Provisional Elemental Values for IAEA‐Sewage Sludge by Instrumental Neutron Activation Analysis

The International Atomic Energy Agency (IAEA) organised a proficiency test (PT), IAEA‐CU‐2010‐02, for the determination of elements in sewage sludge. The PT sample was analysed by semi‐absolute standardless k₀‐instrumental neutron activation analysis (k₀‐INAA). Results for seven elements (As, Co, Cr, Fe, Hg, Se, Zn) were submitted to the IAEA by our laboratory. All of our results were scored ‘acceptable’ by the ‘result evaluation criteria’ adopted by the IAEA. The same analytical methodology produced quantitative results for twenty‐six additional elements. In total, thirty‐six elements were determined with uncertainty varying from 4 to 11%. This paper presents the provisional mass fractions of twenty‐six additional elements (Ag, Al, Br, Ca, Ce, Cl, Dy, Eu, Ga, Hf, I, K, La, Mg, Mn, Na, Rb, Sb, Sc, Sm, Ta, Tb, Th, V, U, W) not reported by the IAEA. The analytical methodology was discussed with important sources of spectral, nuclear and fission‐product interferences. It was shown that the important components of uncertainties were the k₀ factor, Q₀ factor, detector efficiency, mass and counting statistics. The methodology was validated by analysing the IAEA‐S7 reference material.     

An Optimised 1,10‐Phenanthroline Method for the Determination of Ferrous and Ferric Oxides in Silicate Rocks,Soils and Minerals

A precise, accurate and rapid method for the sequential determination of FeO and Fe₂O₃ in rocks, soils and some non‐refractory minerals by 1,10‐phenanthroline spectrophotometry is described. Fe(II) and Fe(III) were leached from the sample (?200 mesh) using a mixture of NH₄HF₂ and H₂SO₄ at 40–80 °C for 10 min on a hot plate. Both Fe(II) and Fe(III) could be conveniently estimated sequentially from the same reaction mixture at the μg g^?1 to percentage level. The method is better than the existing wet chemical methods, including the commonly used Pratt's titrimetric redox method, for Fe(II) and Fe(III) determinations in rock and soil samples in terms of precision, accuracy and rapidity. The throughput of the method was very high; at least forty to fifty samples could be estimated easily in a day. The results obtained compare favourably with those obtained by Pratt's method, as well as for certified/recommended values of a set of eleven certified reference materials having FeO and Fe₂O₃ contents in the range 0.21–14.63% and 0.58–8.48%, respectively. The optimised 1,10 phenanthroline method was found to be accurate to within 0.21% m/m FeO and 0.30% m/m Fe₂O₃ compared with the literature values of the certified reference materials studied.     

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.     

Les orthomicaschistes,produits de la déformation cisaillante ductile synmétamorphe de granites avec transfert de matière : principaux caractères et exemples dans la chaîne varisque du Sud de la France

Résumé

Dans le segment varisque français, les associations d’orthogneiss et de micaschistes sont généralement interprétées comme correspondant originellement soit à des couples socle granitique -couverture pélitique, soit à des granités intrusifs dans un encaissant pélitique, soit encore à des séries détritiques ou volcano-détritiques. Certaines d’entre elles résultent en fait de la déformation cisaillante ductile hétérogène synmétamorphe d’anciens granités, associée à d’importants transferts de matière.

Cette interprétation se fonde essentiellement sur la reconnaissance dans des zones de cisaillement ductile de passages progressifs entre orthogneiss et micaschistes. Cette évolution, qui correspond à une séquence blastomylonitique ou sub-blastomylonitique, est caractérisée par une recristallisation complète, ou quasi-complète, dès le stade orthogneiss, accompagnée par une modification chimique marquée par une perte en Si, Ca et Na et une concentration corrélative en Al, Fe, Mg et Ti. Une telle évolution aboutit à des orthomicaschistes, roches entièrement recristallisées et à foliation bien définie, distincts des phyllonites et analogues aux « micaschistes rétrogrades ». Les associations métagranites - orthogneiss - orthomicaschistes reconnues occupent des surfaces allant de 50 à 500 km2 et l’épaisseur des nombreux niveaux d’orthomicaschistes va de quelques centimètres a plusieurs hectomètres.

En conséquence, dans les régions affectées par une intense déformation cisaillante ductile synmétamorphe, les transformations de granités peuvent être plus variées, plus importantes et plus généralisées qu’on ne l’admettait jusqu’ici.     

Processus dynamiques dans la distribution des sédiments de la plate-forme continentale du Rio Grande do Sul (Brésil)

Resume

Ce travail présente les processus qui ont contribué à la distribution des sédiments superficiels de la plateforme continentale du Rio Grande do Sul-Brésil. Cette plateforme est recouverte par quatre populations granulométriques : sable très grossier à moyen, sable fin à très fin, silt et argile. Un régime sédimentaire terrigène prédomine sur la plate-forme et le talus continental de la région étudiée, avec la présence considérable de sédiments reliques et palimpsestes. Les sédiments modernes sont restreints et liés à l’influence du fleuve de la Plata et de la lagune des Patos. La présence de sédiments grossiers au bord externe de la plate-forme continentale peut être expliquée par la conjonction de l’effet de seuil et des ondes internes qui ne permettent pas, dans les régions Nord et Sud, le dépôt de sédiments fins sur les sédiments plus grossiers. Dans la région centrale, ces effets sont réduits par la structure morphologique dénommée « Cône du Rio Grande », ce qui explique la présence de sédiments fins dans cette zone.     

Reconnaissance par sismique réfraction de la décompression et de l’instabilite des falaises vives du Bessin (Normandie,France)

Résumé

Les falaises normandes du Bessin (France) sont constituées par une succession de formations calcaires et marneuses. De nombreux mouvements de terrain, parfois de grande ampleur, affectent périodiquement ces falaises. La faible résistance mécanique des marnes, mise en évidence lors de l’étude du récent glissement du Bouffay de 1981, a dû être favorisée par un fluage associé à la décompression des calcaires sus-jacents suivant un type de déformation qui peut être observé dans un mouvement quaternaire fossilisé (vallon du Pisseau). Grâce à une reconnaissance systématique de la zone décomprimée par la petite sismique réfraction, des relations simples sont établies, permettant d’évaluer le volume décomprimé â partir des caractéristiques géométriques et lithologiques de la falaise. Ce volume semble définir l’enveloppe à l’intérieur de laquelle les mouvements sont susceptibles d’intervenir.     

Tectono-sedimentary evolution of the Upper Prealpine nappe (Switzerland and France): nappe formation by Late Cretaceous-Paleogene accretion

Abstract

The Upper Prealpine nappe of the Swiss and French Prealps consists of a composite stack of various tectonic slivers (Gets, Simme, Dranse and Sarine sub-nappes, from top to bottom). The structural superposition and stratigraphic content of the individual sub-nappes suggests a successive stacking at the South Penninic/Adriatic transition zone during the Late Cretaceous and Early Paleogene. The present paper deals with two aspects. (1) new data obtained from the Complexe de base Series of the Dranse sub-nappe which underlies the Helminthoid Sandstone Formation, and (2) the development of a geodynamic accretionary model for the Upper Prealpine nappe stacking.

The Complexe de base Series reveals a succession of black shales at the base, grading upward into variegated red/green and red shales which were deposited in an abyssal plain environment starved of clastic input. It is overlain by the Helminthoid Sandstone Formation. The combined analysis of planktic and agglutinated benthic foraminifera and comparisons with other Tethyan series suggest an Albian to Campanian age of the Complexe de base succession. Tectonic transport of the abyssal plain segment into a trench environment allowed for the stratigraphic superposition by the Helminthoid sandstone sequence. The present findings combine well with the general scheme of the Upper Prealpine nappe stack and several single results on parts of the nappe stack. We take that opportunity to present a comprehensive model for the tectono-sedimentary evolution of the Upper Prealpine nappe.

We suggest that Late Jurassic-Early Cretaceous asymmetric (?) extension at the South Penninic-Adriatic margin created an extensional alloehthon. Later during the mid-Cretaceous, the start of convergence drove the obduction of oceanic crust on the northern margin of the extensional allochthon. The resulting ophiolitic/continental source supplied clasts to the trench basin in front (Manche turbidite series), and the backarc basin (Mocausa Formation) and abyssal plain (Perrières turbidite series) to the South. During Middle to Late Coniacian the main Adriatic margin was thrusted over the obductionrelated mixed belt and established an incipient accretionary prism containing the former trench, backarc and abyssal plain basin fill series. During this stage the Gueyraz (melange) Complex formed, which separates the trench series from the retroarc and abyssal plain formations. On top of the incipient accretionary prism a forearc basin developed hosting the Hundsrück Formation. The frontal abyssal plain formation (Complexe de base) still received few turbiditic intercalations. From Campanian time on, the forearc basin was bypassed and deposition of the Helminthoid Sandstone Formation occurred on the Complexe de base succession. During the Maastrichtian the abyssal plain and trench fill succession (Dranse nappe) was accreted to the incipient wedge, and in front of a newly active buttress, the Gurnigel trench basin was established. Another accretionary event during latest Paleocene/earliest Eocene added parts of that trench series to the base of the wedge (Sarine nappe). During the Late Eocene the accretionary wedge and remaining trench fill series (Gurnigel nappe) were thrusted en-bloc over the Middle Penninic limestone nappes and partly overtook the latter. Continued shortening of the resulting nappe pile and out-of-sequence thrusting accomplished the overriding of the Middle Penninic units over the former South Penninic Gurnigel trench series (inversion of palaeogeographic domains).     

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.     

Storm-driven shelf-to-canyon suspended sediment transport at the southwestern Gulf of Lions

Shelf-to-canyon suspended sediment transport during major storms was studied at the southwestern end of the Gulf of Lions. Waves, near-bottom currents, temperature and water turbidity were measured on the inner shelf at 28-m water depth and in the Cap de Creus submarine canyon head at 300 m depth from November 2003 to March 2004. Two major storm events producing waves H_s>6 m coming from the E–SE sector took place, the first on 3–4 December 2003 (max H_s: 8.4 m) and the second on 20–22 February 2004 (max H_s: 7 m). During these events, shelf water flowed downcanyon producing strong near-bottom currents on the canyon head due to storm-induced downwelling, which was enhanced by dense shelf water cascading in February 2004. These processes generated different pulses of downcanyon suspended sediment transport. During the peak of both storms, the highest waves and the increasing near-bottom currents resuspended sediment on the canyon head and the adjacent outer shelf causing the first downcanyon sediment transport pulses. The December event ended just after these first pulses, when the induced downwelling finished suddenly due to restoration of shelf water stratification. This event was too short to allow the sediment resuspended on the shallow shelf to reach the canyon head. In contrast, the February event, reinforced by dense shelf water cascading, was long enough to transfer resuspended sediment from shallow shelf areas to the canyon head in two different pulses at the end of the event. The downcanyon transport during these last two pulses was one order of magnitude higher than those during the December event and during the first pulses of the February event and accounted for more than half of the total downcanyon sediment transport during the fall 2003 and winter 2004 period. Major storm events, especially during winter vertical mixing periods, produce major episodes of shelf-to-canyon sediment transport at the southwestern end of the Gulf of Lions. Hydrographic structure and storm duration are important factors controlling off-shelf sediment transport during these events.