Les gisements de type Mississippi Valley Type (MVT) du centre et de l’est du Tennessee, respectivement MTM (Middle Tennessee Mine) et ETM (East Tennessee Mine), renferment des réserves importantes de zinc sous forme de sphalerite, mais aussi de germanium en substitution du zinc dans la sphalerite. Cependant seuls les gisements du district de MTM contiennent des teneurs économiquement exploitables de germanium. Ces deux districts miniers, observés dans les mêmes formations géologiques et de minéralogies comparables, sont comparés afin de comprendre la distribution du germanium et des autres éléments traces dans les MVT. Les analyses à l’échelle de l’atome par spectroscopie d’absorption X, XANES et EXAFS, ont mis en évidence plusieurs configurations de germanium dans la sphalerite : le germanium peut être en substitution du zinc dans ZnS sous forme 2+ ou 4+, mais il peut aussi être sous forme d’oxyde de germanium en inclusions nanométriques dans la sphalerite. Les analyses à l’échelle du minéral, par microsonde électronique, LA-ICP-MS et spectroscopie Raman, ont mis en évidence deux groupes d’éléments traces : i) le premier composé des éléments Fe et Cd, est préférentiellement incorporé suivant les faces (110) de la sphalerite, ii) le second composé des éléments Cu, Ga et Ge, est préférentiellement incorporé suivant les faces (010) de la sphalerite. Le couplage de la spectroscopie Raman avec l’ablation laser ICP-MS a permis de mettre en évidence un partitionnement des éléments traces entre la forme cubique et hexagonale de ZnS : les éléments Fe et Cd sont plus concentrés dans la forme cubique, alors que les éléments Cu, Ga et Ge sont plus concentrés dans la forme hexagonale de ZnS / Mississippi Valley-type Type deposits (MVT) in central and eastern Tennessee, respectively MTM (Middle Tennessee Mine) and ETM (East Tennessee Mine), contain large reserves of zinc in the form of sphalerite, but also germanium in substitution of zinc in sphalerite. However, only the deposits District MTM contain economic concentrations of germanium. These two mining districts hosted in the same geological formations and with a comparable mineralogy, are compared in order to understand the distribution of germanium and other trace elements in MVT. Analyses at atomic scale by atomic absorption spectroscopy X, XANES and EXAFS, revealed several of germanium configurations in sphalerites: germanium can substituted to zinc in ZnS under 2 + and 4+ form, but it can be under the form of nanoscale inclusions of germanium oxide associated with sphalerite. Analyses at mineral scale by electron microprobe, LA-ICP-MS and Raman spectroscopy showed two groups of trace elements: i) the first group composed by Fe and Cd is preferentially incorporated following (110) faces of sphalerite, ii) the second group composed by Cu, Ga and Ge, is preferably incorporated following (010) faces of sphalerite. The coupling of Raman spectroscopy with laser ablation ICP-MS revealed a partitioning of trace elements between the cubic and hexagonal forms of ZnS: the elements Cd and Fe are more concentrated in the cubic form, while Cu, Ga and Ge are more concentrated in the hexagonal ZnS

The Higdon deposit is located on the east flank of the St. Francois Mountains, approximately 11.5 km NE of Fredericktown, MO in the Mine LaMotte-Fredericktown district of the world renown Southeast Missouri (SEMO) region of Mississippi Valley-type (MVT) deposits. It was discovered in the 1950s and an attempt to mine the deposit was made in the 1960s. In the 2000s the importance of the Higdon deposit increased after extensive exploration by The Doe Run Mining Co. revealed a larger deposit, greater Ni-Co content than initially estimated and the presence of a low grade Unconformity-type Uranium deposit, similar to those of the Athabasca Basin in Canada. The overall paragenetic sequence, stratigraphy and stratigraphic controls of the Higdon deposit resembles those present in other SEMO MVT deposits located at the east flank of the St. Francois Mountains. The stratigraphy includes the Cambrian formations: Eminence, Potosi, Derby-Doe Run, Davis, Bonneterre and Lamotte which unconformably overlies Precambrian granitic intrusions. A common feature is the presence of collapse breccias especially at the base of the Bonneterre Formation and a relatively thin Lamotte Formation. Fine-grained, disseminated sulfides of Fe, Pb, Zn, Co and Ni are hosted in the lower one third of the Bonneterre Formation and upper two thirds of the Lamotte Formation, in a series of grainstone beds, open spaces in collapse breccias, near pinch outs of the Lamotte Formation against basement highs. Disseminations and nodules of pitchblende (uraninite) occur through the entire Lamotte Formation. The Higdon deposit differs in several important ways from the deposits of the Viburnum Trend on the west flank of the St. Francois Mountains. These differences include a distinctly lower stratigraphic interval of collapse breccias and mineralization, greater abundance of Co-Ni minerals, presence of pitchblende, and a significant fault control of mineralization. Several regionally extensive high angle faults aligned parallel to the NW-striking Simms Mountain and Mine LaMotte fault systems bound the deposit, especially the high Ni-Co-U portion. Petrographic and microprobe studies at Higdon revealed a mineral paragenetic sequence of uraninite (pitchblende, within a carbon matrix), pyrite, marcasite, chalcopyrite, bravoite, siegenite, gerdorsffite, sphalerite and galena. These minerals were deposited in four different stages: (1) a U dominated stage that precipitated the pitchblende during Early Ordovician to Permian time; (2) a Fe sulfide dominated sulfide characterized by pyrite, marcasite and bravoite; (3) a Cu-Co-Ni stage dominated by chalcopyrite and siegenite, and (4) a Zn-Pb stage characterized by the precipitation of sphalerite and galena. Precambrian uraniferous granitic intrusions in the vicinity of the Higdon deposit supplied the U for the pitchblende mineralization. At Higdon the U mineralization represents an overlapping deposit in an otherwise MVT system. This required leaching by fluids migrating through the basement along high angle faults and U precipitation in a reducing environment as the fluids encountered the Lamotte Formation. The Ni and Co were possibly leached from mafic and ultramafic intrusions along the Reelfoot Rift or from the Precambrian basement and transported to the Higdon area by fluids migrating along the regional NW-trending faults. Mixing with connate Pb-Zn brines moving laterally through the Lamotte Sandstone and other permeable units may have triggered the sulfide precipitation. Finally, the Higdon deposit is anomalous in the tonnage and grade of its Ni-Co resource (0.17 % Ni, 0.14 % Co) with significant values contained in siegenite (30.9 % Ni, 23.9 % Co), bravoite (0.04 % Ni, 6.3 % Co), gerdorsffite (26.1 % Ni, 8.0 % Co) and marcasite-pyrite (0.3 % Ni, 0.2 % Co).

Ce travail porte sur la caractérisation de la source et de la dynamique des fluides de bassin au cours de leur chargement à travers deux exemples complémentaires de demi-grabens tardi-orogéniques pétroliers : Le Bassin Permien de Lodève, aujourd'hui à l'affleurement et un bassin jurassique enfouis dans le North Viking Graben (Mer du Nord). Le cœur de la thèse concerne le Bassin de Lodève où, à partir d'une approche pluridisciplinaire intégrée, nous avons caractérisé l'architecture des minéralisations (Ba, F, Cu, Pb) piégées dans un réseau paléokarstique alimenté par les failles syn-rift, dans le substratum carbonaté à l'apex du roll-over. La source, le calendrier et les conditions de migration des fluides ont été approchés à partir de l'analyse de la micro-fabrique, la microthermométrie sur inclusions fluides, les analyses isotopiques (Sr, S, O, H) et de Terres Rares. Les résultats analytiques ont été enfin croisés avec un modèle thermique et structural du bassin qui conforte la séquence et la dynamique du système fluide en cours d'enfouissement. Une démarche similaire, mais plus limitée, a été conduite dans le bassin du North Viking Graben où l'accès aux marqueurs fluides est restreint aux données de sismique 3D et de carottes. Comme à Lodève, les minéralisations Ba-Pb-Zn colmatent un réservoir dans le substratum à l'apex du roll-over. Elles se présentent sous forme de ciments dans des grès ou des fractures. Cette analyse apporte des contraintes complémentaires et permet de proposer un modèle dynamique général avec des variantes en fonction de la nature des fluides et des réservoirs. On retiendra donc la séquence fluide suivante :(a) Dans le cas du bassin de Lodève sur substratum carbonaté, les chemins préférentiels de drainage se développent dans des paléocanyons N-S couplés à un réseau de fractures et d'endokarsts météoriques. Ces derniers sont élargis en début de rifting par la dissolution hypogène sulfurique produite par l'oxydation bactérienne de la pyrite des blackshales, au contact de l'aquifère oxydant du Cambien.(b) Le déséquilibre de compaction initie la migration des fluides interstitiels en surpression vers les marges avec des températures autour de 150-180°C et des salinités entre 9 et 18wt%eq.NaCl. Les analyses isotopiques (Sr, S, O) révèlent que la majorité des fluides provient de l'altération diagénétique des blackshales riches en métaux. Des interactions sont également mises en évidence avec des fluides profonds (entre 240°C et 260°C ; salinités > à 20wt%eq.NaCl), qui lessivent les granites tardi-hercyniens.(c) Pendant le syn-rift, les conditions de surpression de fluide permettent la réactivation cyclique des failles, les décollements stratigraphiques et la formation de brèches hydrauliques, favorisant la mise en connexions avec les réservoirs superficiels à l'apex du roll-over. Le modèle de Sibson ajusté aux fluides de bassins est alors le moteur de la migration verticale.(d) Les fluides thermogéniques commencent à être expulsés avec les derniers fluides de compaction au cours d'un stade plus évolué de l'enfouissement en empruntant les mêmes chemins jusqu'à l'apex du roll over. Ils sont alors partiellement freinés et déviés par les colmatages minéralisés antérieurs.(e) A Lodève, la continentalisation des minéralisations antérieures au cours de l'exhumation post-rift conduit à leur remaniement partiel au niveau de la transition sulfate-méthane induite par l'interaction entre une playa évaporitique et la dysmigration des hydrocarbures. Des barytines secondaires de basse température, déprimées en Sr sont alors précipitées de manière synsédimentaire dans des karsts météoriques du socle.Outre l'illustration d'un modèle complet (source to sink) de dynamique des fluides dans un bassin, ce travail apporte de nouvelles contraintes dans l'approche du colmatage des réservoirs à hydrocarbures sur les têtes de blocs basculés et sur la genèse des gîtes miniers de type Mississippi Valley-Type. / This work focus on the characterization of the source and dynamic of compactional fluids during sedimentary burial, through two complementary examples of late orogenic oil-field half-grabens: The exhumed Lodève Permian Basin and a deep buried Jurassic basin in the North Viking Graben (North Sea).Constituting the main part of the thesis, a multi-disciplinary approach was conducted in the Lodève Basin where Ba-F-Cu-Pb polymetalic mineralized systems are trapped into synrift faults and paleokarsts in the carbonate basement at the hinge point of the roll-over. The source, timing and P/T conditions of fluid migration were deduced from the analysis of the microfabric, the fluid inclusions microthermometry, and the isotopic (Sr, S, O, H) and Rare Earth Element (REE) signature. Results are then crossed with a structural and thermal modeling that consolidates the sequence and dynamics of fluid during burial.A similar approach was conducted in the North Viking Graben where fluid markers are restricted to 3D seismic and well core data. Comparable Ba-Pb-Zn veins are reported in basin margin, plugging one of the most important siliciclastic hydrocarbon reservoir in the substratum. This analysis provides additional constraints on basinal fluid behavior and allows us to propose a global dynamic model for various compositions of fluids and reservoirs.We conclude to a polyphase fluid sequence history including:(a) In the carbonate basement of the Lodève Basin, karstic paleocanyon incisions and associated cavities coupled to synrift fault, act as major drain for fluids. These structures are early affected by hypogen-sulfuric karstification in response to the interaction between bacterial oxidation of sulfides entrapped within Lower Permian blackshales and the basement oxidizing aquifer.(b) Disequilibrium compaction initiates overpressure-driven basinal fluid migration towards basin margins, characterized by temperatures around 150-180°C and salinities between 9 et 18wt%eq.NaCl. Isotopic (Sr, S, O) and REE analyses reveal that Ba-M+-rich mineralizing fluids derived mainly from buried blackshales diagenesis. External Fluids coming from the lower crust are also identified that play a key role in fluorite precipitation by the leaching of late hercynian granites (mean temperature of 250°C and salinity > 20wt%eq.NaCl).(c) During the synrift period, fluid overpressure is responsible for the periodic reactivation of fault plane according to seismic-valve process, bedded-control shearing and hydraulic brecciation at the basement-seal interface. These mechanisms induce cyclic polymetallic mineralization by the mixing between in situ formation water and deep ascending basinal fluids.(d) Thermogenic fluids expulsion starts with last basinal fluids during late burial stage. Hydrocarbons thus migrate along the same regional pathways up to the rollover crest, where they are partly rerouted by the previous mineralized baffle.(e) In the Lodève basin, post-rift exhumation of the margins led to the remobilization of synrift deposits by subaerial biochemical processes at the sulfate-methane transition. The latter results from the interaction between the still active hydrocarbon dysmigration with a playa lake sulfate-rich aquifer. Secondary low-temperature barite fronts precipitate then within basement meteoric karsts.In addition to the « source to sink » model of basinal fluids, this work provides new insights on the early plugging of hydrocarbon reservoirs and for the metallogenesis of Mississippi Valley-Type deposits.

Orientador: George Luiz Luvizotto / Resumo: O recém-descoberto depósito sulfetado de zinco (Zn) e chumbo (Pb) de Bonsucesso está hospedado em rochas carbonáticas do Grupo Vazante em Paracatu, noroeste de do Estado de Minas Gerais, Brasil. Embora a idade do Grupo Vazante ainda seja matéria de debate, há ao menos um consenso de que este está posicionado na transição do Mesoproterozoico para o Neoproterozoico. Desenvolvida sobre a margem passiva da Paleoplaca São Francisco após a quebra de Rodínia, esta unidade é uma sequência sedimentar de primeira ordem. Este trabalho concentrou-se na avaliação dos controles estruturais do depósito de Zn e Pb de Bonsucesso e buscou entender a relação da mineralização com as estruturas e as rochas encaixantes. O Grupo Vazante foi afetado pela tectônica “thin-skinned” da zona de “foreland” do Orógeno Brasília e empurrado sobre a Paleoplaca São Francisco. Este longo processo orogênico foi o gatilho tectônico das várias mineralizações hospedadas nas rochas do Grupo Vazante. A mineralização de Bonsucesso é controlada por uma zona de falha de alto ângulo. Esta estruturação indica que a zona de falha aumentou a permeabilidade local e serviu como conduto para os fluidos mineralizantes. / Abstract: Recently discovered zinc (Zn) and lead (Pb) sulfide Bonsucesso deposit is hosted in carbonate rocks of Vazante Group, northwest of Minas Gerais State, Brazil. Although, the Vazante Group age is still a matter of debate, there is a general agreement that it is positioned in the transition of the Mesoproterozoic to the Neoproterozoic time. Developed over a passive margin of São Francisco Paleoplate after Rodinia break-up, this unit is a first-order sedimentary sequence. This work was focused on the assessment of the structural controls of Zn-Pb Bonsucesso deposit and evaluated the relationship between the mineralization, structures and host rocks. Vazante Group was affected by the thin-skinned tectonics of the foreland zone of Brasília Orogen and thrusted over São Francisco Paleoplate. This long orogenic process was the tectonic trigger of Zn-Pb mineralization hosted in Vazante Group rocks. Bonsucesso mineralization is controlled by a high-angle fault zone. This setting indicates that fault zone increased local permeability and acted as conduit for mineralizing fluids. / Mestre

La chirurgie minimalement invasive est un domaine de recherche très actif puisqu’elle permet d’envisagerdes thérapies ciblées et des diagnostics in situ tout en minimisant traumatismes, effets secondaires et tempsde convalescence. En particulier, l’utilisation de systèmes miniaturisés actionnés à distance ouvre la voie àune navigation dans le système cardiovasculaire, permettant ainsi le ciblage et l’intervention sur zones dif-ficilement accessibles du corps humain. L’objectif de cette thèse est de proposer i) un état de l’art sur lamodélisation des forces s’exerçant sur un ou plusieurs microrobots naviguant dans des vaisseaux sanguins,ii) des représentations d’état exploitables à des fins de commande et d’observation, iii) différentes synthèsesde lois de commande pour stabiliser un ou plusieurs microrobots le long d’une trajectoire de référence, iv)des observateurs d’état pour reconstruire les états non mesurables du système. Un microrobot magnétiquenaviguant dans un vaisseau sanguin subit la force de traînée, les forces surfaciques, de contact, d’interactionmagnétique, et son poids apparent. Son actionnement est assuré par l’application de champs ou de gradientsde champ magnétiques, et sa localisation est assurée par un imageur médical. La dynamique du ou desmicrorobots (système réduit) est sous forme d’état non linéaire affine en la commande avec dérive, et dé-pend de plusieurs paramètres physiologiques incertains, en particulier de la vitesse du sang, qui est difficileà mesurer. La dynamique du flux sanguin (système fluidique) est alors modélisée sous forme d’une repré-sentation d’état autonome, combinée avec le système réduit pour aboutir au système étendu. L’objectif decommande est de stabiliser les états du système réduit le long d’une trajectoire de référence. Une commandestabilisante est synthétisée par backstepping, mais elle n’est pas utilisable en l’état. Des observateurs baséssur le théorème de la valeur moyenne et sur une immersion sont synthétisés respectivement dans le cas oùla pulsation cardiaque est connue ou non. La stabilité du retour de sortie est alors démontrée. La stabilitéet la robustesse aux bruits de mesure, aux incertitudes paramétriques, et aux erreurs de modélisation desapproches proposées sont alors illustrées par des simulations. / Minimally invasive surgery is an active research area since such systems have the potential to perform complex surgical procedures such as targeted therapies or in situ diagnosis, while minimizing trauma, side effects and recovery time. Miniaturized systems magnetically propelled by remote actuation can achieve swimming through the blood vessels network in order to provide targeted therapy, even for hard-to-reach human organs. This PhD thesis aims at addressing i) a review on the modeling of microrobots immersed in blood vessels, ii) a classification of the state space forms of such systems, iii) the synthesis of state feedbacks ensuring the stabilization of the microrobots along a reference trajectory, iv) the synthesis of observers to rebuild the unmeasured state variables. Magnetic microrobots swimming in a blood vessel face the hydrodynamic drag, surfacic and contact forces, magnetic interactions, and their apparent weight. These untethered robots are actuated by magnetic fields or magnetic gradients generation, and their localization is ensured by a medical imager. The microrobots dynamics (the so-called reduced system) lead to a nonlinear affine control subsystem with drift, and exhibits many uncertain physiological parameters, such as the blood velocity which can hardly be measured. The blood flow dynamics (the so-called fluidic system) are then modeled as an autonomous subsystem. These two subsystems result in an extended system describing the whole (robot and fluid) dynamics. The control objective is to stabilize the state of the reduced system along a reference trajectory, which is performed by an adaptive backstepping synthesis. Yet the full state is not accessible. We then synthesize either MVT or immersion based observers for the extended system, when the blood pulsation is either known or not. The output feedback stability is then proved. The stability and robustness to output noise, parametric uncertainty, and modeling errors are then illustrated by simulations.

.

This project mainly refers to use of the Java programming language for developing web application for organizing challenges focused on biomedical data. The project is focused on the comparison and selection of tools for developing and running application on server. The project includes a database schema, source code of application and basic development documentation.

Optimal Foraging Theory (OFT) has its origin in processualistic ideas in 1960s with traces back to the dawn of the archaeological science in the 19th century. The OFT model is based on the construction of an individual’s food item selection understood as an evolutionary construct that maximizes the net energy gained per unit feeding time. The most common variants are diet patch choice, diet breadth/prey choice models and Marginal Value Theorem (MVT). The theory introduced experimental studies combined with mathematically data analyses and computer simulations. The results visualized in the experimental diagrammed curve are possible to compare with the archaeological records. What is “optimal” is an empirical question not possible to know but still useful as a benchmark for measuring culture. The theory is common in USA but still not in Europe. OFT seems to be useful in hunter-gatherer research looking at human decisions, energy flow, depression of resources and extinction. This literature review concludes that the prey-choice/diet-breadth model seems to be useful for hunter-gatherer research on Gotland focusing on possible causes of the hiatus in archaeological records between 5000-4500 BC. / Optimal Foraging Theory (OFT) har sitt ursprung i de processualistiska ideérna under 1960-talet med spår tillbaka till arkeologins början som vetenskap under 1800-talet. OFT modellen baseras på konstruktionen av en individs födoämnesval som förstås som en evolutionär konstruktion som maximerar nettoenergiintaget per tidsenhet som gått åt för försörjningen. De vanligaste varianterna är patch-choice, diet breadth/prey choice modellerna och Marginal Value Theorem (MVT). Experimentella studier genomförs och data bearbetas matematiskt och visar datorsimulerade kurvdiagram möjliga att jämföra med arkeologiska källmaterial. Vad som är ”optimalt” är en empirisk fråga omöjlig att veta men användbar ändå som en slag referens för att mäta kultur. Teorin är vanlig i USA men ännu inte i Europa. OFT förefaller användbar inom forskning av jägare-samlare om man fokuserar på beslutsfattande, energiflöde, depression av resurser och utrotning av arter. Slutsatsen i denna litteraturöversikt är att prey choice/diet breadth modellen tycks vara användbar för gotländsk jägare-samlare-forskning som fokuserar på möjliga orsaker till de arkeologiska fyndens hiatus mellan 5000-4500 BC.

No description available.

L'objectif de cette thèse était d'utiliser les propriétés magnétiques des roches (paléomagnétisme, anisotropie de la susceptibilité magnétique (ASM) et différentes techniques d'analyse de la minéralogie magnétique), complété par d'autres méthodes classiques (microscopie pétrographique et électronique, goniométrie de texture, spectroscopie Raman, statistiques d'orientation préférentielle de forme et cathodoluminescence) pour aborder des thématiques récurrentes relatives à la formation des gisements métalliques. Cette approche a été appliquée à deux problèmes métallogéniques : (i) le traçage de la circulation du fluide ayant produit la métasomatose ferrifère des carbonates de La Florida (Cantabrie, Nord de l'Espagne) et la mise en place des minéralisations à Pb–Zn associées (MVT) ; et (ii) l'étude de la structuration des gossans et le décryptage de l'histoire de l'altération des amas sulfurés de la Ceinture Pyriteuse Sud Ibérique (CPSI, Andalousie, Sud de l'Espagne). Dans le premier cas, nous avons pu démontrer expérimentalement que la circulation des fluides produit une anisotropie de forme dont on peut retrouver l'empreinte dans le signal de l'ASM. Cette propriété nous a permis de définir une direction NE–SW de circulation du fluide métasomatique à La Florida. Dans le deuxième cas, le couplage entre l'ASM et le paléomagnétisme nous a permis de définir deux fabriques magnétiques dans les gossans primaires ; (i) une fabrique, d'âge ancien, de « compaction », caractéristique des parties supérieures des gossans, probablement associé au réchauffement de l'Oligocène supérieur et (ii) une fabrique de « mélange », plus récente, localisée dans les parties inférieures des gossans, formée probablement lors de l'événement messinien. La fabrique de «compaction » refléterait donc une altération plus mâture comparée à la fabrique de « mélange ». Par ailleurs, l'analyse de la minéralogie magnétique des gossans et des terrasses de la CPSI a révélé la présence « inhabituelle » de la pyrrhotite, une présence que nous avons attribué à l'activité de bactéries sulfato-réductrices dans des microdomaines réducteurs, disséminés dans un environnement globalement oxydant et très acide.