Holographic interferometry study of the dissolution and diffusion of gypsum in water

We have performed holographic interferometry measurements of the dissolution of the (0 1 0) plane of a cleaved gypsum single crystal in pure water. These experiments have provided the value of the dissolution rate constant k of gypsum in water and the value of the interdiffusion coefficient D of its aqueous species in water. D is 1.0 × 10⁻⁹ m² s⁻¹, a value close to the theoretical value generally used in dissolution studies. k is 4 × 10⁻⁵ mol m⁻² s⁻¹. It directly characterizes the microscopic transfer rate at the solid-liquid interface, and is not an averaged value deduced from quantities measured far from the surface as in macroscopic dissolution experiments. It is found to be two times lower than the value obtained from macroscopic experiments.     

Geometry and kinematics of brittle deformation in the Central Cameroon Shear Zone (Kékem area): Implication for gold exploration within the Central Africa Fold Belt in Cameroon

The Central Africa Fold Belt (CAFB) is a collision belt endowed with gold deposits in Eastern Cameroon area mined for about 50 years. However, favorable areas for gold exploration are poorly known. This paper presents (1) the kinematics of the brittle deformation in the Kékem area in the SW portion of the Central Cameroon Shear Zone and (2) constraints gold mineralization events with respect to the collisional evolution of the CAFB. The authors interpret that the conjugate ENE to E and NNW to NW trending lineament corresponds to the synthetic (R) and the antithetic (R’) shears, which accompanied the dextral slip along the NE to ENE striking shear. The latter coincides with the last 570–552 Ma D₃ dextral simple shear-dominated transpression, which is parallel to the Bétaré Oya shear zone hosting gold deposits. Gold mineralizations, which mainly occurred during the last dextral shearing, are disseminated within quartz veins associated to Riedel’s previous structures reactivated due to late collisional activities of the CAFB as brittle deformation. Gold mineralizations occurred mainly during the 570–552 Ma D₃ event. The reactivation, which might be due to dextral simple shear during mylonitzation, plausibly remobilized the early gold deposits hosted in syn-compressional rocks and/or possibly focused deep-sourced fluid mixed with those released by dehydration. Therefore, the Central Cameroon Shear Zone where Kékem is located, and which shows similar petrographical and structural features to those controling Batouri gold district, is a target area for gold exploration in Cameroon.     

基于激光扫描和构造分析的紫云苗厅“双穹顶结构”成因机理初步研究

隶属于贵州格必（凸）河伏流洞穴系统的紫云苗厅,是世界上已知探明体积和表面积最大的洞厅,平面投影面积仅次于马来西亚的沙捞越大厅。2014年英国研究人员采用Riegl VZ-400三维激光扫描仪首次对整个苗厅进行了地面激光扫描,本研究通过激光扫描数据并结合地质构造背景分析,对苗厅基本形态特征及其控制因素获得了如下新认识：（1）苗厅整体由两个洞厅与一段大型廊道（极有可能是世界上跨度最大的洞穴廊道）共同构成,在形态上则是两个穹顶与一个拱顶相连接,总体呈“凹”字形。点云切片显示苗厅为鞍部（上部）水平截面呈两个独立又相互关联的多边形且底座并联的“双穹顶”特殊结构;（2）苗厅鞍部的多边形系多期地质构造错动所致,产生了不同方向、不同等级的断裂和节理体系,在区域内形成了具有格子状构造的格局,密集的裂隙交汇于苗厅使得溶蚀作用最为发育;（3）苗厅发育在交麻向斜核部下二叠厚层—块状石灰岩地层中,向斜底部的开张裂隙为地下水进入提供了良好的构造条件,是苗厅能发育成世界级巨大洞厅一个不可忽略的关键因素;（4）苗厅还存在上层洞道,与区域内的层状洞穴共同反映了地质历史时期构造抬升与河流下切的双重作用。推测早期有其它多股水流从高处共同汇聚于苗厅,共同掏蚀出巨大的地下空间,并经历了从潜流带到包气带的转换,才最终形成现今所见的宏大洞厅;（5）根据地貌形态与地质构造的关系,“双穹顶”的发育暗示了有利于形成超大地下洞厅的特殊地质构造也是相邻成对的。     

Analysis of boundary friction effect on the homogenization process of compacted bentonite/claystone mixture with technological voids upon hydration

Pre-compacted MX80 bentonite/Callovo-Oxfordian (COx) claystone mixture has been proposed to backfill and seal the underground galleries for radioactive waste disposal in France. While emplacing these pre-compacted blocks, technological voids are created between the blocks and the host rock and among the blocks themselves. It is expected that homogenization process will take place over time for the structure constructed with pre-compacted blocks upon hydration. This study investigated the boundary friction effect on such a process. Results showed that after the filling of technological voids, the soil far from the technological voids would swell further, while those near the voids would be compressed under the welling pressure generated by the soil behind, resulting in an increase in homogeneity in terms of dry density distribution. However, this homogenization process would stop after a certain time. Further examination showed that the homogenization process ended when the maximum boundary friction force became equal to or higher than the vector sum of swelling forces in the radial direction. Based on the force equilibrium and the mass conservation, the final dry density distribution was estimated. Comparison between the estimation and the measurement showed a good agreement, indicating the relevance of the identified mechanism related to boundary friction.

     

Determination of Radiogenic 87Sr/86Sr and Stable δ88/86SrSRM987 Isotope Values of Thirteen Mineral,Vegetal and Animal Reference Materials by DS‐TIMS

This work presents new ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and δ^88/86Sr_SRM987 isotopic values of thirteen mineral, vegetal and animal reference materials. Except for UB‐N, all our results are consistent with previously published data. Our results highlight intermediate precisions among the best presently published and a non‐significant systematic shift with the calculated δ^88/86Sr_SRM987 mean values for the three most analysed reference materials in the literature (i.e., IAPSO, BCR‐2 and JCp‐1). By comparison with the literature and between two distinct digestions, a significant bias of δ^88/86Sr_SRM987 values was highlighted for two reference materials (UB‐N and GS‐N). It has also been shown that digestion protocols (nitric and multi‐acid) have a moderate impact on the δ^88/86Sr_SRM987 isotopic values for the Jls‐1 reference materials suggesting that a nitric acid digestion of carbonate can be used without significant bias from partial digestion of non‐carbonate impurities. Different δ^88/86Sr_SRM987 values were measured after two independent Sr/matrix separations, according to the same protocol, for a fat‐rich organic reference material (BCR‐380R) and have been related to a potential post‐digestion heterogeneity. Finally, the δ^88/86Sr_SRM987 value differences measured between animal‐vegetal and between coral‐seawater reference materials agree with the previously published results, highlighting an Sr isotopic fractionation along the trophic chain and during carbonate precipitation.     

Geological and archaeological chronology of a late Holocene coastal enclosure: The Sanguinet lake (SW France)

Sanguinet lake is separated from the Atlantic Ocean by a wide Holocene coastal dunes system in SW France. The present day lake level is 21 m above mean sea level (msl). It formed when aeolian sand closed the mouth of the small La Gourgue river which gradually became a lagoon and then a lake. Dated sub‐lacustrine archaeological remains (human settlements, canoes, and wooden architectural structures), as well as paleoenvironmental evidence (drowned tree stumps and lagoonal deposits exposed on the beach) are used to interpret the formation and chronology of lake level rise during the past 4000 years. Around 2000–1650 B.C., the river flowed into a lagoon or an estuary which connected with the ocean west of the present Sanguinet Lake. Its level was affected by the tide, which ranged between 2 m below and 3 m above msl. The accumulation of aeolian sand before 1500–1000 B.C. began to close the connection with the sea. At this time, the elevation of the surface of the lake water was approximately 5 m above msl, but it still remained connected to the ocean. Around 1000 B.C., the lake level rose quickly by 1 to 2 m during a period of renewed mobility of the coastal aeolian sand, and continued to rise slowly until about 100 A.D. when there was a gradual closure of the lake outlet. This rise forced people who were living on the lake shore and along the rivers to move to higher land along the valley. The nearby Gallo‐Roman site of Losa was settled at the end of the 1st century B.C.; then the final blocking of the outlet occurred because of spit growth as a result of north‐south littoral drift accompanied by the deposit of aeolian sand. This led to the lake level rising rapidly. Consequently, Losa was abandoned in the 3rd century A.D. and ruins of its temple (at 17 m above msl) were submerged in the 6th century. Further oscillations of the lake level probably correspond to water table fluctuations before it became stable at around 1000 A.D. The highest lake level (23.35 m) was reached during the 18th century as a consequence of modern dune formation, and thus was artificially reduced to 21 m in 1840 by construction of an overflow channel. © 2008 Wiley Periodicals, Inc.     

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.