Strontium behavior in the aragonite-calcite transformation: An experimental study at 40–98°C

The behavior of strontium during the replacement of aragonite by calcite, in a closed system between 40°C and 98°C, has been experimentally investigated. The experiments were conducted in CaCl₂ solutions, with and without NaCl. The distribution coefficient of strontium in calcite (λ_Sr^2+C) was found to be affected only slightly by temperature changes, and almost insignificantly by the presence of NaCl. λ_Sr^2+C values at 0.01 m_Ca²⁺ (its concentration in normal sea water) are: 0.055 at 40°C and 0.058 at 98°C. These results indicate that the low (around 500 ppm) concentration of strontium in ancient limestones could have been brought about by aragonite-to-calcite transformation in a system open to sea water, and are not necessarily indicative of replacement in fresh waters.     

Randpazifische Bruchtektonik am Beispiel Chiles und Neuseelands

Zusammenfassung Entlang der Westabdachung der chilenisch-argentinischen Anden spielen tertiäre Faltungen keine wesentliche Rolle. Während jungandidische Faltungsphasen sukzessive nach Osten vorstießen, sind hier im westlichen Rückland alte, diagonal durch das Gebirge streichende Lineamente neu belebt worden. Als sich kreuzende Verwerfungssysteme kontrollieren sie weitgehend die Bildung lokaler, tertiär-quartärer Sedimentbecken am Kontinentalrand. Mächtigkeit und Faziesentwicklung ihrer Füllsedimente deuten auf wechselweise Hebungs- und Senkungstendenzen in einem durch Bruchvergitterung entstandenen Schollenfeld. Der quartäre Vulkanismus in den Anden hält sich bevorzugt an gleichartige, NW- und SW-streichende Lineamentrichtungen, welche sich somit als die hauptsächlichen, im Dehnungsbereich stehenden Schwächezonen zu erkennen geben. Anzeichen von großen, küstenparallelen Blattverschiebungen konnten nirgends festgestellt werden.Grundsätzlich zeigt sich kein Unterschied in Tektonik und Bruchbild zwischen Küstenkordillere, Längstal und Andenkordillere. Das Längstal ist kein eigentlicher Grabeneinbruch; Dehnung und Zerrungstektonik charakterisieren die gesamte Zone gleicherweise. Am Kontinentalrand besteht keine Einengung, er ist vielmehr in tiefer Front der Zerstörung anheimgefallen, hervorgerufen durch Einrollen und Zerreißen der äußeren Krustenteile. Kompression und eigentliche Faltung kommen nur weit landeinwärts vor. Die beobachtete, kontinentwärts fortschreitende Faltenwanderung erscheint somit in direkter Beziehung mit dieser rückläufigen Entwicklung im kontinentalen Randgebiet.Zwischen den sich begegnenden Massen des Pazifik und Südamerikas liegt der untermeerische Peru-Chile-Graben. Er ist — übereinstimmend mit geophysikalischen und ozeanographischen Daten — gewissermaßen eine tektonisch neutrale Zone, in der weder Kompression noch Dehnung vorherrschen, sondern ausschließlich Absenkung.Neuseeland, auf gleicher südlicher Breite, doch am westlichen Pazifikrand, liegt inmitten älterer und jüngerer, weit vorgeschobener Inselbögen im Vorfeld des alten, australischen Kratons. Kontinentale und ozeanische Krustenteile sind hier vielfach durcheinander verwoben. Die Merkmale eines aktiven Kontinentalrandes pazifischer Prägung finden sich nur im äußersten NE und SW, wo Neuseeland sich an die Inselbögen des Tonga-Kermadecsowie Macquarie-Rückens anlehnt; deren Orientierung weist nach E, also pazifikwärts im ersteren, aber nach W, d. h. tasmanwärts im letzteren Falle. Entgegen der Situation in Chile, ist Kompression mit quer zum regionalen Streichen verlaufender Hauptspannungsrichtung vorherrschend. Neuseelands Strukturbild wird von großen, rechtshändigen Blattverschiebungen beherrscht, die ungefähr parallel zum Pazifikrand verlaufen.Die gegenwärtig aktive Kaikoura-Orogenese ist der Ausdruck von beidseitig Neuseelands spitzwinklig gegeneinander gerichteten Konvektionsströmungen. Nicht Rückland eines kontinentwärts wandernden Orogengürtels, sondern Zentrum einer mobilen Kontinentalscholle, die als Ganzes zusammengestaucht und zerschert wird, ist Neuseeland eher atypisch als Beispiel randpazifischer Tektonik.

---

Along the western side of the Chilean-Argentinian Andes, Tertiary folding was of little importance. While Andean folding gradually migrated eastwards, old lineaments that trend diagonally to the cordillera and coast were reactivated in the western backland, and control as cross-faults the formation of local basins along the continental margin. Thickness and facies distribution of the young sediments indicate continuing up and down movement of the various fault blocks. Quaternary volcanism in the Andes is controlled by similarly NW- and SW-trending fracture systems, which therefore appear to be the principal zones of weakness in a field of mainly tensional stress. There is no evidence of regional strike-slip faulting parallel to the coast.Basically there is no difference in type and pattern of faulting between Coastal Cordillera, Central Valley and Andes. The Central Valley is no typical graben or fault trough. The entire region alike is characterized by tensional rather than compressional tectonics. Thus the continental margin is not an area of shortening of the crust, but one of surficial rupture and break-down due to tension. Compression and folding only occur further inland. The retrograde development along the continental margin thus appears in direct relation with the observed eastward migration of successive folding phases towards the continent.The off-shore Peru-Chile trench is regarded as a tectonically neutral area with respect to the Pacific, oceanic plate and the continental block of South America, which move towards each other. As indicated by geophysical and oceanographic data, there is neither compression nor tension in this trench, but purely subsidence.New Zealand at the same southern latitude but west of the Pacific is located in the trend of island arcs of different ages, that have developed in front of the old, Australian craton. Pacific type active continental margins are only in evidence in the extreme NE and SW, where New Zealand joins up with the present-day island arcs of the Tonga-Kermadec and Macquarie ridges. These margins are oriented towards the Pacific in the NE, but towards the Tasman oceanic basin in the SW. Contrary to Chile, there is predominance of compression, with the principal horizontal stress oblique to the main regional strike. The structure of New Zealand is dominated by large, right-lateral transcurrent faults that trend nearly parallel to the Pacific margin.The presently active Kaikoura orogeny probably is related to two different convection systems, which exist in different directions both east and west of New Zealand. Unlike Chile, the area is not backland of an orogenic belt that migrates towards the continent, but rather the central portion of a highly mobile, comparatively small continental block which is being actively compressed, streched and torn by forces from both sides. As such New Zealand is rather atypical as an example of Pacific-margin tectonics.

---

Résumé Le long de la côte ouest des Andes chiliennes, le plissement tertiaire a été insignifiant. Tandis que les phases successives du cycle orogénétique andin se déplaçaient vers l'est, de vieux linéaments réactivés en direction transversale par rapport à la côte et la cordillère caractérisent l'arrière-pays à l'ouest. Comme systèmes de failles conjugées ils contrôlent, le long du bord continental, la formation de bassins sédimentaires locaux. La distribution des épaisseurs et faciès indique qu'il y a eu continuellement des mouvements verticaux vers le haut et vers le bas dans les blocs faillés.Dans les Andes, le volcanisme quaternaire s'aligne dans les mêmes directions nord-ouest et sud-ouest; celles-ci se manifestent donc comme les principales zones de faiblesse dans ce domaine avant tout en extension. On ne peut observer nulle part de grandes failles de décrochement parallèles à la côte.En principe, il n'y a pas de différence — au point de vue tectonique de faille - entre la Cordillère de la Côte, la Vallée Centrale et les Andes; la Vallée Centrale n'est donc pas un fossé tectonique proprement dit. Les mêmes forces d'extension dominent de façon égale toute la région. Par conséquent, il n'y a pas de compression près de la bordure continentale, mais dilatation et destruction par rupture des parties superficielles de la croûte. On ne trouve de la compression et du plissement que dans les régions situées plus à l'intérieur du continent. La migration vers l'est qu'on observe dans les phases orogénétiques successives est considérée comme expression tectonique directement reliée au développement rétrograde qui a lieu dans l'arrière-pays à l'ouest.Entre les deux blocs du Pacifique et de l'Amérique du Sud — se déplaçant l'un vers l'autre -, le fossé sous-marin Pérou-Chili représenterait une zone neutre où il n'y a ni compression ni extension mais purement effondrement, comme l'indiquent les données géophysiques et océanographiques.La Nouvelle-Zélande, située à la même latitude mais à l'ouest du Pacifique, se trouve au milieu d'arcs insulaires de différents âges, qui se sont développés en face du vieux craton australien. Les caractères typiques d'une bordure continentale active ne se sont manifestés que dans les extrêmes nord-est et sud-ouest, où la Nouvelle-Zélande s'appuye aux arcs actuels de Tonga-Kermadec et Macquarie; ces arcs et bordures continentales actives sont orientés vers le Pacifique au nord-est, mais vers le bassin océanique du Tasman au sud-ouest. Contrairement au Chili, on constate plutôt une tectonique de compression, et la principale force horizontale est transversale à la direction structurelle régionale. Celle-ci est dominée par de grandes failles de décrochement qui sont à peu près parallèles à la bordure pacifique.L'orogénèse Kaikoura, actuellement active, serait la conséquence de deux systèmes de convection différents qui se sont développés à l'est et à l'ouest de la Nouvelle-Zélande. N'étant pas un arrière-pays par rapport à une zone orogénétique qui se déplace vers le continent, comme c'est le cas pour le Chili, la Nouvelle-Zélande est plutôt le centre d'un bloc continental extrêmement mobile, qui est à la fois comprimé et étiré, car il est activement soumis aux forces contradictoires du Pacifique et du Tasman. De cette façon, la Nouvelle-Zélande ne constitue pas un exemple typique de la tectonique du bord pacifique.

---

- . , , , . , - . , . . . , - - , . . , - . ; , , . ; , , . . Ha .Ha - . , , , , , . . . , - -, - , , . . , — . , . , . , . , . . , , , , .

     

The Precambrian metamorphic rocks of Ceylon

The Precambrian metamorphic rocks of Ceylon consist of basement gneisses, termed the Vijayan Series; which are overlain by supracrustal metasediments of the Highland Series and Southwest Group. All these rocks have been formed deep in the earths crust under PT conditions of the granulite facies. The apparent differences in metamorphic grade, structure and ultimately topographical expressions can be attributed to original differences in composition.An interpretation of all available geological, structural and geochronological data suggests that the Vijayan basement, quartzofeldspathic gneisses were formed at about 3000 m. y. The Highland Series-Southwest Group geosynclinal sediments were deposited on this basement and were metamorphosed at 2000 m. y. The Highland Series association of quartzite-marble-sillimanite garnet gneiss suggests a limestone-sandstone-shale derivation; while the Southwest Group hypersthene gneiss-metasedimentary sequence indicates a shale-greywacke parentage. The simple notherly trends of this orogen cuts and truncates the more complex Vijayan basement structures.At about 1200 m. y. the Vijayan basement was completely remobilized and at the same time hypersthene gneisses were formed in the Southwest Group. A final lowpressure metamorphic overprint at 650-450 m.y. formed cordierite, wollastonite and andalusite in rocks of appropriate composition in the Southwest Group; only locally affecting the Highland Series. Both the northwest trending Southwest Group and the northerly striking Highland Series can be considered a paired metamorphic belt, where respectively low P/T and intermediate P/T conditions were operative. The Vijayan is a basement complex of wet quartzofeldspathic gneisses in an intricate dome and basin tectonic style.

---

Zusammenfassung Die präkambrischen metamorphen Gesteine Ceylons bestehen aus Basis-Gneisen, genannt Vijayan-Serie, die überlagert sind von suprakrustalen Meta-Sedimenten (Paragesteinen), der Highland-Serie (Hochlandserie) und der Südwest-Gruppe. Alle diese Gesteine wurden tief in der Erdkruste unter PT-Bedingungen der Granulitfazies geprägt. Die deutlichen Unterschiede in Metamorphosegrad, Tektonik und letztlich in topographischer Hinsicht können ursprünglichen Unterschieden in der Zusammensetzung zugeordnet werden.Eine Interpretation aller erhältlichen geologischen, tektonischen und geochronologischen Daten weist darauf hin, daß die Vijayan-Liegendgneise ungefähr vor 3 Milliarden Jahren ihre metamorphe Prägung erhielten. Die Geosynklinalsedimente der Hochlandserie und Südwest-Gruppe wurden auf diesem Basement abgelagert und vor ca. 2 Milliarden Jahren metamorphisiert.Die Hochland-Gesteinsvergesellschaftung (Quarzite, Marmore, Sillimanit-Granat-Gneise) legt eine Kalkstein-Sandstein-Tonschiefer-Abkunft nahe, während die Hypersthengneis-Metasedimentabfolge der Südwestgruppe auf Tonund Grauwacke-Herkunft schließen läßt. Die nördlichen Hauptstreichrichtungen dieses einfach gebauten Orogens durchschneiden oder unterbrechen die mehr komplexen Strukturen der Vijayan-Liegendserie.Vor ca. 1,2 Milliarden Jahren wurde die Vijayan-Basisserie völlig remobilisiert, und zur selben Zeit wurden Hypersthengneise in der Südwestgruppe gebildet. Eine abschließende metamorphe Überprägung bei geringen Drucken vor 650 bis 450 Millionen Jahren formte Cordierit, Wollastonit und Andalusit in Gesteinen entsprechender (geeigneter) Zusammensetzung in der Südwestgruppe. Nur lokal wurden auch Gesteine der Hochlandserie davon betroffen.Beide Serien — die Hochlandserie und die Südwestgruppe — können als eine geteilte (gemeinsame) metamorphe Zone mit niedrigen bzw. mittleren P/T-Bedingungen angesehen werden. Die Vijayan-Basisserie ist ein Komplex von nassen Gneisen mit kompliziertem tektonischem Aufbau.

---

Résumé Les roches métamorphiques précambriennes de Ceylon consistent en un soussol de gneiss, nommé la «série de Vijayan». Elles sont recouvertes de métasédiments des «series des Highlands» et du «Groupe du Sud-Ouest». Toutes ces roches se sont formées profondement dans la crôute de la terre sous les conditions de pression et de température du faciès granulite. Les differences apparentes dans le degré métamorphique, la structure et finalement dans les expressions topographiques peuvent être attribués aux différences originales de composition.Une interprétation de toutes les données disponibles quelles soient géologiques, structurales et géochronologiques indiquerait que la gisement Vijayan (gneiss quartzofeldspatique) s'est formé il y a environ 3000 M. A. La série des Highlands et le groupe du Sud-Ouest, qui sont des sediments geosynclinaux, furent deposés sur ce gisement et furent métamorphisés il y a 2000 M. A. Les séries des Highlands, association de marbre, quartzite et de gneiss à grenat sillimanite indiquerait un passage du calcaire au grès, puis à l'argile schisteuse tandis que le groupe du Sud-Ouest formé de gneiss à hypersthene à séquence métasedimentaire indique une origine d'argile et grauwacke. Les directions principales vers le nord de cet orogène tronque les structures du gisement plus complexe de Vijayan.Il y a environ 1200 M. A. le gisement du Vijayan fut totalement modifé, et en même temps le gneiss à hypersthène s'est formé dans le groupe du Sud-Ouest. Un metamorphisme final à basse pression il y a 650-450 M. A. forma la cordiérite, la wollastonite et l'andalousite dans les roches de composition appropriée dans le groupe du Sud-Ouest, affectant seulement localement les séries du Highland. Le groupe du Sud-Ouest à direction nord-ouest et la série des Highlands à direction vers le nord peuvent tous les deux être considerés comme une double ceinture métamorphique, où respectivement les conditions de pression basse et intermediaire sont realisés. Le Vijayan est un gisement complexe du gneiss quartzofeldspathique « humide » dans un dôme et une bassine de style tectonique.

---

, Vijayan, (Paragesteine) (Highlandserie) - . . , . , , Vijayan . - 2 . — , , , - — - - , , — - — , . Vijayan. 1,2 Vijayan - - . - 650-450 , , . . — - — , ( ) , . Vijayan .

     

Sources of Nitrate in Ground Water in a Sewered Housing Development, Central Long Island, New York

Nitrate concentrations in ground water on Long Island, New York, have increased markedly in the last 30 years. A significant amount of this increase has been attributed to lawn and garden fertilizers in addition to cesspool and septic-tank discharges. The increase in nitrate concentration is of particular concern in the central and eastern part of the island, where ground water is the sole source of drinking water. Ground-water samples were collected from 14 wells screened near the water table in the sewered Twelve Pines housing development constructed in Medford, Suffolk County, in 1970. Samples were collected during 1972–79 and analyzed for total ammonium, organic nitrogen, and nitrate. Statistical analyses indicate that concentrations of nitrate-nitrogen in water from 10 of the wells increased significantly during 1972–79; those in water from the other four wells did not. Nitrogen loads were estimated to be 2,300 kg/yr from fertilizers, less than 80 kg/yr from irrigation water, 200 kg/yr from animals, and less than 670 kg/yr from precipitation. Leakage from sewers was considered negligible. Nitrate-nitrogen isotope ratios also suggest that the greatest source of nitrogen is from cultivation sources (either mineralized soil nitrogen or fertilizers) rather than human or animal wastes.     

A shear-mobile transform belt in the Precambrian Gondwanaland of Africa — South America

An Archaean-Lower Proterozoic mobile belt can be recognized in the West African — Brazilian — Southern African portions of Gondwanaland extending from the Kasila Group of Sierra Leone, through the Goias Belt of Central Brasil to the Namaqua Mobile Belt of Namibia (KGN). This belt is characterised by high shear strain deformation and high grade metamorphism and may represent a transform-shear mobile belt. Shear movement and displacement along the KGN during the Precambrian has affected the older cratons and controlled major secondary tensional and shear belts which are now recognized as younger Proterozoic mobile belts.

---

Zusammenfassung In den westafrikanisch-brasilianischen und südafrikanischen Bereichen Gondwanalands lÄ\t sich ein archaischer — unterer protezoischer — mobiler Gürtel erkennen, der sich von der Kasila Group von Sierra Leone über den Goias Gürtel Zentral-Brasiliens bis zum Namaqua Mobile Belt von Namibia (KGN) erstreckt. Dieser Gürtel ist charakterisiert durch hohe Spannungsdeformation und hochgradige Metamorphose. Er könnte einen mobilen Gürtel mit Transformschub darstellen. Scherbewegung und Verstellung entlang der KGN wÄhrend des PrÄkambriums hatten die Älteren Kratone erfa\t und kontrollierten grö\ere sekundÄre Dehnungs- und Schergürtel, die heute als jüngere mobile Gürtel des Proterozoikums angesprochen werden.

---

Résumé Une zone mobile d'âge archéen-protérozoÏque inférieur peut Être reconnue dans les parties du Gondwanaland de l'Afrique occidentale-Brésil-Afrique méridionale, depuis le Groupe de la Sierra Leone, en passant par la ceinture de Goia du Brésil central, jusqu'à la ceinture mobile de Namibie (KGN). Cette ceinture est caractérisée par une déformation cisaillante fortement prononcée et par un degré de métamorphisme élevé; elle peut représenter une ceinture mobile de faille transformante. Des mouvements de cisaillement et de déplacement de la KGN durant le Précambrien ont affecté les vieux cratons et ont conditionné les ceintures secondaires principales du point de vue de leur tension et de leur cisaillement, lesquelles sont maintenant reconnues comme des ceintures mobiles du ProtérozoÏque récent.

---

, , , : , (). . . , , , .

     

Implications of an anti-glitch in AXP/SGR

The recently observed anti-glitch of AXP 1E 2259+586 may be explained as the consequence of sudden accretion of retrograde matter. AXP/SGR are explained as single neutron stars accompanied by fallback matter from their natal supernovæ, including rocky or metallic planetesimals. The upper bounds on a glitch or anti-glitch in the giant outburst of SGR 1806-20 pose a problem for any model.     

Factors affecting the movement and persistence of nitrate and pesticides in the surficial and upper Floridan aquifers in two agricultural areas in the southeastern United States

Differences in the degree of confinement, redox conditions, and dissolved organic carbon (DOC) are the main factors that control the persistence of nitrate and pesticides in the Upper Floridan aquifer (UFA) and overlying surficial aquifer beneath two agricultural areas in the southeastern US. Groundwater samples were collected multiple times from 66 wells during 1993–2007 in a study area in southwestern Georgia (ACFB) and from 48 wells in 1997–98 and 2007–08 in a study area in South Carolina (SANT) as part of the US Geological Survey National Water-Quality Assessment Program. In the ACFB study area, where karst features are prevalent, elevated nitrate-N concentrations in the oxic unconfined UFA (median 2.5 mg/L) were significantly (p = 0.03) higher than those in the overlying oxic surficial aquifer (median 1.5 mg/L). Concentrations of atrazine and deethylatrazine (DEA; the most frequently detected pesticide and degradate) were higher in more recent groundwater samples from the ACFB study area than in samples collected prior to 2000. Conversely, in the SANT study area, nitrate-N concentrations in the UFA were mostly <0.06 mg/L, resulting from anoxic conditions and elevated DOC concentrations that favored denitrification. Although most parts of the partially confined UFA in the SANT study area were anoxic or had mixed redox conditions, water from 28 % of the sampled wells was oxic and had low DOC concentrations. Based on the groundwater age information, nitrate concentrations reflect historic fertilizer N usage in both the study areas, but with a lag time of about 15–20 years. Simulated responses to future management scenarios of fertilizer N inputs indicated that elevated nitrate-N concentrations would likely persist in oxic parts of the surficial aquifer and UFA for decades even with substantial decreases in fertilizer N inputs over the next 40 years.