Journal articles on the topic 'Processus géochimiques'

L’intense altération géochimique, qui a affecté l’ensemble de la zone transcontinentale des boucliers pendant plusieurs millions d’années, a dissous partiellement la partie supérieure de la croûte continentale dont une partie des éléments résiduels (essentiellement du quartz) est aujourd’hui associée aux phases supergènes, issues de la reprécipitation à l’échelle régionale d’une partie du fer, de la silice et de l’aluminium parental. Il s’en suit la formation d’un manteau de débris parfois chapeauté par des cuirasses ferrugineuses, alumineuses ou manganésifères. Cette configuration implique une difficulté de traçage des signatures parentales des minéralisations primaires, la localisation et l’interprétation des anomalies géochimiques. En effet, les processus pédologiques et géomorphologiques, en occurrence le cuirassement, affectent l’expression de la localisation de ces anomalies. Le paysage de la zone d’étude, interprété et traduit en terme de susceptibilité à rendre d’éventuelles anomalies géochimiques, en d’autres termes du caractère résiduel ou transporté de celles-ci, donne quatre classes à potentiel de déplacement d’anomalie : (i) anomalie résiduelle, (ii) anomalie sub-résiduelle, (iii) anomalie déplacée, (iv) anomalie fortement déplacée et (ou) masquée. Une telle caractérisation et spatialisation de l’espace à prospecter constitue un support substantiel pour l’orientation des campagnes de prospections géochimiques. La cartographie des altérites doit se poser comme une composante essentielle des techniques modernes, novatrices d’exploration géochimique, qui créent le besoin croissant de mieux comprendre aussi bien la cuirasse transportée que la mesure suivant laquelle elle cache ou révèle des minéralisations en profondeur.

RÉSUMÉ Vingt-six nouveaux sites d'altérites, souvent appelées saprolites, ont été découverts sous les dépôts meubles des hauts plateaux de la Gaspésie. Ces altérites, qui appartiennent à une ancienne surface de météorisation tronquée, ont une composition minéralogique et géochimique distinctes à la fois de la roche en place et des dépôts sus-jacents. L'âge de ces altérites est probablement tertiaire. La préservation préférentielle des altérites sur les versants NNO et SSE des montagnes, c'est-à-dire en amont et en aval par rapport à l'écoulement glaciaire régional, est interprétée comme un nouvel indicateur de glaciation continentale en Gaspésie. Trois autres surfaces de météorisation stratigraphiquement plus jeunes ont été reconnues dans les dépôts sus-jacents. Ces surfaces sont: 1) la surface actuelle, 2) une surface interstadiaire et 3) une surface interglaciaire. L'âge relatif de ces surfaces de météorisation a été estimé par comparaison des caractères morphologiques, minéralogiques, géochimiques et stratigraphiques des matériaux qui leurs sont associés. 1) Les colluvions de surface, qui représentent la plus jeune surface de météorisation, n'ont été exposées qu'aux processus de météorisation postglaciaire; leurs fractions argileuses montrent un lessivage en Mn, Co1 Cu, Pb, Zn, As et U, et un enrichissement en Cr et Fe par rapport aux sédiments glaciaires sous-jacents. 2) Les dépôts de pente intertill présentent la période de météorisation précédente; ces dépôts sont formés de géli-fracts qui ne montrent aucun indice d'altération géochimique. Ils se sont formés sous un climat périglaciaire, durant un interstadiaire. 3) Les colluvions oxydées en position stratigraphique infratill représentent une troisième période de météorisation; leur degré d'altération se compare à celui des colluvions de surface exposées aux conditions climatiques actuelles et leur âge serait donc interglaciaire.

[fr] Les roches ignées du massif d’El Aouana font partie de la chaîne magmatique miocène des Maghrébides qui s’étend du nord de la Tunisie jusqu’au Maroc. Ces roches sont composées de faciès volcaniques (andésites et dacites) et subvolcaniques (microdiorites et microgranodiorites), qui ont été mis en place au sein des flyschs crétacés, oligo-miocènes et sédiments miocènes post-nappes. Les andésites sont composées de phénocristaux de plagioclase, d’amphibole et de pyroxène dans une mésostase microlithique. Les dacites sont plus riches en plagioclase avec de rare minéraux ferromagnésiens souvent altérés. Les microdiorites et microgranodiorites sont généralement à hornblende verte, plagioclase, pyroxène et rare biotite dans une mésostase microcristalline. Les résultats géochimiques montrent que ces roches sont calco-alcalines avec une affinité type-I et elles présentent un enrichissement en éléments à grand rayon ionique (LILE) et éléments de terres rares légers (LREE) par rap­port aux éléments à champs électrostatique élevé (HFSE) et aux éléments de terres rares lourds (HREE). Les anomalies négatives en Nb, P et Ti témoignent d’un magma de zones de subduction. Les observations de terrains, les données pétrographiques et géochimiques montrent que les granitoïdes miocènes d’El Aouana ont été mis en place dans un environnement post-collisionnel. Ces roches sont similaires aux granitoïdes métalumineux, post-collisionnels de l’Algérie du nord, considérés comme dérivés d’une source mantellique métasomatisée suite au processus de ‘slab break-off’ sous la marge nord-africaine.

Greenstone belts are long, curvilinear accumulations of mainly volcanic rocks within Archean granite−greenstone terranes, and are subdivided into two geochemical types: komatiite−tholeiite sequences and bimodal sequences. In rare instances where basement is preserved, the basement is unconformably overlain by platform to rift sequences consisting of quartzite, carbonate, komatiite and/or tholeiite. The komatiite−tholeiite sequences consist of km-scale thicknesses of tholeiites, minor intercalated komatiites, and smaller volumes of felsic volcanic rocks. The bimodal sequences consist of basal tholeiitic flows succeeded upward by lesser volumes of felsic volcanic rocks. The two geochemical types are unconformably overlain by successor basin sequences containing alluvial–fluvial clastic metasedimentary rocks and associated calc-alkaline to alkaline volcanic rocks. Stratigraphically controlled geochemical sampling in the bimodal sequences has shown the presence of Fe-enrichment cycles in the tholeiites, as well as monotonous thicknesses of tholeiitic flows having nearly constant MgO, which is explained by fractionation and replenishment of the magma chamber with fresh mantle-derived material. Geochemical studies reveal the presence of boninites associated with the komatiites, in part a result of alteration or contamination of the komatiites. Within the bimodal sequences there are rare occurrences of adakites, Nb-enriched basalts and magnesian andesites. The greenstone belts are engulfed by granitoid batholiths ranging from soda-rich tonalite−trondhjemite−granodiorite to later, more potassic granitoid rocks. Archean greenstone belts exhibit a unique structural style not found in younger orogens, consisting of alternating granitoid-cored domes and volcanic-dominated keels. The synclinal keels are cut by major transcurrent shear zones. Metamorphic patterns indicate that low pressure metamorphism of the greenstones is centred on the granitoid batholiths, suggesting a central role for the granitoid rocks in metamorphosing the greenstones. Metamorphic patterns also show that the proportion of greenstones in granite−greenstone terranes diminishes with deeper levels of exposure. Evidence is presented on both sides of the intense controversy as to whether greenstone belts are the product of modern plate tectonic processes complete with subduction, or else the product of other, lateral tectonic processes driven by the ‘mantle wind.’ Given that numerous indicators of plate tectonic processes – structural style, rock types, and geochemical features − are unique to the Archean, it is concluded that the evidence is marginally in favour of non-actualistic tectonic processes in Archean granite−greenstone terranes.RÉSUMÉLes ceintures de roches vertes sont des accumulations longiformes et curvilinéaires, principalement composées de roches volcaniques au sein de terranes granitique archéennes, et étant subdivisées en deux types géochimiques: des séquences à komatiite–tholéite et des séquences bimodales. En de rares occasions, lorsque le socle est préservé, ce dernier est recouvert en discordance par des séquences de plateforme ou de rift, constituées de quartzite, carbonate, komatiite et/ou de tholéiite. Les séquences de komatiite-tholéiite forment des épaisseurs kilométriques de tholéiite, des horizons mineurs de komatiites, et des volumes de moindre importance de roches volcaniques felsiques. Les séquences bimodales sont constituées à la base, de coulées tholéiitiques surmontées par des volumes mineurs de roches volcaniques felsiques. Ces deux types géochimiques sont recouverts en discordance par des séquences de bassins en succession contenant des roches métasédimentaires clastiques fluvio-alluvionnaires associées à des roches volcaniques calco-alcalines à alcalines. Un échantillonnage à contrôle stratigraphique des séquences bimodales a révélé la présence de cycles d’enrichissement en Fe dans les tholéiites, ainsi que des épaisseurs continues d’épanchements tholéiitiques ayant des valeurs presque constante en MgO, qui s’explique par la cristallisation fractionnée et le réapprovisionnement de la chambre magmatique par du matériel mantélique. Les études géochimiques montrent la présence de boninites associées aux komatiites, résultant en partie de l’altération ou de la contamination des komatiites. Au sein des séquences bimodales, on retrouve en de rares occasions des adakites, des basaltes enrichis en Nb et des andésites magnésiennes. Les ceintures de roches vertes sont englouties dans des batholites granitoïdes de composition passant des tonalites−trondhjémites−granodiorites enrichies en sodium, à des roches granitoïdes tardives plus potassiques. Les ceintures de roches vertes archéennes montrent un style structural unique que l’on ne retrouve pas dans des orogènes plus jeunes, et qui est constitué d’alternances de dômes à cœur granitoïdes et d`affaissements principalement composés de roches volcaniques. Les synclinaux formant les affaissements sont recoupés par de grandes zones de cisaillement. Les profils métamorphiques indiquent que le métamorphisme de basse pression des roches vertes est centré sur les batholites, indiquant un rôle central des roches granitoïdes durant le métamorphisme des roches vertes. Les profils métamorphiques montrent également que la proportion de roches vertes dans les terranes granitiques diminue avec l’exposition des niveaux plus profonds. On présente les arguments des deux côtés de l’intense controverse voulant que les ceintures de roches vertes soient le produit de processus moderne de la tectonique des plaques incluant la subduction, ou alors le produit d’autres processus tectoniques découlant du « flux mantélique ». Étant donné la présence des indicateurs des processus de tectonique des plaques – style structural, les types de roches, et les caractéristiques géochimiques – ne se retrouvent qu’à l’Archéen, nous concluons que les indices favorisent légèrement l’option de processus tectoniques non-actuels dans les terranes granitiques de roches vertes à l’Archéen.

Les PCB représentent un groupe de substances chimiques chlorées particulièrement rémanent dans l'environnement. La production mondiale cumulée est évaluée à 1 200 000 tonnes et environ 30 % de cette production sont dispersés dans l'environnement, essentiellement dans le milieu océanique. La distribution de ces substances dans l'environnement aquatique est fonction des mécanismes d'échanges aux interfaces eau/atmosphère, eau/sédiment, aux processus de transformation abiotiques et biotiques, et aux processus de bioconcentration dans les organismes vivants. Les travaux réalisés depuis une vingtaine d'années permettent de décrire assez précisément le cycle biogéochimique des PCB dans le milieu océanique. La contamination du milieu marin côtier français est examinée plus particulièrement. La production totale des PCB en France est estimée à 123 000 tonnes et les apports polluants vers le milieu marin côtier, par les fleuves et l'atmosphère, sont évalués entre 2,5 et 3,0 tonnes par an. Les zones côtières les moins touchées par la contamination des PCB sont localisées en Manche sur le littoral nord de la Bretagne jusqu'en Normandie (Ouest Contentin) et en Méditerranée sur le littoral est de la Corse. La zone la plus contaminée est l'estuaire et la baie de Seine qui reçoivent les apports contaminants fluviaux de la Seine. De fortes contaminations sont également observées dans les zones industrielles et urbaines, et dans les secteurs qui reçoivent les effluents urbains non traités (ex : Marseille).Plusieurs études réalisées régulièrement suggèrent une décroissance générale des niveaux de contamination le long du littoral français depuis une décennie.

La première des deux parties de cette synthèse bibliographique sur la genèse des débits montre que la complexité et la diversité des organisations et fonctionnements hydrologiques constatées dans les petits bassins versants ruraux peuvent s'analyser et s'interpréter à l'aide de "clés de lecture" simples, issues d'une approche systémique et dynamique, et utiles aussi pour les modéliser (cf. Partie 2). Elle présente les différents processus tant superficiels que souterrains pouvant contribuer à cette genèse, ainsi que les facteurs du milieu qui les contrôlent: forçages atmosphériques aux limites, conditions hydriques et hydrologiques initiales, propriétés hydrodynamiques des milieux et interfaces traversés, topographie et morphométrie en 3-D du bassin. Elle rappelle ou introduit plusieurs concepts utiles pour caractériser dans chaque cas les combinaisons de processus et facteurs en jeu et leurs effets hydrologiques: seuils fonctionnels et grandeurs caractéristiques contrôlant la forme et la non-linéarité de la réponse du bassin, concepts de "zone ou période active variable" pour un processus donné et de "zone ou période contributive variable" pour un flux aux limites donné décrivant son organisation interne. Elle discute les avantages et limites des différentes méthodes (graphiques, isotopiques, géochimiques) de décomposition des hydrogrammes de crue ainsi que leur complémentarité dans l'étude du système bassin versant.

Résumé L’oasis de Métouia, située au sud‑est de la Tunisie, est caractérisée par un climat aride où les précipitations sont rares et irrégulières. L’oasis doit donc son existence aux eaux souterraines qui, autrefois, provenaient de sources artésiennes actuellement taries suite à une surexploitation de la nappe profonde. La pédogenèse actuelle est dominée par l’évolution des processus de salinisation et d’hydromorphie affectant en totalité ou en partie le profil pédologique. Cette salinisation est la résultante des effets cumulés de la salinité des eaux d’irrigation et celle de la nappe phréatique proche de la surface dont la remontée capillaire génère des efflorescences salines. Ce facteur est accentué par l’absence de lessivage des sols et le dysfonctionnement du réseau de drainage. Le suivi des paramètres abiotiques de l’oasis durant quatre années successives (2001 – 2004), a révélé une interdépendance étroite entre la qualité des eaux précédemment décrite et les processus géochimiques qui en résultent, d’une part, et la dégradation de la zone non saturée, siège des accumulations gypseuses, d’autre part. Par ailleurs, aux facteurs précédemment signalés, viennent s’ajouter la mauvaise exploitation des parcelles et l’absence de règles de gestion du système oasien dans sa globalité. Afin de contrecarrer ces phénomènes qui affectent profondément la sensibilité du système oasien, on a élaboré des recommandations visant l’optimisation des besoins dynamiques en eau, du mode de distribution, ainsi que du réseau de drainage freinant la remontée de la nappe et améliorant l’aération et le lessivage de la zone non saturée.

Afin de documenter davantage la configuration interne de maisons multifamiliales inuit du Labrador et l’impact anthropique de leur occupation sur la matrice sédimentaire, une combinaison d’analyses micromorphologiques et géochimiques a été mise en oeuvre dans l’étude de trois habitations multifamiliales situées sur les sites archéologiques d’Oakes Bay-1 et d’Uivak Point 1. À l’issue des analyses, plusieurs indicateurs anthropiques associés à l’occupation inuit de ces maisons ont été identifiés. Notamment, la présence d’ossements et de matière organique carbonisés, ainsi que l’enrichissement en sodium, en phosphore organique et en baryum, suggèrent la concentration de résidus animaux et organiques pouvant avoir résulté d’activités de cuisine. La dispersion de plusieurs indicateurs anthropiques dans toutes les aires de la maison pourrait avoir été causée par des évènements de nettoyage ou des processus naturels postérieurs aux dépôts. Cette tendance à la dispersion a rendu impossible la détermination d’aires d’activités spécifiques dans les maisons multifamiliales étudiées, à l’exception du cas de la Maison 1 d’Oakes Bay-1. Toutefois, nos données confirment que l’occupation inuit d’Oakes Bay-1 et Uivak Point 1, malgré son caractère saisonnier et sporadique, a assurément eu un impact sur la matrice sédimentaire de ces deux sites archéologiques.

Ce travail décrit les caractéristiques hydrogéologiques et chimiques de deux lieux d'enfouissement de déchets municipaux localisés au Québec. Le site de Laterrière est en opération depuis 1971 dans une ancienne sablière. Sous les dépôts meubles, la topographie du sotte rocheux est marquée par une vallée qui forme une limite imperméable à l'aquifère de sable et impose un écoulement convergent de l'eau souterraine vers la rivière Chicoutimi. Le site de Ste-Sophie, en opération depuis 1976, repose sur une couche de 3,5 mètres de sables fins saturés recouvrant un lit d'argile marine. La surélévation de la nappe dans les déchets favorise un écoulement divergent vers le périmètre de la zone d'enfouissement. Un réseau de piézomètres installé en bordure des deux sites a permis pendant trente mois de prélever des échantillons d'eau et de les analyser. Dans chaque panache de contamination, l'alcalinité, les ions majeurs Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl¯, le fer, le manganèse, l'azote total et ammoniacal, les DCO et DBO5 montrent des concentrations généralement supérieures à celles de L'eau naturelle ambiante. A proximité des deux Lieux d'enfouissement, les teneurs en cadmium, chrome, nickel et plomb excèdent les normes québécoises de potabiLité de l'eau. Dans chaque cas, ta distribution des contaminants est surtout régie par le réseau d'écoulement. La dispersion hydrodynamique et les réactions géochimiques dans le sous-sol sont des processus importants d'atténuation des contaminants.

En climat méditerranéen, les ressources en eau des bassins sédimentaires sont rares. Pour limiter les écoulement de surface et recharger les nappes souterraines, des lacs collinaires ont été construits sous une pluviométrie annuelle comprise entre 250 et 500 mm. Des échantillons d'eau ont été prélevés dans le bassin versant d'El Gouazine, situé en Tunisie centrale, pour mieux expliciter le fonctionnement hydrochimique et la recharge de la nappe phréatique d'un lac collinaire très filtrant. Les eaux ont été échantillonnées à deux périodes distinctes (retenue presque asséchée et retenue pleine), en amont de la retenue dans le bassin versant et en aval dans l'aquifère alluvial. Trois faciès chimiques (bicarbonaté calcique, chloruré sodique et sulfaté calcique) caractérisent les eaux de nappe, l'eau de la retenue étant sulfatée calcique. La roche-mère et la nappe phréatique sont chimiquement très dépendantes. Les isotopes stables de l'eau montre que la nappe amont est peu profonde et d'origine météorique. L'eau de la retenue se mélange avec les eaux souterraines en conservant un caractère météorique en période d'écoulement et en acquérant un caractère évaporé en période d'assèchement. La nappe alluviale aval est alimentée par les eaux mélangées de la retenue. L'altération d'un affleurement gréseux forme un aquifère en rive gauche du lac expliquant en partie les pertes par infiltration. Les principaux processus géochimiques, qui se produisent au cours de l'écoulement de la nappe dans les formations superficielles, permettent une compréhension partielle du fonctionnement hydrochimique de la retenue et de son bassin versant.

SUMMARYThe Bushveld Complex has continued to serve as the basis for study into the fundamental nature of petrological processes for layered intrusion formation and for oxide and sulphide hosted Platinum Group Element (PGE)–Cu–Ni ore deposits. These studies have included discoveries in terms of the physical extent of Bushveld magmatism, both laterally and internally. Lateral variations in the mafic to ultramafic Rustenburg Layered Suite of the Northern Lobe of the complex have also revealed petrologically distinctive Upper Critical Zone equivalent rocks (the so-called Flatreef) with enhanced contamination and mineralization traits that reflect a transition between Eastern and Western Lobe equivalent stratigraphy and Platreef-style complexity. Traditional magma mixing models have been re-examined in light of radiogenic isotopic evidence for crustal involvement early in the chromite precipitation or formation process, combined with evidence for associated heterogeneous fluid contents, cryptic layering profiles, and textural evidence. A wide variety of alternative ore-genesis models have been proposed as a consequence. The fundamental mechanics of magma chamber processes and the existence of the magma chamber as an entity have been called into question through various lines of evidence which have promoted the concept of progressive emplacement of the complex as a stack of not-necessarily-quite-sequentially intruded sills (with or without significant quantities of transported phenocrysts), emplaced into variably crystallized and compacted crystal-liquid mush mixtures, modified by compaction-driven late magmatic fluid (silicate and aqueous) activity. Alternatively, petrological and geochemical observations have been used to discount these interpretations in favour of more conventional cooling and gravity-driven accumulation of silicate and ore minerals in a large, liquid-dominated system.RÉSUMÉLe complexe de Bushveld a demeuré à la base d’études sur la nature fondamentale des processus pétrologiques de formation d’intrusions litées et des gîtes des éléments du groupe platine (ÉGP)-Cu-Ni hébergés dans les oxydes et les sulfures. Ces études ont comporté des découvertes sur l’étendue physique, à la fois latérale et interne, du magmatisme de Bushveld. Les variations latérales de la suite stratifiée et mafique à ultramafique Rustenburg du lobe nord du complexe ont également révélé des roches équivalentes pétrologiquement distinctes de la zone critique supérieure (le communément désigné Flatreef) avec des traits de contamination et de minéralisation accrus qui reflètent une transition entre la stratigraphie équivalente des lobes est et ouest et la complexité de type Platreef. Les modèles traditionnels de mélanges magmatiques ont été réexaminés à la lumière de preuves isotopiques radiogéniques indiquant une implication de la croûte au début du processus de précipitation ou de formation de la chromite, combinées à des preuves de contenu fluide hétérogène associé, de profils de litage cryptique et de preuves texturales. Ainsi, une grande variété de modèles alternatifs de genèse de minerai a été proposée. La mécanique fondamentale des processus de la chambre magmatique et l'existence de la chambre magmatique en tant qu'entité ont été remises en question au moyen de divers éléments de preuve qui ont mis en avant le concept de mise en place progressive du complexe sous forme d'un empilement non-nécessairement séquentiel de sills injectés (avec ou sans quantités significatives de phénocristaux transportés) mis en place dans des mélanges de bouillie cristaux/liquide à cristallisation et compaction variable, modifiés par une activité tardive de fluide magmatique (silicaté et aqueux) induite par la compaction. Alternativement, des observations pétrologiques et géochimiques ont été utilisées pour écarter ces interprétations en faveur d'un processus plus conventionnel de refroidissement et d’accumulation de minérais silicatés et minéralisés induite par la gravité dans un vaste système à dominance liquide.

L’exploitation intensive des ressources en eaux souterraines du bassin Chougafiya a largement influencé le fonctionnement hydrodynamique de la nappe phréatique. Elle a provoqué une inversion du gradient hydraulique et une invasion des eaux minéralisées en provenance de la nappe du Sabkhas El Batten. Afin de mettre en évidence l’effet de cette intrusion salée sur l’hydrodynamisme de la nappe phréatique, une étude multidisciplinaire basée sur les méthodes de l’hydrogéologie et la géochimie a été menée. L’étude hydrochimique a montré que le faciès des eaux évolue entre un pôle chloruré sulfaté calcique et chloruré sodique. Les principaux phénomènes géochimiques intervenant dans l’acquisition de la charge saline sont liés à l'interaction eau-roche (dissolution des minéraux évaporitiques) et à l'échange cationique. Cependant, la composition chimique des eaux minéralisées situées dans les parties centrale et méridionale du bassin d'étude est nettement influencée par un processus de mélange avec l'eau de la nappe du Sabkhas. Le traçage naturel des eaux au moyen des isotopes stables (18O, 2H) a permis d’identifier des eaux d’origine météorique et à caractère non évaporé, tandis que les eaux à caractère évaporé s’alignent selon une droite de mélange avec l’eau souterraine de la Sabkhas. L’évolution des teneurs en 3H et 14C témoigne d’une forte contribution des eaux récentes à la recharge de la nappe phréatique dans les secteurs nord et ouest, alors que les faibles activités enregistrées au centre et à l’est de la plaine reflètent la présence d’une lithologie peu perméable. L’étude des isotopes du carbone a permis de comprendre le schéma du fonctionnement de la nappe étudiée et d’estimer le temps de séjour des eaux. D’ailleurs, les âges calculés varient de l’actuel jusqu’à 7 814 ans BP. L’enrichissement isotopique en carbone-13 qui apparaît au fil de l’écoulement est révélateur de phénomènes d’échanges isotopiques avec la matrice carbonatée de l’aquifère.

SUMMARYThe Repulse Bay block (RBb) of the southern Melville Peninsula, Nunavut, lies within the Rae craton and exposes a large (50,000 km2) area of middle to lower crust. The block is composed of ca. 2.86 Ga and 2.73–2.71 Ga tonalite-trondhjemite-granodiorite (TTG) and granitic gneiss that was derived from an older 3.25 and 3.10 Ga crustal substrate. This period of crustal generation was followed by the emplacement of ca. 2.69–2.66 Ga enderbite, charnockite, and granitoid intrusions with entrained websterite xenoliths. These voluminous batholith-scale bodies (dehydrated and hydrated intrusions), and the associated websterite xenoliths, have similar whole rock geochemical properties, including fractionated light rare earth element (LREE)–heavy (H)REE whole rock patterns and negative Nb, Ti, and Ta anomalies. Dehydrated intrusions and websterite xenoliths also contain similar mineralogy (two pyroxene, biotite, interstitial amphibole) and similar pyroxene trace element compositions. Based on geochemical and mineralogical properties, the two lithologies are interpreted to be related by fractional crystallization, and to be the product of a magmatic cumulate processes. Reworking of the crust in a ca. 2.72 Ga subduction zone setting was followed by ca. 2.69 Ga upwelling of the asthenospheric mantle and the intrusion of massif-type granitoid plutons. Based on a dramatic increase in FeO, Zr, Hf, and LREE content of the most evolved granitoid components from the 2.69–2.66 Ga cumulate intrusion, we propose that those granitoid plutons were in part derived from a metasomatized mantle source enriched by fluids from the subducting oceanic slab that underwent further hybridization (via assimilation) with the crust. Large-scale, mantle-derived Neoarchean sanukitoid-type magmatism played a role in the development of a depleted lower crust and residual sub-continental lithospheric mantle, a crucial element in the preservation of the RBb.RÉSUMÉLe bloc de Repulse Bay (RBb) dans le sud de la péninsule de Melville, au Nunavut, est situé dans le craton de Rae et expose une large zone (50 000 km2) de croûte moyenne à inférieur. Ce bloc est composé de tonalite-trondhjémite-granodiorite (TTG) daté à ca. 2,86 Ga et 2,73–2,71 Ga, et de gneiss granitique dérivé d’un substrat crustal plus ancien daté à 3,25 Ga et 3,10 Ga. Cette période de croissance crustale a été suivie par la mise en place entre ca. 2,69 et 2,66 Ga d’intrusions d’enderbite, charnockite et de granitoïde incluant des xénolites d’entraînement de websterite. Ces intrusions de taille batholitique (intrusions déshydratées et hydratées) ainsi que les xénolites d’entraînement de websterite associés, ont des propriétés géochimiques sur roche totale semblables notamment leurs profils de fractionnement des terres rares légers (LREE) et des terres rares lourds (HREE) ainsi que leurs anomalies négatives en Nb, Ti et Ta. Les intrusions déshydratées et les xénolites de websterite ont aussi des minéralogies similaires (deux pyroxènes, biotite, amphibole interstitielle) ainsi que des compositions semblables en éléments traces de leurs pyroxènes. Étant donné leurs propriétés géochimiques et minéralogiques, ces deux lithologies sont interprétées comme provenant d’une cristallisation fractionnée, et comme étant le produit de processus d'accumulations magmatiques. Le remaniement de la croûte dans un contexte de subduction vers ca. 2,72 Ga, a été suivi vers ca. 2,69 Ga d’une remontée du manteau asthénosphérique et de l’intrusion de granitoïdes de type massif. D'après l’importante augmentation en FeO, Zr, Hf et LREE dans les granitoïdes les plus évolués du magmatisme ayant pris place entre ca. 2,69 Ga et 2,66 Ga, nous proposons que ces plutons aient été en partie dérivés d’une source mantélique métasomatisée enrichies par des fluides d’une plaque océanique en subduction et qui a subi une hybridation supplémentaire (par assimilation) avec la croûte. Le magmatisme néo-archéen de type sanukitoïde, dérivé du manteau et de grande échelle, a joué un rôle dans le développement d’une croûte inférieure et d’un manteau lithosphérique continental résiduel appauvri, un élément déterminant pour la préservation du RBb.

Phase equilibria modelling has played a key role in enhancing our understanding of metamorphic processes. An important breakthrough in the last three decades has been the ability to construct phase diagrams by integrating internally consistent datasets of the thermodynamic properties of minerals, fluids and melts with activity–composition models for mixed phases that calculate end-member activities from end-member proportions. A major advance in applying phase equilibria modelling to natural rocks is using isochemical phase diagrams to explore the phase assemblages and reaction sequences applicable for a particular sample. The chemical systems used for modelling phase equilibria are continually evolving to provide closer approximations to the natural compositions of rocks and allow wider varieties of compositions to be modelled. Phase diagrams are now routinely applied to metasedimentary rocks, metabasites and intermediate to felsic intrusive rocks and more recently to ultramafic rocks and meteorites. While the principal application of these phase diagrams is quantifying the pressure and temperature evolution of metamorphic rocks, workers are now applying them to other fields across the geosciences. For example, phase equilibria modelling of hydrothermal alteration and the metamorphism of hydrothermally altered rocks can be used to determine ‘alteration vectors’ to hydrothermal mineral deposits. Combining the results of phase equilibria of rock-forming minerals with solubility equations of accessory minerals has provided new insights into the geological significance of U–Pb ages of accessory minerals commonly used in geochronology (e.g. zircon and monazite). Rheological models based on the results of phase equilibria modelling can be used to evaluate how the strength of the crust and mantle can change through metamorphic and metasomatic processes, which has implications for a range of orogenic processes, including the localization of earthquakes. Finally, phase equilibria modelling of fluid generation and consumption during metamorphism can be used to explore links between metamorphism and global geochemical cycles of carbon and sulphur, which may provide new insights into the secular change of the lithosphere, hydrosphere and atmosphere.RÉSUMÉLa modélisation des équilibres de phases a joué un rôle clé dans l’amélioration de notre compréhension des processus métamorphiques. Une percée importante au cours des trois dernières décennies a été la capacité de construire des diagrammes de phase en y intégrant des ensembles de données cohérentes des propriétés thermodynamiques des minéraux, des fluides et des bains magmatiques avec des modèles d'activité-composition pour des phases mixtes qui déduisent l’activité des membres extrêmes à partir des proportions des membres extrêmes. Une avancée majeure dans l'application de la modélisation d'équilibre de phase aux roches naturelles consiste à utiliser des diagrammes de phases isochimiques pour étudier les assemblages de phase et les séquences de réaction applicables pour un échantillon particulier. Les systèmes chimiques utilisés pour la modélisation des équilibres de phase évoluent continuellement pour fournir des approximations plus proches des compositions naturelles des roches et permettent de modéliser de plus grandes variétés de compositions. Les diagrammes de phase sont maintenant appliqués de façon routinière aux roches métasédimentaires, aux métabasites et aux roches intrusives intermédiaires à felsiques et plus récemment aux roches ultramafiques et aux météorites. Bien que l'application principale de ces diagrammes de phase consiste à quantifier l'évolution de la pression et de la température des roches métamorphiques, les utilisateurs les appliquent maintenant à d'autres spécialités des géosciences. Par exemple, la modélisation des équilibres de phase de l'altération hydrothermale et du métamorphisme des roches d’altération hydrothermale peut être utilisée pour déterminer les « vecteurs d'altération » des gisements minéraux hydrothermaux. La combinaison des résultats des équilibres de phase des minéraux constitutifs des roches avec des équations de solubilité des minéraux accessoires a permis d’en savoir davantage sur la signification géologique des âges U–Pb des minéraux accessoires couramment utilisés en géochronologie (par exemple zircon et monazite). Les modèles rhéologiques basés sur les résultats de la modélisation des équilibres de phase peuvent être utilisés pour évaluer comment la résistance de la croûte et du manteau peut changer à travers des processus métamorphiques et métasomatiques, ce qui a des implications sur une gamme de processus orogéniques, y compris la localisation des séismes. Enfin, la modélisation des équilibres de phase de la génération et de l’absorption des fluides pendant le métamorphisme peut être utilisée pour explorer les liens entre le métamorphisme et les cycles géochimiques globaux du carbone et du soufre, ce qui peut fournir de nouvelles perspectives sur le changement séculaire de la lithosphère, de l'hydrosphère et de l'atmosphère.

En établissant les normes de qualité environnementale (NQE) pour évaluer la qualité des eaux de surface, la Commission européenne a permis aux États membres de soustraire, à la concentration mesurée, le fond géochimique pour les métaux dissous. La notion de fond géochimique est ainsi introduite afin de distinguer la part d’origine naturelle de la part de l’activité humaine pour l’évaluation de l’état des eaux. La nature géologique et les processus d’altération sont les principaux moteurs de la variabilité spatiale naturelle. L’objectif de l’étude est de déterminer les valeurs de fond géochimique pour les quatre métaux considérés comme polluants spécifiques de l’état écologique (As, Cr, Cu, Zn) et les quatre métaux inclus dans l’état chimique (Cd, Hg, Ni, Pb) sur le bassin Seine-Normandie. Un fond géochimique a été calculé à la masse d’eau par l’interpolation des mesures de stations peu ou pas touchées par les activités humaines. Parmi les huit métaux, l’arsenic (As) présente les meilleurs résultats d’interpolation grâce à la haute densité et à la répartition homogène des stations de mesure sur le bassin. Cette densité et cette distribution sont possibles par une identification plus précise des sources de pollution, plus difficile chez les autres métaux. La carte de l’arsenic est proche des résultats de fond géochimique sur sédiments. Pour les autres métaux, le chrome (Cr), le cuivre (Cu) et le nickel (Ni) donnent des résultats satisfaisants grâce à des modèles de variogrammes bien corrélés avec les données observées. Cela n’est pas le cas pour le cadmium (Cd), le mercure (Hg), le plomb (Pb) et le zinc (Zn) pour lesquels plusieurs facteurs peuvent expliquer des modèles de variogrammes peu fiables comme des pollutions diffuses, des concentrations très faibles donc difficilement mesurables et la faible disponibilité de données.

Central America has recently been an important focus area for investigations into the complex processes occurring in subduction zones. Here we review some of the new findings concerning subduction input, magma production and evolution, and resultant volcanic output. In the Nicaraguan portion of the subduction zone, subduction input is unusually wet, likely caused by extensive serpentinization of the mantle portion of the incoming plate associated with bending-related faulting seaward of the Middle America trench. The atypical influx of water into the Nicaraguan section of the subduction zone ultimately leads to a regional maximum in the degree of mantle melting. In central Costa Rica, subduction input is also unusual in that it includes oceanic crust flavored by the Galapagos plume. Both of these exotic subduction inputs are recognizable in the compositions of magmas erupted along the volcanic front. In addition, Nicaraguan magmas bear a strong chemical imprint from subducting hemipelagic sediments. The high-field-strength-element depletions of magmas from El Salvador through Costa Rica are related to local variations in the depth to the subducting Cocos plate, and, therefore, to segmentation of the volcanic front. Minor phases, probably amphibole or rutile, control these variable depletions. Silicic magmas erupted along the volcanic front exhibit the same along-arc geochemical variations as their mafic brethren. This and their mantle-like radiogenic isotopic compositions suggest the production of juvenile continental crust all along the Central American subduction zone. Punctuated times of enhanced magmatic input from the mantle may aid in crustal development.SOMMAIREL’Amérique centrale a récemment été le lieu de recherches sur les processus complexes se produisant dans les zones de subduction. Ici nous passons en revue certaines découvertes sur nature des intrants de subduction, la production et l’évolution des magmas, ainsi que les extrants volcaniques résultants. Dans le segment nicaraguayen de la zone de subduction, les intrants de subduction sont exceptionnellement humides, probablement à cause de la serpentinisation généralisée de la portion mantélique de la plaque en subduction, fissurée par flexure dans partie marine de la fosse océanique de l’Amérique centrale. L'afflux atypique en eau dans le segment nicaraguayen de la zone de subduction induit ultimement un maximum régional de la proportion de fusion du manteau. Dans la portion centrale du Costa Rica l’intrant de subduction est lui aussi atypique en ce qu’il comprend une croûte océanique teintée par le panache des Galápagos. Ces deux intrants de subduction atypiques sont répercutés dans la composition des magmas éjectés le long du front volcanique. En outre, les magmas nicaraguayens affichent une forte empreinte chimique héritée des sédiments hémipélagiques en subduction. Les appauvrissements en éléments à fortes liaisons atomiques des magmas, du El Salvador jusqu’au Costa Rica, sont liés à des variations localisées de la profondeur de la plaque en subduction de Cocos, et donc, à la segmentation du front volcanique. Des phases mineures, probablement amphibole et rutile, déterminent ces appauvrissements variables. Les magmas siliceux éjectés le long du même front volcanique montrent les mêmes variations géochimiques le long de l’arc que leur contrepartie mafique. De plus, les compositions radiogéniques de leurs contreparties mantéliques évoquent la production d’une croûte continentale juvénile le long de la zone de subduction de l’Amérique centrale. Des épisodes d’accroissements ponctuels des intrants magmatiques du manteau peuvent contribuer au développement d’une croûte.

Résumé Le projet international et pluridisciplinaire AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine) a été initié en vue de mieux comprendre les variabilités climatiques de l’Afrique de l’Ouest et leur impact hydrologique. La haute vallée de l’Ouémé au Bénin (10 000 km2) a été retenue et instrumentée (pluie, débit et nappe) depuis 1997. Le sous-bassin de la Donga (586 km2), cadre d’observations intensives depuis 2003, permet de préciser les processus majeurs et quantifier les termes du bilan hydrologique. Le travail vise à déterminer le fonctionnement hydrogéochimique du bassin de la Donga, et à identifier et quantifier les composantes majeures de l’écoulement de surface par traçage géochimique naturel. Le caractère temporaire des eaux de surface, la très faible minéralisation des écoulements ainsi que l’asynchronisme entre le tarissement des rivières et la vidange de la nappe phréatique traduisent une origine superficielle des débits et un échange de flux négligeable entre cette nappe et le réseau hydrographique. L’écoulement à l’exutoire, limité à la saison des pluies, apparaît être essentiellement formé d’un flux rapide (ruissellement Hortonien et écoulement sur surfaces saturées) et d’un flux lent de subsurface (vidange de nappes perchées saisonnières), sans contribution significative de la nappe phréatique. En accord avec ce fonctionnement, une séparation géochimique de l’hydrogramme de trois crues a été réalisée.

Foreland magmatism occurs in the lower plate during arc–continent or continent–continent collision, although it is uncommon. Ancient examples are recognized by a stratigraphic section into which mafic lavas and/or shallow sills are emplaced at a level at the top of a passive margin cover sequence, or within the overlying deeper water deposits that include mudrocks and flysch-type turbidites. Extensional structures associated with the emplacement of the volcanic rocks may develop slightly prior to or contemporaneous with the arrival of the approaching thrust front. We have selected twelve examples of magmatism in collisional forelands, modern and ancient, and have compared the tectonic associations of the magmatism with the magmatic geochemistry. Foreland magmatic settings fall into two strikingly distinct geochemical groups: a more enriched alkaline group (Rhine-type) and a more heterogeneous tholeiitic group (Maine-type) that may show traces of prior subduction processes. In the examples where the contemporaneous extensional structures are known, faults and basins develop parallel to the thrust front for the tholeiitic group and have oblique orientations, in several cases at a high angle to the thrust front, for the alkaline group. The geochemical results are quite sufficiently distinct to permit discrimination of these two foreland magmatic rock suites from each other in ancient examples where the foreland setting is clear from geological evidence. However, magmatic products of the same range of compositions can be generated in other tectonic environments (rifts, back-arc basins), so the geochemical characteristics alone are insufficient to identify a foreland basin setting. The alkaline Rhine-type group formed primarily in response to localized upwelling convective activity from the sub-asthenospheric mantle beneath the lower plate during collision while the tholeiitic Maine-type group formed primarily in response to melting of subcontinental asthenospheric mantle during extension of the lower plate by slab pull, and resulting lithospheric detachment. It is possible that there has been a long-term secular decrease in the occurrence of the Maine-type foreland magmatism since the early Proterozoic.RÉSUMÉBien que peu fréquent, il arrive qu’un magmatisme d’avantpays se produise dans la plaque inférieure durant une collision arc-continent ou continent-continent. Des exemples anciens ont été décrits dans une coupe stratigraphique renfermant des laves mafiques et/ou des filons-couches au haut d’une séquence de couverture de marge passive, ou au sein de dépôts de plus grandes profondeurs comme des boues ou des turbidites de type flysch. Des structures d’étirement associées à la mise en place des roches volcaniques peuvent se développer un peu avant ou en même temps que l’arrivée du front de chevauchement. Nous avons choisi douze exemples de magmatisme au sein d’avant-pays de collision, modernes et anciens, et nous avons comparé les associations tectoniques du magmatisme avec la géochimie magmatique. Les configurations magmatiques d’avant-pays se divisent en deux groupes géochimiques très différents : un groupe alcalin plus enrichi (type-Rhin), et un groupe tholéiitique plus hétérogène (type-Maine) et qui peut montrer des traces de précédentes activités de subduction. Dans les exemples où les structures d’étirement contemporaines sont connues, les failles et les bassins se développent parallèlement au front de chevauchement pour le groupe tholéiitique, alors que leurs orientations sont obliques, voire à angles aigus au front de chevauchement pour le groupe alcalin. Les résultats géochimiques sont suffisamment distincts pour permettre de distinguer ces deux suites de roches magmatiques dans les exemples anciens où la configuration d’avant-pays est évidente de par sa géologie. Cependant, des produits magmatiques de même type compositionnel peuvent advenir dans d’autres environnements tectoniques (fosses, bassins d’arrière-arc), et donc, la caractérisation géochimique seule ne permet pas de distinguer une configuration de bassin d’avant-pays. Le groupe alcalin de type-Rhin s’est principalement formé en réponse à une activité d’éruption de convection issue du manteau sous-asthénosphérique sous la plaque inférieure durant la collision, alors que le groupe tholéiitique de type-Maine s’est formé principalement en réaction à la fusion du manteau sous-continental asthénosphérique durant l’extension de la plaque inférieure par étirement de la plaque, et le détachement lithosphérique qui en découle. Depuis le Protérozoïque, est possible qu’il y ait eu une décroissance progressive à long terme des événements magmatiques de type-Maine.

Cette étude utilise une approche paléolimnologique pour reconstituer l'histoire trophique du réservoir d'eau potable de la Communauté Urbaine de Québec (CUQ), le lac Saint-Charles. Ce lac manifeste présentement un manque d'oxygène près du fond à la fin de la stratification estivale et hivernale. L'étude révèle des changements dans la communauté diatomifère fossile depuis environ les 150 dernières années. L'événement ayant entraîné le plus de changements biologiques et physico-chimiques dans le bassin est la transformation hydrologique engendrée par la construction d'un barrage en 1934 qui éleva le niveau du lac d'environ 1,5 à 2 mètres. Par conséquent, il y eut des changements dans la structure des communautés de diatomées avec des effets sur le ratio espèces planctoniques / benthiques, sur la paléoproductivité et les caractéristiques physico-chimiques des sédiments suivant cette période. Les assemblages diatomifères indiquent que les conditions mésotrophes se sont maintenues pendant toute la période étudiée. L'analyse du phosphore total dans les sédiments et la reconstitution à partir des diatomées fossiles du phosphore total dans l'eau montrent une légère diminution de la concentration en phosphore avec le temps. Ces observations démontrent qu'il n'y a pas eu d'accélération du processus d'eutrophisation engendrée par les activités humaines. Par contre, l'analyse géochimique des sédiments révèle un apport plus important de métaux depuis la fin du 19e siècle, qui atteint un plateau vers la fin des années 70.