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1.
Boron isotope variations in nature: a synthesis   总被引:9,自引:0,他引:9  
The large relative mass difference between the two stable isotopes of boron, 10B and 11B, and the high geochemical reactivity of boron lead to significant isotope fractionation by natural processes. Published 11B values (relative to the NBS SRM-951 standard) span a wide range of 90. The lowest 11B values around — 30 are reported for non-marine evaporite minerals and certain tourmalines. The most 11B-enriched reservoir known to date are brines from Australian salt lakes and the Dead Sea of Israel with 11B values up to +59. Dissolved boron in present-day seawater has a constant world-wide 11B value of + 39.5. In this paper, available 11B data of a variety of natural fluid and solid samples from different geological environments are compiled and some of the most relevant aspects, including possible tracer applications of boron-isotope geochemistry, are summarized.
Résumé La grande différence relative de masse entre les isotopes stables du bore, 10B et 11B, et la grande réactivité geochimique du bore ont pour conséquence un fractionnement isotopique naturel important. Les valeurs de 11B publiées (par rapport au standard NBS SRM-951) varient de 90. Les valeurs de 11B les plus basses (–30) correspondent aux evaporites non-marines et à certaines tourmalines. Le réservoir le plus enrichi en 11B est représenté par les saumures des lacs salés d' Australie et par la Mer Morte en Israël, qui ont des valuers de 11B allent jusqu'à + 59. L'eau de mer a une valeur de 11B mondialement constante de + 39.5. Des valeurs de 11B des solutions naturelles ainsi que des roches et minéraux de différentes origines, publiées jusqu'à présent, sont présentées ici. En outre quelques aspects importants concernant la géochimie des isotopes du bore y compris quelques applications sont exposés.
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2.
The 18O and D values in mud-volcanic waters of the Taman Peninsula and Kakhetia vary from +0.7 to +10.0 and from –37 to –13 , respectively. These values increase as the Greater Caucasus is approached. The increase in 18O and D also positively correlates with fluid generation temperatures based on hydrochemical geothermometers. This is accompanied by changes in the chemical composition of waters, in which contents of alkali metals, HCO 3 ion, and boron increase, while the content of halogen ions (Cl, Br, J) decreases. Changes in the isotopic composition of water are also accompanied by the increase of 13 in methane and decrease of 11 B in clays. Analysis of formal models of the evolution of isotopic composition of mud-volcanic waters showed that mud volcanoes are recharged by freshened water from the Maikop paleobasin with an inferred isotopic composition of D –40 and 18 O –6. Based on this assumption, the 18O and D values observed in mud-volcanic waters can be explained not only by processes of distillation and condensation in a closed system, but also by combined processes of isotopic reequilibration in the water-illite-methane system.Translated from Litologiya i Poleznye Iskopaemye, No. 2, 2005, pp. 143–158.Original Russian Text Copyright © 2005 by Lavrushin, Dubinina, Avdeenko.  相似文献   

3.
The tableland of the northern Eifel consists of a whole series of levelling planations which descend like steps to the plain of the Lower Rhine or form broad terraces along the river valleys. A similar staircase structure can be seen in the Cretaceous range of the Aachener Wald. The oldest obliquely situated plateau of the Hohe Venn is a resurrected fossil peneplain which was formed before the Maastricht formation as can be proved by scanty remains of the flinty chalk (Maastricht) which still overlays this peneplain at the present time. Therefore the great elevation of the northern Eifel to heights of 2280 feet above sea-level did not follow until later than Upper Cretaceous.The indentation of this old Cretaceous peneplain presumably resulted in the formation of an older system of plateaus in Oligocene and in a system of young plateaus in Miocene which had the appearance of a staircase. These tableland systems originated in times of slight elevation in which superficial denudation must have predominated under the influence of a damp climate and intensive chemical decomposition of the rocks. During the Lower Miocene and Pliocene epochs considerable elevatory movements occurred which led occasionally to the formation of steep obsequent slopes at the edges of both systems. During the Lower Pleistocene epoch glacial conditions existed and at this time the main period of terrace formation occurred. In the course of this period there was a great gravel accumulation which was linked with lateral erosion and which, whith the aid of its valley terraces and rubble remains, can be traced as far as the foreland. A later, very marked incision of the rivers can be traced back to great elevations of land which occurred after this period. The rhythmic alternation of periods of elevation and inactivity can be seen in the morphological development of the northern Eifel. The individual periods of tableland and terrace formation can be related to corresponding sediments belonging to the Upper Tertiary and the Quaternary periods.
Résumé Le paysage en plateaux emboîtés du Nord de l'Eifel se compose de toute une série de surfaces de nivellement qui descendent en gradins vers la plaine basse du Rhin inférieur ou constituent de larges terrasses le long des vallées fluviales. Une pareille structure en plateaux étagés est décelable dans la petite montagne crétacée du Aachener Wald. Le plus ancien haut plateau incliné des Hautes Fagnes représente une ancienne pénépleine à nouveau exhumée qui s'est formée avant le Maastrichtien comme on peut le démontrer par des restes peu abondants d'éluvions à silex (pierre à feu) qui lui servait autrefois de couverture. Le fort soulèvement du Nord de l'Eifel jusqu'à des hauteurs de 760 au dessus du niveau de la mer ne s'est produit par conséquent qu'après le crétacé supérieure.Á l'oligocène, un système plus ancien de surfaces applanies étagées et au miocène, un système de surfaces plus jeunes ont été probablement entaillés en gradins dans cette ancienne pénéplaine crétacée. Ces systèmes de plateaux emboîtés ont pris naissance à des époques de faible soulèvement, où l'érosion en surface a dû prédominer sous l'influence d'un climat humide et d'une décomposition chimique intensive de la roche. Au miocène inférieur et au pliocène ils ont chaque fois produit des mouvements de soulèvement assez forts qui ont entraîné la formation de versants à profil plus abrupt au bord des deux systèmes. Dans les conditions glaciaires, du pleistocène ancien, de l'époque des principales terrasses, il se produisit un important remblaiement de cailloutis uni à une érosion latérale et que l'on peut suivre jusque dans les parties avancées du territoire à l'aide de ses terrasses de vallées et de ses restes de cailloutis. Une forte entaille ultérieure des fleuves remonte à de vastes soulèvements de terrain postérieurs à cette époque. C'est ainsi que dans l'évolution morphologique du Nord de l'Eifel s'exprime l'alternance rythmique de périodes de soulèvement et de repos. Les différentes époques de formations de hauts plateaux étagés et de terrasses peuvent être mises en relation avec des sédiments correspondants parallèles du tertiaire supérieur et du quaternaire de la baie du Rhin inférieur.

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4.
Oxygen and hydrogen isotope studies of a number of granite suites and mineral separates from the New England Batholith indicate that O18 can be used to discriminate the major granite protoliths. The granite suites previously subdivided on the basis of mineralogical and geochemical criteria into S-type (sedimentary) and I-type (igneous) have O18 values consistently higher in the S-type granites (10.4–12.5) than in the spatially related I-type plutons (7.7–9.9). There appears to be a systematic variation in O18 from the most S-type to the most I-type granites, the dividing point between the two occuring at O18 equal to 10. A group of leucocratic granites that form about half of the batholith and difficult to classify mineralogically and geochemically is found to have low O18 values (6.4–8.1), suggesting an affinity to the most I-type granites. A single leucogranite pluton with minor muscovite has a O18 of 9.6 which is significantly higher than other leucogranites indicating a different origin perhaps involving amphibole fractionation.The behavior of D in the plutonic rocks is much less systematic than O18. Excluding samples collected adjacent to major faults, the D values show a rough positive correlation with water content similar to, but less pronounced than, the trend previously observed in the Berridale Batholith, southeastern Australia. This relation is considered to reflect an interaction between meteoric water and the granites, the largest effect being observed in samples with the least amount of water. Of note is the generally lower D values of the upper Paleozoic New England Batholith compared with the Silurian Berridale Batholith. This difference may be related to a near equatorial paleolatitude of 22 °S in the Silurian and near polar paleolatitudes in the late Carboniferous that have been inferred for these regions. Granite samples collected from near major faults, and one ignimbrite sample of rhyodacite composition, have very low D values (less than –120) suggesting a much greater degree of interaction with meteoric water.  相似文献   

5.
Seawater intrusion in coastal agricultural areas due to groundwater abstraction is a major environmental problem along the northeastern coast of Australia. Management options are being explored using numerical modelling, however, questions remain concerning the appropriate level of sophistication in models, choice of seaward boundary conditions, and how to accommodate heterogeneity and data uncertainty. The choice of seaward boundary condition is important since it affects the amount of salt transported into the aquifers and forms the focus of the present study. The impact of this boundary condition is illustrated for the seawater-intrusion problem in the Gooburrum aquifers, which occur within Tertiary sedimentary strata. A two-dimensional variable-density groundwater and solute-transport model was constructed using the computer code 2DFEMFAT (Cheng et al. 1998). The code was tested against an experiment for a steady-state freshwater-saltwater interface and against the Elder (Elder 1967) free-convection problem. Numerical simulations show that the imposition of the commonly-used equivalent hydrostatic freshwater heads, combined with a constant salt concentration at the seaward boundary, results in overestimated seawater intrusion in the lower Gooburrum aquifer. Since the imposition of this boundary condition allows water flow across the boundary, which subsequently takes salt into the aquifer, a careful check is essential to estimate whether too much mass of salt is introduced.
Resumen La intrusión de agua salada en áreas agrícolas costeras a causa de la abstracción de aguas subterráneas es un problema medioambiental mayor a lo largo de la costa noreste de Australia. Se están explorando opciones de manejo mediante el uso de modelos numéricos, sin embargo, quedan pendientes cuestionamientos con respecto al nivel apropiado de sofisticación de los modelos, la elección de condiciones de límites hacia el mar y cómo acomodar la heterogeneidad y la incertidumbre de los datos. La elección de límites hacia el mar es importante ya que afecta la cantidad de sal transportada a los acuíferos y forma el centro de interés del presente estudio. Se ilustra el impacto de esta condición de límites para el problema de la intrusión de agua de mar en los acuíferos de Gooburrum, Queensland, Australia. Se construyó un modelo de transporte de solutos y de densidad variable de aguas subterráneas de dos dimensiones mediante el uso del código de computación 2DFEMFAT. El código se probó contra un experimento para una interfase de agua salada-agua dulce de estado constante y contra el problema de Elder de convexión libre. Las simulaciónes numéricas muestran que las cimas de agua dulce hidrostáticas equivalentes utlizadas comúnmente combinadas con una concentración de sal constante en el límite hacia el mar resultan en una sobreestimación de la intrusión de agua de mar en el acuífero bajo de Gooburrum. Puesto que la imposición de esta condición de límites permite flujo de agua a través de los límites, el cual subsecuentemente transporta sal al acuífero, una verificación cuidadosa es esencial para estimar si se introduce demasiada masa de sal.

Résumé Investigations numériques de lintrusion deau de mer à Gooburrum, Bundaberg, Queensland. Lintrusion deau salée due au captage deau souterraine dans les régions agricoles situées le long de la côte Nord-Est de lAustralie est un grave problème environnemental. Des solutions à ce problème sont présentement étudiées à laide de la modélisation numérique. Cependant des questions subsistent concernant le niveau de sophistication du modèle, le choix des limites le long de lintrusion salée et la manière daccommoder lhétérogénéité et lincertitude des données. Le choix de la limite le long de lintrusion deau salée est important puisque cette limite détermine la quantité de sel transporté dans laquifère et constitue le sujet de la présente étude. Leffet du choix de cette limite est bien illustré par le problème dintrusion deau salée dans les aquifères de Gooburrum, Queensland, Australie. Un modèle bidimensionnel découlement à densité variable et de transport de solutés a été conçu en utilisant le code 2DFEMFAT. Ce code a été testé avec une expérimentation ayant pour objet lécoulement en régime permanent dune interface eau salée/eau douce. Il a aussi été mis à lépreuve par le problème de convection libre de Elder. Les simulations numériques révèlent que limposition de la limite communément utilisée, quon appelle la «charge hydrostatique équivalente deau douce», conduit, dans le cas o lon a une concentration constante en sels le long de lintrusion deau salée, à une surestimation de lintrusion deau salée dans laquifère inférieur de Gooburrum. Puisque que cest limposition de cette limite qui permet lécoulement de leau au-delà de la frontière de laquifère, ce qui introduit subséquemment du sel dans laquifère, une vérification minutieuse doit tre effectuée afin de contrôler la quantité de sel introduit.
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6.
Summary A set of 354 sulphur isotope data from the Bleiberg deposit, the type deposit of Alpine low temperature carbonate hosted Pb–Zn deposits (APT deposits), is critically evaluated applying statistical methods. The sulphur isotope patterns vary significantly among the ore horizons. This suggests a long lasting and polyphase mineralisation system. The sulphur isotope composition of barite corresponds to that of Carnian seawater (i.e. 16 34S). The 34S values of the iron sulphides correspond to data from sedimentary iron sulphides. Pb and Zn sulphides are characterized by three normally distributed 34S populations with mean values of –6 to –8, –13 to –18, and –25 to –29. Heavy sulphur (>–10 34S) indicates contribution of sulphide sulphur from epigenetic-hydrothermal fluids, whereas light sulphide sulphur (<–21 34S) was produced by sulphur – reducing bacteria. The intermediate population is explained by mixing of sulphur derived from these two sources. Other sources of local importance, however, can not be excluded. The isotope populations correspond only partly to the paragenetic ore stages. The sulphur isotope patterns in the APT deposits are regionally different. Data from other low-temperature sediment-hosted Pb–Zn deposits support the proposed interpretation. A comparison demonstrates that the sulphur isotope patterns of APT deposits correspond to patterns of the Irish type deposits, but are different to those of Mississippi Valley type deposits.Supplementary material to this paper is available in electronic form at http://dx.doi.org/10.1007/s00710-004-0071-3  相似文献   

7.
New sulphur and sulphate-oxygen isotope measurements for the main discordant and stratiform lead-zinc-barite orebodies at Silvermines Co. Tipperary, allow reappraisal of previously offered differing interpretations (Graham, 1970; Greig et al., 1971) of the bearing of sulphur isotopes on the genesis of this important Irish deposit. The following aspects of the data are confirmed: barite 34 S-values range from 17–21, similar to lower Carboniferous seawater sulphate: stratiform sulphide lens pyrites have 34 S-values ranging from –13 to –36; vein sulphide 34 S-values range from –8 to 4; sulphide 34 S-values increase upwards and outwards respectively in the related discordant and stratiform G orebodies; galena-sphalerite isotope palaeotemperatures are not too consistent, ranging from 40 to 430°C (using the calibration of Czamanske and Rye (1974). New facts are as follows: barite 18O-values range from –13 to –17, stratiform barites ranging from 13 to 14.5; sulphides separated from a single stratiform ore lens hand specimen usually have 34 Ssl > 34 Sga > 34 Spy; the outward decrease in 34 S-values in the stratiform G orebody is confined to the first few hundred feet only; pyrite 34 S-values progressively increase downwards through one stratiform sulphide orebody; yet variations of 13 occur within a single colloform pyrite structure from another stratiform orebody. It is concluded that there were at least two sources of sulphur, seawater sulphate and deep-seated sulphur. The former was the dominant source of all sulphate and, via biogenic reduction, of the sulphur in the bulk of the stratiform sulphide. The latter was the source of the sulphur in the vein sulphides. There was minimal isotopic interaction between the cool seawater sulphate and the warm unwelling ore fluid sulphur species, even though the latter precipitated under near isotopic equilibrium conditions when the temperature dropped and/or the pH and Eh increased. The lack of isotopic equilibrium between pyrite and ore sulphides in the stratiform ore lenses may result from the latter having precipitated slightly later than the former because of solubility relationships. Overall the present isotopic evidence supports considerable geological evidence favoring a syngenetic origin for the stratiform Silvermines orebodies.  相似文献   

8.
Hydrothermally-altered mesozonal synmetamorphic granitic rocks from Maine have whole-rock 18O (SMOW) values 10.7 to 13.8. Constituent quartz, feldspar, and muscovite have 18O in the range 12.4 to 15.2, 10.0 to 13.2, and 11.1 to 12.0, respectively. Mean values of Q–F ( 18Oquartz 18Ofeldspar)=2.4 and Q–M ( 18Oquartz 18Omuscovite)=3.3 are remarkably uniform (standard deviations of both are 0.2). Measured Q–F and Q–M values demonstrate that the isotopic compositions of the minerals are altered from primary magmatic 18O values but that the minerals closely approached oxygen isotope exchange equilibrium at subsolidus temperatures. Analyzed muscovites have D (SMOW) values in the range –65 to –82.Feldspars in the granitic rocks are mineralogically altered to either (a) muscovite+calcite, (b) muscovite+calcite+epidote, (c) muscovite+epidote, or (d) muscovite only. A consistent relation exists between the assemblage of secondary minerals and the oxygen isotope composition of whole rocks, quartz, and feldspar. Rocks with assemblage (a) have whole-rock 18O>12.1 and contain quartz and feldspar with 18O>13.8 and >11.4, respectively. Rocks with assemblages (b), (c), and (d) have whole-rock 18O<11.4 and contain quartz and feldspar with 18O< 13.1 and <11.0, respectively. The correlation suggests that the mineralogical alteration of the rocks was closely coupled to their isotopic alteration.Three mineral thermometers in altered granite suggest that the hydrothermal event occurred in the temperature range 400°–150° C, 100°–150° C below the peak metamorphic temperature inferred for country rocks immediately adjacent to the plutons. Calculations of mineral-fluid equilibria indicate that samples with assemblage (a) coexisted during the event with CO2-H2O fluids of and 18O=10.8 to 12.2 while samples with assemblages (b), (c), or (d) coexisted with fluids of and 18O=9.4 to 10.1. Compositional variations of the hydrothermal fluids were highly correlated: fluids enriched in CO2 were also enriched in 18O. Because CO2 was added to the granites during hydrothermal alteration and because fluids enriched in CO2 were enriched in 18O, some or all of the variation in 18O of altered granites may have been caused by addition of 18O to the rocks during the hydrothermal event. The source of both the CO2 and 18O could have been high-18O metasedimentary country rocks. The inferred change in isotopic composition of the granites is consistent with depletion of the metacarbonate rocks in 18O close to the plutons and with large volumes of fluid that were inferred from petrologic data to have infiltrated the metacarbonate rocks during metamorphism.A close approach of minerals to oxygen isotope exchange equilibrium in altered mesozonal rocks from Maine is in marked contrast to hydrothermally-altered epizonal granites whose mineral commonly show large departures from oxygen isotope exchange equilibrium. The difference in oxygen isotope systematics between altered epizonal granites and altered mesozonal granites closely parallels a differences between their mineralogical systematics. Both differences demonstrate the important control that depth exerts on the products of hydrothermal alteration. Deeper hydrothermal events occur at higher temperature and are longer-lived. Minerals and fluid have sufficient time to closely approach both isotope exchange and heterogeneous chemical equilibrium. Shallower hydrothermal events occur at lower temperatures and are shorter-lived. Generally there is insufficient time for fluid to closely approach equilibrium with all minerals.  相似文献   

9.
The Araripe Plateau in northeastern Brazil has an area of about 8,000 km2, confined by 39°05E and 40°55E, and 7°10S and 7°50S. Due to high permeability of soils, a surface drainage system is practically inexistent. Water is stored in excavations with clayey soil, the barreiros. Monthly samples were taken for 18O measurements, from September 1999 to August 2000, from four barreiros, three dug wells and five drilled wells. Results show that (1) groundwaters in the eastern part of the plateau are derived from present-day rainfall (18O–3.2), whereas groundwaters in the western portion are isotopically different (18O–5.0); (2) barreiros are strongly marked seasonally by elevated 18O during the dry period due to elevated evaporation; (3) a dug well at a distance of 30 m from a barreiro exhibits 18O similar to that of the reservoir, indicating a strong interaction between groundwater and surface water; and (4) a tubular well of 242-m depth, located in a fault, exhibits strong seasonal changes in 18O and electrical conductivity, revealing downward leakage between aquifers.  相似文献   

10.
Dakhla Oasis is located in the Western Desert of Egypt. Groundwater exploited from the Nubian Sandstone aquifer is the only available water resource in this area. This resource has been heavily exploited since 1960, which has led to a substantial decline in the potentiometric surface of the aquifer. A regional numerical groundwater flow model, calibrated under unsteady-state conditions, has been developed and used to investigate the hydrodynamic impacts of different groundwater management options on the potentiometry of the aquifer. To account for local details and to allow a precise analysis of pumping and the resulting drawdown in Dakhla Oasis, a local-scale model was developed by refining the grid cells in the calibrated regional model. The local-scale model gave a detailed picture about the expected drawdown due to the different groundwater management options in the next 100 years. The simulated results indicated that the planned increase in groundwater extraction will have a major impact on groundwater flow patterns in the whole area located southwest of Dakhla Oasis.
Resumen El oasis Dakhla está situado en el gran desierto occidental de Egipto. El agua subterránea que se extrae del acuífero de roca arenosa nubia es la única fuente de agua disponible en esta área. Este recurso ha sido explotado en medida considerable desde 1960. Este hecho he causado una disminución sustancial en la superficie potenciométrica del acuífero. Se ha desarollado un modelo de flujo de agua subterránea numérico regional calibrado bajo condiciones de estado variable. Este modelo se ha utilizado para investigar el impacto hidrodinámico que diferentes opciones de manejo de aguas subterráneas tienen sobre la potenciometría del acuífero. Se desarolló un modelo de escala local mediante el refinamiento de las células de malla en el modelo regional calibrado con el objecto de involucrar los detalles locales y de permitir un análisis preciso del bombeo y disminución del nivel de aqua resultante en el oasis Dakhla. El modelo de escala local proporcionó un imagen detallada de la disminución de nivel esperada según las diferentes opciones de manejo de agua subterranea en los próximos 100 años. Los resultados simulados indican que el incremento de extración planificado en la agua subterránea tendrá un gran impacto en el patrón de flujo de agua subterranea en toda el area ubicada al suroeste del oasis de Dakhla.

Résumé Loasis de Dakhla est située dans la partie occidentale du désert dÉgypte. La seule source deau disponible dans la région provient de lexploitation de laquifère gréseux de Nubian. Cette ressource a largement été exploitée depuis 1960, résultant en la diminution significative de la surface piézométrique de laquifère. Un modèle numérique découlement régional de leau souterraine, calibré en régime transitoire, a été développé et utilisé afin détudier les impacts hydrodynamiques de différents scénarios de gestion de laquifère sur la surface piézométrique. Afin dinclure les particularités locales et de réaliser une analyse précise du pompage et du rabattement qui y est associé dans lOasis de Dakhla, un modèle local découlement a été développé en raffinant le maillage dans le modèle régional préalablement calibré. Le modèle local découlement fournit une image détaillée du rabattement prévu pour les cent prochaines années selon les différents scénarios de gestion de laquifère. Les résultats obtenus par simulation numérique indiquent que laugmentation prévue dans lexploitation de leau souterraine aura un impact majeur sur les patrons découlement de leau souterraine dans toute la région située au sud-ouest de loasis de Dakhla.
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11.
The Puu Hou littoral cones, on the south shoreline of Hawaii, were built in 5 days by steam explosions from two narrow lava streams of the 1868 Mauna Loa lava flows as they entered the sea. Explosions occurred in localized areas of both streams, from foci that migrated seaward as the flow built jetties into the sea. Debris, radially ejected from the migrating explosion centers, fell partly on land and partly at sea, and thus formed crescent shaped rims (half-cones) on land which overlap one another. The half-cones are breached through their centers by debris-free basalt corridors, because fragments that fell onto the flowing lava were carried seaward beyond the accumulating rims.Gray and red clastic layers are draped smoothly over the rim areas; thus the rims resemble anticlinal arches in cross section. Some beds can be traced from clastic layers on the ridges into irregular agglomeratic masses interbedded with basalt units of the source lava near the foci. The lower layers in the clastic sequence contain less olivine than those high in the sequence, which corresponds in time to an increasing olivine content during the 5 day flow, as recognized in the source lava.Fragments are angular to subangular blocks, lapilli and ash of crystalline basalt mixed with more abundant quickly chilled cognate material of similar sizes. The ash is mostly sideromelane in angular particles and rounded droplets (5–95%), tachylite (2–70%), crystalline basalt (1–40%), and broken olivine phenocrysts (1–9%). In some samples, the sideromelane droplets are partly oxidized on their surfaces, and internally are dark brown (R. I.=1.610–1.616), possibly due to dehydration and/or oxidation during the explosions. Samples with externally oxidized glass also contain etched olivine crystals and some iddingsite. Unaltered sideromelane droplets are pale yellowish-brown with R. I.=1.592–1.600, and are associated with unaltered, angular to subangular olivine crystals. The refractive index of the unaltered sideromelane droplets is the same as sideromelane crusts of pahoehoe on the lava flow farther inland, suggesting that the droplets are not hydrated or highly oxidized. None of the sideromelane fragments are palagonitized, presumably because little or no hydration has taken place since 1868.
Zusammenfassung Die littoralen Spratzkegel von Puu Hou an der Südküste von Hawaii sind innerhalb von 5 Tagen durch Dampfexplosionen in zwei naheliegenden Lavaströmen des Mauna Loa-Ausbruches im Jahre 1868 entstanden, als diese das Meer erreichten. Die Explosionen traten in eng begrenzten Bereichen beider Ströme auf; die Explosionsherde wanderten mit den Lavaströmen seewärts, wobei sich Landzungen in den Ozean bauten. Aus den seewärts wandernden Explosionsherden wurden Fragmente ausgeworfen, die teilweise auf das Land und in den Ozean fielen; es formten sich dabei halbkreisartige Ränder (Halbkegel), die sich am Land überlappen. Die Halbkegel sind in der Mitte von Basaltkorridoren durchbrochen, die frei von Explosionsfragmenten sind, da diese in die strömende Lava fielen und seewärts abtransportiert wurden.Graue und rote pyro-klastische Sedimentlagen legen sich über die Randzonen der Halbkegel, so daß sie im Querschnitt wie Antiklinalstrukturen aussehen. Einige dieser Schichten können mit klastischen Lagen vom randlichen Saum bis zu irregulären Agglomeratmassen verfolgt werden, die zwischen die Basalte nahe der Explosionsherde eingeschaltet sind. Die tieferen Lagen der klastischen Sedimente enthalten weniger Olivin als die höher liegenden. Dieses entspricht einem sich zeitlich vermehrenden Olivingehalt während der fünftägigen Ausbruchszeit, wie er auch in der Originallava erkannt werden kann.Die Bruchstücke bestehen aus angularen bis subangularen Blöcken, Lapilli und Kristallaschen, die mit rasch erkalteten Lavafetzen ähnlicher Korngröße vermischt sind. Die Asche enthält hauptsächlich Sideromelan in eckigen Bruchstücken und gefundeten Tröpfchen (5–95%), Tachylyt (2–70%), Kristallbasalt (1–40%) und zerbrochene Olivineinsprenglinge (1-9%).In einigen Proben sind die Sideromelantröpfchen teilweise auf ihren Oberflächen oxydiert und im Inneren möglicherweise durch Dehydrierung und/oder Oxydation während der Explosionen dunkelbraun gefärbt (R. I.=1.610-1.616).Proben mit äußerlich oxydiertem Glas enthalten auch angeätzte Olivinkristalle und einigen Iddingsit. Unveränderte Sideromelantröpfchen sind blaß gelblichbraun gefärbt (R. I.=1.592–1.600) und mit unveränderten, eckigen bis subangolaren Olivinkristallen vergesellschaftet. Der Brechungsindex der unveränderten Sideromelantröpfchen ist derselbe wie von Sideromelankrusten auf den Lavaströmen Pahoehoes. Daraus kann gefolgert werden, daß die Tröpfchen nicht hydratisiert oder stark oxydiert sind. Die Sideromelanbruchstücke enthalten keinen Palagonit, weil seit 1868 wahrscheinlich wenig oder gar keine Hydratisierung mehr stattgefunden hat.

Résumé Les cônes littoraux Puu Hou, sur la côte sud d'Hawai' ont été créés en cinq jours par les explosions de vapeur de deux branches étroites de la coulée de lave de Mauna Loa en 1868 lorsqu'elle entrait en contact avec la mer. Les explosions se sont produites dans des points localisés des deux branches de la coulée à partir du centre avançant en direction de la mer à mesure que la lave y construisait des jetées. Les débris projetés à la ronde depuis les centres d'explosion mobiles tombèrement en partie sur terre et en partie en mer formant ainsi sur le sol des bourrelets en forme de croissants (demi-cônes) qui s'entrecoupent. Les demi-cônes sont traversés dans leur centre par des couloirs de basalte dépourvus de débris, les fragments tombés dans la coulée de lave ayant été entraînés vers la mer au delà des bourrelets d'accumulation.Les couches élastiques grises et rouges sont drapées d'une manière égale au-dessus de la zone des bourrelets. Elle ressemble ainsi à des arches anticlinales en coupe. Certains lits peuvent être retracés à partir des couches élastiques sur les crêtes jusqu'à des masses agglomérées irrégulières mélangées à des éléments de basalte de la lave mère. Les couches inférieures de la séquence élastique contiennent moins d'olivine que les couches supérieures ce qui correspond à un accroissement de la proportion d'olivine pendant les 5 jours ue coulée, comme le lit de lave indique.Les fragments sont des blocs angulaires à sous-angulaires, des lapilli et de la cendre de basalte cristallin, mêlés à des matériaux apparentés de taille semblable, plus abondants et rapidement refroidis. La cendre est composée principalement de sidéromélane en particules anguleuses ou en gouttelettes rondes (5–95%), de tachylite (2–70%), de basalte cristallin (1–40%) et d'olivine phénocristale brisée (1–9%). Dans quelques échantillons, les gouttelettes de sidéromélane sont en partie oxydées à la surface et brun-foncé à l'intérieur (R. I.=1.610–1.616), peut-être par suite de déshydratation e/ou oxydation pendant l'explosion. Les échantillons comportant extérieurement du verre oxydé contiennent des cristaux d'olivine attaqués et une certaine proportion d'iddingsite. Les gouttelettes de sidéromélane intactes, sont d'un jaune-brun pâle, R. I.=1.592-1.600, et sont associées à des cristaux d'olivine non-attaquées, angulaires à sous-angulaires. L'indice de réfraction des gouttelettes intactes de sidéromélane est le même que celui de la croûte de sidéromélane du pahoehoe dans la coulée de lave plus à l'intérieur de l'île, suggérant que les gouttelettes ne sont pas hydratées ou très oxydées. Aucun des fragments de sidéromélane n'est palagonisé, sans doute parce que depuis 1868 il n'y a eu que peu ou pas d'hydratation.

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Dedicated to Professor Dr. A.Rittmann on the occasion of his 75. birthday  相似文献   

12.
Photogeological, geoelectrical, and drill-hole data were used to determine the hydrogeological conditions of the regolith layer mantling the Precambrian rocks in the northern Obudu plateau of southern Nigeria. The regolith thickness is 3.8–89.5 m (mean 38 m). Water for domestic purposes is extracted by dug wells <15 m deep and shallow boreholes <50 m. The mean value for permeability of the saturated regolith is 7.5×10–1 m/d and for transmissivity, 3.8×10–1 m2/d. The regolith wells have a high specific capacity, 40–270 m3/d/m and a high yield, 700–4,050 m3/d. Using statistical analysis, well yields and specific capacities can be estimated if the saturated thickness and apparent resistivity of regolith layers are known from drill-hole data and vertical electrical sounding. Chemical data show that the major groundwater types are calcium-bicarbonate (Ca-HCO3) and sodium+potassium bicarbonate [(Na+K)-HCO3] and the water quality meets national and international standards for drinking, domestic and agricultural purposes. However, for future proper management of water resources in the area, care should be taken, that waste-disposal sites for both solid and human waste should not be located near waste sources.
Resumen Se utilizaron datos fotogeológicos, geoeléctricas y de barrenación para determinar las condiciones hidrogeológicas de la capa de regolito que cubre rocas precámbricas en la meseta obudu septentrional del sur de Nigeria. El regolito tiene un espesor de 3.8–89.5 m (promedio38m). El agua para uso doméstico se extrae medio de pozos excavados hasta profundidades de 15 metros y por barrenos no muy profundos de 50 metros. La permeabilidad promedio del regolito saturado es 7.5×10–1 m/d, con transmisibilidad de 3.8×10–1 m2/d. Los pozos dentro del regolito tienen alta capacidad específica de 40–270 mm2/d/m y un alto rendimiento de 700–4,050 mm3/d. Se puede estimar el rendimiento de los pozos y capacidades específicas usando análisis estadístico si el espesor saturado y la resistividad aparente de las capas de regolito se conocen a partir de los datos de barrenación y sondeo geoeléctrico. Los datos químicos muestran que los tipos de aguas subterráneas son principalmente de bicarbonato de calcio (Ca-HCO3) y bicarbonato de sodio y potasio [(Na+K)-HCO3] y el agua cumple las estándares de calidad nacional y internacional para agua potable y para uso doméstico y agrícola. Sin embargo para el futuro manejo apropriado del recurso de agua en el área es importante que se tenga cuidado de que los sitios de desechos de basura solida y humana no sean ubicados cerca de los fuentes de agua.

Résumé Des données photogéologiques, géoélectriques et de forage ont été utilisées afin de déterminer les conditions hydrogéologiques de laquifère régolithique qui recouvre les roches précambriennes dans le plateau nord dObudu au sud du Nigeria. Lépaisseur de régolithe varie entre 3.8 et 89.5 m avec une moyenne de 38 m. Leau destinée aux usages domestiques est extraite de puits de surface (< 15 m de profondeur) et de puits artésiens (< 50 m). La valeur moyenne de perméabilité du régolithe saturé est de 7.5×10–1 m/j et la transmissivité moyenne de 3.8×10–1 m2/j. Les puits qui exploitent laquifère de régolithe ont une capacité spécifique variant entre 40 et 270 m2/j/m et un rendement élevé de 700 à 4 500 m3/j. Avec laide dune analyse statistique, le rendement et la capacité spécifique des puits peuvent être estimés si lépaisseur saturée et la résistivité apparente des couches de régolithe sont déterminées avec des forages et des relevés électriques verticaux. Des données sur la composition chimique de leau montrent que les types deau majeurs sont bicarbonaté-calcique et bicarbonaté sodique + potassique et que la qualité de leau rencontre les standards nationaux et internationaux pour leau potable, lutilisation domestique et à fins dagriculture. Malgré tout, dans loptique dune gestion appropriée des ressources en eau dans la région, une attention particulière doit être portée aux sites denfouissement des déchets solides et humains qui ne devraient pas être localisés près des sources deau.
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13.
Isotope measurements (18O, D, 3H) indicate groundwater origin in the Lower Colorado River Valley (LCRV) and provide an alternative, or supplement, to the US Bureau of Reclamations proposed accounting surface method. The accounting surface method uses a hydraulic criterion to identify certain wells away from the flood plain that will eventually yield mainstream Colorado River water. New isotope data for 5 surface-water and 18 groundwater sites around Topock Marsh, Arizona, are compared with river-water data (1974–2002) from 11 sites between Utah and Mexico and with groundwater data from previous LCRV studies. Three groundwater sources are repeatedly identified in the LCRV: (1) local recharge derived from precipitation, usually winter rain, plots slightly below the global meteoric water line (GMWL) and has D values that are 20 greater than those of recent river water; (2) older (pre-1950) upper basin river-water plots on or near the GMWL, distinct from local rainfall and recent river water; and (3) recent (post-1950) Colorado River water, including Topock Marsh samples, plots below the GMWL along an evaporation trend. Large floods, as in 1983, complicate interpretation by routing less evaporated upper basin water into the LCRV; however, tritium content can indicate the age of a water. River-water tritium has declined steadily from its peak of 716 TU in 1967 to about 11 TU in 2002. Mixtures of all three groundwater sources are common.
Resumen Mediciones isotópicas (18O, D, 3H) indican cual es el origen del agua subterránea en el Valle Bajo del Río Colorado (LCRV) y aportan una alternativa, o complemento, para el método superficie de conteo propuesto por el Buró de Reclamación de Estados Unidos. El método superficie de conteo utiliza un criterio hidráulico para identificar ciertos pozos alejados de la planicie de inundación que eventualmente producirán agua a partir de la corriente principal del Río Colorado. Los nuevos datos isotópicos para 18 sitios de agua subterránea y 5 sitios de agua superficial cerca de los Pantanos Topock, Arizona, se comparan con datos de agua de río (1974–2002) provenientes de 11 sitios localizados entre Utah y México, y con datos de aguas subterráneas de estudios previos realizados en el LCRV. Se identifican reiteradamente tres fuentes de aguas subterráneas en el LCRV: (1) recarga local derivada de precipitación, generalmente lluvia de invierno, cuya composición cae ligeramente por debajo de la línea de agua meteórica global (GMWL) y tiene valores D que son 20 mayores que los reportados para agua de río reciente; (2) el agua de río más vieja (pre-1950) de la cuenca alta cuya composición cae sobre o cerca de la GMWL, diferente de la lluvia local y del agua de río reciente; (3) agua reciente (post-1950) del Río Colorado, incluyendo muestras de los Pantanos Topock, con composición por debajo de la GMWL a lo largo de una tendencia a la evaporación. Inundaciones grandes, como en 1983, complican la interpretación al transmitir menos agua evaporada de la cuenca alta hacia el LCRV; sin embargo, el contenido de tritio puede indicar la edad del agua. El contenido de tritio en agua de río ha disminuido constantemente desde la concentración pico de 716 TU en 1967 a cerca de 11 TU en 2002. Es común que exista mezclas de las tres fuentes de agua subterránea.

Résumé Les mesures isotopiques (d18O, dD, 3H) indiquent les origine de leaux souterraines dans la Vallée de la Rivière du Bas Colorado (LCRV) et sont une alternative, ou un supplément, à la méthode des bilans hydrologiques proposée par du «US Bureau of Reclamation». Cette méthode de bilan hydrologique utilise un critère hydraulique permettant didentifier certains puits hors de la plaine dinondation qui pomperaient une part non négligeable de leur eau dans la rivière Colorado. De nouvelles données isotopiques provenant de 5 sites deau de surface et 18 deaux souterraines autour de Topock Marsh en Arizona, sont comparées avec les données (1974–2000) de 11 sites localisés entre Utah et Mexico, ainsi que des données dautres études sur la LCRV. Ces sources deaux souterraines sont identifiées à plusieurs reprises dans la LCRV: (1) la recharge locale dérivant des précipitations, généralement les pluies hivernales, se retrouvent légèrement sous la ligne deau météoritique globale (GMWL) et possède des valeurs de dD 20% supérieures aux valeurs des eaux récentes de la rivière; (2) les eaux vieilles (pre-1950) du bassin supérieur de la rivière possèdent une valeurs très proches de la GMWL, distinctes des valeurs de la pluie locale et des eaux récentes de la rivière; et (3) les eaux récentes (post-1950) de la Rivière Colorado, incluant les échantillons de Topock Marsh, se positionnent à côté de la GMWL sur une droite dévaporation. Les grandes inondations, par exemple celle de 1983, compliquent linterprétation en reprenant dans la LCRV moins deaux marquées comme évaporées et provenant du bassin supérieur; par ailleurs le pic de tritium est descendu de 716 TU en 1967 à 11 TU en 2002. Les mélanges de ces trois sources sont assez fréquentes.
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14.
Two areas of the Lake Victoria Region in Tanzania, where most of the old gold prospects are situated, were chosen for a comprehensive mineral survey. Since most of the country is covered by tropical soils, geophysical methods were applied. The gold occurs in quartz veins, shear zones and impregnation deposits, sometimes closely associated with sulphides or graphites, mostly in the archean country rocks of the Nyanzian System. The Nyanzian rocks form irregular shaped rafts in the roof of the central granite and have nearly the same physical properties as the gold occurrences. This obstacle was overcome by a special combination of geophysical methods:Airborne magnetic and electromagnetic surveys were flown in order to distinguish major fault zones, conducting horizons and profound changes in lithology.In promising areas, selected from the airborne results or from the presence of old mine workings, special grids were cut out and pegged. These grids were surveyed with magnetometer and E. M. Gun. The results, evaluated in contour and derived structural maps, produced the important tectonic features of the areas.These informations formed the background for the finalTuram survey, which gave in some instances direct indications of the mineralized quartz veins. This combination revealed also so many particulars of the structural pattern, that extensions of the deposits could be established and it became possible, to carry out trenching and drilling programmes successfully. The application of the combined methods is explicated on the example of one particular mineralized quartz vein of Sarama Area.
Zusammenfassung Zwei Gebiete am Victoriasee in Tanzania, in denen zahlreiche alte Goldbergbaue liegen, wurden durch eine Mineralprospektion erfaßt. Da ein großer Teil des Landes von tropischen Lehmen überdeckt wird, mußten geophysikalische Methoden angewendet werden. Das Gold kommt in Quarzgängen, Scherzonen und Imprägnations-Lagerstätten vor, teilweise in enger Verbindung mit Sulfiden oder Graphit, zumeist innerhalb der archaischen Gesteine des Nyanzian, die als unregelmäßig gestaltete Flöße im Dach des Zentralgranites schwimmen. Diese Serie besitzt nahezu dieselben physikalischen Eigenschaften wie die Goldvorkommen. Dieses Problem wurde durch eine besonders geeignete Kombination geophysikalischer Methoden gelöst:Magnetische und elektromagnetische Flugvermessungen wurden gleichzeitig durchgeführt, um Hauptverwerfungen, gut leitende Horizonte und die Verbreitung der wichtigsten Gesteine festzustellen.In höffigen Gebieten, die nach den Ergebnissen der Flugvermessungen oder nach der Lage alter Goldbergbaue ausgewählt wurden, sind besondere Netzwerke ausgeschlagen und verpflockt worden. Magnetometer und E.-M.-Gun-Messungen erfolgten zuerst; ihre Ergebnisse, in Isolinienkarten und abgeleiteten Strukturkarten ausgewertet, spiegelten die wichtigsten tektonischen Einheiten des Untersuchungsgebietes wider.Diese Resultate bildeten die Grundlage für die abschließendenTuram-Messungen, die direkte Hinweise auf die vererzten Quarzgänge erbrachten. Diese Verbindung unterschiedlicher Untersuchungsmethoden gab außerdem so viele Einzelheiten des geologischen Aufbaues wieder, daß die Ausdehnung einiger Erzkörper festgestellt und Schürf sowie Bohrprogramme erfolgreich ausgeführt werden konnten. Die Anwendung dieses Verfahrens wird am Beispiel einer typischen Quarzgang-Goldlagerstätte aus dem Sarama-Gebiet erläutert.

Résumé Une recherche minière a été effectuée dans deux secteurs de la région du Lac Victoria en Tanzanie, où se trouve située la majorité des anciennes mines aurifères. De différentes méthodes géophysiques furent appliquées au cours de cette recherche, compte-tenux de l'importante altération de type tropical existant dans cette région. L'or se rencontre dans des veines de quartz, des zones de cisaillement ou en imprégnations diffuses et se trouve fréquemment associé à des sulfures et du graphite. La minéralisation est intrusive dans les formations précambriennes du Nyanzien. Ces formations constituent des îlots de forme irrégulière répartis dans le granite et ont, géophysiquement parlant, sensiblement les mêmes propriétés physiques que les formations aurifères. Cet obstacle fut levé en utilisant une combinaison spéciale de méthodes géophysiques:Une campagne de géophysique aéroportée (magnétométrie et électromagnétisme) fut effectuée en vue de repérer les failles principales, les horizons conducteurs et les changements lithologiques majeurs.Une étude au sol par magnétométrie et électromagnétisme (E. M. Gun) fut alors entreprise dans les zones favorables, choisies sur la base des résultats de la géophysique et de l'importance des anciens travaux miniers, suivant une maille spéciale qui avait été jalonée au préalable sur le terrain. Les résultats furent consignés sous forme de cartes de contours et révélèrent les principales marques caractéristiques tectoniques de la région.Ces informations servirent de base à une campagne auTuram qui donne en certains endroits des indications précises sur les veines de quartz aurifère.Cette combinaison de méthodes géophysiques permit d'établir l'aspect structural de la région à un degré tel qu'il fut possible de déterminer l'extension des gisements et il devint alors possible de réaliser avec succès les programmes de prospection superficielle et de sondage. A titre d'exemple, l'application de ces méthodes combinéses est détallée pour une veine de quartz aurifère de la région de Sarama.

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Herrn Professor Dr.Roland Brinkmann zum 70. Geburtstag gewidmet.

Annotation note of the editorial staff: Due to lack of time we have not been able to alter the text of this paper.  相似文献   

15.
Water pumped from 25 shallow wells (<31 m) in the Maneadero unconfined coastal aquifer was studied geochemically in order to determine the short-term compositional variability of the aquifer due to seawater intrusion during a drier than normal year (Fall 2001 to Fall 2002). The groundwater was commonly found to be mixed with seawater, with TDS concentrations in November 2002 ranging from 0.99 to 9.46 g l–1, having an intermediate Na+Cl to Ca2+Cl water-type. Rapid recharge events of short duration, after low and short rainfall events during the study period, are suggested from short-term fluctuations in water quality. Seawater intrusion is progressing faster in the central and southern coastal sections of the aquifer and has recently affected the quality of the sites pumping water to the nearby city of Ensenada. Only one of the wells used for the Ensenada water supply had a TDS concentration lower than the 1.0 g l–1 official limit. Low flow rates and high residence times of water are inferred to be the cause for high alkalinity in the east-central section of the aquifer. High NO3 in the east-central aquifer indicates that any NO3 infiltration due to fertilizer use was only slightly dispersed. After a short rainfall season during winter 2001, a significant decrease was seen for the previously most enriched site. However, concentrations above the 10 mg l–1 official limit persisted in 2002, affecting one well for urban supply (15.9 mg l–1). The water from this well is nevertheless mixed with better-quality water from other wells before being distributed through the citys piping system.
Resumen Se estudió la geoquímica de aguas bombeadas por medio de 25 pozos no muy profundos (<31 m) en el acuifero costero no confinado de Maneadero con el objetivo de determinar la variación de la composición en el corto plazo en el acuifero por la intrusión de agua de mar durante un año más seco de lo normal (otoño 2001 a otoño 2002). Se observó que comúnmente las aguas subterráneas estaban mezcladas con agua de mar, con concentraciones de sólidos totales disveltos (STD) de entre 0.99--9.46 g l–1 y un tipo de agua intermedia Na+Cl to Ca2+Cl. A partir de las fluctuaciones en la calidad del agua en el corto plazo se puede inferir que se dan eventos de recarga rápida de poca duración después de eventos de poca lluvia de poca duración y poco volumen durante el periodo de estudio. La intrusión de agua de mar está progresando más rápido en el centro y sur del acuifero costero y ha afectado recientemente la calidad de los sitios de bombeo de agua para la ciudad de Ensenada. Solamente uno de los pozos usados para el abastamiento de Ensenada tiene un STD por debajo del límite oficial de 1.0 g l–1. Se presume que las razones lentas de flujo y los tiempos de residencia largos del agua son la causa de la alta alcalinidad en el centro-este del acuifero. Una concentración alta de NO3 en el este-centro del acuifero indica que cualquier infiltración de NO3 por aplicación de fertilizantes ha sido poco dispersad. Después de poca lluvia en el invierno de 2001, se observó una disminución importante en la zona previamente más enriquecida. Sin embargo, concentraciones sobre el límite oficial de 10 mg l–1 continuaron en 2002, afectando a un pozo para suministro de agua urbana (15.9 mg l–1). El agua extraída de este pozo es mezclada con agua de mejor calidad y se distribuye por el sistema urbano de suministro de agua.

Résumé Leau de pompage de 25 puits peu profonds (<31 m) situés dans laquifère côtier non-confiné de Maneadero a été étudiée dans le but de déterminer la variation géochimique à court terme qui résulte de lintrusion deau de mer lors dune année plus sèche quà lhabitude (automne 2001 à automne 2002). Leau souterraine est souvent retrouvée mélangée avec de leau de mer, avec des concentrations en résidus solides dissous (RSD) qui sétalent entre 0.99 et 9.46 g l–1 pour novembre 2002, avec un type intermédiaire en Na+Cl jusquà Ca2+Cl. Les processus suggérés pour les fluctuations rapides de la qualité de leau sont des événements de recharge de courte duré suite à de faibles et brèves périodes de précipitations. Lintrusion deau de mer progresse plus rapidement dans les parties centrales et sud de laquifère côtier où la qualité de leau pompée vers la ville de Ensenada a récemment été affectée. Un seul des puits utilisés par la ville de Ensenada pour lapprovisionnement en eau potable a une concentration en RSD sous la limite officielle permise de 1.0 g l–1. Le temps de résidence élevé et le faible taux découlement de leau souterraine sont présumés être la cause de lalcalinité élevée dans la partie centrale-est de laquifère. La concentration élevée en NO3 dans cette partie de laquifère indique que la totalité de linfiltration de NO3 dû à lutilisation de fertilisants ne sest que très peu dispersée. Suite à une courte saison des pluies à lhiver 2001, une diminution substantielle a été notée au site qui était le plus enrichi avant la saison des pluies. Malgré tout, des concentrations dépassant la limite officielle permise de 10 mg l–1 ont persisté, affectant un puits utilisé pour lapprovisionnement urbain (15.9 mg l–1). Leau provenant de ce puits est toutefois mélangée avec de leau de meilleure qualité provenant dautres puits avant dêtre distribuée par laqueduc municipal.
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16.
Summary Pervasive hydrothermal alteration zones in quartz-feldspar porphyry domes underly all massive sulfide lenses in the D-68 Zone Cu-Zn deposit, Noranda. Alteration pipes are mineralogically zoned and contain chloritic cores consisting of stringer sulfides, enveloped by sericitic haloes. Silicified rocks are found locally.Alteration took place at nearly constant volume. Na depletion, and K enrichment relative to the least altered rocks, are found in all alteration zones. Fe and Mg have been added to the chloritic zone and subtracted in the sericitic and silicic zones. Ca and Si are enriched mainly in the silicic zone. Al, Ti and Zr were the least mobile of the elements studied.Whole-rock 18O values vary from +5.6 to +6.2 per mil in chloritized rocks, +5.8 to + 7.3 per mil in sericitized rocks and + 7.2 to + 8.3 per mil in silicified rocks. D values for two chloritized samples are – 63 and – 70 per mil whereas in two sericitized samples they are close to –62 per mil. Quartz from the chlorite alteration zone is isotopically heavier (18O = 8.6 per mil) than that from the sericite alteration zone (18O = 6.4 per mil), suggesting equilibration with different hydrothermal fluid or different temperature of alteration. Assuming an alteration temperature of 300° + 50°C the fluid in equilibrium with quartz and chlorite had 18O and D values of about 1.5 ± 2.0 per mil and –23 ± 5 per mil, respectively. The fluid in equilibrium with quartz and sericite had 18O and D values of about –0.5 ± 2 per mil and –30 ± 5 per mil, respectively. On the basis of isotopic data, seawater was probably the major constituent of the hydrothermal fluids.
Hydrothermale Umwandlung und Sauerstoff-Wasserstoff-Isotopengeochemie der Zone D-68 Cu-Zn Derberz Sulfidlagerstätte, Noranda District, Quebec, Canada
Zusammenfassung Hydrothermale Umwandlungszonen in porphyrischen Quarz-Feldspat Gesteinskörpern liegen unterhalb von Derberz Sulfidlinsen in der D-68 Zone Cu-Zn Lagerstätte, Noranda. Umgewandelte pipes sind mineralogisch zoniert; sie enthalten aus Sulfiden bestehende chloritische Kerne, die von sericitischen Höfen umhüllt werden. Lokal treten silicifizierte Gesteine auf.Die Umwandlung ging bei annähernd konstantem Volumen vor sich. Na-Verarmung und K-Anreicherung, bezogen auf die am wenigsten umgewandelten Gesteine, liegen in allen Umwandlungszonen vor. Fe und Mg wurden der Chloritzone zugeführt, in den Sericit- und Si-Zonen abgeführt. Ca und Si sind vor allem in der Si-Zone angereichert. Al, Ti und Zr waren von den untersuchten Elementen am wenigsten mobil.Gesamtgesteins-18O Werte variieren von +5,6 bis +6,2 in den chloritisierten Gesteinen, von +5,8 bis 7,3 in sericitisierten Gesteinen und von +7,2 bis +8,3 in den silicifizierten Gesteinen. Die D Werte für zwei chloritisierte Proben betragen –63 und –70, in zwei sericitisierten Proben liegen sie hingegen nahe bei –62. Quarz von der Chlorit-Umwandlungszone ist isotopisch schwerer (18O = 8,6) als von der Sericit-Umwandlungszone (18O = 6.4), was eine Gleichgewichtseinstellung mit verschiedenen hydrothermalen Lösungen oder eine verschiedene Umwandlungstemperatur nahelegt. Bei einer angenommenen Umwandlungstemperatur von 300 ± 50°C, hatte die im Gleichgewicht mit Quarz und Chlorit stehende Lösung 18O und D Werte von etwa 1,5 ± 2 bzw. –23 + 5. Die im Gleichgewicht mit Quarz und Sericit befindliche Lösung hatte 18O und D Werte von etwa –0,5 ± 2%o bzw. –30 ± 5. Aufgrund der Isotopendaten war wahrscheinlich Meerwasser der Hauptbestandteil der hydrothermalen Lösungen.


With 7 Figures  相似文献   

17.
A systematic study of the auriferous quartz veins of the Val-dOr vein field, Abitibi, Quebec, Canada, demonstrates that the C, O, S isotope composition of silicate, carbonate, borate, oxide, tungstate and sulphide minerals have a range in composition comparable to that previously determined for the whole Superior Province. The oxygen isotope composition of quartz from early quartz–carbonate auriferous veins ranges from 9.4 to 14.4 whereas later quartz-tourmaline-carbonate veins have 18Oquartz values ranging from 9.2 to 13.8 . Quartz-carbonate veins have carbonate (18O: 6.9–12.5 ; 13C: –6.2– –1.9 ) and pyrite (34S: 1.2 and 1.9 ) isotope compositions comparable to those of quartz-tourmaline-carbonate veins (18O: 7.9–11.7 ; 13C: –8.0 – –2.4 ; 34S: 0.6–6.0 ). 18Oquartz values in quartz-tourmaline-carbonate veins have a variance comparable to analytical uncertainty at the scale of one locality, irrespective of the type of structure, the texture of the quartz or its position along strike, across strike or down-dip a vein. In contrast, the oxygen isotope composition of quartz in quartz-tourmaline-carbonate veins displays a regional distribution with higher 18O values in the south-central part of the vein field near the Cadillac Tectonic Zone, and which 18O values decrease regularly towards the north. Another zone of high 18O values in the northeast corner of the region and along the trace of the Senneville Fault is separated by a valley of lower 18O values from the higher values near the Cadillac Tectonic Zone. Oxygen isotope isopleths cut across lithological contacts and tectonic structures. This regional pattern in quartz-tourmaline-carbonate veins is interpreted to be a product of reaction with country rocks and mixing between (1) a deep-seated hydrothermal fluid of metamorphic origin with minimum 18O=8.5 , 13C=0.6 and 34S=–0.4 , and (2) a supracrustal fluid, most likely Archean seawater with a long history of water-rock exchange and with maximum 18O=3.9 , 13 C=–5.6 and 34S=5.0 .  相似文献   

18.
Sulfur isotope ratios have been determined in 27 selected volcanic rocks from Iceland together with their whole rock chemistry. The 34S of analyzed basalts ranges from –2.0 to +0.4 with an average value of –0.8 Tholeiitic and alkaline rocks exhibit little difference in 34S values but the intermediate and acid rocks analyzed have higher 34S values up to +4.2 It is suggested that the overall variation in sulfur isotope composition of the basalts is caused by degassing. The small range of the 34S values and its similarity to other oceanic and continental basalts, suggest that the depleted mantle is homogeneous in its sulfur isotope composition. The 34S of the depleted mantle is estimated to be within the range for undegassed oceanic basalts, –0.5 to +1.0  相似文献   

19.
Stable isotope compositions have been determined for serpentinites from between Davos (Arosa-Platta nappe, Switzerland) and the Valmalenco (Italy). D and 18O values (–120 to –60 and 6–10, respectively) in the Arosa-Platta nappe indicate that serpentinization took place on the continent at relatively low temperatures in the presence of limited amounts of metamorphic fluids that contained a component of meteoric water. One sample of chrysotile has a 18O value of 13 providing evidence of high W/R ratios and low formation temperature of lizardite-chrysotile in this area. In contrast, relatively high D values (–42 to –34) and low 18O values (4.4–7.4) for serpentine in the eastern part of the Valmalenco suggest a serpentinization process that took place at moderate temperatures in fluids that were dominated by ocean water. The antigorite in the Valmalenco is the first reported example of continental antigorite with an ocean water signature. An amphibole sample from a metasomatically overprinted contact zone to metasediments (D=-36) indicates that the metasomatic event also took place in the presence of ocean water. Lower D values (–93 to –60) of serpentines in the western part of the Valmalenco suggest a different alteration history possibly influenced by fluids associated with contact metamorphism. Low water/rock ratios during regional metamorphism (and metasomatism) have to be assumed for both regions.  相似文献   

20.
A circular structure, first recognized on aerial photographs, occurs at the northern end of the Gairezi-Barué highlands in the province of Manica e Sofala. This feature, known as Mte. Senga-Senga, was visited briefly and was found to consist of a nearly perfectly circular core of granitic gneiss of Mozambique Orogenic Belt type overlain by outward-dipping quartzites and pelites of the late-Precambrian Umkondo System. Although the structure of this feature is problematical, it might be a mantled gneiss dome. Other domes occur elsewhere in the area, but Senga-Senga which is completely encircled by the mantle rocks, and may represent a high structural level, is particularly worthy of a more detailed study.
Zusammenfassung Eine kreisförmige Struktur wurde auf Luftbildern am Nordende des Gairezi-Barué Hochlandes in der Provinz Manica e Sofala entdeckt. Eine Kurzbegehung dieser Struktur, die als Mte. Senga-Senga bekannt ist, ergab einen nahezu kreisrunden Kern aus granitischem Gneis des Mozambique-Gebirgsgürtel-Typus, welcher von nach außen geneigten Quarziten und Peliten des oberpräkambrischen Umkondo-Systems überlagert wird.Obwohl die Struktur dieses Gebildes problematisch ist, könnte es sich um einen verdeckten Gneisdom handeln. Es gibt andere Dome in der Region, jedoch ist Senga-Senga vollständig von Deckgebirge umgeben und kann ein hohes Strukturniveau repräsentieren. Weitergehende Studien wären sehr wertvoll.

Résumé Une structure circulaire, d'abord reconnue sur photographies aériennes, existe dans la partie nord des Monts Gairezi-Barué dans la province de Manica et Sofala. Ce fait, connu sous le nom de Mte. Senga-Senga, a été visité brièvement et consiste en un noyau presque parfaitement circulaire de gneiss granitique appartenant à la zone orogénique du Mozambique; il est recouvert de quartzites et pélites inclinés vers l'extérieur et appartenant aux Systeme de Umkondo datées du Précambrien supérieur. Bien que cette structure soit problématique on peut penser à un dôme de gneis «coiffé». D'autres dômes se trouvent à d'autres endroits dans cette région, mais Senga-Senga qui est entièrement entouré par des roches de l'enveloppe et peut représenter un niveau structural élevé, mérite une étude plus détaillée.

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