Earth Sciences Research Journal

A NEW INTERPRETATION FOR THE GARNET ZONING IN METAPELITIC ROCKS OF THE SILGARÁ FORMATION, SOUTHWESTERN SANTANDER MASSIF, COLOMBIA

A Barrovian sequence of the Silgará Formation at the southwestern Santander Massif, Colombian Andes, contains zoned garnets in which major and trace element zoning correlates with distribution of mineral inclusions, which may indicate that garnet growth rate varied through time and affected both composition and texture of garnets, although different garnet producing reactions have also played an important role in the chemical zoning of garent. However, a local metasomatism process associated to the action of late magmatic fluids associated to the emplacement of the Pescadero Pluton (external forcing mechanism) would be also considered. In particular, Ca, Mn and Y zoning patterns in some garnets correspond with inclusion-rich vs. inclusion-free zones, although the distribution of inclusions does not correlate with chemical zoning (i.e., the same inclusions are found in Ca-rich and Ca-poor zones of the garnet). There is a similar lack of correlation with accessory phases (apatite, monazite, xenotime, ilmenite or rutile). In a garnet from the garnet-staurolite zone, a high Mn core contains abundant and randomly oriented apatite, monazite and ilmenite inclusions, while a euhedral low Ca mantle zone is inclusion-free and the high Ca / low Mn rim zone contains apatite, monazite and ilmenite aligned parallel to the margins of the garnet. Inclusions in garnet can also represent mineral phases were not completely consumed during garnet growth. Association of garnet zoning trends and patterns with inclusion distribution may help differentiate between processes that identically affect major-element zoning but that produced variable textures in the garnet.

Una secuencia Barroviana de la Formación de Silgará en la región suroccidental del Macizo de Santander, Andes colombianos, contiene granates zonados en los cuales la zonación de elementos mayores y trazas se correlaciona con la distribución de las inclusiones minerales, lo cual puede indicar que la tasa de crecimiento del granate varió con el tiempo y afectó la composición y la textura de los granates, aunque diferentes reacciones que producen granate han jugado también un papel importante en la zonación química del granate. Sin embargo, un proceso local de metasomatismo generado por la acción tardia de fluidos magmáticos asociados al emplazamiento del Plutón de Pescadero (mecanismo de fuerza externa) es también aquí considerado. En particular, los patrones de zonación de Ca, Mn e Y en algunos granates corresponden con zonas ricas en inclusiones vs. zonas sin inclusiones, aunque la distribución de inclusiones no se correlaciona con la zonación química (es decir, las mismas inclusiones se encuentran en las zonas ricas y pobres en Ca del granate). Hay una carencia similar de correlación con las fases accesorias (apatito, monacita, xenotima, ilmenita o rutilo). En un granate de la zona del granate-estaurolita, un núcleo alto en Mn contiene abundantes inclusiones aleatoriamente orientadas de apatito, monacita e ilmenita, mientras que una zona euhedral baja en Ca carece de inclusiones y la zona de borde rica de alto Ca / bajo Mn contiene inclusiones de apatito, monacita, e ilmenita orientadas paralelo a los bordes del granate. Inclusiones en granate pueden también representar fases minerales que no fueron completamente consumidas durante el crecimiento del granate. La asociación de los patrones de zonación del granate con la distribución de las inclusiones puede ayudar a distinguir entre los procesos que afectan idénticamente la zonación de elementos mayores pero produjo texturas variables en el granate.

MATERIAL ASSIMILATION IN A SHALLOW DIAPIRIC FORCEFUL INTRUSION: EVIDENCE FROM MICROSTRUCTURES AND CSD ANALYSIS IN A PORPHYRITIC INTRUSIVE BODY, "LA LÍNEA" TUNNEL, CENTRAL CORDILLERA, COLOMBIA

The contact between the unit Porphyry Andesite and the Cajamarca Group is observed in the "Túnel de la Linea" section. The integration of petrographic, geochemical and textural (crystal size distribution, CSD) analysis allows description of physical and chemical processes that took place in the contact zone in order to propose a model for the intrusion. Material assimilation produced quartz enrichment towards pluton's boundaries associated to a simple process of melt injection. The difference between host rock and hot melt rheologies caused shear stress that produced crystal breaking, folding and foliation rotation.

El contacto entre la unidad Porfido Andesitico y el Complejo Cajamarca es observado en la sección del "Tunel de la Linea". La integración de análisis petrograficos, geoquímicos y texturales (distribución de tamaño de cristales, CSD) permiten la caracterización de los procesos físicos y químicos que se dan en la zona de contacto y que sirven como base para proponer un modelo de intrusión. La asimilación de material produjo enriquecimiento de cuarzo hacia los limites del pluton y esta asociada a un proceso simple de inyección de fundido. La diferencia de reología entre la roca encajante y el fundido caliente ocasionó cizallamiento que resultó en rompimiento de cristales, plegamiento y rotación de la foliación.

MINERALIZATION CONTROLS AND PETROGENESIS OF THE RARE METAL PEGMATITES OF NASARAWA AREA, CENTRAL NIGERIA

The pegmatites of Nasarawa area occur in the central part of Nigeria. They are mainly hosted by phyllonites in a NNE-SSW trending shear zone lying east of some foliated Pan-African and West of Jurassic Afu Complex Younger Granites. A geological mapping of the area was followed by petrographic and mineralogical studies of selected rock and mineral samples. A total of 72 samples consisting of 25 rocks, 22 feldspars and 25 white micas were analyzed for various elements. The pegmatites are peraluminous and are genetically linked to the late Pan-African leucogranite with the shear zone. The Pan-African granites have very low REE abundances and non-chondritic ratios of Zr/Hf and Y/Ho and low Nb/Ta ratios indicating crystallization from a liquid-rich melt. Barren pegmatites are closely associated with the primitive hornblende biotite Pan-African synorogenic granites while Sn- Nb - Ta mineralized granites are correspondingly enriched in pegmatites spatially associated with Pan-African synorogenic granites with enhanced values of rare lithophile elements such as Rb, Cs, Mn, Sn and Nb-Ta. The primary control of rare metal mineralization in the pegmatites is the composition of the source rock since the Ta-Nb-Sn-Li-Be-W mineralized pegmatites crystallized from fluid (H2O-B-P-F) rich melts. It is hereby proposed that the late Pan-African tectonic granite which is parental to the highly mineralized pegmatites in this area originated from anatexis of undepleted mica-rich metasediments at depth, followed by a magmatic fractionation of the fluid rich melt as it ascended through reactivated ancient fractures. The heat for the partial melting might have been supplied mainly by the reactivation of ancient fractures, which controlled the emplacement of the fertile granites and the related pegmatites.

Las pegmatitas del área de Nasarawa se dan en la parte central de Nigeria. Ellas están principalmente emplazadas en filonitas de una zona de cizalla con una tendencia NNE, SSW reposando al E de algunos complejos graníticos como el Pan Africano joven y al W el Complejo Jurasico AFU. Un mapa geológico del área fue seguido mediante estudios petrográficos y mineralógicos de rocas seleccionadas y muestras minerales. Se realizó un análisis de varios elementos sobre un total de 72 muestras compuestas por 25 rocas, 22 feldespatos y 25 micas blancas. Las pegmatitas son peraluminosas y están relacionadas genéticamente con el leucogranito Pan Africano tardío y con la zona de cizalla. Los granitos Pan Africanos tienen muy bajos contenidos REE y proporciones no condríticas de Zr/Hf y Y/Ho y las bajas relaciones de Nb/Ta indican cristalización a partir de un fundido rico en líquido. Las pegmatitas Barren están muy relacionadas con la biotitas y orblendas primitivas de los granitos sinorogénicos Pan Africanos, mientras que los granitos mineralizados con Sn-Nb-Ta son correspondientes con las pegmatitas enriquecidas espacialmente relacionadas con los granitos sinorogénicos Pan Africanos con valores altos de elementos litófilos raros tales como_: Rb, Cs, Mn, Sn y Nb-Ta. El control primario de la mineralización de metales raros en las pegmatitas es la composición de la roca fuente a partir de las pegmatitas mineralizadas en Ta,-Nb-Sn-Li-Be-W cristalizadas a partir de un fundido rico en fluidos (H2O-B-P-F). Aquí se propone que el granito tectónico Pan Africano tardío, el cual es padre de las pegmatitas altamente mineralizadas en esta área se originó a partir de la anatexia de metasedimentos no empobrecidos en micas, seguido por un fraccionamiento magmático del fundido rico en fluidos que ascendió a través de fracturas antiguas reactivadas, las cuales controlaron el emplazamiento de granitos fértiles y las pegmatitas relacionadas.

DENOISING RESISTIVITY PHOSPHATE "DISTURBANCES" USING HAAR MOTHER WAVELET TRANSFORM (SIDI CHENNANE, MOROCCO)

Wavelet transforms originated in geophysics in the early 1980s for the analysis of seismic signals. Since then, significant mathematical advances in wavelet theory have enabled a suite of applications in diverse fields. In geophysics, the power of wavelets for analysis of non stationary processes that contain multiscale features, detection of singularities, analysis of transient phenomena, fractal and multifractal processes, and signal compression is now being exploited for the study of several processes including resistivity surveys. The present paper deals with denoising Moroccan phosphate "disturbances" resistivity data? map using the Haar wavelet mother transform method. The results show a significant suppression of noise and a very good smoothing and recovery of resistivity anomalies.

La transformada Wavelet tuvo sus orígenes a inicios de los 80âs en el análisis de señales sísmicas, que debido a avances matemáticos significativos han permitido su aplicación a diversos campos. La energía de la ondícula; usada en el análisis de procesos no estacionarios con rasgos de múltiples escalas, detecciones de singularidades, análisis de fenómenos transientes, procesos fractales y multifractales, y compresión de señales, es aplicada a diferentes procesos incluyendo sondeos de resistividad. Este artículo muestra la atenuación del ruido en el mapa de perturbaciones de resistividad en los Fosfatos Marroquíes mediante el uso de la ondícula Haar en la transformada Wavelet. Los resultados indican una atenuación significativa del ruido, un buen suavizado y recuperación de las anomalías de resistividad.

PETROGENESIS OF THE METACARBONATE AND RELATED ROCKS OF THE SILGARÁ FORMATION, CENTRAL SANTANDER MASSIF, COLOMBIAN ANDES: AN OVERVIEW OF A "REACTION CALCIC EXOSCARN

Metacarbonate rocks (pure and impure marbles, carbonate-silicate rocks, calc-silicate rocks and carbonate- bearing silicate rocks) form a very complex group within the metamorphic sequence of the Silgará Formation at the central Santander Massif (CSM). These rocks are interpreted as derived from a sedimentary sequence (including limestones and dolostones, carbonate-bearing mudstones, sandstones, tuffaceous and evaporitic sediments and marlstones) overprinted by near-isochemical regional metamorphism. They usually appear as scarce intercalations from millimeter up to meter scale, within the high-grade pelitic rocks, in the lower part of the metamorphic section, although the proportion of metacarbonate rocks can be higher and different marble layers are exploited. We report for the first time the occurrence of a "reaction calcic exoskarn", which corresponds to such metacarbonate rocks, taking into account that a skarn can be developed during regional metamorphism and by different metasomatic processes, adjacent to intrusive bodies, along faults and shear zones, and what defines these rocks as a skarn is its mineralogy, which includes a variety of calc-silicate and associated minerals, usually dominated by garnet and pyroxene. Therefore, this paper focus attention to the occurrence of metacarbonate and related rocks, which occurs as small scale reactions zones that show a gradational contact from garnet-bearing pelitic rocks to marbles or carbonate-silicate rocks, giving particular interest to the calc-silicate rocks, which are characterized by the presence of elongated grains of banded clinopyroxene (diopside) and scapolite and massive or scattered garnet. Several reaction-zones occur in the contact between impure calcite marble and garnet-bearing metapelite and the sequence of mineral assemblages in these reaction zones is: biotite + plagioclase ± K-feldspar ± garnet (Zone I), biotite + plagioclase ± K-feldspar ± garnet ± staurolite ± epidote (Zone II), plagioclase + amphibole ± garnet ± epidote (Zone III), amphibole + diopside + garnet + plagioclase (Zone IV), plagioclase + diopside ± scapolite (Zone V), epidote ± calcite (Zone VI), and calcite ± dolomite (Zone VII).

Las rocas metacarbonatadas (mármoles puros o impuros, rocas carbonatosilicatadas, rocas calcosilicatadas y rocas silicatadas con presencia de carbonato) forman un grupo muy complejo dentro de la secuencia metamórfica de la Formación Silgará en la región central del Macizo de Santander. Estas rocas son interpretadas como derivadas de una secuencia sedimentaria (incluyendo calizas y dolomías, lodositas con presencia de carbonato, areniscas, sedimentos tobáceos y evaporíticos y margas) afectada por metamorfismo regional casi isoquímico. Ellas usualmente ocurren como esazas intercalaciones a escala milimétrica a métrica, dentro de las rocas pelíticas de alto grado, en la parte inferior de la sección metamórfica, aunque la proporción de rocas metacarbonatadas puede se mas alta y diferentes niveles de mármol son explotados en esta región. Aquí reportamos por primera vez la ocurrencia de un "exoskarn cálcico de reacción", el cual corresponde a tales rocas metacarbonatadas, tomando en cuenta que un skarn puede desarrollarse como consecuencia del metamorfismo regional y por diferentes procesos metasomáticos, adyacente a cuerpos intrusivos, a lo largo de fallas y zonas de12:52 p.m. 11/12/2008 cizallamiento, y lo que define estas rocas como un skarn es su mineralogía, la cual incluye una variedad de minerales calcosilicatados y asociados, usualmente dominados por granate y piroxeno. Por lo tanto, este articulo esta enfocado a la presencia de rocas metacarbonatadas y asociadas, las cuales ocurren como zonas de reacción a pequeña escala que muestran un contacto gradacional desde rocas pelíticas con presencia de granate hasta mármoles o rocas carbonatosilicatadas, dando particular interés a las rocas calcosilicatadas, las cuales se caracterizan por la presencia de cristales alargados de clinopiroxeno (diópsido) y escapolita bandeados y granate masivo o disperso. Varias zonas de reacción ocurren en la interfase entre mármol y metapelita con granate y la secuencia de paragenesis minerales en estas zonas de reacción is: biotita + plagioclasa ± feldespato potasico ± granate (Zona I), biotita + plagioclasa ± feldespato potasico ± granate ± estaurolita ± epidota (Zona II), plagioclasa + anfíbol ± granate ± epidota (Zona III), anfíbol + diopsido + granate + plagioclasa (Zona IV), plagioclasa + diopsido ± escapolita (Zona V), epidota ± calcita (Zona VI), y calcita ± dolomita (Zona VII).

SEISMIC VELOCITY DETERMINATION IN GRAVEL AND SANDS USING PIEZOCRYSTALS

The exact determination of seismic waves' propagation velocities has great importance in the geotechnics due to from that it is possible to determine, among other parameters, the dynamic ones: Elasticity E, Rigidity G, Poisson v, compressibility B; as well as to reach a knowledge on the stress-strain behavior for the studied soil samples. The seismic waves transmission considered in tests at laboratory scale carried out in the present work is a phenomenon that produces very small deformation, and so doesn't disturb the material. This allows to apply the results in a more general scale to study the behavior of soils in situ and to predict their answer to stress. With the purpose to study the response of particulate material subjected to seismic excitements at small scale, samples of gravels and sands were successively introduced in an odometric cell, exciting them with impulsive signals and registering the corresponding seismograms through general purpose piezoelectric transducers embedded in ends of the cell. The distance source-receiver was interval increased, which enabled, from the corresponding regression straight lines, to calculate in precise form the propagation velocities (for P waves). The tests were carried out in samples of dry alluvial soil with three different grain sizes. The respective frequency spectra of the signals were determined for two packing modes: loose and compact, what added information on the medium characteristics. The results showed that general purpose piezocrystals can be adapted for design and construction of a complete low cost acquisition system that brings great resolution in time, facilitating as consequence very precise calculations of the transmission velocities that take in a later stage to reliable determination of dynamic parameters of the soil.

La determinación precisa de velocidades de propagación de ondas sísmicas reviste gran importancia en la geotecnia debido que a partir de las mismas es posible determinar, entre otros parámetros, los dinámicos: Elasticidad E, Rigidez G, Poisson ν, compresibilidad B; así como alcanzar un conocimiento sobre el comportamiento tenso-deformacional de las muestras de suelo estudiadas. La propagación de las ondas sísmicas considerada en los ensayos de laboratorio llevados a cabo en el presente trabajo es un fenómeno que produce ínfima deformación, por lo que no disturba el material. Ello permite aplicar los resultados en una escala más general para estudiar el comportamiento de los suelos in situ y predecir su respuesta a esfuerzos. Con el propósito de estudiar la respuesta de materiales particulados sometidos a excitaciones sísmicas a pequeña escala, se introdujeron sucesivamente muestras de gravas y arenas en una celda odométrica, excitándolas luego con señales impulsivas y registrándose los correspondientes sismogramas a través de transductores piezoeléctricos de uso general adosados en extremos de la celda. Si incrementó por intervalos la distancia emisor-receptor lo que posibilitó, a partir del trazado de las rectas de regresión correspondientes, calcular en forma precisa las velocidades de propagación (ondas P). Los ensayos se llevaron a cabo en muestras de suelo aluvional seco con tres tipos diferentes de granulometría. Se determinaron los respectivos espectros de frecuencia de las señales para dos estados de compactación considerados, lo que permitió aportar información sobre las características del medio en estado suelto y compacto. Los resultados mostraron que los piezocristales de uso general pueden ser adaptados para diseño y construcción de transductores que funcionen tanto como emisores como receptores de ondas y que permitan obtener registros con gran resolución en tiempo, posibilitando como consecuencia de ello cálculos muy precisos de las velocidades de propagación que lleven en una etapa posterior a determinación confiable de parámetros dinámicos del suelo.