CHARACTERISTICS OF SOILS ON DEBRIS APRONS IN THE SOUTHERN BLUE RIDGE,NORTH CAROLINA

Aprons of bouldery diamicton frequently have been observed in concave landscape positions in the Southern Blue Ridge. Because of their relatively flat topography, large aprons often are the focus of local economic activity. An environmentally sound development of these landforms can benefit from systematic pedological studies. The present research provides characterization data, and examines spatio-geomorphic variability, for some pedons that have developed on these debris aprons under a warm to temperate humid climate. This study also compares the pedons to those derived from nearby saprolite. Thirteen pedons, located variously on the foot slopes and the apices of the aprons, were studied in three sequences of multiple deposits. The pedons typically contain high amounts of rock fragments and have clay contents that are related to age. Most pedons have lithologic discontinuities. Some of these discontinuities result from the stacking of different deposits, whereas others represent internal variations within one deposit. Because of the heterogeneity in parent material, many soil characteristics do not possess systematic trends with depth. Depth to maximum clay mass and free-iron mass accumulation, however, systematically increase from foot to apex positions, and from topographically low to high deposits. deposits. [Key words: debris flows, soils, lithologic discontinuities, Blue Ridge.]     

Accessory minerals of the Cínovec (Zinnwald) granite cupola,Czech Republic Part 1: Nb-, Ta- and Ti-bearing oxides

Summary In 1961–63 the Czechoslovakian Geological Survey drilled a 1596 m deep borehole in the Sn-W-mineralized Cinovec (Zinnwald) granite cupola. The hole traversed zinnwaldite granite (ZG) to 730 m, then protolithionite granite (PG). The boundary between the two granites is a transition zone (TZ) about 10 m thick. The oxides of Nb, Ta and Ti, present in accessory amounts, are columbite, ilmenorutile, rutile and pyrochlore. The columbite occurs in both granites, but in the PG only below 1558 m depth. Its crystals are strongly zoned, the zoning representing variations in Nb/(Nb + Ta) on the one hand, and non-uniform distribution of W on the other. The columbite in the TZ is strongly enriched in W, up to 32.6 wt% WO₃. The columbites with W < M⁴⁺ show the substitutions W⁶⁺ + M⁴⁺ 2(Nb, Ta)⁵⁺, where (M⁴⁺ = Ti, Sn, Th, U, Zr) and 6M⁴⁺ + 3M³⁺ 4Fe²⁺ 5(Nb, Ta)⁵⁺, where (M³⁺ = Sc, Y). In columbites with W > M⁴⁺, tungsten is introduced by the substitution W⁶⁺ + M⁴⁺ 2(Nb, Ta)⁵⁺, but also through the appearance of Fe³⁺ in the B site according to the replacement 2W⁶⁺ + Fe³⁺ 3(Nb, Ta)⁵⁺. The ratio Fe/(Fe + Mn + Ca) increases with depth, and Nb/(Nb + Ta) is higher in the PG.The ZG is characterized by the presence of ilmenorutile, which does not occur in the PG, where rutile contains at most only 4 wt% Nb₂O₅. Two types of substitution have been found in the ilmenorutile: Fe³⁺ + (Nb, Ta)⁵⁺ 2Ti⁴⁺; (Fe, Mn)²⁺ + 2(Nb, Ta)⁵⁺ 3Ti^4-. For the ilmenorutiles studied, the ratio [Fe³⁺/(Fe, Mn)²⁺]at is near 1.AU- and Nb-rich phase, containing up to 36.2 wt% UO₂, included in protolithionite, and missing from the ZG, has the composition of a defect pyrochlore, A²⁺ ₂ ⁵⁺(O₆), and forms a solid solution with U⁴⁺B₂ ⁴⁺(O₆]), where B^4-= Ti, Si, Zr, Sn. Electron microprobe analyses indicate that this phase is strongly hydrated.The crystal chemistry of Nb-, Ta- and Ti-oxides in the Cinovec cupola reflects the complex geochemistry of its component granites and the interaction of the minerals with an F- and CO₂-rich fluid phase. Among the thermodynamic parameters, fO₂ plays a predominant role in the early evolutionary stages.

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Résumé Un sondage profond (jusqu'à -1596m), a été réalisé en 1961–63 par le Service géologique tchécoslovaque, dans la coupole granitique, minéralisée en Sn-W, de Cinovec (Zinnwald), République tchèque. Ce sondage a recoupé un granite à zinnwaldite (ZG), relayé en profondeur (–730 m) par un granite à protolithionite (PG). Le contact entre ces deux granites est matérialisé par une zone de transition (TZ) puissante de 10 m environ. Les oxydes de Nb, Ta et Ti, présents en quantité accessoire, sont représentés par: columbite, ilménorutile, rutile et pyrochlore.La columbite apparaît tant dans ZG que dans PG, mais dans ce dernier uniquement dans la zone profonde (-1558.0 m). Ses cristaux sont fortement zonés. Le zonage reflète des variations du rapport Nb/(Nb + Ta) d'une part et une distribution hétérogène de W, d'autre part. La columbite de la zone de transition ZG-PG est très enrichie en W (jusqu'à 32.6 wt.~/ 0 W03). Les coiumbites à W < SM4+ présentent des substitutions W⁶⁺ + M⁴⁺ 2(Nb, Ta)⁵⁺, où (M4⁴⁺ = Ti, Sn, Th, U, Zr) et 6M⁴⁺ + 3M³⁺ 4Fe²⁺ + 5(Nb, Ta)^5-, où (M³⁺ = Se, Y). Dans celles à W > EM⁴⁺, outre la substitution W⁶⁺ + M⁴⁺ 2(Nb, T)⁵⁺, le tungstène est introduit grâce à l'apparition de Fe 3+ sur le site B suivant le schéma: 2W⁶⁺ + Fe³⁺ 3(Nb, Ta)⁵⁺. Le rapport Fe/(Fe + Mn + Ca) croit avec profondeur; celui Nb/(Nb + Ta) augmente dans PG.Le ZG est caractérisé par la présence de l'ilménorutile; par contre, celui-ci est absent dans PG, oú le rutile ne contient que 4 wt.% Nb₂0₅ au maximum. Deux types de substitution sont mis en évidence dans l'ilménorutile: Fe³⁺ + (Nb, Ta)⁵⁺ 2Ti4⁺; (Fe, Mn)²⁺ + 2(Nb, Ta)⁵⁺ 3Ti⁴⁺. Pour les ilménorutiles étudiés, le rapport [Fe3+/(Fe, Mn)2+]à, est proche de 1.Une phase riche en U (jusqu'à 36.2 wt.% UO₂) et Nb, incluse dans la protolithionite et absente dans ZG, a composition d'un pyrochlore lacunaire A²⁺[B₂ ⁵⁺(06), formant une solution solide avec U4+E:B₂4+(O₆), où B⁴⁺ = Ti, Si, Zr, Sn. Les analyses à la microsonde électronique indiquent que cette phase est fortement hydratée.La cristallochimie des oxydes de Nb, Ta et Ti dans la coupole de Cinovec reflète tant la complexité géochimique des granites qui la composent que l'interaction des minéraux avec une phase fluide riche en F et CO,. Parmi les paramètres thermodynamiques, fO₂ joue un râle prépondérant lors des stades d'évolution précoces.