Suite

5.6 : Amphibolite A1 - Géosciences

5.6 : Amphibolite A1 - Géosciences


Photos et vidéos d'affleurements et d'échantillons à la main

Cliquez sur l'image pour l'agrandir.

C'est dans Galax. Des maisons ont été construites sur ce site peu de temps après cette visite sur le terrain. Vous pouvez voir certaines des cabanes/maisons en arrière-plan. Il s'agit d'une amphibolite (des rochers massifs) avec du schiste sur le côté gauche de la première photo. C'est de l'autre côté d'une colline de A1 B2 Schist (prochain arrêt).

Un élément YouTube a été exclu de cette version du texte. Vous pouvez le consulter en ligne ici : pb.libretexts.org/petrology/?p=287

Photos et vidéos de la section mince

Cliquez sur l'image pour l'agrandir. 1er = lumière polarisée plane ; 2e = lumière à polarisation croisée.

Grenat entouré de hornblende et de quartz. Regardez les inclusions dans le porphyroblaste de grenat.

Numérisation de toute la section mince. 1er = personnes ; 2e = xpl. Cliquez sur l'image pour l'agrandir.


Escalade du parc de la montagne Webb

Il y a quelques zones différentes pour grimper dans le parc. Roche à prédominance de schiste avec des couches d'amphibolite et de gniess et une partie de la formation de Collinsville. La roche est grise et argentée avec des grains moyens à grossiers et de l'amphiholite foncée à grain fin à moyen et de la hornblende gniess.

La section Blue Trail n'est que cela: sur le sentier bleu. Il y a une falaise d'environ 40 pieds de large et 50 pieds de haut. La falaise du sentier bleu est principalement ensoleillée car elle dépasse un peu la limite des arbres. Il a des rainures vraiment intéressantes incrustées dedans, ce qui crée de minuscules sertissages pointus à gogo. C'est aussi positif à un degré presque imperceptible, donc ce n'est pas difficile de grimper si vous restez juste en équilibre vers l'avant. Il y a une piscine marécageuse à une vingtaine de mètres du pied de la falaise, alors faites attention aux skeeters !

À gauche de la falaise pour le grimpeur, il y a quelques rochers avec des voies très difficiles.

La section Old Fish House Rd, suivez simplement la route jusqu'à ce que vous traversiez les rochers sur la gauche. Il y a du bloc très dur et une falaise intéressante d'environ 60 pieds de haut, bien qu'elle soit brisée. Cette section est principalement ombragée à cause de la forte croissance des arbres tout autour.


Classification chimiqueSilicate
CouleurGénéralement noir, vert foncé, marron foncé
TraînéeBlanc, incolore – (fragile, laisse souvent des débris de clivage derrière au lieu d'une traînée)
LustreVitreux
DiaphanéitéTranslucide à presque opaque
ClivageDeux directions se croisant à 124 et 56 degrés
Dureté de Mohs5 à 6
Densité spécifique2,9 à 3,5 (varie selon la composition)
Propriétés de diagnosticClivage, couleur, port allongé
Composition chimique(Ca, Na)2–3(Mg,Fe,Al)5(Al, Si)8O22(OH,F)2
Système de cristalMonoclinique
Les usagesTrès peu d'utilisation industrielle
Couleur Gris à bleu lavande.
Traînée Gris pâle à gris bleuté.
Lustre Vitreux
Clivage Bon sur [110] et sur [001]
Diaphanéité Translucide
Dureté de Mohs 5 – 6 sur l'échelle de Mohs
Propriétés de diagnostic Distingué des autres amphiboles par une couleur bleue distincte dans l'échantillon à la main. Le pléochroïsme bleu en lames minces/monture en grains se distingue des autres amphiboles. Le glaucophane a une longueur lente, la longueur de la riebeckite rapide. Plus sombre lorsque l'axe c est parallèle à la direction de vibration du polariseur inférieur (la tourmaline bleue est la plus sombre avec l'axe c perpendiculaire à la direction de vibration du polariseur). Il n'y a pas de jumelage dans le glaucophane. Le glaucophane a également une extinction parallèle lorsqu'il est observé sous des polaires croisées.
Système de cristal Monoclinique
Fracture Conchoïdal cassant
Densité 3 – 3.15

Les références

Marchi, S. et al. Mélange et enfouissement généralisés de la croûte terrestre Hadéenne par les impacts d'astéroïdes. La nature 511, 578–582 (2014).

Koeberl, C. Processus d'impact sur la Terre primitive. Éléments 2, 211–216 (2006).

O'Neill, C., Marchi, S., Zhang, S. & Bottke, W. Subduction par impact sur la Terre Hadéenne. Nat. Geosci. 10, 793–797 (2017).

Van Kranendonk, M.J., Bennett, V. & Smithies, H.R. Les roches les plus anciennes de la Terre Vol. 15 (Elsevier, Amsterdam, 2007).

Wilde, S. A., Valley, J. W., Peck, W. H. & Graham, C. M. Preuve de zircons détritiques de l'existence de la croûte continentale et des océans sur la Terre il y a 4,4 Gyr. La nature 409, 175–178 (2001).

Mojzsis, S. J., Harrison, T. M. & Pidgeon, R. T. Preuves d'isotopes d'oxygène provenant d'anciens zircons pour l'eau liquide à la surface de la Terre il y a 4 300 Myr. La nature 409, 178–181 (2001).

Valley, J. W., Peck, W. H., King, E. M. & Wilde, S. A. Une Terre primitive fraîche. Géologie 30, 351–354 (2002).

Harrison, T.M. et al. Géochimie : hafnium hadéen hétérogène : évidence de croûte continentale à 4,4 à 4,5 Ga. Science 310, 1947–1950 (2005).

Harrison, T. M., Schmitt, A. K., McCulloch, M. T. & Lovera, O. M. Formation précoce (≥4,5 Ga) de la croûte terrestre : résultats de thermométrie Lu–Hf, 18 O et Ti pour les zircons Hadean. Terre. Planète. Sci. Lett. 268, 476–486 (2008).

Iizuka, T. et al. Xénocristaux de zircon de 4,2 Ga dans un gneiss d'Acasta du nord-ouest du Canada : preuve d'une croûte continentale ancienne. Géologie 34, 245–248 (2006).

Reimink, J.R. et al. Aucune preuve de la croûte continentale Hadéenne dans la plus ancienne unité rocheuse évoluée de la Terre. Nat. Geosci. 9, 777–780 (2016).

Darling, J., Storey, C. & Hawkesworth, C. Zircons de fonte à impact et leurs implications pour la croûte d'Hadéen. Géologie 37, 927–930 (2009).

O'Neil, J. & Carlson, R. W. Construire des cratons archéens à partir de la croûte mafique d'Hadéenne. Science 355, 1199–1202 (2017).

Bowring, S. A. & Williams, I. S. Priscoan (4,00-4,03 Ga) orthogneiss du nord-ouest du Canada. Contribution. Minéral. Essence. 134, 3–16 (1999).

Stern, R. A. & Bleeker, W. Âge des roches les plus anciennes du monde raffinées à l'aide de CREVETTES du Canada : le complexe Acasta Gneiss, Territoires du Nord-Ouest, Canada. Geosci. Pouvez. 25, 27–31 (1998).

Reimink, J. R., Chacko, T., Stern, R. A. & Heaman, L. M. La première croûte évoluée de la Terre générée dans un cadre semblable à l'Islande. Nat. Geosci. 7, 529–533 (2014).

Reimink, J. R., Chacko, T., Stern, R. A. & Heaman, L. M. La naissance d'un noyau cratonique : évolution lithogéochimique du complexe Acasta Gneiss de 4,02 à 2,94 Ga. Précambr. Rés. 281, 453–472 (2016).

Moyen, J. F. Les gneiss gris archéens composites : importance pétrologique et preuves d'un cadre tectonique non unique pour la croissance de la croûte archéenne. Lithos 123, 21–36 (2011).

Koshida, K., Ishikawa, A., Iwamori, H. & Komiya, T. Pétrologie et géochimie des roches mafiques dans le complexe de gneiss d'Acasta : implications pour les roches mafiques les plus anciennes et leur origine. Précambr. Rés. 283, 190–207 (2016).

Iizuka, T., Komiya, T., Rino, S., Maruyama, S. & Hirata, T. Preuve de zircon détritique pour l'évolution isotopique de Hf de la croûte granitoïde et de la croissance continentale. Géochim. Cosmochim. Acta 74, 2450–2472 (2010).

Iizuka, T. et al. Géologie et géochronologie des zircons du Complexe de gneiss d'Acasta, nord-ouest du Canada : nouvelles contraintes sur son histoire tectonothermique. Précambr. Rés. 153, 179–208 (2007).

Nicholson, H. et al. Preuves géochimiques et isotopiques de l'assimilation crustale sous Krafla, Islande. J. Essence. 32, 1005–1020 (1991).

Bindeman, I. et al. Pétrogénèse du magma silicique en Islande par refonte de la croûte hydrothermiquement altérée basée sur la diversité isotopique de l'oxygène et les déséquilibres entre le zircon et le magma avec des implications pour le MORB. Terra Nova 24, 227–232 (2012).

Martin, E. & Sigmarsson, O. Treize millions d'années de production de magma silicique en Islande : liens entre pétrogenèse et contextes tectoniques. Lithos 116, 129–144 (2010).

Gibson, R. Fusion induite par l'impact des granulites archéennes dans le dôme de Vredefort, Afrique du Sud. I : anatexie des granulites métapélitiques. J. Métamorphe. Géol 20, 57–70 (2002).

Grieve, R. A. Pétrologie et chimie de la fonte par impact au cratère du lac Mistastin, au Labrador. Géol. Soc. Un m. Taureau. 86, 1617–1629 (1975).

Vishnevsky, S. & Montanari, A. Popigai structure d'impact (Sibérie arctique, Russie) : géologie, pétrologie, géochimie et géochronologie des impactites contenant du verre. Géol. Soc. Un m. Spéc. Bouillie. 339, 19–60 (1999).

Grieve, R. A., Stoeffler, D. & Deutsch, A. La structure de Sudbury : controversée ou mal comprise ? J. Géophys. Rés. Planètes 96, 22753–22764 (1991).

Kring, D. A. & Boynton, W. V. Pétrogénèse d'une roche fondue à augite dans la structure de Chicxulub et sa relation avec les sphérules d'impact K/T en Haïti. La nature 358, 141–144 (1992).

Pierazzo, E., Vickery, A. & Melosh, H. Une réévaluation de la production de fusion par impact. Icare 127, 408–423 (1997).

Green, E.C.R. et al. Relations activité–composition pour le calcul des équilibres de fusion partielle dans les roches métabasiques. J. Métamorphe. Géol. 34, 845–869 (2016).

Bédard, J. H. Un modèle de délaminage catalytique pour la genèse couplée de la croûte archéenne et du manteau lithosphérique sous-continental. Géochim. Cosmochim. Acta 70, 1188–1214 (2006).

Johnson, T. E., Brown, M., Gardiner, N. J., Kirkland, C. L. & Smithies, R. H. Les premiers continents stables de la Terre ne se sont pas formés par subduction. La nature 543, 239–242 (2017).

Brown, M. & Johnson, T. Changement séculaire du métamorphisme et début de la tectonique des plaques mondiale. Un m. Minéral. 103, 181–196 (2018).

Hofmeister, A. M. Effet d'un océan de magma terrestre Hadéen sur l'évolution de la croûte et du manteau. J. Géophys. Rés. 88, 4963–4983 (1983).

Amsden, A., Ruppel, H. & Hirt, C. VENTE : un programme informatique ALE simplifié pour l'écoulement des fluides à toutes les vitesses (Département du Commerce des États-Unis, Service national d'information technique, 1980).

Carley, T.L. et al. L'Islande n'est pas un analogue magmatique de l'Hadéen : preuve de l'enregistrement du zircon. Terre. Planète. Sci. Lett. 405, 85–97 (2014).

Kemp, A.I.S. et al. L'évolution de la croûte hadéenne revisitée : nouvelles contraintes de la systématique isotopique Pb–Hf des zircons de Jack Hills. Terre. Planète. Sci. Lett. 296, 45–56 (2010).

Berry, A. J., Danyushevsky, L. V., St C. O'Neill, H., Newville, M. & Sutton, S. R. L'état d'oxydation du fer dans les inclusions de fonte komatiitique indique un manteau archéen chaud. La nature 455, 960–963 (2008).

Powell, R. & Holland, T. J. B. Un ensemble de données cohérent en interne avec des incertitudes et des corrélations : 3 applications à la géobarométrie, des exemples travaillés et un programme informatique. J. Métamorphe. Géol. 6, 173–204 (1988).

Holland, T. J. B. & amp Powell, R. Un ensemble de données thermodynamiques amélioré et étendu à cohérence interne pour les phases d'intérêt pétrologique, impliquant une nouvelle équation d'état pour les solides. J. Métamorphe. Géol. 29, 333–383 (2011).

White, R. W., Powell, R., Holland, T. J. B., Johnson, T. E. & Green, E. C. R. Nouvelles relations activité-composition minérale pour les calculs thermodynamiques dans les systèmes métapélitiques. J. Métamorphe. Géol. 32, 261–286 (2014).

White, R. W., Powell, R. & Clarke, G. L. L'interprétation des textures de réaction dans les granulites métapélitiques riches en Fe du bloc Musgrave, Australie centrale: contraintes des calculs d'équilibres minéraux dans le système. J. Métamorphe. Géol. 20, 41–55 (2002).

White, R., Powell, R., Holland, T. & Worley, B. L'effet du TiO2 et Fe2O3 sur les assemblages métapélitiques aux conditions des faciès des schistes verts et des amphibolites : calculs des équilibres minéraux dans le système K2O–FeO–MgO–Al2O3–SiO2-H2O–TiO2–Fe2O3. J. Métamorphe. Géol. 18, 497–512 (2000).

Holland, T. & Powell, R. Relations activité-compositions pour les phases dans les calculs pétrologiques : une formulation multi-composants asymétrique. Contribution. Minéral. Essence. 145, 492–501 (2003).

Marks, N., Zierenberg, R. A. & Schiffman, P. Profils isotopiques du strontium et de l'oxygène à travers 3 km de croûte océanique altérée de manière hydrothermale dans le système géothermique de Reykjanes, en Islande. Chem. Géol. 412, 34–47 (2015).

Bédard, J. H. Partition des éléments traces dans le feldspath plagioclase. Géochim. Cosmochim. Acta 70, 3717–3742 (2006).

Xiong, X. et al. Contraintes expérimentales sur la saturation en rutile lors de la fusion partielle du métabasalte à la transition amphibolite à éclogite, avec applications à la genèse du TTG. Un m. Minéral. 94, 1175–1186 (2009).

Collins, G. S., Melosh, H. J. & Ivanov, B. A. Modélisation des dommages et déformations dans les simulations d'impact. Météorite. Planète. Sci. 39, 217–231 (2004).

Wünnemann, K., Collins, G. & Melosh, H. Un modèle de porosité basé sur les contraintes à utiliser dans les simulations d'hydrocode des impacts et des implications pour la croissance transitoire des cratères dans les cibles poreuses. Icare 180, 514–527 (2006).

Pierazzo, E. et al. Validation de codes numériques pour les cratères d'impact et d'explosion : impacts sur cibles sans résistance et métalliques. Météorite. Planète. Sci. 43, 1917–1938 (2008).

Bottke, W.F. et al. Un bombardement lourd archéen à partir d'une extension déstabilisée de la ceinture d'astéroïdes. La nature 485, 78–81 (2012).

Ivanov, B., Melosh, H. & Pierazzo, E. Impacts de formation de bassin : modélisation de reconnaissance. Géol. Soc. Un m. Spéc. Bouillie. 465, 29–49 (2010).

Miljković, K. et al. Morphologie souterraine et mise à l'échelle des bassins d'impact lunaire. J. Géophys. Rés. Planètes 121, 1695–1712 (2016).

Pierazzo, E., Artemieva, N. & Ivanov, B. Conditions de départ des systèmes hydrothermaux sous les cratères martiens : modélisation de l'hydrocode. Géol. Soc. Un m. Spéc. Bouillie. 384, 443–457 (2005).

Melosh, H. & Ivanov, B. Effondrement du cratère d'impact. Annu. Rév. Planète Terre. Sci. 27, 385–415 (1999).

Turtle, E. P., Pierazzo, E. & O'Brien, D. P. Modélisation numérique du chauffage et du refroidissement par impact de la structure d'impact de Vredefort. Météorite. Planète. Sci. 38, 293–303 (2003).


Cet article étudie la pétrogenèse du complexe ultramafique de Seqi, qui couvre une superficie totale d'environ 0,5 km 2 . Les roches ultramafiques sont encaissées dans des orthogneiss tonalitiques du ca. Terrane d'Akia de 3000 Ma avec des couches de granitoïdes recoupantes fournissant un âge minimum absolu de 2978 ± 8 Ma pour le Complexe ultramafique de Seqi. Les roches Seqi représentent une large gamme de roches plutoniques dominées par l'olivine avec des quantités modales variables de chromite, d'orthopyroxène et d'amphibole, c'est-à-dire divers types de dunite (s.s.), péridotite (s.l.), ainsi que la chromitite. Le complexe ultramafique de Seqi se caractérise principalement par une dunite réfractaire, avec une olivine fortement forstéritique avec des compositions de noyau ayant un Mg# allant d'environ 91 à 93. Les teneurs modales globales élevées, ainsi que les compositions spécifiques, de la chromite excluent que ces roches représentent un fragment du manteau de la Terre. La présence de bandes de chromitite stratiforme dans la péridotite, de minces couches de chromite dans la dunite et d'orthopyroxène poïkilitique dans la péridotite appuie plutôt l'interprétation selon laquelle le complexe ultramafique de Seqi représente le vestige d'un complexe stratifié fragmenté ou d'un conduit magmatique, qui a ensuite été brisé et entraîné formation de la croûte continentale régionale.

L'intégration de toutes les caractéristiques du complexe ultramafique de Seqi laisse présager la formation de ces péridotites hautement réfractaires à partir d'un magma extrêmement magnésien (Mg# ∼ 80), presque anhydre, sous forme de cumulats dominés par l'olivine avec des contenus modaux élevés de chromite. Il est à noter que les cumulats Seqi ont été dérivés d'une source du manteau par des degrés extrêmes de fusion partielle (>40%). Cette source mantellique pourrait potentiellement représenter le précurseur du manteau lithosphérique sous-continental (SCLM) dans cette région, qui s'est précédemment avérée ultra-appauvrie. Le complexe ultramafique de Seqi, ainsi que des corps de péridotite similaires dans la région de Fiskefjord, pourraient ainsi constituer les premiers cumulats qui se sont formés lors de la ou des fusions à grande échelle, qui ont entraîné la quille cratonique ultra-appauvrie sous le craton de l'Atlantique Nord. Par conséquent, une meilleure compréhension de ces complexes ultramafiques archéens peut fournir des contraintes sur le cadre géodynamique des premiers continents de la Terre et du SCLM correspondant.


Abstrait

Les roches océaniques haute pression (HP) et ultra haute pression (UHP) restent très rares le long de la zone de suture Indus-Yarlung Tsangpo sur le plateau tibétain. De tels types de roches, cependant, pourraient fournir des informations nouvelles et importantes sur la compréhension de la tectonique de collision Inde-Asie et des processus métamorphiques régionaux. Cette contribution se concentre sur les amphibolites de grenat HP nouvellement découvertes qui se produisent dans la chaîne de North Ayilari le long de la zone de suture de l'Indus dans l'Himalaya occidental. Des études pétrographiques et minéralogiques ainsi que des calculs pression-température (P-T) montrent que les amphibolites à grenat ont subi au moins trois stades métamorphiques. Un stade prograde au faciès des amphibolites à 0,9-1,2 GPa et 605 à 680 °C (M1) a été suivi d'un métamorphisme au faciès des granulites HP à 680 à 750 °C et de 1,1 à 1,5 GPa (M2) et d'un refroidissement au métamorphisme au faciès des amphibolites à 628–650 °C, 0,6–0,8 GPa (M3). La datation U–Pb au zircon et à l'apatite montre que les amphibolites à grenat ont connu des conditions de faciès de granulite à 33–32 Ma et un âge de refroidissement de 12,5 ± 2,6 Ma à des températures de 375–550 °C. Les amphibolites de grenat ont des modèles de distribution appauvris en éléments de terres rares légers (LREE), faibles ( 87 Sr/ 86 Sr)je = 0,70727–0,70833, mais élevé εnd(t) (+8,9 – +9,8) dans la roche entière, et élevéHf(t) (+13,9 – +16,0) valeurs de zircon, qui sont similaires à celles du basalte normal de la dorsale médio-océanique. Cela confirme que le protolithe représente une tranche océanique provenant principalement de matériaux du manteau appauvri. Les données géochimiques, géochronologiques et géothermobarométriques démontrent que les amphibolites à grenat représentaient une partie de l'océan Néo-Téthyen, qui a connu un profond métamorphisme au faciès des amphibolites avant d'atteindre les conditions du faciès des granulites HP à Californie. 32 Ma à la suite de l'épaississement de la croûte lors de la collision indo-asiatique. Ainsi, la tranche de type océanique HP étudiée représente une pièce de puzzle importante qui, avec d'autres portions continentales qui ont connu différentes conditions PT telles que l'éclogite HP et UHP et différentes métapélites et gneiss quartzo-feldspathiques, aide à déchiffrer l'évolution tectonique de l'Ouest. Orogène de l'Himalaya, de la subduction océanique à la collision continentale et à l'exhumation subséquente.


Bremner, J. M. Sources d'oxyde nitreux dans les sols. Nutr. Cycl. Agroécosystèmes 49, 7–16 (1997).

Bouwman, A.F. et al. Tendances mondiales et incertitudes concernant la dénitrification terrestre et N2O émissions. Philos. Trans. R. Soc. B 368, https://doi.org/10.1098/rstb.2013.0112 (2013).

Ravishankara, A. R., Daniel, J. S. & Portmann, R. W. Protoxyde d'azote (N2O) : la principale substance appauvrissant la couche d'ozone émise au 21e siècle. Science 326, 123–125 (2009).

Thompson, R.L. et al. Accélération du N global2O émissions vues à partir de deux décennies d'inversion atmosphérique. Nat. Clim. Changement 9, 993 (2019).

Tian, ​​H.Q. et al. Émissions mondiales d'oxyde nitreux du sol depuis l'ère préindustrielle estimées par un ensemble de modèles de la biosphère terrestre : magnitude, attribution et incertitude. Biol. Changement Global. 25, 640–659 (2019).

Butterbach-Bahl, K., Baggs, E. M., Dannenmann, M., Kiese, R. & Zechmeister-Boltenstern, S. Émissions d'oxyde nitreux des sols : comment comprenons-nous bien les processus et leurs contrôles ? Philos. Trans. R. Soc. B 368, 1621 (2013).

Johnson, B. & Goldblatt, C. Le bilan azoté de la Terre. Terre Sci. Tour. 148, 150–173 (2015).

Holloway, J. M. & Dahlgren, R. A. Azote dans la roche : occurrences et implications biogéochimiques. Biogéochimie mondiale. Cycles 16, https://doi.org/10.1029/2002gb001862 (2002).

Houlton, B.Z., Morford, S.L. & Dahlgren, R.A. Preuves convergentes pour les sources d'azote de roche répandues dans l'environnement de surface de la Terre. Science 360, 58–62 (2018).

Morford, S. L., Houlton, B. Z. & Dahlgren, R. A. Quantification directe des apports d'azote rocheux à long terme aux écosystèmes forestiers tempérés. Écologie 97, 54–64 (2016).

Sullivan, P. J., Sposito, G., Strathouse, S. M. & Hansen, C. L. L'azote géologique et la présence de sols riches en nitrates dans l'ouest de la vallée de San-Joaquin, en Californie. Hilgardia 47, 15–49 (1979).

Butterbach-Bahl, K. et al. dans L'évaluation européenne de l'azote (éds M.A. Sutton et al.) Ch. 6 (Cambridge Univ. Press, 2011).

Van Breemen, N. et al. Où est passé tout l'azote ? Devenir des apports d'azote dans les grands bassins versants du nord-est des États-Unis. Biogéochimie 57, 267–293 (2002).

Williams, L. B., Wilcoxon, B. R., Ferrell, R. E. & Sassen, R. Diagenèse de l'ammonium pendant la maturation et la migration des hydrocarbures, Wilcox-Group, Louisiane, États-Unis. Appl. Géochimie. 7, 123–134 (1992).

Muller, P. J. Rapports C/N dans les sédiments des grands fonds du Pacifique : effet des composés inorganiques d'ammonium et d'azote organique sorbés par les argiles. Géochim. Cosmochim. Acta 41, 765–776 (1977).

Morrison, S.J., Goodknight, C.S., Tigar, A.D., Bush, R.P. & Gil, A. Contamination naturelle dans les schistes de Mancos. Environ. Sci. Technol. 46, 1379–1387 (2012).

Tuttle, M. L. W., Fahy, J. W., Elliott, J. G., Grauch, R. I. & Stillings, L. L. Contaminants from Cretaceous black shale : II. Effet de la géologie, de l'altération, du climat et de l'utilisation des terres sur la salinité et le cycle du sélénium, paysages de Mancos Shale, sud-ouest des États-Unis. Appl. Géochimie. 46, 72–84 (2014).

Riebe, C. S., Kirchner, J. W. & Finkel, R. C. Taux à long terme d'altération chimique et d'érosion physique dus aux nucléides cosmogéniques et au bilan de masse géochimique. Géochim. Cosmochim. Acta 67, 4411–4427 (2003).

Montgomery, D. R. & Brandon, M. T. Contrôles topographiques sur les taux d'érosion dans les chaînes de montagnes tectoniquement actives. Planète Terre. Sci. Lett. 201, 481–489 (2002).

Morford, S. L., Houlton, B. Z. & Dahlgren, R. A. Contrôles géochimiques et tectoniques du soulèvement des apports d'azote dans la roche dans les écosystèmes terrestres. Biogéochimie mondiale. Cycles 30, 333–349 (2016).

West, A. J., Galy, A. & Bickle, M. Contrôles tectoniques et climatiques sur l'altération des silicates. Planète Terre. Sci. Lett. 235, 211–228 (2005).

Holloway, J. M. & Smith, R. L. Flux d'azote et de carbone de la roche à l'eau : régulation par les processus biogéochimiques du sol, bassin versant de la rivière Mokelumne, Californie, et Grand Valley, Colorado. J. Géophys. Rés. Terre 110, F01010 (2005).

Hubbard, S.S. et al. Le bassin versant de l'East River, Colorado : un banc d'essai communautaire montagneux pour améliorer la compréhension prédictive de la dynamique hydrologique-biogéochimique à plusieurs échelles. Vadose Zone J. 17, 180061 (2018).

Gaskill, D.L., Mutschler, F.E., Kramer, J.H., Thomas, J.A. & amp Zahoney, S.G. Carte géologique du quadrilatère gothique, Colorado, comté de Gunnison, ministère de l'Intérieur (USGS, 1991).

Carroll, R.W.H. et al. Facteurs contrôlant les eaux souterraines saisonnières et les flux de solutés des bassins dominés par la neige. Hydrol. Traiter. 32, 2187–2202 (2017).

Winnick, M.J. et al. La fonte des neiges contrôle les relations concentration-débit et l'équilibre des flux d'altération oxydative et acide-base dans un bassin versant alpin, East River, Colorado. Ressource en eau. Rés. 53, 2507–2523 (2017).

Wan, J.M. et al. Prédire les fronts d'altération du substratum rocheux sédimentaire et les taux d'altération. Sci. représentant 9, https://doi.org/10.1038/s41598-019-53205-2 (2019).

Tokunaga, T.K. et al. Distributions résolues en profondeur et en temps de l'écoulement et du transport souterrains des pentes de colline entraînés par la fonte des neiges et leurs contributions aux eaux de surface. Ressource en eau. Rés. 55, 9474–9499 (2019).

CASTNET (Agence américaine de protection de l'environnement, 2019).

Darrouzet-Nardi, A., Erbland, J., Bowman, W. D., Savarino, J. & Williams, M. W. Importation et exportation d'azote au niveau du paysage dans un écosystème à terrain complexe, Colorado Front Range. Biogéochimie 109, 271–285 (2012).

Vitousek, P. M., Menge, D. N. L., Reed, S. C. & Cleveland, C. C. Fixation biologique de l'azote : taux, modèles et contrôles écologiques dans les écosystèmes terrestres. Philos. Trans. R. Soc. B 368, https://doi.org/10.1098/rstb.2013.0119 (2013).

Anderson, S. P., Dietrich, W. E. & Brimhall, G. H. Profils d'altération, analyse du bilan massique et taux de perte de soluté : liens entre l'altération et l'érosion dans un petit bassin escarpé. Géol. Soc. Un m. Taureau. 114, 1143–1158 (2002).

Brimhall, G. H. & Dietrich, W. E. Relations constitutives du bilan de masse entre la composition chimique, le volume, la densité, la porosité et la déformation dans les systèmes hydrochimiques métasomatiques - résultats sur l'altération et la pédogenèse. Géochim. Cosmochim. Acta 51, 567–587 (1987).

Littke, R., Klussmann, U., Krooss, B. & Leythaeuser, D. Quantification de la perte de calcite, de pyrite et de matière organique due à l'altération des schistes noirs toarciens et aux effets sur les caractéristiques du kérogène et du bitume. Géochim. Cosmochim. Acta 55, 3369–3378 (1991).

Galy, A. & France-Lanord, C. Les processus d'altération dans le bassin Ganges-Brahmapoutre et le bilan d'alcalinité fluviale. Chem. Géol. 159, 31–60 (1999).

Brantley, S.L. et al. Vers un modèle conceptuel reliant les fronts de réaction chimique aux chemins d'écoulement de l'eau dans les collines. Géomorphologie 277, 100–117 (2017).

Manning, A. H., Verplanck, P. L., Caine, J. S. & Todd, A. S. Liens entre le changement climatique, la profondeur de la nappe phréatique et la chimie de l'eau dans un bassin versant de montagne minéralisé. Appl. Géochimie. 37, 64–78 (2013).

Torres, M. A., West, A. J. & Clark, K. E. Le régime géomorphique module le contrôle hydrologique de l'altération chimique dans les Andes et l'Amazonie. Géochim. Cosmochim. Acta 166, 105–128 (2015).

Holloway, J. M. & Dahlgren, R. A. L'azote géologique dans le cycle biogéochimique terrestre. Géologie 27, 567–570 (1999).

Rodhe, A. Sur la génération du ruissellement des cours d'eau dans les sols de till. Nord Hydrol 20, 1–8 (1989).

Horton, T. W., Chamberlain, C. P., Fantle, M. & Blum, J. D. Altération chimique et contrôles lithologiques de la chimie de l'eau dans un système fluvial de haute altitude : Clark's Fork de la rivière Yellowstone, Wyoming et Montana. Ressource en eau. Rés. 35, 1643–1655 (1999).

Holloway, J. M., Dahlgren, R. A., Hansen, B. & Casey, W. H. Contribution de l'azote du substratum rocheux aux concentrations élevées de nitrate dans l'eau des cours d'eau. La nature 395, 785–788 (1998).

Seitzinger, S. et al. La dénitrification à travers les paysages et les plans d'eau : une synthèse. Écol. Appl. 16, 2064–2090 (2006).

Tokunaga, T.K. et al. Contributions de la respiration de la zone vadose profonde aux flux de dioxyde de carbone d'une plaine inondable semi-aride. Vadose Zone J. 15, https://doi.org/10.2136/vzj2016.02.0014 (2016).

Ascott, M.J. et al. Modèles mondiaux de stockage des nitrates dans la zone vadose. Nat. Commun. 8, 1416 (2017).

Kendall, K. A., Shanley, J. B. & McDonnell, J. J. Une approche hydrométrique et géochimique pour tester l'hypothèse de rétroaction de la transmissivité pendant la fonte des neiges. J. Hydrol. 219, 188–205 (1999).

Brooks, E. S., Boll, J. & McDaniel, P. A. Une expérience à l'échelle d'une pente pour mesurer la conductivité hydraulique saturée latérale. Ressource en eau. Rés. 40, W04208 (2004).

Moldrup, P. et al. Prédiction du coefficient de diffusion des gaz dans les sols reconditionnés : modèle de réduction linéaire induite par l'eau. Sol Sci. Soc. Un m. J. 64, 1588–1594 (2000).

Massman, W. J. Un examen des diffusivités moléculaires de H2O, CO2, CH4, CO, O3, ALORS2, NH3, N2O, NON et NON2 dans l'air, ô2 et n2 près de STP. Atmos. Environ. 32, 1111–1127 (1998).

Bowling, D. R. & Massman, W. J. Amélioration persistante du CO diffusif induite par le vent2 transport dans un manteau neigeux de forêt de montagne. J. Géophys. Rés. Biogeosci. 116, G04006 (2011).


Les références

Lithgow-Bertelloni, C. Encyclopédie des géosciences marines (eds Harff, J., Meschede, M., Petersen, S. & Thiede, J.) 193-196 (Springer, Dordrecht, 2016).

Stern, R. J. & Gerya, T. Initiation à la subduction dans la nature et les modèles : une revue. Tectonophysique https://doi.org/10.1016/j.tecto.2017.10.014 (2017).

Stern, R. J. Initiation de la subduction : spontanée et induite. Planète Terre. Sci. Lett. 226, 275–292 (2004).

Gurnis, M., Hall, C. & Lavier, L. Évolution de l'équilibre des forces lors d'une subduction naissante. Géochimie. Géophys. Géosyste. 5, Q07001 (2004).

Hall, C. E., Gurnis, M., Sdrolias, M., Lavier, L. L. & Mueller, R. D. Initiation catastrophique de la subduction suite à une convergence forcée à travers les zones de fracture. Planète Terre. Sci. Lett. 212, 15–30 (2003).

Leng, W., Gurnis, M. & Asimow, P. Des basaltes aux boninites : la géodynamique de l'expression volcanique lors de l'initiation de la subduction induite. Lithosphère 4, 511–523 (2012).

Stern, R. J. & Bloomer, S. H. Zone de subduction : exemples des arcs éocène Izu-Bonin-Mariana et Jurassic California. Géol. Soc. Un m. Taureau. 104, 1621–1636 (1992).

Stern, R. J., Reagan, M., Ishizuka, O., Ohara, Y. & Whattam, S. Pour comprendre l'initiation de la subduction, étudier la croûte d'avant-arc : pour comprendre la croûte d'avant-arc, étudier les ophiolites. Lithosphère 4, 469–483 (2012).

Van Hinsbergen, D.J. et al. Dynamique d'initiation de la subduction intraocéanique : 2. Formation d'ophiolites de la zone de suprasubduction et exhumation métamorphique de sole dans un contexte de mouvements absolus des plaques. Géochimie. Géophys. Géosyste. 16, 1771–1785 (2015).

Reagan, M.K. et al. Initiation de subduction et croûte d'ophiolite : nouvelles perspectives du forage IODP. Int. Géol. Tour. 59, 1439–1450 (2017).

Arculus, R.J. et al. Un enregistrement d'initiation de subduction spontanée dans l'arc Izu-Bonin-Mariana. Nat. Geosci. 8, 728–733 (2015).

Faccenna, C., Becker, T. W., Lallemand, S. & Steinberger, B. Sur le rôle de la traction de la dalle dans le mouvement cénozoïque de la plaque Pacifique. Géophys. Rés. Lett. 39, L03305 (2012).

Pearce, J. A., Lippard, S. J. & Roberts, S. Caractéristiques et signification tectonique des ophiolites de la zone de supra-subduction. Géol. Soc. Spéc. Éd. 16, 74–94 (1984).

Dilek, Y. & Furnes, H. Genèse des ophiolites et tectonique globale : empreintes géochimiques et tectoniques de l'ancienne lithosphère océanique. Géol. Soc. Un m. Taureau. 123, 387–411 (2011).

Dewey, J.F. Obduction d'ophiolite. Tectonophysique 31, 93–120 (1976).

Jamieson, R.A. PT chemins des zones de cisaillement à haute température sous les ophiolites. J. Métamorphe. Géol. 4, 3–22 (1986).

Spray, J. G. Causes et conséquences possibles du découplage du manteau supérieur et du déplacement des ophiolites. Géol. Soc. Londres. Spéc. Éd. 13, 255–268 (1984).

Wakabayashi, J. & Dilek, Y. Relations spatiales et temporelles entre les ophiolites et leurs semelles métamorphiques : un test de modèles de genèse des ophiolites de l'avant-arc. Géol. Soc. Un m. Spéc. Bouillie. 349, 53–64 (2000).

Williams, H. & Smyth, W. R. Auréoles métamorphiques sous les suites d'ophiolites et les péridotites alpines : implications tectoniques avec des exemples de l'ouest de Terre-Neuve. Un m. J.Sci. 273, 594–621 (1973).

Agard, P. et al. Interrupteurs rhéologiques de l'interface de la plaque pendant la petite enfance de la subduction : contrôle de la pénétration de la plaque et de la formation métamorphique de la sole. Planète Terre. Sci. Lett. 451, 208–220 (2016).

Soret, M., Agard, P., Dubacq, B., Plunder, A. & Yamato, P. Preuves pétrologiques de l'accrétion progressive des semelles métamorphiques pendant la subduction de la petite enfance (Semail Ophiolite, Oman et UAE). J. Métamorphe. Géol. 35, 1051–1080 (2017).

Pattison, D. R. M. Importance pétrogénétique du grenat sans orthopyroxène + clinopyroxène + plagioclase ± métabasites à quartz par rapport au faciès des amphibolites et des granulites. J. Métamorphe. Géol. 21, 21–34 (2003).

Palin, R.M. et al. Métamorphisme de haut degré et fusion partielle des roches basiques et intermédiaires. J. Métamorphe. Géol. 34, 871–892 (2016).

Peacock, S. M., Rushmer, T. & Thompson, A. B. Fusion partielle de la croûte océanique subductrice. Planète Terre. Sci. Lett. 121, 227–244 (1994).

Rioux, M. et al. Accrétion rapide de la croûte et assimilation du magma dans les Émirats arabes unis. ophiolite : Géochronologie U–Pb zircon de haute précision de la croûte gabbroïque. J. Géophys. Rés. Terre solide 117, B07201 (2012).

Rioux, M. et al. Développement tectonique de l'ophiolite de Samail : géochronologie U–Pb du zirconium de haute précision et contraintes isotopiques Sm–Nd sur la croissance et la mise en place de la croûte. J. Géophys. Rés. Terre solide 118, 2085–2101 (2013).

Hacker, B. R. Mise en place rapide de la jeune lithosphère océanique : géochronologie de l'argon de l'ophiolite d'Oman. Science 265, 1563–1565 (1994).

Hacker, B. R., Mosenfelder, J. L. & Gnos, E. Mise en place rapide de l'ophiolite d'Oman : contraintes thermiques et géochronologiques. Tectonique 15, 1230–1247 (1996).

Rioux, M. et al. Formation synchrone de la sole métamorphique et de la croûte ignée de l'ophiolite de Semail : nouvelles contraintes sur l'évolution tectonique au cours de la formation de l'ophiolite à partir de la géochronologie U–Pb zircon de haute précision. Planète Terre. Sci. Lett. 451, 185–195 (2016).

Warren, C. J., Parrish, R. R., Waters, D. J. & amp Searle, M. P. Datation de l'histoire géologique de l'ophiolite Semail d'Oman : aperçu de la géochronologie U/Pb. Contribution. Minéral. Essence. 150, 403–422 (2005).

Yakymchuk, C., Clark, C. & White, R. W. Relations de phase, séquences de réaction et pétrochronologie. Rév. Minéral. Géochimie. 83, 13–53 (2017).

Baxter, E. F. & Scherer, E. E. Géochronologie du grenat : chronométreur des processus tectonométamorphiques. Éléments 9, 433–438 (2013).

Scherer, E. E., Cameron, K. L. & Blichert-Toft, J. Lu-Hf géochronologie du grenat : température de fermeture relative au système Sm-Nd et effets des inclusions de minéraux traces. Géochim. Cosmochim. Acta 64, 3413–3432 (2000).

Smit, M. A., Scherer, E. E. & Mezger, K. Lu-Hf et Sm-Nd géochronologie du grenat : fermeture chronométrique et implications pour la datation des processus pétrologiques. Planète Terre. Sci. Lett. 381, 222–233 (2013).

Anczkiewicz, R. et al. Géochronologie Lu–Hf et distribution des éléments traces dans le grenat : implications pour le soulèvement et l'exhumation de granulites à ultra-haute pression dans les Sudètes, au sud-ouest de la Pologne. Lithos 95, 363–380 (2007).

Hacker, B. R. & Gnos, E. L'énigme de Samail : expliquer l'histoire métamorphique. Tectonophysique 279, 215–226 (1997).

Searle, M. P., Warren, C. J., Waters, D. J. & Parrish, R. R. Évolution structurelle, métamorphisme et restauration de la marge continentale arabe, région de Saih Hatat, montagnes d'Oman. J. Struct. Géol. 26, 451–473 (2004).

Nicolas, A., Boudier, F., Ildefonse, B. & Ball, E. Accretion of Oman and United Arab Emirates ophiolite—discussion of a new structural map. Mar. Géophys. Rés. 21, 147–180 (2000).

Boudier, F., Ceuleneer, G. & Nicolas, A. Zones de cisaillement, chevauchements et magmatisme associé dans l'ophiolite d'Oman : initiation du chevauchement sur une dorsale océanique. Tectonophysique 151, 275–296 (1988).

Ishikawa, T., Nagaishi, K. & Umino, S. Volcanisme boninitique dans l'ophiolite d'Oman : implications pour les conditions thermiques lors de la transition de la crête étalée à l'arc. Géologie 30, 899–902 (2002).

MacLeod, C. J., Lissenberg, L. & Bibby, L. E. Magmatisme axial « Moist MORB » dans l'ophiolite d'Oman : les preuves contre l'origine d'une dorsale médio-océanique. Géologie 41, 459–462 (2013).

Whattam, S. A. & Stern, R. J. La « règle d'initiation de la subduction » : une clé pour relier les ophiolites, les arcs antérieurs intra-océaniques et l'initiation de la subduction. Contribution. Minéral. Essence. 162, 1031–1045 (2011).

Agard, P., Jolivet, L., Vrielynck, B., Burov, E. & Monié, P. Accélération de plaque : le déclencheur d'obduction ? Planète Terre. Sci. Lett. 258, 428–441 (2007).

Duretz, T. et al. Modélisation thermomécanique du processus d'obduction à partir du cas de l'ophiolite d'Oman. Gondwana Rés. 32, 1–10 (2016).

Cowan, R. J., Searle, M. P. & Waters, D. J. Structure of the metamorphic sole to the Oman Ophiolite, Sumeini Window and Wadi Tayyin: implications for ophiolite obduction processes. Geol. Soc. Lond. Spec. Publ. 392, 155–175 (2014).

Gnos, E. Peak metamorphic conditions of garnet amphibolites beneath the Semail Ophiolite: implications for an inverted pressure gradient. Int. Geol. Rev. 40, 281–304 (1998).

Rioux, M., Bowring, S., Cheadle, M. & John, B. Evidence for initial excess 231 Pa in mid-ocean ridge zircons. Chem. Geol. 397, 143–156 (2015).

Liu, J., Bohlen, S. R. & Ernst, W. G. Stability of hydrous phases in subducting oceanic crust. Earth Planet. Sci. Lett. 143, 161–171 (1996).

Bloch, E., Ganguly, J., Hervig, R. & Cheng, W. 176 Lu– 176 Hf geochronology of garnet I: experimental determination of the diffusion kinetics of Lu 3+ and Hf 4+ in garnet, closure temperatures and geochronological implications. Contrib. Mineral. Petrol. 169, 12 (2015).

Ishikawa, T., Fujisawa, S., Nagaishi, K. & Fujisawa, T. Trace element characteristics of the fluid liberated from amphibolite-facies slab: inference from the metamorphic sole beneath the Oman Ophiolite and implication for boninite genesis. Earth Planet. Sci. Lett. 240, 355–377 (2005).

Sun, S.-s. & McDonough, W. F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle compositions and processes. Geol. Soc. Spec. Publ. 42, 313–345 (1989).

Jarosewich, E., Nelen, J. A. & Norberg, J. A. Reference samples for electronmicroprobe analysis. Geostand. Newslett. 4, 43–47 (1980).

Pouchou, J.-L. & Pichoir, F. in Electron Probe Quantification (eds Heinrich, K. & Newbury, D.) 31 75 (Springer, New York, 1991).

Jochum, K. P. et al. GeoReM: a new geochemical database for reference materials and isotopic standards. Geostand. Geoanal. Res. 29, 333–338 (2005).

Paton, C., Hellstrom, J., Paul, B., Woodhead, J. & Hergt, J. Iolite: freeware for the visualisation and processing of mass spectrometric data. J. Anal. Atom. Spectrom. 26, 2508–2518 (2011).

Münker, C., Weyer, S., Scherer, E. E. & Mezger, K. Separation of high field strength elements (Nb, Ta, Zr, Hf) and Lu from rock samples for MS-ICPMS measurements. Geochem. Geophys. Geosyst. 2, 2001GC000183 (2001).

Blichert-Toft, J., Boyet, M., Télouk, P. & Albarède, F. 147 Sm– 143 Nd and 176 Lu– 176 Hf in eucrites and the differentiation of the HED parent body. Earth Planet. Sci. Lett. 204, 167–181 (2002).

Blichert-Toft, J., Chauvel, C. & Albarede, F. Separation of Hf and Lu for high precision isotope analysis of rock samples by magnetic sector-multiple collector ICP-MS. Contrib. Mineral. Petrol. 127, 248–260 (1997).

Bizzarro, M., Baker, J. A. & Ulfbeck, D. A new digestion and chemical separation technique for rapid and highly reproducible determination of Lu/Hf and Hf isotope ratios in geological materials by MC-ICP-MS. Geostand. Geoanal. Res. 27, 133–145 (2003).

Ludwig, K. R. Isoplot 4.1. A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel (Berkeley Geochronology Center, 2009).

Scherer, E. E., Mezger, K. & Münker, C. The 176 Lu decay constant discrepancy: terrestrial samples vs. meteorites. Meteorit. Planet. Sci. 38, A136 (2003).

Söderlund, U., Patchett, P. J., Vervoort, J. D. & Isachsen, C. E. The 176 Lu decay constant determined by Lu–Hf and U–Pb isotope systematics of Precambrian mafic intrusions. Earth Planet. Sci. Lett. 219, 311–324 (2004).

Mattinson, J. M. Zircon U–Pb chemical abrasion (“CA-TIMS”) method: combined annealing and multi-step partial dissolution analysis for improved precision and accuracy of zircon ages. Chem. Geol. 220, 47–66 (2005).

Mattinson, J. M. Analysis of the relative decay constants of 235 U and 238 U by multi-step CA-TIMS measurements of closed-system natural zircon samples. Chem. Geol. 275, 186–198 (2010).

Krogh, T. E. A low-contamination method for hydrothermal decomposition of zircon and extraction of U and Pb for isotopic age determinations. Geochim. Cosmochim. Acta 37, 485–494 (1973).

Corfu, F. U–Pb age, setting and tectonic significance of the anorthosite–mangerite–charnockite–granite suite, Lofoten–Vesterålen, Norway. J. Petrol. 45, 1799–1819 (2004).

Stacey, J. S. & Kramers, J. D. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model. Earth Planet. Sci. Lett. 26, 207–221 (1975).

Schärer, U. The effect of initial 230 Th disequilibrium on young U–Pb ages: the Makalu case, Himalaya. Earth Planet. Sci. Lett. 67, 191–204 (1984).

Jaffey, A. H., Flynn, K. F., Glendenin, L. E., Bentley, W. C. & Essling, A. M. Precision measurement of half-lives and specific activities of 235 U and 238 U. Phys. Rev. C 4, 1889–1906 (1971).


9. Summary and Conclusions

[42] We carried out extensive true triaxial tests on unjacketed specimens of KTB amphibolite for the purpose of obtaining the compressive strength criterion representative of the rock at the borehole wall, where it is both subjected to concentrated crustal stresses and exposed to pressurized borehole fluid. The objective of the research was to recompute the magnitude of the major horizontal in situ stress around the KTB main hole from the logged borehole-breakout spans, the experimentally obtained strength criterion for the amphibolite, and other known field data. The laboratory tests revealed some surprising features of brittle fracture peculiar to rock subjected to conditions simulating the borehole wall.

[43] Failure mode was radically different from that of dry amphibolite. Rather than shear failure along a throughgoing fracture dipping steeply in the least principal stress direction, failure in unjacketed amphibolite resulted from the growth of one or more subparallel extensile fractures adjacent to and aligned with one of specimen σ3 visages. We suspect that this failure mode is representative of other crystalline rocks of low porosity and permeability, but may or may not apply to less compact and more permeable lithologies.

[44] Unjacketed KTB amphibolite failed at maximum stress levels that were 25 to 55% lower than those in jacketed rock for corresponding least and intermediate applied principal stresses. Based on the fracture characteristics and the reduced strength, we infer that unjacketed amphibolite fails upon the onset of dilatancy, through confining fluid intrusion into the reopened and induced microcracks. Previous work has shown that under true triaxial compression microcracks develop with their planes normal to the direction of the least principal stress. The exposed faces of the samples enable the confining fluid to intrude the nearest microcracks and facilitate their extension until they grow into throughgoing extensile fractures along a plane orthogonal to the direction of the lest principal stress, bringing about “premature” compressive failure. Supportive evidence is provided by the closeness of the true triaxial strength levels of unjacketed specimens to the corresponding points of dilatancy onset determined in jacketed rock.

[46] Estimation of the maximum horizontal in situ stress magnitudes in the amphibolite zone of the KTB main hole was conducted based on the hypothesis that the state of stress at the breakout-borehole intersection is in limit equilibrium with true triaxial strength criterion. The solution revealed that the maximum horizontal in situ stress is also the overall largest principal in situ stress, and that the relative stress magnitudes suggest a strike-slip stress regime, supporting previous finding by Brudy et al. [1997] , albeit with a reduced band of uncertainty.


Recognition and significance of c. 800 Ma upper amphibolite to granulite facies metamorphism in metasedimentary rocks from the NW margin of the Yangtze Block

The evolutionary history of the NW Yangtze Block is important in interpreting its location and relationship with the Rodinia supercontinent. Although a Neoproterozoic arc-related tectonothermal event is recognized in the Micangshan area of the NW Yangtze Block, its timing and P–T conditions are poorly constrained. We address this issue by focusing on the garnet–biotite gneiss that represents the main lithology of the Huodiya Group on the NW margin of the Yangtze Block. This gneiss is predominantly composed of garnet, biotite, feldspar and quartz. The peak mineral assemblage in the matrix consists of garnet + biotite + quartz + plagioclase + K-feldspar. The retrograde stage is characterized by embayed rims of the garnet and its associated biotite in the matrix. Le P–T conditions in the peak and retrograde stages are constrained to 7–8 kbar and c. 710°C and 5–6 kbar and 650–675°C, respectively, and suggest that 4–5 vol.% melt was produced during an upper amphibolite–granulite facies metamorphic event. The first report of monazite U–Pb dating in the Huodiya Group of the Micangshan area yielded a weighted mean 206 Pb/ 238 U age of 802 ± 5 Ma. The studied samples contained detrital igneous zircons with 206 Pb/ 238 U dates >800 Ma, whereas the metamorphic zircons yielded a weighted mean 206 Pb/ 238 U age of 797 ± 9 Ma. Based on the compressional tectonic environment and previous studies, we propose that the Yangtze Block was probably located on the periphery of the Rodinia supercontinent.


Voir la vidéo: Lecture 5 - Plate Tectonics