations complémentaires.

L’anchizone constitue une auréole plus ou moins large à l’W des massifs cristallins; elle tend à disparaître à la bordure SW du Pelvoux. Au N, l’épizone est générale dès la bordure externe des Aiguilles Rouges, alors qu’au S, elle ne débute qu’à l’E du Pelvoux. Cela est conforme au schéma général du métamorphisme alpin croissant en direction de l’E et du N.

On peut relever les perturbations et points particuliers suivants :

— l’existence de « métamorphisme transporté » dans les Préalpes du N, la région de Digne et l’Embrunais;

— au N, dans le massif de Platé, une « butte témoin » d’anchizone, en gradient inverse dans le substratum des nappes helvétiques;

— vers le col de la Madeleine, un gradient décroissant vers l’E jusqu’à la diagenèse, interrompu par un recouvrement tectonique (ultradauphinois);

— dans le Champoléon, sur la limite S du Pelvoux, un petit affleurement d’anchizone où les lignes d’iso-cristallinité sont déformées par la tectonique anté-priabonienne; l’anchizone serait anté-priabonienne, peut-être même anté-sénonienne.

La comparaison avec les résultats obtenus par d’autres méthodes (inclusions fluides, mesures isotopiques) confirme l’allure générale des transformations. Toutefois, il existe une contradiction avec certains résultats fournis par le pouvoir réflecteur de la vitrinite sur le pourtour de Belledonne.

Pour rendre compte des données disponibles il est nécessaire de faire intervenir plusieurs épisodes, que l’on peut situer à des époques anté-priabonienne, post-priabonienne et anté-nappe, puis post-nappe. L’âge et le nombre exact de ces épisodes sont inconnus.

On souligne qu’il ne faut pas s’attendre à observer de changement décelable au passage des frontières à l’anchizone : elles ne constituent pas des limites de faciès pétrographiques. Ainsi on rencontrera l’épizone d’après les ICr alors que le faciès schiste vert n’est pas encore atteint.     

Nouvelles données sur le Messinien de Méditerranée occidentale : les gisements à Aphanius crassicaudus (Agassiz poissons téléostéens,cyprinodontiformes) des Marches (Italie)

Résumén

La découverte, dans le Nord des Marches (Italie), de nouveaux gisements de Poissons Cyprinodontidae appartenant à l’espèce Aphanius crassicaudus (AGASSIZ), conduit à réexaminer, à la lumière des données lithostratigraphiques, la signification géodynamique des ichthyofaunes messiniennes de ce secteur de l’Apennin. Après avoir précisé la position stratigraphique et la répartition paléogéographique des gisements étudiés, les auteurs montrent que le développement des faunes à Aphanius crassicaudus (AGASSIZ) dans les eaux saumâtres du domaine continental n’implique pas la disparition corrélative du milieu marin. En effet, certains genres marins sont parfois présents à côté de cette espèce, comme c’est le cas dans le gisement de Pésaro. Les auteurs contestent en outre l’interprétation selon laquelle le fait qu’aucune ichthyofaune marine ne soit connue dans le Messinien supérieur d’Italie puisse suffire à conclure que la Méditerranée était asséchée pendant le dépôt de la « Formation à colombacci »     

Caractérisation géostructurale des émergences et typologie des nappes d’altitude en milieu volcanique insulaire. (Ile de la Réunion)

Résumén

Sur l’Ile de la Réunion, l’alimentation en eau constitue un handicap majeur au développement agricole et urbain du versant sous le vent du massif volcanique du Piton des Neiges. En particulier dans les zones d’altitude (supérieure à 900m), les ressources en eau souterraine ne sont pas accessibles par forage. Sur les pentes externes du Piton des Neiges, quatre sites pilotes riches en émergences ont fait l’objet d’investigations hydrogéologiques dans le but d’évaluer la faisabilité de galeries de captage des eaux souterraines dans les hauts de l’île.

Le lever d’une carte géologique au 1/10 000 et la reconnaissance systématique du contexte géostructural des émergences ont permis : - de mettre en évidence la diversité des conditions hydrogéologiques du milieu volcanique,

- de montrer l’existence de sources profondément encaissées dans le massif, qui traduisent la présence de réserves aquifères significatives dont l’exploitation par galeries drainantes serait envisageable.

- de proposer une typologie des nappes d’altitude, appuyée et discutée en fonction des modèles hydrogéologiques existant sur les autres îles volcaniques.

Par ailleurs, l’intégration de ces résultats dans un modèle conceptuel décrivant les conditions de gisement des nappes d’altitude fournit l’architecture de base utilisable dans le cadre d’une simulation numérique de l’aquifère volcanique à l’échelle globale de l’île.     

A Compilation of Silicon,Rare Earth Element and Twenty‐One other Trace Element Concentrations in the Natural River Water Reference Material SLRS‐5 (NRC‐CNRC)

The natural river water certified reference material SLRS‐5 (NRC‐CNRC) was routinely analysed in this study for major and trace elements by ten French laboratories. Most of the measurements were made using ICP‐MS. Because no certified values are assigned by NRC‐CNRC for silicon and 35 trace element concentrations (rare earth elements, Ag, B, Bi, Cs, Ga, Ge, Li, Nb, P, Rb, Rh, Re, S, Sc, Sn, Th, Ti, Tl, W, Y and Zr), or for isotopic ratios, we provide a compilation of the concentrations and related uncertainties obtained by the participating laboratories. Strontium isotopic ratios are also given.     

The Saint-Georges-sur-Loire olistostrome,a key zone to understand the Gondwana-Armorica boundary in the Variscan belt (Southern Brittany,France)

In the southern part of the French Armorican massif, the Ligerian domain is located along the boundary between Gondwana and Armorica. Lithological, geochemical and structural data on the Saint-Georges-sur-Loire Unit, which is the northern part of the Ligerian domain, allow us to distinguish two sub-units. A southern sub-unit, formed by various blocks (chert, limestone, sandstone, rhyolite, mafic rocks) of Silurian to Middle Devonian age included as olistoliths in a Middle-Late Devonian terrigeneous matrix, overthrusts a sandstone-pelite northern sub-unit. Both units experienced two deformation events. The first one is a top-to-the-NW thrusting and the second one is a left-lateral wrenching. The Saint-Georges-sur-Loire Unit is an accretionary prism formed during the Late Devonian closure of the Layon rift, coeval with the main phase of the Variscan orogeny. The Layon rift, which according to the mafic olistoliths was partly floored by oceanic crust, appears as a buffer structural zone that accounts for the lack in Central Brittany of any tectonic or sedimentary echo of the closure of the Medio-European Ocean. The tectonic evolution of the Saint-Georges-sur-Loire Unit supports a polyorogenic model for this part of the Variscan Belt.     

Assessment of gully erosion rates through interviews and measurements: a case study from northern Ethiopia

Gullying has been widespread in the Ethiopian Highlands during the 20th century. It threatens the soil resource, lowers crop yields in intergully areas through enhanced drainage and desiccation, and aggravates flooding and reservoir siltation. Knowing the age and rates of gully development during the last few decades will help explain the reasons for current land degradation. In the absence of historical written or photographic documentation, the AGERTIM method (Assessment of Gully Erosion Rates Through Interviews and Measurements) has been developed. It comprises measurements of contemporary gully volumes, monitoring of gully evolution over several years and semi‐structured interview techniques. Gully erosion rates in the Dogu'a Tembien District, Tigray, Ethiopia, were estimated in three representative case‐study areas. In Dingilet, gullying started around 1965 after gradual environmental changes (removal of vegetation from cropland in the catchment and eucalyptus plantation in the valley bottom); rill‐like incisions grew into a gully, which increased rapidly in the drier period between 1977 and 1990. The estimated evolution of the total gully volume in the other areas show patterns similar to those of the Dingilet gully. Average gully erosion rate over the last 50 years is 6·2 t ha^?1 a^?1. Since 1995, no new gullies have developed in the study area. Area‐specific short‐term gully erosion rates are now on average 1·1 t ha^?1 a^?1. The successful application of the AGERTIM method requires an understanding of the geomorphology of the study area and an integration of the researchers with the rural society. It reveals that rapid gully development in the study area is some 50 years old and is mainly caused by human‐induced environmental degradation. Under the present‐day conditions of ‘normal’ rain and catchment‐wide soil and water conservation, gully erosion rates are decreasing. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

Analysis of Post-Failure Slope Movements within the Framework of Hazard and Risk Analysis

The paper first recalls briefly a methodological framework to assess landslide hazard and risk analysis in terms of predisposition, triggering andrevealing factors. This framework, that reflects the mechanisms involved in the landslide, is based on the Geotechnical Characterisation of slope movements proposed by Vaunat et al. (1994) and Leroueil et al. (1996). The Geotechnical Characterisation can be schematized by a 3-D matrix having the following axes: types of movement; types ofmaterial; and the four stages of movement: pre-failure, failure, post-failure andreactivation. For each relevant element of this 3-D matrix, there is a characterisationsheet including: the controlling laws and parameters, the predisposition factors, thetriggering or aggravating factors, the revealing factors and the consequences of the movement. The paper focuses afterwards on the post-failure stage, which generallyis the most destructive, and on the mobility index. It is shown that this laterindex can be described as the product of sub-indices associated with failure, brittlenessof the material, ability of the soil to develop pore pressures, geometry of the moving soil mass and characteristics of the terrain. It is also shown how these aspectscan be incorporated into the Geotechnical characterisation of slope movements. This seems to provide a rational basis for examining slope movements at the post-failure stage and assessing associated risks.     

Quantum-thermodynamic treatment of intrinsic anharmonicity; Wallace’s theorem revisited

Wallace (in Thermodynamics of crystals, 1972) developed a theorem, rooted in rigid lattice dynamics, which incorporates intrinsic anharmonic effects in solids. The practical application of this theorem in mineral physics is computationally involved and this is the main reason for the theorem not getting the attention it deserves. Because intrinsic anharmonicity is an important issue at the extreme conditions in planetary mantles, we derived a method which removes the computational obstacles in applying this theorem. We extended the theorem to incorporate details of the phonon spectrum and tested our algorithm on forsterite (Mg₂SiO₄). Using a least squares inversion technique applied to all available experimental data, we show that it results in an accurate representation of thermodynamic properties and sound wave velocities of Mg₂SiO₄ in its complete pressure–temperature stability range. We also show that the accuracy of our results is not significantly affected by the use of a different equation of state.     

Présentation d'un capteur classeur de particules à lame unique et d'un capteur absolu permettant de l'étalonner

Résumé Dans le capteur monolame à un seul jet proposé ici, l'air est projeté obliquement sur la lame de verre en amont du jet; ce capteur permet ainsi d'obtenir un prélèvement de particules classées suivant leurs dimensions sur une grande surface d'une seule lame. Par ailleurs ce capteur, en plexiglas, permet de surveiller la lame en cours de prélèvement. Les coefficients de captation pour des gouttelettes de différentes dimensions ont été déterminés en comparant les prélèvements obtenus avec le capteur monolame à ceux obtenus avec un capteur à deux jets identiques en série, réalisé afin de permettre un comptage de toutes les gouttelettes déposées sur les parois intérieures. On a de la même façon déterminé les coefficients de captation d'un cascade impactor. Les coefficients du capteur monolame et du cascade impactor sont trouvés assez peu différents, et leurs valeurs restent comprises entre 40 et 86% pour des gouttelettes de 1 à 30 de rayon. Enfin un paragraphe de cette communication indique comment peut être utilisé le capteur monolame lors de prélèvements dans un nuage.

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Summary In the monoslide and monojet impactor here proposed, the air is obliquely projected on the slide, up the jet; thus this impactor gives samples of particles classified according to their sizes on a large surface of only one slide. On another way, this impactor, made of plexiglas, allows the supervision of the slide during the sampling. The different size droplets sampling coefficients have been determined by comparison of samples obtained with an impactor having two identical jets in series, this impactor being realized in order to permit a counting of all the droplets settled in the interior walls. On the same way the sampling coefficients of a cascade impactor have been determined. The monoslide impactor coefficients and these of the cascade impactor have been found nearly identical and their values remain included between 40 and 86% for 1 to 30 radius droplets. Lastly a paragraph of this paper shows how the monoslide impactor can be used when sampling in a cloud.