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La Terre à l'Archéen. Apport des isotopes de métaux de transition (Zn, Fe) / The Archean Earth as constrained by stable isotopes of transition metal (Zn, Fe)Pons, Marie-Laure 16 December 2011 (has links)
L’Archéen, de 4 à 2,5 Ga, est la période qui a connu les plus grands bouleversements géologiques et biologiques de l’histoire de la Terre : formation des continents, transition d’une tectonique à composante verticale vers une tectonique des plaques horizontale, apparition de la vie, … Le but de cette thèse est d’étudier les conditions environnementales de la Terre à l’Archéen, par l’analyse des compositions isotopiques de métaux de transition (Fe, Zn) de roches provenant principalement de la province d’Isua au Groenland (3,8 Ga). Après avoir adapté le protocole de séparation du Fe, Cu, Zn à des échantillons riches en Fe, nous avons acquis les données par spectrométrie de masse à source plasma et à multicollection MC-ICPMS. Nous nous sommes d’abord intéressés au processus de serpentinisation de la croûte océanique, réaction produisant à la fois des nutriments pour la vie (CH 4 , H 2 ) et des minéraux catalyseurs (mackinawite) de la formation abiotique d’acides aminés, molécules du vivant. L’affleurement d’Isua comporte une unité ophiolitique présentant les serpentinites les plus anciennes (3.81-3.70 Ga) : leur analyse permet d’appréhender la réaction de serpentinisation à l’Archéen. Les résultats obtenus pour la composition isotopique du zinc dans ces roches et dans des serpentinites modernes ont permis d’établir une correspondance entre le processus de serpentinisation à Isua et la mise en place de volcans de boues de serpentinites à l’aplomb de la fosse des Mariannes. Nous avons ainsi pu identifier Isua comme une zone d’arrière-arc de subduction océanique, lieu d’une serpentinisation produisant des fluides de température variable (100-300°C) et de pH alcalin (9-12). Nous montrons que cette configuration atypique réunissant serpentinisation, fluides alcalins et édifices volcaniques est favorable à l’émergence du vivant. Nous avons ensuite analysé de nombreux échantillons de formations de fer rubané (BIFs), sédiments propres à l’Archéen et au début du Protérozoïque. L’évolution de la composition isotopique du zinc de ces échantillons au cours du temps a permis d’établir une chronologie de l'émersion des continents.Nos résultats sont en faveur d’une émersion débutant il y a 2,9 Ga. Enfin, nos données nous informent sur la colonisation des continents émergés par la vie à 2,6 Ga et sur la pédogenèse de sols archéens comportant un horizon organique. / During the Archean (4 to 2.5 Ga ago), the Earth experienced the biggest changes in terms of geological and biological settings – continental growth, transition from sagduction towards purely horizontal plate tectonics, emergence of life, … The purpose of the present study is to better understand the archean earth environment by measuring the isotopic composition of transition metals – Zn, Fe – of archean rocks. Most of the samples belong to the Isua supracrustal belt, in Greenland, dated 3.8 Ga. The chemical extraction protocol of Fe, Cu, Zn was adapted to our Fe-rich samples and isotopic analyses were conducted by multicollection inductively coupled plasma mass spectrometry. The serpentinization of the oceanic crust produces fuels for life (CH 4 , H 2 ) and mackinawite, which catalyses formation of complex organic compounds. Serpentinization may thus provide a suitable environment for the emergence of the first biomolecules. We analysed the oldest known serpentinites from Isua (3.81-3.70 Ga) to comprehend the archean serpentinization process. The isotopic compositions of zinc reported in this samples and in modern serpentinites attest to a strong similarity between Isua and the Mariana serpentinite mud volcanoes. We identified Isua as an oceanic forearc environment permeated by high-pH (9-12) hydrothermal solutions at medium temperature (100-300°C). We show that such an environment could have fostered the emergence of early life. We also analyzed several banded iron formations (BIF), which are sediments limited to the Archean and Proterozoic. The temporal evolution of these samples' isotopic composition shows a close relationship with the continental freeboard. Our results support the continental emersion starting 2.9 Ga ago. Besides, we identified the life colonization of continents at 2.6 Ga together with pedogenesis of archean soils with an organic horizon.
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Petrology and Geochemistry of Some Archean Volcanics, Dome Township, Central Red Lake Area, OntarioCunningham, Susan M. 04 1900 (has links)
<p> A petrological and geochemical study has been carried out on
some Archean mafic and felsic volcans of Dome Township, Central Red Lake area, Ontario. Included are a discussion on petrographic descriptions along with chemical investigations of the rocks and a discussion concerning the general problem of petrogenesis. Analytical methods used are explained,
and di scussions of the results are included. </p> / Thesis / Bachelor of Arts (BA)
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Application of Growth Strata and Detrital-Zircon Geochronology to Stratigraphic Architecture and Kinematic HistoryBarbeau, David Longfellow Jr. January 2003 (has links)
Growth strata analysis and detrital-zircon geochronology are useful applications of stratigraphy to tectonic problems. Whereas both tools can contribute to kinematic analyses of supracrustal rock bodies, growth strata are also useful for analyzing the influence of tectonics on stratigraphic architecture. This study reports: 1) a conceptual model for growth strata development; 2) stratigraphic and kinematic analyses of growth strata architectures from growth structures in southeastern Utah, the Gulf of Mexico, and northeastern Spain; and 3) the detrital-zircon geochronology of the Salinian block of central coastal California. Kinematic sequence stratigraphy subdivides growth strata into kinematic sequences that are separated by kinematic sequence boundaries. Kinematic sequences can be further partitioned into kinematic domains based on the termination patterns of strata within a kinematic sequence. Salt- related fluvial growth strata from the Gulf of Mexico and southeastern Utah contain stratigraphic architectures that are unique to different kinematic domains. Offlap kinematic domains contain fluvial strata indicative of high slopes, low accommodation rates, and strong structural influence on paleocurrent direction. Onlap kinematic domains contain fluvial strata indicative of moderate slopes, high accommodation rates, and decreased structural influence on paleocurrent direction. The stratigraphic architecture of alluvial -fan thrust -belt growth strata in northeastern Spain does not display a marked correlation with kinematic domain, and is most easily interpreted using existing models for autocyclic alluvial -fan evolution. Detrital- zircon (U -Pb) geochronologic data from basement and cover rocks of Salinia suggest that Salinia originated along the southwestern margin of North America, likely in the vicinity of the Mojave Desert. The presence of Neoproterozoic and Late Archean detrital zircons in Salinian basement rocks also suggest that Salinian sediments were recycled from miogeoclinal sediments of the western margin of North America.
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Iron-oxide and carbonate formation and transformations from banded iron formations 2.7 to 2.4 Ga / L'oxyde de fer et de carbonate de formation et des transformations à partir de formations de fer rubané 2,7 à 2,4 GaMorgan, Rachael 13 December 2012 (has links)
L’étude des formations de fer rubané (BIF) permet de comprendre les conditions des océans de et de l’atmosphère terrestres au cours de l’Archéen et du début du Protérozoïque. L’objectif de cette thèse est de fournir une analyse minéralogique et géochimique détaillée de BIFs de deux localités distinctes, séparées par la frontière Archéen-Protérozoïque. Une attention particulière est portée à la minéralogie de leurs carbonates et oxydes de fer. Les BIFs de 2,7 Ga de la formation Manjeri, Zimbabwe et de 2,4 Ga du Groupe Itabira, Brésil, ont dans les deux cas été précipités par mélange de fluides hydrothermaux marins oxygénés. Ceci est démontré par la présence d’inclusions de nano-hématite dans les lames de chert (Itabira et Manjeri) et de dolomite (Itabira seulement), qui sont interprétées comme la phase minérale la plus ancienne dans les échantillons. En outre, la microscopie électronique à transmission à faisceau d’ions focalisé (FIB-TEM) révèle la présence de plaquettes de nano ferrihydrite dans les BIF dolomitiques (carbonate d’itabirite). La dolomite est interprétée comme étant une phase primaire précipitée à des températures plus élevées (~100°C) de fluides hydrothermaux riches en CO2. Des anomalies positives en Eu dans les deux formations indiquent une composante hydrothermale, susceptible d’être la source du fer réduit. Les changements de faciès dans les deux unités sont le résultat de transgression/régression; et des évènements hydrothermaux post dépôt masquent les conditions primaires. Les carbonates riches en fer dans les deux faciès ont différentes origines: diagénétiques (Itabira) et hydrothermales post dépôt (Manjeri). Toutefois, les carbonates riches en fer des deux formations ont des valeurs négatives de ∂13C, ce qui indique qu’au moins une partie du carbone dans les carbonates est d’origine organique.Des analyses en balance de Curie dans le carbonate d’itabirite révèlent que la maghémite est le produit de transformation de la ferrihydrite lorsque de la dolomite se décompose à ~790°C. La maghémite a une température de Curie comprise entre 320 et 350°C et est stable jusqu’à une température de 925°C. Les analyses en FIB-TEM sur le processus de martitisation ont révélé deux mécanismes possibles à partir de deux échantillons de martite provenant respectivement du Brésil et d’Inde. En fonction de la cause de la martitisation, que nous avons déterminé être soit la déformation soit l’hydrothermalisme, la martitisation se produit respectivement par l’intermédiaire de:1. La réorganisation de défauts ponctuels, pour former des jumeaux. Ces défauts sont causés par les vacances dans la structure spinelle de la maghémite, dues à la suppression des ions Fe3+ en excès au cours de l’oxydation de la magnétite. C’est dans ce jumelage que le mécanisme de martitisation se produit.2. La migration des joints de grains par l’hématite au détriment de la magnétite, qui est due à la présence de fluide le long des interfaces du cristal. La maghémite se forme en raison de l’excès de Fe3+ produit pendant la martitisation de la magnétite, qui se déplace vers la surface des cristaux de magnétite. / It is the study of banded iron formations (BIFs) that provides understanding into the conditions of the Earth’s oceans and atmosphere during the Archean and Early Proterozoic. The aim of this thesis is to provide a detailed mineralogical and geochemical understand of BIFs from two separate localities separated by the Archean Proterozoic boundary. Close attention is paid to their carbonate and iron oxide mineralogy.The BIFs of the 2.7 Ga Manjeri Formation, Zimbabwe and 2.4 Ga Itabira Group, Brazil were both precipitated from oxygenated mixed marine-hydrothermal fluids. This is demonstrated by the presence of nano-hematite inclusions in the chert (Itabira and Manjeri) and dolomite (Itabira only) laminae, which is interpreted as the oldest mineral phase within the samples. Additionally, focused ion beam transmission electron microscopy (FIB-TEM) reveals the presence of nano ferrihydrite platelets within the dolomitic BIFs (carbonate itabirite). The dolomite is interpreted to be a primary phase precipitated at higher temperatures (~100°C) from CO2-rich hydrothermal fluids. Positive Eu anomalies in both formations indicate a hydrothermal component, likely to be the source of the reduced iron. Facies changes in both units are the result of transgression/regression and post depositional hydrothermal events mask primary conditions. Iron-rich carbonates in both facies have different origins; diagenetic (Itabira) and post depositional hydrothermal (Manjeri). However, the iron-rich carbonates of both formations have negative ∂13C values, indicating that at least part of the carbon in the carbonates is of organic origin. Curie Balance analyses into the carbonate itabirite reveals that maghemite is the transformation product of the ferrihydrite when dolomite decomposes at ~790°C. The maghemite has a Curie temperature between 320 and 350°C and is stable up to temperatures of 925°C.FIB-TEM investigations into the martitisation process revealed two possible mechanisms from two martite samples, from Brazil and India. Depending of the cause of the martitisation, here found to be deformation and hydrothermalism, the martitisation occurs respectively via either: 1. Ordering of point defects caused by vacancies in the spinel structure of maghemite, due to the removal of excess Fe3+ ions during the oxidation of magnetite, to form twins. It is in this twinning that the martitisation mechanism occurs.2. Grain boundary migration by hematite at the expense of magnetite is due to the presence of fluid along the crystal interfaces, where maghemite forms due to excess Fe3+ produced during martitisation of the magnetite, moving towards the surface of the magnetite crystals.
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Différenciation et stabilisation de la croûte continentale archéenne, l'exemple de la marge Nord du craton du Kaapvaal en Afrique du Sud / Differentiation and stabilisation of the Archean continental crust, example based on the northern edge of the Kaapval craton in South AfricaVezinet, Adrien 03 November 2016 (has links)
Le travail de thèse reporté dans ce manuscrit se focalise sur la reconnaissance ainsi que l'expression des processus de différenciation crustale à l'Archéen. Cet éon représente à lui tout seul 1/3 des temps géologiques, et se caractérise notamment par des lithologies diagnostiques, ainsi que des contextes géodynamiques complexes. La majorité des études sont portées sur l’investigation des phases alumineuses qui permettent de contraindre précisément les événements métamorphiques au-cours d’une géodynamique d’épaississement crustal. Toutefois, ces phases alumineuses représentent rarement plus de 10% des terrains archéens, alors qu’ils sont faits à plus de 75% de gneiss orthodérivés. L'étude qui suit est une caractérisation du complexe de gneiss gris composite de la marge Nord du craton archéen du Kaapvaal en Afrique du Sud. Les résultats produits durant cette investigation ont amené à plusieurs conclusions importantes au regard de la géodynamique archéenne. L'étude isotopique U-Pb/Lu-Hf sur zircon couplée à des analyses pétro-métamorphiques montre que la construction d’un complexe de gneiss gris composite correspond à une géodynamique prolongée dans le temps, accomplie au-travers de processus de différenciations crustales internes à la Zone accrétée, 1.e. le bloc crustal évolue en système thermodynamiquement fermé. Les complexes de gneiss gris ne sont que modérément étudiés toutefois, les informations contenues dans ces lithologies apparaissent complémentaires avec celles obtenues par les études métamorphiques sur les lithologies alumineuses. Il est donc nécessaire d'approfondir ce type d’investigations afin de mieux contraindre les modèles géodynamiques archéens / The PhD work presented in this manuscript focuses on the recognition and the manifestation of Archean crustal differentiation processes. The Archean eon which represents 1/3 of the geological record is featured by both lithologies unrecognized in younger eons and cryptic geodynamics. Most of investigations concentrate on the characterisation of aluminium-rich lithologies that allow an accurate determination of the pressure-temperature evolution underwent by crustal materials during crustal thickening geodynamics. However, aluminium-rich lithologies - mainly represented by metasediments - account for only 10% on average of Archean terranes whereas orthoderived gneisses - which also testify for crustal differentiation processes - form around 75% of these terranes. The following contribution depicts an Archean composite grey gneiss complex located at the northern edge of the Kaapvaal craton is South Africa. Results carried out during this PhD study have major consequences on Archean geodynamics. The zircon U-Pb/Lu-Hf isotope Investigation coupled with strong petro-metamorphic observations show that composite grey gneiss complexes may be built over a protracted time span, achieved through self-refinement of crustal materials, i.e. the crustal block evolved in a thermodynamically closed system. Grey gneiss compiexes are only moderately investigated even though information enclosed in these lithologies is complementary with those from aluminium-rich rocks. Therefore, deeper investigations of these geological objects must be a central scope in order to improve the knowledge of the Archean eon and appears necessary for the building of even more realistic geotectonic models
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The magmatic-hydrothermal architecture of the Archean Volcanic Massive Sulfide (VMS) System at Panorama, Pilbara, Western AustraliaDrieberg, Susan L. January 2003 (has links)
[Truncated abstract. Formulae and special characters can only be approximated here. Please see the pdf version of this abstract for an accurate representation.] The 3.24 Ga Panorama VMS District, located in the Pilbara Craton of Western Australia, is exposed as a cross-section through subvolcanic granite intrusions and a coeval submarine volcanic sequence that hosts Zn-Cu mineralization. The near-complete exposure across the district, the very low metamorphic grade, and the remarkable preservation of primary igneous and volcanic textures provides an unparalleled opportunity to examine the P-T-X-source evolution of a VMS ore-forming system and to assess the role of the subvolcanic intrusions as heat sources and/or metal contributors to the overlying VMS hydrothermal system. Detailed mapping of the Panorama VMS District has revealed seven major vein types related to the VMS hydrothermal system or to the subvolcanic intrusions. (1) Quartz-chalcopyrite veins, hosted in granophyric granite immediately beneath the granite-volcanic contact, formed prior to main stage VMS hydrothermal convection, and were precipitated from mixed H2OCO 2-NaCl-KCl fluids with variable salinities (2.5 to 8.5 wt% NaCl equiv). (2) Quartz-sericite veins, ubiquitous across the top 50m of the volcanic sequence, were formed from an Archean seawater with a salinity of 9.7 to 11.2 wt% NaCl equiv at temperatures of 90° to 135°C. These veins formed synchronous with the regional feldspar-sericite-quartz-ankerite alteration during seawater recharge into the main stage VMS hydrothermal convection cells. (3) Quartz-pyrite veins hosted in granophyric granite, and (4) quartz-carbonate-pyrite veins hosted in andesitebasalt, also formed from relatively unevolved Archean seawater (5.5 to 10.1 wt% NaCl equiv; 150° to 225°C), but during the collapse of the VMS hydrothermal system when cool, unmodified seawater invaded the top of the subvolcanic intrusions. (5) Quartz-topaz-muscovite greisen, (6) quartz-chlorite-chalcopyrite vein greisen, and (7) hydrothermal Cu-Zn-Sn veins are hosted in the subvolcanic intrusions. Primary H2O-NaCl-CaCl2 fluid inclusions in the vein greisens were complex high temperature hypersaline inclusions (up to 590°C and up to 56 wt% NaCl equiv). The H2O-CO2-NaCl fluid inclusions in the Cu-Zn-Sn veins have variable salinities, ranging from 4.9 to 14.1 wt% NaCl equiv, and homogenization temperatures ranging from 160° to 325°C. The hydrothermal quartz veins and magmatic metasomatic phases in the subvolcanic intrusions were formed from a magmatic-hydrothermal fluid that had evolved through wallrock reactions, cooling, and finally mixing with seawater-derived VMS hydrothermal fluids.
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The Archaean silicon cycle insights from silicon isotopes and Ge/Si ratios in banded iron formations, palaeosols and shalesDelvigne, Camille 05 September 2012 (has links)
The external silicon cycle during the Precambrian (4.5-0.5 Ga) is not well understood despite its key significance to apprehend ancient dynamics at the surface of the Earth. In the absence of silicifying organisms, external silicon cycle dramatically differs from nowadays. Our current understanding of Precambrian oceans is limited to the assumption that silicon concentrations were close to saturation of amorphous silica. This thesis aims to bring new insights to different processes that controlled the geochemical silicon cycle during the Archaean (3.8-2.5 Ga). Bulk rock Ge/Si ratio and Si isotopes (δ30Si) offer ideal tracers to unravel different processes that control the Si cycle given their sensitivity to fractionation under near-surface conditions. <p>First, this study focuses on Si inputs and outputs to ocean over a limited time period (~2.95 Ga Pongola Supergroup, South Africa) through the study of a palaeosol sequence and a contemporaneous banded iron formation. The palaeosol study offers precious clues in the comprehension of Archaean weathering processes and Si transfer from continent to ocean. Desilication and iron leaching were shown to be the major Archaean weathering processes. The occurrence of weathering residues issued of these processes as major component in fine-grained detrital sedimentary mass (shales) attests that identified weathering processes are widely developed and suggest an important dissolved Si flux from continent to the ocean. In parallel, banded iron formations (BIFs), typically characterised by alternation of iron-rich and silica-rich layers, represent an extraordinary record of the ocean-derived silica precipitation throughout the Precambrian. A detailed study of a 2.95 Ga BIF with excellent stratigraphic constraints identifies a seawater reservoir mixed with significant freshwater and very limited amount of high temperature hydrothermal fluids as the parental water mass from which BIFs precipitated. In addition, the export of silicon promoted by the silicon adsorption onto Fe-oxyhydroxides is evidenced. Then, both Si- and Fe-rich layers of BIFs have a common source water mass and a common siliceous ferric oxyhydroxides precursor. Thus, both palaeosols and BIFs highlight the significance of continental inputs to ocean, generally under- estimated or neglected, as well as the close link between Fe and Si cycles. <p>In a second time, this study explores secular changes in the Si cycle along the Precambrian. During this timespan, the world ocean underwent a progressive decrease in hydrothermal inputs and a long-term cooling. Effects of declining temperature over the oceanic Si cycle are highlighted by increasing δ30Si signatures of both chemically precipitated chert and BIF through time within the 3.8-2.5 Ga time interval. Interestingly, Si isotope compositions of BIF are shown to be kept systematically lighter of about 1.5‰ than contemporaneous cherts suggesting that both depositions occurred through different mechanisms. Along with the progressive increase of δ30Si signature, a decrease in Ge/Si ratios is attributed to a decrease in hydrothermal inputs along with the development of large and widespread desilication during continental weathering.<p><p><p>Le cycle externe du silicium au précambrien (4.5-0.5 Ga) reste mal compris malgré sa position clé dans la compréhension des processus opérant à la surface de la Terre primitive. En l’absence d’organismes sécrétant un squelette externe en silice, le cycle précambrien du silicium était vraisemblablement très différent de celui que nous connaissons à l’heure actuelle. Notre conception de l’océan archéen est limitée à l’hypothèse d’une concentration en silicium proche de la saturation en silice amorphe. Cette thèse vise à une meilleure compréhension des processus qui contrôlaient le cycle géochimique externe du silicium à l’archéen (3.8-2.5 Ga). Dans cette optique, le rapport germanium/silicium (Ge/Si) et les isotopes stables du silicium (δ30Si) représentent des traceurs idéaux pour démêler les différents processus contrôlant le cycle du Si. <p>Dans un premier temps, cette étude se focalise sur les apports et les exports de silicium à l’océan sur une période de temps restreinte (~2.95 Ga Pongola Supergroup, Afrique du Sud) via l’étude d’un paléosol et d’un dépôt sédimentaire de précipitation chimique quasi-contemporain. L’étude du paléosol apporte de précieux indices quant aux processus d’altération archéens et aux transferts de silicium des continents vers l’océan. Ainsi, la désilicification et le lessivage du fer apparaissent comme des processus majeurs de l’altération archéenne. La présence de résidus issus de ces processus d’altération en tant que composants majeurs de dépôts détritiques (shales) atteste de la globalité de ces processus et suggère des flux significatifs en silicium dissout des continents vers l’océan. En parallèle, les « banded iron formations » (BIFs), caractérisés par une alternance de niveaux riches en fer et en silice, représentent un enregistrement extraordinaire et caractéristique du précambrien de précipitation de silice à partir de l’océan. Une étude détaillée d’un dépôt de BIFs permet d’identifier une contribution importante des eaux douces dans la masse d’eau à partir de laquelle ces roches sont précipitées. Par ailleurs, un mécanisme d’export de silicium via absorption sur des oxyhydroxydes de fer est mis en évidence. Ainsi, les niveaux riches en fer et riche en silice constituant les BIFs auraient une même origine, un réservoir d’eau de mer mélangée avec des eaux douces et une contribution minime de fluides hydrothermaux de haute température, et un même précurseur commun. Dès lors, tant les paléosols que les BIFs mettent en évidence l’importance des apports continentaux à l’océan, souvent négligés ou sous estimés, ainsi que le lien étroit entre les cycles du fer et du silicium.<p>Dans un second temps, cette étude explore l’évolution du cycle du silicium au cours du précambrien. Durant cette période, l’océan voit les apports hydrothermaux ainsi que sa température diminuer. Dans l’intervalle de temps 3.8-2.5 Ga, les effets de tels changements sur le cycle du silicium sont marqués par un alourdissement progressif des signatures isotopiques des cherts et des BIFs. Le fort parallélisme entre l’évolution temporelle des compositions isotopiques des deux précipités met en évidence leur origine commune, l’océan. Cependant, les compositions isotopiques des BIFs sont systématiquement plus légères d’environ 1.5‰ que les signatures enregistrées pas les cherts. Cette différence est interprétée comme le reflet de mécanismes de dépôts différents. L’alourdissement progressif des compositions isotopiques concomitant à une diminution des rapports Ge/Si reflètent une diminution des apports hydrothermaux ainsi que la mise en place d’une désilicification de plus en plus importante et/ou généralisée lors de l’altération des continents.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished
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An integrated approach to groundwater exploration using remotely sensed imagery and geophysical techniques: a case study in the Archean basement and Karoo sedimentary basins of Limpopo Province of South AfricaMagakane, Ronald 20 September 2019 (has links)
MESMEG / Department of Mining and Environmental Geology / Many recent studies have shown that some of the greatest water needs occur in areas underlain by crystalline rocks with complex hydrogeology. Crystalline basement rocks underlie over 60% of the South African surface, and the Limpopo Province of South Africa is no exception. Previous attempts to develop the lithologies of Limpopo for groundwater abstraction without the use of sound scientific methodologies resulted in low yielding boreholes and a higher rate of borehole failure. The complexity of the lithologies in the region necessitates the use of sound scientific methodologies for the delineation of promising groundwater potential zones. Therefore, the principal objective of the present study was to delineate groundwater potential zones through an integrated approach of remote sensing, geophysics, as well as the use of ancillary datasets.
The area of focus is located in the northeastern section of Limpopo province, covering an area of about 16 800km2. Geologically, it is underlain by three Lithostratigraphic domains comprised of Archean-aged basement rocks, Soutpansberg volcano-sedimentary succession and subsidiary basins of the main Karoo young sedimentary cover. In general, the groundwater potential of a region is a function of factors such as lithology, lineaments, slope, climate and land use/ land cover. Thus, the present study used parameters such as lineaments, lithologies, slope, and land use/ land cover to produce a groundwater potential zone map. The thematic layers were prepared from raw datasets, which include; LANDSAT 8 OLI, ASTER-DEM, aeromagnetic data, geological maps, and land use/land cover data, which were overlaid in a GIS environment.
The resultant groundwater map revealed the presence of five distinct classes of groundwater potential zones, which were categorised into excellent, good, moderate, low and very low. Interpretation of the results shows that the study area is dominated by areas that may be regarded as moderate water potential zones, covering about 52% of the total area. On the other hand, low and good groundwater potential zones occur in almost equal proportions of 19.52 % and 24 % respectively. The results obtained were validated using GRIP borehole dataset, and a number of follow-up geophysical surveys.
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Overlaying of the boreholes dataset on the map showed positive correlation between borehole yields groundwater potential zones. On the other hand, follow-up Vertical Electrical Sounding surveys revealed the presence of conductive layers in some selected target areas. The groundwater potential zone map and validation results provided a meaningful regional assessment of groundwater distribution in the study area. Thus, the results of this study can be used as a guideline for future groundwater exploration projects. / NRF
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Formation and preservation of abiotic organic signatures vs. lipid biomarkers—experimental studies in preparation for the ExoMars 2020 missionMißbach, Helge 30 May 2018 (has links)
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