High-P (P = 1.5–1.8 GPa) blueschist from Elba: Implications for underthrusting and exhumation of continental units in the Northern Apennines

The Acquadolce Subunit on the Island of Elba, Italy, records blueschist facies metamorphism related to the Oligocene–early Miocene stages of continental collision in the Northern Apennines. The blueschist facies metamorphism is represented by glaucophane- and lawsonite-bearing metabasite associated with marble and calcschist. These rock types occur as lenses in a schistose complex representing foredeep deposits of early Oligocene age. Detailed petrological analyses on metabasic and metapelitic protoliths, involving mineral and bulk-rock chemistry coupled with P–T and P–T–X(Fe₂O₃) pseudosection modelling using PERPLE_X, show that the Acquadolce Subunit recorded nearly isothermal exhumation from peak pressure–temperature conditions of 1.5–1.8 GPa and 320–370°C. During exhumation, peak lawsonite- and possibly carpholite- or stilpnomelane-bearing assemblages were overprinted and partially obliterated by epidote-blueschist and, subsequently, albite-greenschist facies metamorphic assemblages. This study sheds new light on the tectonic evolution of Adria-derived metamorphic units in the Northern Apennines, by showing (a) the deep underthrusting of continental crust during continental collision and (b) rapid exhumation along ‘cold’ and nearly isothermal paths, compatible with syn-orogenic extrusion.     

Geoarchaeological Investigations in Mesoamerica Move into the 21st Century: A Review

Over the past thirty years, geoarchaeology has moved from the fringe to mainstream status within Mesoamerican archaeological investigations. This review focuses on works published since the year 2000. Five themes are identified as central to recent studies: (1) the correlation of environmental change and cultural history; (2) anthropogenic environmental impacts; (3) ancient land cover, land use, and diet; (4) archaeological prospection; and (5) provenance studies. These themes are often interwoven in the application of complex systems approaches that allow scientists to more accurately model the intricacies of ancient human–environment interactions.     

Alpine metamorphism of low-grade schists from the Slavonian Mountains (Croatia): new P-T and geochronological constraints

Low-grade schists from the Slavonian Mountains (Tisia Mega-Unit, Mt Papuk, Croatia), previously assigned to Precambrian to Lower Palaeozoic metamorphism, have been subjected to geochemical investigations, P-T modelling, and in situ age dating of monazite. The studied fine-grained metasediments consist of chlorite (5–15 vol.%), K white-mica (40–55 vol.%), quartz (20–35 vol.%), feldspar (albite 15–20 vol.%), opaques (<2 vol.%), and accessory minerals. According to their whole-rock geochemistry, the detritus of the former sediments came from upper crustal felsic rocks as they occur, for instance, at Mt Papuk. The schists show a complex microtectonic fabric, including well-developed schistosity systems. P-T pseudosections in the system MnNCKFMASHTO, constructed for typical schists of the study area, resulted in peak P-T conditions of 445–465 °C and 4.6–6.0 kbar for a sample from Kutjevo (eastern part of the study area) and 450–460 °C and 5.2–6.0 for a Vranovo sample (western part). Electron microprobe (EMP) dating of monazite in the schists gave a weighted average age of 109.0 ± 13.1 Ma (2σ) eventually with three subgroups of ages at 225 ± 63 (two analyses), 114 ± 24 and 83 ± 22 Ma. We conclude that the metamorphism of the studied schists at depths of c. 20 km is due to an Alpine collisional event.     

Revealing hydrocarbon migration pathways

In this paper a general concept for revealing hydrocarbon migration pathways in rock sequences is introduced. The concept uses a multidisciplinary approach based on a geochemical and a petrophysical (or mineralogical) index. These two indices provide together the migration plot which shows the direction of hydrocarbon movement.With the help of this technique, serrerai hydrocarbon migration effects were established for a sequence of continous cores from the Upper Carboniferous. The results were verified by comparing gradients of hydrocarbon concentrations relative to pore volume. In this way the relative importance of individual migration pathways were recognized, as well as presently or formerly active migration pathways.The strong influence of permeability changes on hydrocarbon movement in source beds requires the use of the »atypical pore network« model to supplement the kerogen network model. Both models help in understanding the mechanisms of primary migration, but in certain stiuations, one might be more effective than the other.

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Zusammenfassung In diesem Aufsatz wird ein Konzept vorgestellt zur Erkennung von Erdölmigrationsbahnen in Gesteinsabfolgen. Das Konzept ist multidisziplinär ausgerichtet und beruht auf der Anwendung eines geochemischen und eines petrophysikalischen (oder mineralogischen) Parameters. Beide zusammen genommen erlauben die Erstellung eines Migrationsdiagramms, das angibt in welche Richtung sich die Kohlenwasserstoffe bewegen.Mittels dieser Methode wurden in einer fortlaufenden Abfolge von Bohrkernen aus dem Oberkarbon mehrere Trends für die Migrationsrichtung von Erdöl erkannt. Diese Trends wurden durch Vergleich mit Kohlenwasserstoffkonzentrationsgradienten, bezogen auf das Porenvolumen des Gesteins, verifiziert. Auf diese Art und Weise ließ sich sowohl die Bedeutung der einzelnen Migrationsbahnen relativieren als auch zwischen jetzigen und früheren Migrationswegen unterscheiden.Der starke Einfluß von Permeabilitätsänderungen auf die Bewegung von Kohlenwasserstoffen auch in Erdölmuttergesteinen fordert die Anwendung des »Atypischen Porennetzwerk-Modells« als Ergänzung zum Kerogennetzwerk-Modell. Beide Modelle tragen wesentlich zum Verständnis der Mechanismen der primären Migration von Erdöl bei, jedoch kann im Einzelfall die Verwendung des einen Modells effektiver sein als die des anderen.

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Résumé L'auteur présente une méthode générale permettant de déterminer le chemin suivi par les hydrocarbures lors de leur migration à travers les roches. Cette méthode utilise une approche multidisciplinaire basée sur un indice géochimique et un indice pétrophysique (ou minéralogique). Ces deux indices combinés fournissent l'indice de migration, qui indique la direction du déplacement des hydrocarbures.Cette méthode a permis d'établir les effets de plusieurs migrations d'hydrocarbure dans une série continue de carottes du Carbonifère supérieur. Les résultats obtenus ont été vérifiés en comparant les gradients du rapport concentration d'hydrocarbure/volume des pores. On peut reconnaître, de cette manière, l'importance relative des voies individuelles de migration, ainsi que celle des voies de migration actives aujourd'hui ou dans le passé.Etant donné le rôle important joué par les différences de perméabilité dans le déplacement des hydrocarbures au sein des roches, on se réfère au modèle Atypical Pore Network, qui complète le modèle Kerogene Network. Les deux modèles sont utilisés de manière complémentaire pour comprendre les mécanismes de la migration primaire; dans des cas extrêmes, l'un d'eux peut être plus effectif que l'autre.Cette approche constitue un nouveau pas vers une meilleure identification et une meilleure quantification des effets de la migration; elle offre des avantages considérables en raison de la diversité des paramètres qui peuvent être utilisés. Comme n'importe quel autre outil d'exploration, elle ne peut être utilisée seule dans les travaux d'évaluation et d'interprétation. Pour porter tous ses fruits, elle doit être intégrée aux données géologiques, géophysiques et surtout hydrodynamiques.

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