Earth Sciences Research Journal

A NEW APPROACH ON THE TECTONOMETAMORPHIC MECHANISMS ASSOCIATED WITH P-T PATHS OF THE BARROVIAN-TYPE SILGARÁ FORMATION AT THE CENTRAL SANTANDER MASSIF, COLOMBIAN ANDES

Metamorphic pressure and temperature trajectories are generally used as tools to interpret the tectonic history of deformed belts of rocks that record past activity along active plate margins. The pre-Devonian metamorphic sequence of the Silgará Formation forms part of the ancient basement of the central Santander Massif, including pelitic schists, siliceous schists and intercalation of amphibolites accompanied by marble. This metasedimentary unit has been affected by Barrovian type metamorphism under middle-pressure/high-temperature conditions. This paper presents on the relationship of tectonic processes to pressure-temperature paths development. Detailed petrologic analysis of pelites and related rocks has been used to constrain the P-T history of this region in the eastern colombian cordillera. Mineral assemblages and Geothermobarometric calculations indicate metamorphic temperatures and pressures of 400-600 °C and 4.0-6.5 kbar, respectively.

Las trayectorias de presión y temperatura de metamorfismo generalmente son usadas como herramientas para interpretar la historia tectónica de cinturones de rocas deformadas que registran antigua actividad a lo largo de bordes de placa activos. La secuencia pre-Devónica de la Formación Silgará forma parte del antiguo basamento que aflora en la región central del Macizo de Santander, incluyendo esquistos pelíticos, esquistos silíceos con intercalación de anfibolitas acompañadas por mármol. Esta secuencia metasedimentaria ha sido afectada por un metamorfismo tipo Barroviense en condiciones de presión intermedia / temperatura alta. Este artículo especula sobre la relación entre los procesos tectónicos y el desarrollo de trayectorias de P-T. Un análisis petrológico detallado de las pelitas y rocas relacionadas ha sido usado para deducir la historia de P-T de esta región. Las paragénesis minerales y los cálculos geotermobarométricos indican temperaturas y presiones metamórficas de 400-600 °C y 4.0-6.5 kbar, respectivamente.

DEEP CRUSTAL STRUCTURE AND ESTIMATION OF MOHO IN THE LHASA TERRANE OF CENTRAL TIBET

Seismic attributes analysis is applied to INDEPTH II seismic profiles to develop a better understanding of the deep crustal structure and geodynamics of the Lhasa Terrane in the central Tibet area. Analyses indicate that the frequency anomalies are obtained over the range in between 0-30 Hz. Some area of the analyzed traces of the seismic profiles have shown dominated frequency anomaly of approximately 10 Hz with little amount of other frequencies. The variation of frequency anomaly is shown to be the indication of theMoho depth of the area. EstimatedMoho depths are found very irregular and varying from 20 kmto more than 136 km. The crust is thinner in southern, northern and eastern parts of the area while it is thicker in the western part having asymmetric nature in the central part. This variation might be the result of complicated tectonic process of the Indian and Eurasian plates. Vertically downward pocket like frequency distributions and similar type of frequency distributions at near and far depth are also observed in one of the analyzed sections. It might be indication of uprised asthenospheric matter which exchanged with lithosphere in subduction zones related to the multiple crustal uprising.

El análisis de atributos sísmicos es aplicado a perfiles sísmicos a través del programa INDEPTH II, que permite un mejor entendimiento de la estructura cortical profunda y la geodinámica de Lhasa Terrane en el área central del Tíbet. Los análisis indican que las anomalías de frecuencia se obtuvieron en el rango de 0-30Hz. En algunas zonas analizadas de los perfiles sísmicos en las trazas han mostrado que la frecuencia anómala predominante es de10 Hz, con poco contenido de otras frecuencias. La variación en la anomalía de frecuencia muestra ser el indicativo de la profundidad del Moho en el área. Profundidades estimadas del Moho son muy irregulares y varían desde 20 kilómetros hasta más de 136 kilómetros. La corteza es más delgada en el Sur, Norte y Este del área, mientras que es más gruesa en el Oeste, con una naturaleza simetría en la parte central. Esta variación podría ser el resultado de los complicados procesos tectónicos de las placas de la India y Eurasia. Concentraciones en la parte baja de la distribución de frecuencias y similar tipo de distribución de frecuencia se observan en las partes someras y profundas, en una de las secciones analizadas. Esto podría indicar el ascenso de material astenosférico que se intercambió con la Litósfera in las zonas de subducción relacionadas al múltiple ascenso de la Corteza.

GEOPHYSICAL PROSPECTING OF THE TRANSITION ZONE BETWEEN THE CONGO CRATON AND THE PANAFRICAN BELT IN CAMEROON

We made use of the audiomagnetotelluric method to study a major Precambrian boundary between the Congo Craton and the Pan African mobile belt. We have used case studies of areas where magnetotelluric soundings and gravity survey methods have been employed and results analysed and interpreted to show the usefulness of coefficients of anisotropy in magnetotelluric prospecting. We have succeeded in showing that an on the spot calculation of coefficients of anisotropy can, in addition to the method of rotation, be a very useful tool in determining the direction of structural trend of the geologic features in a particular region of prospecting. We have also shown that iso-anisotropy contour maps can provide a more effective and efficient representation of the variation of apparent resistivity with depth for a vertical cross-section through a slice of Earth under consideration. Furthermore, we have used calculated values of coefficient of anisotropy to determine in a vivid manner the types of rocks formations in the region of investigation

El método Audiomagnetotelurico ha sido aplicado para estudiar el límite principal Precámbrico entre el Craton del Congo y el cinturón móvil Pan africano. Se ha recurrido a casos de estudio en áreas donde los sondeos magnetotelúricos y gravedad han sido empleados y los resultados analizados e interpretados para mostrar la utilidad de los coeficientes de anisotropía en la prospección magnetotelurica. Se ha tenido éxito al mostrar que en los cálculos de los coeficientes de anisotropía, adicionalmente al método de rotación, puede ser una herramienta útil en la determinación de la tendencia estructural de los rasgos geológicos en una zona prospectada. También se ha mostrado que los mapas de contornos isotrópicos pueden suministrar una representación más efectiva y eficiente de la variación de la resistividad aparente con la profundidad para una sección. Adicionalmente se han usado valores de coeficiente de anisotropía para determinar de una manera vívida los tipos de formación de rocas en la región investigada

HYDROLOGIC HOMOGENEOUS REGIONS USING MONTHLY STREAMFLOW IN TURKEY

Cluster analysis of gauged streamflow records into homogeneous and robust regions is an important tool for the characterization of hydrologic systems. In this paper we applied the hierarchical cluster analysis to the task of objectively classifying streamflow data into regions encompassing similar streamflow patterns over Turkey. The performance of three standardization techniques was also tested, and standardizing by range was found better than standardizing with zero mean and unit variance. Clustering was carried out using Ward's minimum variance method which became prominent in managing water resources with squared Euclidean dissimilarity measures on 80 streamflow stations. The stations have natural flow regimes where no intensive river regulation had occurred. A general conclusion drawn is that the zones having similar streamflow pattern were not be overlapped well with the conventional climate zones of Turkey; however, they are coherent with the climate zones of Turkey recently redefined by the cluster analysis to total precipitation data as well as homogenous streamflow zones of Turkey determined by the rotated principal component analysis. The regional streamflow information in this study can significantly improve the accuracy of flow predictions in ungauged watersheds.

El análisis de nidos de registros de flujos de corrientes calibrados en regiones homogéneas y robustas es un instrumento importante para la caracterización de sistemas hidrológicos. En este artículo hemos aplicado este análisis para clasificar objetivamente datos de flujos de corrientes en una región que comprende patrones similares en Turquía. El desempeño de las tres técnicas de estandarización probado y estandarizado por rangos, fue mejor que la estandarización con media cero y varianza 1. El anidamiento se llevó a cabo utilizando el método de mínima varianza de Ward el cual se torna prominente en el manejo de recursos acuíferos con medidas de dissimilaridad cuadráticas euclidianas sobre 80 estaciones de flujos de corriente. Las estaciones poseen regímenes de flujos donde no ha ocurrida regulación intensiva sobre los ríos. Una conclusión general es que las zonas que tienen patrones similares de flujos de corriente, no fueron bien cubiertas con las zonas climáticas convencionales de Turquía.

INTRASEASONAL VARIABILITY OF RAINFALL OVER NORTHERN SOUTH AMERICA AND CARIBBEAN REGION

Based on decadal (amounts for each ten days) precipitation data from meteorological stations situated in Northern South America and Caribbean region, a decadal precipitation index (DPI) was calculated in order to study the intraseasonal variability (ISV) of regional rainfall. The spectral analysis of DPI allows to identify signals with 20-25, 30, 40 and 50-60 days period. According to the analysis of their spatial distribution these signals are well defined over the Caribbean island and coastal sector such as in some sectors of the Andean region; the 60-days signal is presented only over Caribbean region and in some places in the Pacific sector; in the eastern lowlands of Orinoco and Amazon basin these signals are not clearly expressed. Exploring the relationship between regional ISV and Madden-Julian Oscillation correlation analysis was made. Due to the presence of signals different of 30-60 days, the correlation coefficients were very low. Considering this situation, high frequency smoothing was applied to DPI time series; after that, a relative correlation was detected between smoothed DPI and Madden-Julian Index (MJI).

Con base en datos de precipitación decadal (acumulados de diez días) provenientes de estaciones meteorológicas localizadas en el norte de Suramérica y en el Caribe, se calculó un Índice de Precipitación Decadal (IPD) para estudiar la variabilidad Intraestacional (VIS) de la precipitación de ésta región. El análisis espectral del IPD muestra señales con períodos de 20-25, 30, 40 y 50-60 días. De acuerdo con el análisis de la distribución espacial, estas señales están bien definidas sobre las islas del Caribe y la zona costera, así como en algunos sectores de la región andina; la señal de 60 días se presenta únicamente en el Caribe y sobre algunos lugares del Pacífico; en las tierras bajas de las cuencas del Orinoco y Amazonas las señales no se expresan claramente. Se analiza también la relación entre la VIS regional de la precipitación y la Oscilación de Madden-Julian. Debido a la presencia de señales diferentes a las de 30-60 días en la precipitación, los coeficientes de correlación obtenidos son muy bajos. Por esto, se realizó la suavización de las altas frecuencias en las series del IPD y se calcularon nuevamente los coeficientes de correlación del IPD con el Índice Madden-Julian, después de lo cual hubo un notorio aumento de los coeficientes de correlación.

MINERALIZATION POTENTIALS OF PEGMATITES IN THE NASARAWA AREA OF CENTRAL NIGERIA

Pegmatites in Nasarawa area of Central Nigeria lie within a fracture-controlled east-north-east trending rare metal pegmatite belt closely associated with late Pan African peraluminous granites in Nigeria. Trace elements of feldspars andmuscovites of pegmatites in Nasarawa area of CentralNigeriawere analyzed to determine the raremetalsmineralization potentials of the pegmatites. The minerals show fractionation even within units of complex mineralized pegmatites as indicated by the wide ranges of K/Rb in Na-feldspars (albites), muscovites and K-feldspars and the wide range of K/Tl in the latter two minerals. Cs, Rb and Tl and the rare earth elements (REEs) Ce, La, Pr and Y are enriched in the K-bearing muscovites and K-feldspars; K-feldspars have the highest average values of Tl, Ce, La, Pr and Y while the muscovites have the highest average values of Sn, Nb, Ga, F and Zn. Average values of Ta, Sr, Ba, Wand Zr are highest in the albites,which also have the lowest averageNb/Ta ratio. This is an indication that these elements are enriched along lateNa-rich raremetalmineralizing fluids. The rare alkalis Rb and Cs and Tl are positively correlated with the rare lithophile elements (Ta, REEs, Pb, Bi and Y), in both the pegmatite K-feldspars and muscovites, strongly positively correlated with Sn in the muscovites but negatively correlated with Nb in the minerals. In the pegmatitic albites, Nb has very strong positive correlations with Ta (0.868) and Zr (0.847), which is indicative of the incorporations/substitution of these elements in the crystal lattice of the ore minerals. There is a general enrichment of the rare elements towards themiddle and inner zones of the complexmineralized pegmatites. Fluorine, phosphorus and boron-rich fluids played significant roles in the magmatic complexation/fractionation and concentration of Sn-Ta-Li-Cs-Be in the albitized zones of the highly evolved pagmatites.K/Rb versus Cs in theK-feldspars classify the pegmatites into barren, Be-, Li-Be, and Li-Cs-Be-Ta types. Comparably low Nb/Ta ratios in the late albites and amblygonites indicate the paragenesis of theseminerals with the tantalumores in themiddle/inner zones of the complex mineralized pegmatites. While the Be-, and Li-Be-types are highly prospective for gem tourmaline, beryl and columbite; themost evolved pegmatites in this area are good candidates for tantalite, amblygonite-montebrasite, and probably pollucite prospecting/mining.

Pegmatitas en el área de Nasarawa, Nigeria central, se encuentran dentro de un cinturón de pegmatitas conmetales de tierras raras controlado por fracturas, con tendencia Este-Noreste, y estrechamente asociado con granitos peralumínicos del Pan Africano tardío en Nigeria. Elementos trazas en feldespatos ymuscovitas de las pegmatitas del area deNasarawa, Nigeria central, fueron analizados para determinar el potencial demineralización demetales de tierras raras en las pegmatitas. Los minerales muestran fraccionamiento aun dentro de unidades en las pegmatitas complejamente mineralizadas, como lo indica el amplio rago K/Rb en feldespatos sódicos (albitas), muscovitas y feldespatos potásicos y el amplio rango de K/TI en estos dos últimos minerales. Las muscovitas potásicas y los feldespatos potásicos están enriquecidos en Cs, Rb y TI y en los elementos de tierras raras (REEs) Ce, La, Pr eY; los feldespatos potásicos poseen elmayor valor promedio de TI, Ce, La, Pr yYeYmientras que las muscovitas tienen losmayores valores promedios de Sn, Nb,Ga, la F y Zn. Los valores promedios de Ta, Sr, Ba, la W y Zr son más altos en las albitas, las cuales poseen también el promedio más bajo de Nb/Ta. Esto indica que estos elementos son enriquecidos por fluidos mineralizantes tardíos ricos en sodio y metales de tierras raras. Los elementos alcalinos raros Rb and Cs y TI se correlacionan positivamente con los elementos litofilos (Ta, REEs, Pb, Bi y Y), en los feldespatos potásicos y lasmuscovitas de las pegmatitas, y tiene una fuerte correlacion positiva con Sn en la muscovita pero la correlacion es negativa con Nb en los minerales. En las albiticas pegmatiticas, Nb tiene una correlacion positiva muy fuerte con Ta (0.868) y Zr (0.847), lo que indica la incorporación o sustitución de estos elementos en la estructura cristalina de los minerales de mena. Hay un enriquecimiento general de los elementos de tierras raras hacia la mitad y las partes mas profundas del complejo pegmatitico mineralizado. Fluidos ricos en flúor, fósforo y boro juegaron un papel importante en la complejización y fraccionamiento magmatico y en la concentración de Sn- Ta-Li-Cs-Be en las zonas albitizadas de las pegmatitas altamente evolucionadas. K/Rb vs Cs en feldespatos potásicos clasifican las pegmatitas en tipos estériles, de Be, de Li-Be, y de Li-Cs-Be-Ta. Relaciones de Nb/Ta comparativamente bajas en las albitas y ambligonitas tardias indican la paragenesis de estos minerales con las menas de tantalio en las zonas medias e internas del complejo pegmatitico mineralizado.Mientras los tipos Be y Li-Be son altamente prospectivos para tourmalina, berilo y columbita como gemas; las pegmatitas mas evolucionadas en esta area son buenas candidatas para la prospección minera de tantalita, ambligonita- montebrasita, y probablemente polucita.

MULTIDISCIPLINARY APPROACH TO STUDY MIGMATITES: ORIGIN AND TECTONIC HISTORY OF THE NASON RIDGE MIGMATITIC GNEISS, WENATCHEE BLOCK, CASCADES CRYSTALLINE CORE, WA, USA

The Nason Ridge Migmatitic Gneiss of the Cascades Core is a migmatitic unit comprising concordant pelitic schist and gneiss, amphibolite, and tonalite gneiss, and cross cutting tonalite, quartz-rich granitoid, and pegmatite. There are several generations of 'igneous' lithologies (leucosomes = tonalite, quartz-rich granitoid, and pegmatite) some of which are concordant; others clearly crosscut the strongly deformed host rocks. The host rocks are interpreted to be Chiwaukum Schist with metasedimentary (pelitic schist and some gneiss) and metavolcanic (amphibolites) origins. Metamorphic fabric in the Nason Ridge Migmatitic Gneiss is characterized by preferred orientation of platy minerals (continuous schistosity), compositional layering, mineral lineations (elongate grains and grain aggregates), and non-coaxial deformational features (asymmetric augen, grain offsets, rotated porphyroblasts, etc.). Compositional layering is characterized by quartz-plagioclase lenses and patches (mm to cm scale) and by large variations in biotite content. This composite fabric is faulted and folded by mesoscopic structures. The most strongly foliated leucosomes (gneissic tonalites) are generally concordant with the regional trend of foliation, while weakly foliated leucosomes (tonalites) and pegmatite veins crosscut host rock and tonalite gneisses. Thin melanosome layers (biotiteand amphibole schist) are developed locally around quartz - plagioclase lenses and patches. Metamorphism in the Nason Ridge Migmatitic Gneiss and the nearby Chiwaukum Schist likely peaked after intrusion of the Mt. Stuart Batholith ca. 91-94 Ma. Peak temperatures and pressures for the Nason Ridge Migmatitic Gneiss in the Wenatchee Ridge and Pacific Crest areas were 650 - 720 °C and 6 - 9 kbar with a pressure increase of ≤ 2.0 kbar during metamorphism. Thermodynamic modeling indicates that hydrous partial melting would begin at ca. 660 °C and is relatively pressure independent. Field and petrographic observations, mineral chemistry and thermobarometry, and bulk rock chemistry and thermodynamic modeling of phase equilibria (pseudosections) applied to the Nason RidgeMigmatitic Gneiss indicate that at least some of the leucosome bodies were derived by local partial melting. The clearly intrusive character and the sharp contacts between some tonalite leucosome bodies and host rock support an externally derived origin for these tonalite melts. However, some of these bodies may have originated from partial melting of the host Chiwaukum Schist and traveled a short distance before crystallization, or have been modified by deformation so as to obscure textural evidence for local derivation. Results are compatible with derivation of leucosome rocks in the Nason Ridge Migmatitic Gneiss from two non-exclusive processes: partial melting of the host rock and intrusion of externally derived tonalite melts.

La unidad "Nason Ridge Migmatitic Gneiss" del "Cascades Core" (NW de los Estados Unidos) es una unidad migmatítica que comprende esquisto y gneis pelítico, anfibolita, gneis tonalítico y tonalita concordantes y tonalita, granitoide cuarzoso y pegmatita discordantes. Hay varias generaciones de litologías ígneas (leucosomas = tonalita, granitoide cuarzoso, y pegmatita) algunos de las cuales son concordantes; otras claramente cortan la roca caja que está fuertemente deformada. La roca caja se interpreta ser la unidad "Chiwaukum Schist" que es una unidad metasedimentaria (esquisto pelítico y algunos gneises) y metavolcánica (anfibolitas). La fábrica metamórfica en el Nason Ridge Migmatitic Gneiss está caracterizada por la orientación preferencial de minerales micáceos (esquistosidad continua), bandeamiento composicional, lineación mineral (granos y agregados elongados), y rasgos de deformación no-coaxial (augen asimétrico, granos cortados y desplazados, porfiroblastos rotados, etc.). El bandeamiento composicional está caracterizado por lentes y parches (a escala milimétrica y centimétrica) de cuarzo y plagioclasa y por variaciones grandes en contenido de biotita. Esta fabrica compuesta esta fallada y plegada por estructuras mesoscópicas. Los leucosomas con foliación más pronunciada (tonalitas gnéisicas) son generalmente concordantes con la tendencia regional de la foliación, mientras que los leucosomas débilmente foliados (tonalitas) y las venas de pegmatita cortan la roca caja y el gneis tonalítico. Capas delgadas de melanosoma (esquisto de biotita y de anfíbol) se desarrollan localmente alrededor de los lentes y parches de cuarzo y plagioclasa. El pico del metamorfismo en el Nason Ridge Migmatitic Gneiss y en el Chiwaukum Schist probablemente ocurrió después de la intrusión del batolito "Mt. Stuart" (ca. 91-94 Ma.). Las temperaturas y las presiones del pico del metamorfismo en las regiones de "Wenatchee Ridge" y del "Pacific Crest" fueron 650-720 °C y 6-9 kbar con un aumento de presión de ≤ 2.0 kbar durante el metamorfismo. El modelamiento termodinámico indica que la fusión parcial acuosa comenzaría aproximadamente a 660 °C y que esta temperatura es relativamente independiente de la presión. Observaciones de campo y petrográficas, química mineral y estimaciones termobarométricas, y la química de roca total y modelos termodinámicos de equilibrios de fases (pseudosecciones) aplicados al Nason Ridge Migmatitic Gneiss indican que por lo menos algunos de los cuerpos de leucosoma fueron derivados por fusión parcial local. El carácter claramente intrusivo y los contactos abruptos entre algunos cuerpos de tonalita y la roca caja apoyan un origen externo para estos fundidos de tonalita. Sin embargo, algunos de estos cuerpos pudieron haberse originado por fusión parcial del Chiwaukum Schist y haber viajado una distancia corta antes de la cristalización, o pueden haber sido modificados por deformación y así oscurecer la evidencia textural que indicaría derivación local. Los resultados mostrados aquí son compatibles con derivación de leucosomas en el Nason Ridge Migmatitic Gneiss a partir de dos procesos no exclusivos: fusión parcial de la roca caja e intrusión de fundidos tonaliticos derivados externamente.

DISCUSSION OF CLUSTERING ON DISSIMILARITY REPRESENTATIONS FOR DETECTING MISLABELLED SEISMIC SIGNALS AT NEVADO DEL RUIZ VOLCANO BY MAURICIO OROZCO-ALZATE, AND CÉSAR GERMÁN CASTELLANOS-DOMÍNGUEZ