Le développement récent des techniques informatiques d'imagerie numérique permet désormais une utilisation de ces méthodes en géologie. Un ensemble d'outils de traitement d'image est proposé dans le cadre d'une application à la quantification des modifications structurelles intervenues au cours de la "déformation progressive de roches granitiques. Deux types d'approches sont développées: * Une approche structurelle : les objets significatifs de l'image (ex: clastes, traces de bandes de déformation) sont automatiquement segmentés puis caractérisés par des attributs (granulométrie, dispersion, rose de fréquence, etc ... ). * Une approche statistique: l'analyse utilise toute l'information de l'image sans chercher à segmenter une catégorie particulière d'objets. Les attributs permettent de caractériser les propriétés liées aux orientations préférentielles, densités locales, etc ... Les données issues des traitements sont ensuite analysées à l'aide des techniques d'analyse factorielle et de classification. Deux applications sont présentées: * Une segmentation automatique d'images par critère de texture. * Une caractérisation de l'évolution de la texture de roches granitiques en fonction de la déformation progressive. Les résultats montrent en particulier que certaines transitions physico-chimiques mesurées par des outils géologiques (ex : transformations minéralogiques, transitions fragile-ductile, changements de mécanismes de déformation) se marquent sur les textures des roches et peuvent être quantifiées par les outils développés.

Le but de ce travail est de trouver des relations entre les caractères acquis par les cristauxde quartz :-morphologie externe, morphologie interne, teneur en impuretés, dimension de la maille élémentaire, d'une part,. et les conditions de leur croissance d'autre part. Les deux types de filons choisis pour cette étude sont le filon de La Gardette (Bourg d'Oisans) et les cavités à cristaux du massif du Mont-Blanc . Ils sont habituellement classés parmi les filons "de type alpin" . Pourtant leurs cristaux sont très différents, ceux de La Gardette possèdent une structure lamellaire (Weil, 1930 ; Bambauer, Brunner et Laves, 1961) alors que ceux du Mont Blanc possèdent une structure macromosaique (Weil, 1930 ; Laemmlein, 1937). La démarche scientifique suivie présente trois aspects différents : - étude des cristaux, qui fait l'objet du chapitre premier: observation de la morphologie externe et de la morphologie interne, détermination de la teneur en impuretés et des dimensions de la maille élémentaire. - caractérisation des milieux fluides de croissance par l'étude des inclusions fluides (chap.II). La méthode employée consiste en l'observation des transformations de phases, sous le microscope. au cours du chauffage et de la réfrigération . - caractérisation de l'environnement géologique des filons (chap. III ). Dans le as de La Gardette cela entraîne l'étude du socle cristallin et de sa couverture sédimentaire puisque le filon est post- triasique. Pour les cavités à cristaux du Mont-Blanc on se limite à l 'étude du granite et de ses modifications au contact des cavités . Les résultats de cette recherche se situent sur les trois plans de la croissance du quartz, de la géochimie des fluides profonds et de la géologie des régions où se trouvent ces filons. a - Croissance du quartz. Les cristaux de quartz lamellaire sont des cristaux impurs qui croissent avec des vitesses alternativement élevées et faibles, et ensevelissent des quantités d 'impuretés différentes en fonction de ces vitesses. Les cristaux de quartz à structure macromosaique sont des cristaux très purs. La différence de faciès des deux types de cristaux (allongés ou trapus) s'explique par la différence des contenus en impuretés . Lorsque le cristal ensevelit beaucoup d'impuretés on observe un freinage préférentiel de l'avancement des faces du prisme ce qui entraine l'allongement des cristaux. L'origine de cet ensevelissement d'une grande quantité d'impuretés à La Gardette n'a pu être déterminée de façon sûre. Deux paramètres en' effet conjuguent leurs effets : la température et la nature du milieu fluide de croissance. A La Gardette la température devait être plus basse qu'au Mont- Blanc, et la phase fluide n' était pas en équilibre avec des minéraux silicatés mais avec des sédiments carbonatés. b - Géochimie des fluides profonds . L'apport de ce travail découle en partie de la découverte de fluides tardifs riches en CO2 : au cours de la rétromorphose du granite du Mont-Blanc. Cela oblige à considérer que les températures de cette rétromorphose sont beaucoup plus élevées que ne l'indiquent les températures d'homogénéisation des inclusions fluides aqueuses du quartz enfumé, et sont proches des températures actuellement admises pour le faciès schistes verts. Les températures d'homogénéisation ne nous donnent donc que la densité du fluide et de telles inclusions sont alors plus utiles comme manomètres que comme thermomètres géologiques . c - Géologie de l'Oisans et du massif du Mont-Blanc. Pour la région de Bourg d'Oisans nous pouvons dire que la densité des fluides inclus dans les minéraux du Trias et du Lias est telle qu'on doit envisager un recouvrement épais de la région entre la fin du Lias et la période actuelle, recouvrement qui a disparu maintenant. Ceci s'accorde avec l'existence d'une schistosité dans le Lias du synclinal d'Ornon et avec la découverte par Martini et Vuagnat (1965) d'un faciès à zéolite à l'ouest des massifs cristallins externes. Le filon de La Gardette apparaît alors comme un filon formé en profondeur avec du matériel (fluides, silice, sulfures) issu essentiellement des sédiments qui le recouvrent . Dans le massif du Mont-Blanc, outre la mise en évidence des hautes pressions, on montre que le CO2 a joué un rôle perturbateur durant la rétromorphose. Par l'acidité qu'il provoque il règle l' équilibre entre certains minéraux et en particulier entre orthose et muscovite. Ceci conduit à un schéma de rétromorphose en système ouvert au cours duquel la température a dû jouer un rôle moindre que la composition de la phase fluide.

Le développement récent des techniques informatiques d'imagerie numérique permet désormais une utilisation de ces méthodes en géologie. Un ensemble d'outils de traitement d'image est proposé dans le cadre d'une ap~lication à la quantification des modifications structurelles intervenues au cours de la "déformation progressive de roches granitiques. Deux types d'approches sont développées: * Une approche structurelle : les objets significatifs de l'image (ex: clastes, traces de bandes de déformation) sont automatiquement segmentés puis caractérisés par des attributs (granulométrie, dispersion, rose de fréquence, etc ... ). * Une approche statistique: l'analyse utilise toute l'information de l'image sans chercher à segmenter une catégorie particulière d'objets. Les attributs permettent de caractériser les propriétés liées aux orientations préférentielles, densités locales, etc ... Les données issues des traitements sont ensuite analysées à l'aide des techniques d'analyse factorielle et de classification. Deux applications sont présentées: * Une segmentation automatique d'images par critère de texture. * Une caractérisation de l'évolution de la texture de roches granitiques en fonction de la déformation progressive. Les résultats montrent en particulier que certaines transitions physico-chimiques mesurées par des outils géologiques (ex : transformations minéralogiques, transitions fragile-ductile, changements de mécanismes de déformation) se marquent sur les textures des roches et peuvent être quantifiées par les outils développés.

Decrition pétrographique et pétrochimique des roches cristallines et ophiolites . Description minéralogiques des inclusions dans les serpentinites.

ABSTRACT Granite Butterfly is a novel about three women—grandmother, mother, and daughter—and the unusual attachments that break apart their family. Tuula Laine is a Rockport, Massachusetts, native of Finnish descent, whose parents moved to Cape Ann for work in the area’s granite quarries. Her life changes one afternoon when her son Henri, a brilliant surgeon who has never seriously dated anyone before, visits with his pregnant girlfriend, Coreen. Tuula immediately senses that Coreen not the right match for him in terms of age, education, or temperament, and as the couple separates and unites over the course of one summer, Tuula witnesses, for the first time, the pattern of desire and abandonment that will define their relationship. By the time Tuula’s granddaughter, Suvi, is fourteen years old, she, too, has established a destructive relationship pattern with Coreen: whenever Coreen and Henri separate, Suvi’s mother clings to her until they develop a bond closer to that of sisters than a mother and child. In the final movement of the novel, this bond, and the bond between Suvi’s parents, is finally put to the test. Granite is cut into precise blocks—dynamite is never used, lest it shatter the stone. In a few short weeks, the Laine family is pulled apart, but unlike with quarrying, there is no way to divide them in a careful manner, no way to detach them that isn’t violent and abrupt, no way to predict, or guide, where they will split.

Blasting is a complex phenomenon and many parameters affect the outcome of a blast. The process of rock fragmentation by blasting is not well understood yet. Therefore, as a first step, blast-induced dynamic fractures must be studied under highly controlled conditions. The whole cycle of conducting a series of laboratory-scale blast, analyzing the results, and using them to test the validity of an advanced numerical code is reported in this thesis. Initially, the respective contributions by both shock energy and gas energy fractions in an explosive in the blasting process are explained. Then, microstructural, physical and mechanical properties of Laurentian and Barre granites as the selected rock types are investigated. Explosively driven fractures in a blast are controlled by rock and explosive properties, coupling media and coupling ratio. Sample geometries, types of explosives and coupling media used in the experiments are explored in the next step. In order to isolate the effect iii of shock energy from the gas energy in explosively driven fractures, copper liners were installed in the blast holes to prevent gas penetration into the shock induced cracks. The aim of the experiments was to study exclusively the nature of shock-driven fractures, and to contain the dynamic fractures within the samples and avoid sample fragmentation. At the same time and in order to investigate the stress field as a function of distance from the borehole, pressure gauges were installed in the samples. The measured pressures were used in a numerical-experimental procedure to estimate the attenuation properties of the rocks. Blasted samples were cut and impregnated with a mix of epoxy and fluorescent dye. Next, dynamic fracture patterns were highlighted using a strong ultraviolet source. After taking photographs, fracture patterns were manually mapped and crack densities were calculated at different depths and distances from the boreholes. The parameters that affect the development of dynamic fracture patterns are also discussed and relation between crack densities and pressures applied by explosives are investigated. Finally, the dynamic fracture patterns and measured pressures will be used for calibrating the selected equation of state, strength and failure models implemented in AUTODYN. Governing equations, the procedure for obtaining the model constants, applicability of the selected model for predicting the blast experiments and its limitations are discussed in detail.

Blasting is a complex phenomenon and many parameters affect the outcome of a blast. The process of rock fragmentation by blasting is not well understood yet. Therefore, as a first step, blast-induced dynamic fractures must be studied under highly controlled conditions. The whole cycle of conducting a series of laboratory-scale blast, analyzing the results, and using them to test the validity of an advanced numerical code is reported in this thesis. Initially, the respective contributions by both shock energy and gas energy fractions in an explosive in the blasting process are explained. Then, microstructural, physical and mechanical properties of Laurentian and Barre granites as the selected rock types are investigated. Explosively driven fractures in a blast are controlled by rock and explosive properties, coupling media and coupling ratio. Sample geometries, types of explosives and coupling media used in the experiments are explored in the next step. In order to isolate the effect iii of shock energy from the gas energy in explosively driven fractures, copper liners were installed in the blast holes to prevent gas penetration into the shock induced cracks. The aim of the experiments was to study exclusively the nature of shock-driven fractures, and to contain the dynamic fractures within the samples and avoid sample fragmentation. At the same time and in order to investigate the stress field as a function of distance from the borehole, pressure gauges were installed in the samples. The measured pressures were used in a numerical-experimental procedure to estimate the attenuation properties of the rocks. Blasted samples were cut and impregnated with a mix of epoxy and fluorescent dye. Next, dynamic fracture patterns were highlighted using a strong ultraviolet source. After taking photographs, fracture patterns were manually mapped and crack densities were calculated at different depths and distances from the boreholes. The parameters that affect the development of dynamic fracture patterns are also discussed and relation between crack densities and pressures applied by explosives are investigated. Finally, the dynamic fracture patterns and measured pressures will be used for calibrating the selected equation of state, strength and failure models implemented in AUTODYN. Governing equations, the procedure for obtaining the model constants, applicability of the selected model for predicting the blast experiments and its limitations are discussed in detail.

Magnesium oxychloride cement (MOC) based grinding and polishing bricks developed for polishing of granite based ceramic tiles were produced and characterized. For surface grinding 46 and 180 grit size SiO2 powder embedded MOC based abrasive bricks / for polishing 600 and 1200 grit size SiC powder embedded MOC based abrasive bricks followed by neat (unreinforced) MOC pastes were applied on ceramic tiles. Three different neat MOC pastes depending on MgO/MgCl2 molar ratio in the paste e.g. 6/1, 7/1, and 8/1, were formed and evaluated. Grinding bricks were formed by adding 30 weight percentage, wt%, of both SiO2 powders. Polishing bricks were formed by adding 20, 25, and 30 wt% of both SiC powders. X-Ray diffraction analyses revealed that MOC F5 was the main crystalline phase in the neat MOC pastes. Additions of both SiO2 and SiC powders enhanced mechanical properties namely / compressive strength and abrasion resistance, chemical durability in water and polishing ability of MOC paste. More than 25 wt% addition of SiC powders had a tendency to decrease the compressive strength and water resistance of MOC paste. Polishing performance of abrasive bricks was evaluated in terms of mean surface roughness of ceramic tiles and abrasive brick consumption upon polishing. Scanning Electron Microscope examinations revealed the evidences of the reasons that 25 wt% SiC powder embedded abrasive bricks has the best qualifications in terms of abrasion resistance and polishing performance.

Oracle granite, probably emplaced in older Precambrian time contains the relic pattern imposed on the Pinal schist by the Mazatzal orogeny. The "granite" of that time was a granodiorite. It is now a porphyritic quartz monzonite that varies unsystematically toward granodiarite and biotite granite. The trend of its principal Precambrian foliation is northeast-southwest and this is crossed by northwesterly-trending Precambrian foliation. After the Mazatzal orogeny, peneplanation, and deposition of the younger Precambrian Apache group, a series of dikes was emplaced in the Oracle granite, beginning with coarse and medium grained diabase and ending with andesite and rhyolite. The earlier members of the sequence, including diabase, aplite, pegmatite, quartz and latite were emplaced when tensional stresses opened a series of northwest trending fractures. The tension seems to have been related to right lateral strike-slip along the Mogul fault zone, which forms the southern border of the granite. In Jurassic or Cretaceous time the strike-slip on the Mogul fault was reversed; northeast-trending Pinal schist south of the fault was rotated counter-clockwise into partial parallelism with the fault, a transition zone north of the fault was likewise dragged and andesite and rhyolite dikes were emplaced in northeast-trending "feather fractures." The structural and petrographic evidence suggests that metasomatism was important in the origin of the Precambrian granodiorite, but the existence of some magma cannot be precluded. Likewise the evidence suggests that the potash metasomatism that changed the granodiorite to quartz monzonite may have taken place at the time of the later intense movements, that is, during Jurassic or Cretaceous time. However, an earlier age of potash introduction is not unlikely.

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