Geometry, petrology and growth of a shallow crustal laccolith : the Torres del Paine Mafic Complex (Patagonia)

1. ABSTRACTS - RÉSUMÉSSCIENTIFIC ABSTRACT - ENGLISH VERSIONGeometry, petrology and growth of a shallow crustal laccolith: the Torres del Paine Mafi c Complex (Patagonia)The Torres del Paine intrusive complex (TPIC) is a composite mafic-granitic intrusion, ~70km2, belonging to a chain of isolated Miocene plutons in southern Patagonia. Their position is intermediate between the Mesozoic-Cenozoic calc-alkaline subduction related Patagonian batholith in the West and the late Cenozoic alkaline basaltic back-arc related plateau lavas in the East. The Torres del Paine complex formed during an important reconfiguration of the Patagonian geodynamic setting, with a migration of magmatism from the arc to the back-arc, possibly related to the Chile ridge subductionThe complex intruded the flysch of the Cretaceous Cerro Toro and Punta Barrosa Formations during the Miocene, creating a well-defined narrow contact aureole of 200-400 m width.In its eastern part, the Torres del Paine intrusive complex is a laccolith, composed of a succession of hornblende-gabbro to diorite sills at its base, with a total thickness of ~250m, showing brittle contacts with the overlying granitic sills, that form spectacular cliffs of more than 1000m. This laccolith is connected, in the western part, to its feeding system, with vertical alternating sheets of layered gabbronorite and Hbl-gabbro, surrounded and percolated by diorites. ID-TIMS U-Pb on zircons on feeder zone (FZ) gab- bros yield 12.593±0.009Ma and 12.587±0.009Ma, which is identifcal within error to the oldest granite dated so far by Michel et al. (2008). In contrast, the laccolith mafic complex is younger than than the youngest granite (12.50±0.02Ma), and has been emplaced from 12.472±0.009Ma to 12.431 ±0.006Ma, by under-accretion beneath the youngest granite at the interface with previously emplaced mafic sills.The gabbronorite crystallization sequence in the feeder zone is dominated by olivine, plagioclase, clinopyroxene and orthopyroxene, while amphibole forms late interstitial crystals. The crystallization sequence is identical in Hornblende-gabbro from the feeder zone, with higher modal hornblende. Gabbronorite and Hornblende-gabbro both display distinct Eu and Sr positive anomalies. In the laccolith, a lower Hornblende-gabbro crystallized in sills and evolved to a high alkali shoshonitic series. The Al203, Ti02, Na20, K20, Ba and Sr composition of these gabbros is highly variable and increases up to ~50wt% Si02. The lower hornblende-gabbro is characterized by kaersutite anhedral cores with inclusions of olivine, clino- and orthopyroxene and rare apatite and An70 plagioclase. Trace element modelling indicates that hornblende and clinopyroxene are in equilibrium with a liquid whose composition is similar to late basaltic trachyandesitic dikes that cut the complex. The matrix in the lower hornblende gabbro is composed of normally zoned oligoclase, Magnesio-hornblende, biotite, ilmenite and rare quartz and potassium feldspar. This assemblage crystallized in-situ from a Ba and Sr-depleted melts. In contrast, the upper Hbl-gabbro is high-K calc-alkaline. Poikilitic pargasite cores have inclusions of euhedral An70 plagioclase inclusions, and contain occasionally clinopyroxene, olivine and orthopyroxene. The matrix composition is identical to the lower hornblende-gabbro and similar to the diorite. Diorite bulk rock compositions show the same mineralogy but different modal proportions relative to hornblende-gabbrosThe Torres del Paine Intrusive Complex isotopic composition is 87Sr/86Sr=0.704, 143Nd/144Nd=0.5127, 206Pb/204Pb=18.70 and 207Pb/204Pb=15.65. Differentiated dioritic and granitic units may be linked to the gabbroic cumulates series, with 20-50% trapped interstitial melt, through fractionation of olivine-bearing gabbronorite or hornblende-gabbro fractionation The relative homogeneity of the isotopic compositions indicate that only small amounts of assimilation occurred. Two-pyroxenes thermometry, clinopyroxene barometry and amphibole-plagioclase thermometry was used to estimate pressure and temperature conditions. The early fractionation of ultramafic cumulates occurs at mid to lower crustal conditions, at temperatures exceeding 900°C. In contrast, the TPIC emplacement conditions have been estimated to ~0.7±0.5kbar and 790±60°C.Based on field and microtextural observations and geochemical modelling, fractionation of basaltic-trachyandesitic liquids at intermediate to lower crustal levels, has led to the formation of the Torres del Paine granites. Repetitive replenishment of basaltic trachy- andesitic liquid in crustal reservoirs led to mixed magmas that will ascend via the feeder zone, and crystallize into a laccolith, in the form of successive dioritic and gabbroic sills. Dynamic fractionation during emplacement concentrated hornblende rich cumulates in the center of individual sills. Variable degrees.of post-emplacement compaction led to the expulsion of felsic liquids that preferentially concentrated at the top of the sills. Incremental sills amalgamation of the entire Torres del Paine Intrusive Complex has lasted for ~160ka.RESUME SCIENTIFIQUE - VERSION FRANÇAISEGéométrie, pétrologie et croissance d'un laccolite peu profond : Le complexe ma- fique du Torres del Paine (Patagonie)Le Complexe Intrusif du Torres del Paine (CITP) est une intrusion bimodale, d'environ 70km2, appartenant à une chaîne de plutons Miocènes isolés, dans le sud de la Patago-nie. Leur position est intermédiaire entre le batholite patagonien calco-alcalin, à l'Ouest, mis en place au Mesozoïque-Cenozoïque dans un contexte de subduction, et les basal-tes andésitiques et trachybasaltes alcalins de plateau, plus jeune, à l'Est, lié à l'ouverture d'un arrière-arc.A son extrémité Est, le CITP est une succession de sills de gabbro à Hbl et de diorite, sur une épaisseur de ~250m, avec des évidences de mélange. Les contacts avec les sills de granite au-dessus, formant des parois de plus de 1000m, sont cassants. Ce laccolite est connecté, dans sa partie Ouest, à une zone d'alimentation, avec des intrusions sub-ver- ticales de gabbronorite litée et de gabbro à Hbl, en alternance. Celles-ci sont traversées et entourées par des diorites. Les zircons des gabbros de la zone d'alimentation, datés par ID-TIMS, ont cristallisés à 12.593±0.009Ma et 12.587±0.009Ma, ce qui correspond au plus vieux granite daté à ce jour par Michel et al. (2008). A l'inverse, les roches manques du laccolite se sont mises en place entre 12.472±0.009Ma et 12.431 ±0.006Ma, par sous-plaquage successifs à l'interface avec le granite le plus jeune daté à ce jour (12.50±0.02Ma).La séquence de cristallisation des gabbronorites est dominée par Ol, Plg, Cpx et Opx, alors que la Hbl est un cristal interstitiel. Elle est identique dans les gabbros à Hbl de la zone d'alimentation, avec ~30%vol de Hbl. Les gabbros de la zone d'alimentation montrent des anomalies positives en Eu et Sr distinctes. Dans le laccolite, le gabbro à Hbl inférieur évolue le long d'une série shoshonitique, riche en éléments incompatibles. Sa concentration en Al203, Ti02, Na20, K20, Ba et Sr est très variable et augmente rapide-ment jusqu'à ~50wt% Si02. Il est caractérisé par la présence de coeurs résorbés de kaer- sutite, entourés de Bt, et contenant des inclusions d'OI, Cpx et Opx, ou alors d'Ap et de rares Plg (An70). Hbl et Cpx ont cristallisés à partir d'un liquide de composition similaire aux dykes trachy-andesite basaltique du CITP. La matrice, cristallisée in-situ à partir d'un liquide pauvre en Ba et Sr, est composée d'oligoclase zoné de façon simple, de Mg-Hbl, Bt, llm ainsi que de rares Qtz et KF. Le gabbro à Hbl supérieur, quant à lui, appartient à une suite chimique calco-alcaline riche en K. Des coeurs poecilitiques de pargasite con-tiennent de nombreuses inclusions de Plg (An70) automorphe, ainsi que des Ol, Cpx et Opx. La composition de la matrice est identique à celle des gabbros à Hbl inférieurs et toutes deux sont similaires à la minéralogie des diorites. Les analyses sur roches totales de diorites montrent la même variabilité que celles de gabbros à Hbl, mais avec une ten-eur en Si02 plus élevée.La composition isotopique des liquides primitifs du CITP a été mesurée à 87Sr/86Sr=0.704, 143Nd/144Nd=0.5127, 206Pb/204Pb=18.70 et 207Pb/204Pb=15.65. Les granites et diorites différenciés peuvent être reliés à des cumulais gabbronoritiques (F=0.74 pour les granites et F=1-0.5 pour les diorites) et gabbroïques à Hbl (fractionnement supplémentaire pour les granites, avec F=0.3). La cristallisation de 20 à 50%vol de liquide interstitiel piégé dans les gabbros du CITP explique leur signature géochimique. Seules de faibles quantités de croûte continentale ont été assimilées. La température et la pression de fractionnement ont été estimées, sur la base des thermobaromètres Opx-Cpx, Hbl-Plg et Cpx, à plus de 900°C et une profondeur correspondant à la croûte inférieure-moyenne. A l'inverse, les conditions de cristallisation de la matrice des gabbros et diorites du laccolite ont été estimées à 790±60°C et ~0.7±0.5kbar.Je propose que les liquides felsiques du CITP se soient formés par cristallisation frac-tionnée en profondeur des assemblages minéralogiques observés dans les gabbros du CITP, à partir d'un liquide trachy-andesite basaltique. La percolation de magma dans les cristaux accumulés permet la remontée du mélange à travers la zone d'alimentation, vers le laccolite, où des sills se mettent en place successivement. L'amalgamation de sills dans le CITP a duré ~160ka.Le CITP s'est formé durant une reconfiguration importante du contexte géodynamique en Patagonie, avec un changement du magmatisme d'arc vers un volcanisme d'arrière- arc. Ce changement est certainement lié à la subduction de la ride du Chili.RESUME GRAND PUBLIC - VERSION FRANÇAISEGéométrie, pétrologie et croissance d'une chambre magmatique peu profonde : Le complexe mafique du Torres del Paine (Patagonie)Le pourtour de l'Océan Pacifique est caractérisé par une zone de convergence de plaques tectoniques, appelée zone de subduction, avec le plongement de croûte océa-nique sous les Andes dans le cas de la Patagonie. De nombreux volcans y sont associés, formant la ceinture de feu. Mais seuls quelques pourcents de tout le magma traversant la croûte terrestre parviennent à la surface et la majeure partie cristallise en profondeur, dans des chambres magmatiques. Quelles est leur forme, croissance, cristallisation et durée de vie ? Le complexe magmatique du Torres del Paine représente l'un des meilleurs endroits au monde pour répondre à ces questions. Il se situe au sud de la Patagonie, formant un massif de 70km2. Des réponses peuvent être trouvées à différentes échelles, variant de la montagne à des minéraux de quelques 1000ème de millimètres.Il est possible de distinguer trois types de roches : des gabbros et des diorites sur une épaisseur de 250m, surmontées par des parois de granite de plus de 1000m. Les contacts entre ces roches sont tous horizontaux. Entre granites et gabbro-diorite, le contact est net, indiquant que le second magma s'est mis en place au contact avec un magma plus ancien, totalement solidifié. Entre gabbros et diorites, les contacts sont diffus, souvent non-linéaires, indiquant à l'inverse la mise en contact de magmas encore partiellement liquides. Dans la partie Ouest de cette chambre magmatique, les contacts entre roches sont verticaux. Il s'agit certainement du lieu de remplissage de la chambre magmatique.Lors du refroidissement d'un magma, différents cristaux vont se former. Leur stabilité et leur composition varient en fonction de la pression, de la température ou de la chimie du magma. La séquence de cristallisation peut être définie sur la base d'observations microscopiques et de la composition chimique des minéraux. Différents gabbros sont ainsi distingués : le gabbro à la base est riche en hornblende, d'une taille de ~5mm, sans inclusion de plagioclase mais avec des cristaux d'olivine, clinopyroxene et orthopyroxene inclus ; le gabbro supérieur est lui-aussi riche en hornblende (~5mm), avec les mêmes inclusions additionnées de plagioclase. Ces cristaux se sont formés à une température supérieure à 900°C et une profondeur correspondant à la croûte moyenne ou inférieure. Les minéraux plus fin, se trouvant hors des cristaux de hornblende des deux gabbros, sont similaires à ceux des diorites : plagioclase, biotite, hornblende, apatite, quartz et feldspath alcalin. Ces minéraux sont caractéristiques des granites. Ils ont cristallisé à ~790°C et ~2km de profondeur.La cristallisation des minéraux et leur extraction du magma par gravité provoque un changement progressif de la composition de ce dernier. Ainsi, après extraction d'olivine et d'orthopyroxene riches en Mg, de clinopyroxene riche en Ca, de plagioclase riche en Ca et Al et d'hornblende riche en Ca, Al et Mg, le liquide final sera appauvri en ces élé-ments. Un lien peut ainsi être proposé entre les diorites dont la composition est proche du liquide de départ, les granites dont la composition est similaire au liquide final, et les gabbros dont la minéralogie correspond aux minéraux extraits.L'utilisation de zircons, un minéral riche en U dont les atomes se transforment en Pb par décomposition radioactive au cours de millions d'années, permet de dater le refroidissement des roches qui les contiennent. Ainsi, il a été observé que les roches de la zone d'alimentation, à l'Ouest du complexe magmatique, ont cristallisés il y a 12.59±0.01 Ma, en même temps que les granites les plus vieux, se trouvant au sommet de la chambre magmatique, datés par Michel et al. (2008). Les deux roches pourraient donc avoir la même origine. A l'inverse, les gabbros et diorites de la chambre magmatique ont cristallisé entre 12.47±0.01Ma et 12.43±0.01Ma, les roches les plus vieilles étant à la base.En comparant la composition des roches du Torres del Paine avec celles d'autres en-tités géologiques de Patagonie, les causes du magmatisme peuvent être recherchées. A l'Ouest, on trouve en effet des intrusions granitiques, plus anciennes, caractéristiques de zones de convergence de plaque tectonique, alors qu'à l'Est, des laves basaltiques plus jeunes sont caractéristiques d'une dynamique d'extension. Sur la base des compositions chimiques des roches de ces différentes entités, l'évolution progressive de l'une à l'autre a pu être démontrée. Elle est certainement due à l'arrivée d'une dorsale océanique (zone d'extension crustale et de création de croûte océanique par la remontée de magma) dans la zone de subduction, le long des Andes.Je propose que, dans un premier temps, des magmas granitiques sont remontés dans la chambre magmatique, laissant d'importants volumes de cristaux dans la croûte pro-fonde. Dans un second épisode, les cristaux formés en profondeur ont été transportés à travers la croûte continentale, suite au mélange avec un nouveau magma injecté. Ces magmas chargés de cristaux ont traversé la zone d'alimentation avant de s'injecter dans la chambre magmatique. Différents puises ont été distingués, injectés dans la chambre magmatique du sommet à la base concernant les granites, puis à la base du granite le plus jeune pour les gabbros et diorites. Le complexe magmatique du Torres del Paine s'est construit sur une période totale de 160'000±20'000 ans.

Partial melting of basic dykes in the contact aureoles of two shallow-level, gabbro-pyroxenite intrusions, Fuerteventura

THESIS ABSTRACT Low-pressure anatexis of basic dykes gave rise to unusual, zebra-like migmatites, in the contact metamorphic aureoles of two layered gabbro-pyroxenite intrusions, PXl and PX2, in the root zone of an ocean island, Fuerteventura Basal Complex (Canary Islands). This thesis focuses on the understanding of processes attributing to the partial melting and formation of these migmatites, characterised by a dense network of closely spaced, millimetre-wide leucocratic segregations with perfectly preserved igneous textures. The presence of fluids are required to decrease the solidus of basic igneous lithologies, to allow partial melting in such aloes-pressure (1-2 kb) environment. An oxygen isotope study was thus carried out on dykes inside and beyond the PX2 aureole, in order to decipher the nature and origin of such fluids. Low or negative δ18O values were obtained for whole rocks and mineral-separates, decreasing towards the contact, with the intrusion itself retaining fairly high values. This trend has been attributed to the advection of meteoric water during magma emplacement, with increasing fluid/rock ratios (higher dyke intensities towards the intrusion acting as fluid-pathways) and higher temperatures promoting increasing exchange during recrystallisation. A comparison of whole rock and mineral major- and trace- element data allowed the redistribution of elements .between different mineral phases and generations, during contact metamorphism and partial melting to be assessed. Certain trace-elements, e.g. Zr, Hf, Y, and REEs, were internally redistributed during contact metamorphic recrystallisation, causing- the enrichment of neocrystallised diopsides compared to relict phenocrysts. This has been assigned to the liberation of trace elements on the breakdown of primary minerals, kaersutite and sphene, on entering the thermal aureole. Major and trace element compositions of minerals in migmatite melanosomes and leucosomes are almost identical, pointing to a syn- or post- solidus reequilibration on cooling of the migmatite terrain. The mineralogical, textural and geochemical evolution of dykes in a contact metamorphic aureole, is recorded around an apophysis of the PX1 intrusion, where there is evidence of incipient partial melting. Hydrothermal mineral pseudomorphs in the outer parts of the aureole are progressively replaced by dry mineral assemblages, with increasingly recrystallised diopside and evidence of partial melting -the extent of which varies from one lithology to another. The appearance of more mafic lithologies towards the intrusion, with lower whole rock SiO2 and mobile element abundances, e.g. Rb, Cs, K, has been explained by the migration and accumulation of feldspathic material into leucosomes outside the samples. A micro-structural study of leucosomes and leucocratic pods, with the aid of high-resolution X-ray computed micro-tomography (HRXµCT), allowing the visualization and quantification of shapes and orientations, was carried out in order to better understand the processes of melt segregation in the PX1 aureole. Leucocratic pods, representing former amygdales, are considered as natural strain ellipsoids. Their short axes are oriented perpendicular to leucosome planes, which sub-parallel the intrusive contact. Leucosomes thus effectively represent foliation planes. This implies that the direction of maximum shortening, during migmatisation, was perpendicular to the orientation of leucosomes, contradicting earlier models that suggest leucosomes represent tension veins. RESUME DE LA THESE Un phénomène rare de fusion partielle de filons basiques à basse pression a été étudié dans les auréoles de contact de deux intrusions litées de gabbro-pyroxénite, PX1 et PX2, localisées dans le soubassement de l'île volcanique de Fuerteventura aux Canaries. Cette anatexie a engendré des migmatites finement zébrées d'aspect très inhabituel, dont les processus de formation ont été étudiés dans le présent travail. Ces roches sont caractérisées par un réseau dense de veinules leucocrates d'épaisseur millimétrique, dont les textures ignées sont parfaitement préservées. La fusion partielle de roches basiques à basse pression (1-2 kbar) requiert la présence d'eau afin d'abaisser le solidus du système à des températures géologiquement réalistes. Une étude comparative des isotopes de l'oxygène a ainsi été menée sur des filons respectivement affectés et non affectés par le métamorphisme de contact, afin de confirmer la présence de ces fluides, de déterminer l'importance de leur interaction avec les roches et leur origine. Des valeurs de δ180 basses ou négatives ont été mesurées sur roche totale et minéraux séparés, décroissantes en direction du contact, alors que l'intrusion elle-même a conservé des valeurs élevées. Ce gradient a été attribué à l'advection d'eau météorique durant la mise en place du magma, les températures les plus élevées favorisant d'autant plus la circulation des fluides et les échanges isotopiques durant la recristallisation des roches. Cette recristallisation engendré une redistribution chimique complète des éléments entre les différentes générations de minéraux résultant du métamorphisme de contact et de l'anatexie, mise en évidence par microanalyse. Certains éléments traces comme Zr, Hf, Y et les REE ont été concentrés dans le diopside néoformé consécutivement à la déstabilisation de minéraux primaires riches en ces éléments comme la kaersutite ou le sphène. Les compositions en éléments majeurs et traces des minéraux des mélanosomes et leucosomes des migmatites sont pratiquement identiques, indiquant une rééquilibration syn- à postsolidus lors du refroidissement de l'auréole de contact. La transformation progressive des filons basiques au niveau de leur minéralogie, textures et composition chimique a pu être observée en détail à l'approche du contact d'une apophyse de l'intrusion PX1. La paragenèse magmatique initiale n'est jamais préservée, les faciès les plus distants du contact étant constitués d'un assemblage pseudomorphique hydrothermal. Ce dernier est progressivement remplacé par des assemblages anhydres incluant du diopside néoformé, puis apparaissent les premiers signes de fusion partielle, dont l'importance varie fortement d'une lithologie à l'autre. L'apparition de faciès plus basiques en direction du contact, avec des teneurs réduites en SiO2 et en éléments incompatibles tels Rb, Cs, K, a été attribuée à l'échappement de leucosomes feldspathiques hors du système. Une étude microstructurale de la distribution spatiale du matériel leucocrate au sein des migmatites par microtomographie X de haute résolution (HRXµCT) a été menée pour mieux comprendre les processus de ségrégation des liquides dans l'auréole de PX1. De petites entités ovoïdes, représentant d'anciennes structures amygdalaires au sein des filons, ont été considérées comme des ellipsoïdes marqueurs de la déformation finie. Leur petit axe est orienté perpendiculairement aux plans définis par les leucosomes, eux-mêmes subparallèles au contact intrusif. Les leucosomes matérialisent donc des plans de clivage. Ainsi, la direction de raccourcissement maximum durant la fusion partielle était perpendiculaire à l'orientation des leucosomes, contrairement à ce qui a été dit dans de précédentes publications, qui suggéraient que les leucosomes représentaient des veines de tension. RESUME DE LA THESE (POUR LE GRAND PUBLIC) L'observation directe du soubassement d'une île volcanique est une occasion rare, accessible dans le «complexe de base » de l'île canarienne de Fuerteventura. Ce dernier a enregistré divers phénomènes magmatiques, métamorphiques et de fusion partielle induits par l'intrusion répétée de magmas alimentant des appareils volcaniques sus jacents, sous forme de petits plutons, essaims de filons et complexes annulaires de gabbros alcalins, pyroxénites, syénites et carbonatites. Dans ce contexte de flux de chaleur élevé, des filons basiques ont subi une fusion partielle au contact de deux intrusions de gabbro-pyroxénite, un phénomène extrêmement rare à une profondeur aussi réduite, estimée à quelque 3-6 km. Les produits de cette fusion partielle sont des liquides très riches en feldspath, concentrés en un réseau dense de veinules blanches (leucosomes) au sein du matériau résiduel sombre non fondu (mélanosome) pour former ce qu'on appelle des migmatites. Outre les aspects pétrologiques liés à la formation de ces migmatites, l'intérêt majeur du phénomène réside dans le fait qu'il puisse représenter la source des magmas évolués parfois observés sur les îles océaniques. A des pressions aussi faibles que dans le soubassement de Fuerteventura (1-2 Kbar), la présence de fluides abondants est nécessaire pour abaisser la température de début de fusion des roches (solidus) à des valeurs géologiquement réalistes. Des expériences ont montré que même en présence de plusieurs %-poids d'eau, une température de 1000°C était encore nécessaire pour obtenir une proportion de liquide équivalente à celle observée sur le terrain, soit 25%. Or les magmas alcalins des îles océaniques, bien qu'hydratés, n'en contiennent de loin pas autant, ce qui implique une source d'eau externe. Une étude isotopique de l'oxygène a été entreprise afin de tester cette hypothèse. Les valeurs obtenues en 5180 sont basses ou négatives et indiquent l'influence d'eau d'origine météorique. Cette eau de pluie se serait infiltrée le long des filons depuis la surface du volcan et les aurait complètement hydrothermalisés en profondeur (situation encore visible à l'extérieur de l'auréole de contact), leur permettant ainsi de stocker l'eau nécessaire à leur fusion partielle ultérieure. L'interaction entre eau de pluie et filons a été d'autant plus importante que ces derniers étaient proches du contact avec l'intrusion, ce qui suggère que la circulation de ces eaux et leur interaction avec les roches a été favorisée par la chaleur fournie par l'intrusion elle-même. Un autre aspect de ce travail s'est focalisé sur la redistribution des éléments traces au sein des minéraux des filons basiques durant le métamorphisme de contact et la fusion partielle. Ainsi, le pyroxène de seconde génération est-il sensiblement enrichi en traces telles Zr, Hf, Y et les terres rares, par rapport au pyroxène magmatique originel, en relation avec la déstabilisation de minéraux primaires riches en ces éléments tels le sphène et la kaersutite. Cependant, les compositions en éléments majeurs et traces des minéraux recristallisés des migmatites sont pratiquement les mêmes dans les leucosomes et les mélanosomes, suggérant une rééquilibration chimique complète durant le refroidissement de ces lithologies. Si certaines migmatites se sont comportées en système chimiquement fermé (hormis l'eau météorique), d'autres filons ont manifestement perdu une partie de leurs leucosomes, ainsi qu'en témoigne leur composition progressivement appauvrie en silice et autres éléments incompatibles mobiles, tels K et Rb à l'approche du contact de l'intrusion. Parallèlement à cette évolution chimique, les paragenèses hydrothermales distantes du contact sont progressivement remplacées par des paragenèses anhydres, puis par l'apparition des premiers leucosomes, tandis que les textures magmatiques initiales sont complètement effacées au profit d'une combinaison de textures magmatique dans les leucosomes et en mosaïque dans les mélanosomes. Enfin, la distribution spatiale des liquides de fusion partielle a été étudiée par microtomographie X de haute résolution, dans des filons contenant des entités ovoïdes leucocrates, sans doute d'anciennes amygdales à zéolites. Ces dernières ont été considérées comme des ellipsoïdes de la déformation finie. L'orientation de leur petit axe, perpendiculaire au plan défini par les veinules de leucosomes, indique que ces derniers représentent des plans de clivage perpendiculaires à la direction de raccourcissement maximum. Ainsi, la ségrégation des liquides de fusion partielle se serait faite dans les plans de compression et non dans des plans de dilatation, contrairement à ce que laisserait penser le sens commun.

Pre-Mesozoic Alpine basements - Their place in the European Paleozoic framework

Prior to their Alpine overprinting, most of the pre-Mesozoic basement areas in Alpine orogenic structures shared a complex evolution, starting with Neoproterozoic sediments that are thought to have received detrital input from both West and East Gondwanan cratonic sources. A subsequent Neoproterozoic-Cambrian active margin setting at the Gondwana margin was followed by a Cambrian-Ordovician rifting period, including an Ordovician cordillera-like active margin setting. During the Late Ordovician and Silurian periods, the future Alpine domains recorded crustal extension along the Gondwana margin, announcing the future opening of the Paleotethys oceanic domain. Most areas then underwent Variscan orogenic events, including continental subduction and collisions with Avalonian-type basement areas along Laurussia and the juxtaposition and the duplication of terrane assemblages during strike slip, accompanied by contemporaneous crustal shortening and the subduction of Paleotethys under Laurussia. Thereafter, the final Pangea assemblage underwent Triassic and Jurassic extension, followed by Tertiary shortening, and leading to the buildup of the Alpine mountain chain. Recent plate-tectonic reconstructions place the Alpine domains in their supposed initial Cambrian-Ordovician positions in the eastern part of the Gondwana margin, where a stronger interference with the Chinese blocks is proposed, at least from the Ordovician onward. For the Visean time of the Variscan continental collision, the distinction of the former tectonic lower-plate situation is traceable but becomes blurred through the subsequent oblique subduction of Paleotethys under Laurussia accompanied by large-scale strike slip. Since the Pennsylvanian, this global collisional scenario has been replaced by subsequent and ongoing shortening and strike slip under rising geothermal conditions, and all of this occurred before all these puzzle elements underwent the complex Alpine reorganization.

Stable isotope compositions of mammoth teeth from Niederweningen, Switzerland: Implications for the Late Pleistocene climate, environment, and diet

Oxygen and carbon isotope compositions of well-preserved mammoth teeth from the Middle Wurmian (40-70 ka) peat layer of Niederweningen, the most important mammoth site in Switzerland, were analysed to reconstruct Late Pleistocene palaeoclimatic and palaeoenvironmental conditions. Drinking water (delta(18)O values of approximately -12.3 +/- 0.9 parts per thousand were calculated front oxygen isotope compositions of mammoth tooth enamel apatite using a species-specific calibration for modern elephants. These delta(18)O(H2O) values reflect the mean oxygen isotope composition of the palaeo-precipitation and are similar to those directly measured for fate Pleistocene groundwater from aquifers in northern Switzerland and southern Germany. Using a present-day delta(18)O(H2)o-precipitation-air temperature relation for Switzerland, a mean annual air temperature (MAT) of around 4.3 +/- 2.1 degrees C can be calculated for the Middle Wurmian at this site. This MAT is in good agreement with palaeotemperature estimates on the basis of Middle Wurmian groundwater recharge temperatures and beetle assemblages. Hence, the climatic conditions in this region were around 4 degrees C cooler during the Middle Wurmian interstadial phase, around 45-50ka BP, than they are today. During this period the mammoths from Niederweningen lived in an open tundra-like, C(3) plant-dominated environment as indicated by enamel (delta(13)C values of -11.5 +/- 0.3 parts per thousand and pollen and macroplant fossils found in the embedding peat. The low variability of enamel delta(13)C and delta(18)O values from different mammoth teeth reflects similar environmental conditions and supports a relatively small time frame for the fossil assemblage. (C) 2006 Elsevier Ltd and INQUA. All rights reserved.

Global radiolarian zonation for the Pliensbachian, Toarcian and Aalenian

Jurassic radiolarians from 220 samples in Queen Charlotte Islands, B.C., Williston Lake, B.C., east-central Oregon, Baja California Sur, southern Spain, Austria, Slovenia, Turkey, Oman, Japan and Argentina were studied in order to construct global zonation for the Pliensbachian, Toarcian and Aalenian stages. Well-preserved faunas from continuous stratigraphic sections in Queen Charlotte Islands provide the most detailed record for this time interval, and all collections are tied to North American ammonite zones or assemblages. Collections from nearly all other areas lack independent dating except for early Toarcian carbon-isotope dating in Slovenia and late Aalenian ammonites in Spain. A database of 197 widely distributed updated taxonomic species was used to construct a Unitary Association (UA) zonation for the interval. A global sequence of 41 UAs was obtained for the top of the Sinemurian to the base of the Bajocian. The first and the last UAs represent the Late Sinemurian and the Early Bajocian respectively. The remaining 39 UAs were merged into nine zones (four Early Pliensbachian, one Late Pliensbachian, one Early Toarcian, one Middle-Late Toarcian, and two Aalenian) according to prominent radiolarian faunal breaks and ammonite data. The new zones are the Canutus tip pen - Katroma clara Zone (latest Sinemurian/earliest Pliensbachian); Zartus mostleri - Pseudoristola megaglobosa, Hsuum mulleri - Trillus elkhornensis and Gigi fustis - Lantus sixi zones (Early Pliensbachian); Eucyrtidiellum nagaiae - Praeparvicingula tlellensis Zone (Late Pliensbachian); Napora relica - Eucyrtidiellum disparile Zone (Early Toarcian); Elodium pessagnoi - Hexasaturnalis hexagonus Zone (Middle and Late Toarcian); Higumastra transversa - Napora nipponica Zone (early Aalenian); and Mirifusus proavus - Transhsuum hisuikyoense Zone (late Aalenian). These zones can be correlated worldwide and link previously established UA zonations for the Hettangian-Sinemurian and the Middle to Upper Jurassic. The new zonation allows high-resolution dating in the studied interval and provides a solid basis for analyzing faunal turnovers and the paleobiogeography of Jurassic radiolarians. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Microsomal triglyceride transfer protein promotes the secretion of Xenopus laevis vitellogenin A1.

Vitellogenins (Vtg) are ancient lipid transport and storage proteins and members of the large lipid transfer protein (LLTP) gene family, which includes insect apolipophorin II/I, apolipoprotein B (apoB), and the microsomal triglyceride transfer protein (MTP). Lipidation of Vtg occurs at its site of synthesis in vertebrate liver, insect fat body, and nematode intestine; however, the mechanism of Vtg lipid acquisition is unknown. To explore whether Vtg biogenesis requires the apoB cofactor and LLTP family member, MTP, Vtg was expressed in COS cells with and without coexpression of the 97-kDa subunit of human MTP. Expression of Vtg alone gave rise to a approximately 220-kDa apoprotein, which was predominantly confined to an intracellular location. Coexpression of Vtg with human MTP enhanced Vtg secretion by 5-fold, without dramatically affecting its intracellular stability. A comparison of wild type and a triglyceride transfer-defective form of MTP revealed that both were capable of promoting Vtg secretion, whereas only wild type MTP could promote the secretion of apoB41 (amino-terminal 41% of apoB). These studies demonstrate that the biogenesis of Vtg is MTP-dependent and that MTP is the likely ancestral member of the LLTP gene family.

Low-grade metamorphism of the Gets nappe (Western Alps)

The Gets nappe, a decollement cover nappe located at the top of the Prealps, is characterized by the occurrence of ophiolitic rocks. The metamorphic grade in the Gets nappe was determined using illite crystallinity and clay mineral assemblages. Samples from the same locality were analyzed to estimate variations in illite crystallinity values and in the parageneses of clay minerals, both in sedimentary elements of a breccia and in the embedding shaly flysch. For samples from one and the same locality, the range in illite crystallinity data between breccia elements and the shaly flysch is comparable to the variation between different shaly beds. Two S-N transects along the Gets nappe reveal the same metamorphic gradient, with the internal parts of the nappe being characterized by middle anchizonal metamorphism and the external parts showing diagenetic conditions. The metamorphic grade is higher within the Gets nappe than in its hangingwall (i.e. the Breche and Simme nappes), suggesting that the metamorphism in the Gets unit is transported. The timing and conditions of thrusting of the Gets Nappe onto the Br che and the Simme nappes is constrained by stratigraphic and metamorphic data.

Predicting root defence against herbivores during succession

P>1. Root herbivores and pathogens interfere with basic below-ground plant function, and can thereby affect plant fitness and spatial and temporal patterns in natural plant communities. However, there has been little development of concepts and theories on below-ground plant defence, a deficit that is in contrast to the abundance of theorizing for above-ground plant parts.2. A review of the past 10 years of research on below-ground plant-herbivore interactions has revealed that, similar to above-ground tissues, root defences can be expressed constitutively or induced upon herbivore attack, and can be classified into direct and indirect traits, tolerance, and escape. Indeed, it has been shown that roots tolerate herbivory by outgrowing or re-growing lost tissues, or resist it by producing secondary metabolites that are toxic to herbivores or attract natural enemies of herbivores.3. We propose that, similar to above-ground plant-herbivore theories, the partition of abiotic and biotic factors over ecological succession can serve as the basis for predicting investment in defence strategies below-ground.4. Investigation of herbivore pressure and root responses along primary and secondary successional gradients suggests that: (i) roots are often fast growing, thinner and softer in early compared to later succession. (ii) Insect and nematode herbivore pressure increases until mid-succession and later decreases. (iii) Mycorrhizal abundance increases with succession, and the composition of fungal species changes through succession, often shifting from arbuscular mycorrhizae to ecto-mycorrhizae.5. Based on these findings, and on classical (above-ground) plant defence theory, we suggest the following set of testable hypotheses for below-ground plant defence: (i) During succession, early plants invest most of their resources in growth and less in defences (associated with a general lack of herbivores and pathogens, and with limited availability of resources in the system), therefore relying more on re-growth (tolerance) strategies. (ii) During mid-succession, a buildup of herbivore pressure facilitates replacement by plant species that exhibit greater direct and indirect defence strategies. (iii) Constitutive and inducible levels of defences may trade-off, and early successional plants should rely more on induction of defences after herbivore attack, whereas late successional plants will increasingly rely on constitutively produced levels of physical and chemical defence. (iv) Successional changes in microbial associations have consequences for root defence by improving plant nutrition and defence expression as well as directly competing for root space; however, toxic or impenetrable root defences may also limit association with root symbionts, and so may constrain the expression of root defence.

Application of K-feldspar-jadeite-quartz barometry to eclogite facies metagranites and metapelites in the Sesia Lanzo Zone (Western Alps, Italy)

The eclogite facies assemblage K-feldspar-jadeite-quartz in metagranites and metapelites from the Sesia-Lanzo Zone (Western Alps, Italy) records the equilibration pressure by dilution of the reaction jadeite + quartz = albite. The metapelites show partial transformation from a pre-Alpine assemblage of garnet (Alm(63)Prp(26)Grs(10))-K-feldspar-plagioclase-biotite +/- sillimanite to the Eo-Alpine high-pressure assemblage garnet (Alm(50)Prp(14)Grs(35))-jadeite (Jd(80-97)Di(0-4)Hd(0-8)Acm(0-7))=zoisite-phengite. Plagioclase is replaced by jadeite-zoisite-kyanite-K-feldspar-quartz and biotite is replaced by garnet-phengite or omphacite-kyanite-phengite. Equilibrium was attained only in local domains in the metapelites and therefore the K-feldspar-jadeite-quartz (KJQ) barometer was applied only to the plagioclase pseudomorphs and K-feldspar domains. The albite content of K-feldspar ranges from 4 to 11 mol% in less equilibrated assemblages from Val Savenca and from 4 to 7 mol% in the partially equilibrated samples from Monte Mucrone and the equilibrated samples from Montestrutto and Tavagnasco. Thermodynamic calculations on the stability of the assemblage K-feldspar-jadeite-quartz using available mixing data for K-feldspar and pyroxene indicate pressures of 15-21 kbar (+/- 1.6-1.9 kbar) at 550 +/- 50 degrees C. This barometer yields direct pressure estimates in high-pressure rocks where pressures are seldom otherwise fixed, although it is sensitive to analytical precision and the choice of thermodynamic mixing model for K-feldspar. Moreover, the KJQ barometer is independent of the ratio P-H2O/P-T. The inferred limiting a(H2O) for the assemblage jadeite-kyanite in the metapelites from Val Savenca is low and varies from 0.2 to 0.6.

Synorogenic extension: Quantitative constraints on the age and displacement of the Zanskar shear zone (northwest Himalaya)

subsequent extension-induced exhumation. Geochronological dating of various Structural, thermobarometric, and geochronological data place limits on the age and tectonic displacement along the Zanskar shear zone, a major north-dipping synorogenic extensional structure separating the high-grade metamorphic sequence of the High Himalayan Crystalline Sequence from the overlying low-grade sedimentary rocks of the Tethyan Himalaya, A complete Barrovian metamorphic succession, from kyanite to biotite zone mineral assemblages, occurs within the I-km-thick Zanskar shear zone. Thermobarometric data indicate a difference In equilibration depths of 12 +/- 3 km between the lower kyanite zone and the garnet zone, which is Interpreted as a minimum estimate for the finite vertical displacement accommodated by the Zanskar shear zone. For the present-day dip of the structure (20 degrees), a simple geometrical model shows that a net slip of 35 +/- 9 km is required to regroup these samples to the same structural level. Because the kyanite to garnet zone rocks represent only part of the Zanskar shear zone, and because its original dip may have been less than the present-day dip, these estimates fur the finite displacement represent minimum values. Field relations and petrographic data suggest that migmatization and associated leucogranite intrusion in the footwall of the Zanskar shear zone occurred as a continuous profess starting at the Barrovian metamorphic peak and lasting throughout the subsequent extension-induced exhumation. Geochronological dataing of various leucogranitic plutons and dikes in the Zanskar shear zone footwall indicates that the main ductile shearing along the structure ended by 19.8 Ma and that extension most likely initiated shortly before 22.2 Ma.

Parasitic nematodes of Apodemus alpicola (Mammalia : Rodentia : Muridae) collected in Switzerland

An analysis was made of the parasitic nematode fauna of the gastrointestinal tract of Apodemus alpicola collected in Switzerland. Three nematode species, viz., Heligmosomoides polygyrus, Syphacia stroma and Eucoleus gastricus were obtained. Although the parasitic nematode fauna of 10 species of the genus Apodemus in the Eurasian Continent including Switzerland, Taiwan and Japanese Islands have been reported, this is the first record from A. alpicola.

Paleoenvironmental evolution of the Helvetic shallow-water carbonate platform near the Barremian-Aptian boundary, and its relationship with paleoceanographic and paleoclimatic change in the Tethys

Abstract:During my doctoral research, I focused on deciphering the interactions between sea-level and climate change during the Late Barremian-Early Aptian, their expression in the Tethys basin and in the Helvetic carbonate platform. The research highlights are summarized here in three points: In the Helvetic Alps, the transition between the Lower Schrattenkalk (Upper Barremian) and the Rawil Member (Lowermost Aptian) is characterized by a change from a predominantly photozoan to a heterozoan carbonate-producing system, which coincides in time with a general increase in detrital and nutrient input. The clay mineral record shows the appearance of kaolinite within the Rawil Member, whereas this mineral is absent from the uppermost Lower and lowermost Upper Schrattenkalk Members. This indicates the installation of a warmer and more humid climate during this time period. A negative peak in 513C is recorded at the top of the Lower Schrattenkalk Member, and correlates with the well-known negative excursion of -l%o occurring in other basins and dated as latest Barremian, thus confirming a latest Barremian and earliest Aptian age for the Lower Schrattenkalk and Rawil Members, respectively. Furthermore, a sequence stratigraphie framework has been defined for the Rawil Member, based on both the ecology of faunal and floral assemblages, and their palaeoenvironmental interpretation, as well as on the stacking pattern of limestone beds observed during field prospection. The presence of a sequence boundary is postulated near the top of the Lower Schrattenkalk Member, which is correlated with the earliest Aptian SbAl defined in Vercors (France). The SbAl is characterized by a maximum of proximal assemblages and by the disappearance of several benthic foraminiferal species. Within the Rawil Member itself, the stacking pattern and microfacies trends are interpreted to represent the TST of the first Aptian sequence. With regards to the pelagic setting in the Tethyan realm, I investigated the Gorgo a Cerbara section (central Italy). There, thin organic-rich layers occur episodically in pelagic carbonates of the upper Barremian portion of the Maiolica Formation. They are associated with high Corg:Ptot ratios, which indicate the presence of intermittent dysoxic to anoxic conditions. Coarse correlations are also observed between TOC, Ρ and biogenic silica contents, indicating links between Ρ availability, productivity, and organic matter preservation. The corresponding 813Ccarb and δ180 records remain, however, quite stable, indicating that these brief periods of enhanced TOC preservation did not have sufficient impact on the marine carbon household to deviate 6,3C records, and are probably not the consequence of major climate change. On the other hand, organic-rich layers become more frequent around the Barremian-Aptian boundary in both pelagic and hemi-pelagic environments (Gorgo a Cerbara and La Bédoule, France), which are correlated with negative excursions in 6l3Ccarb and 613Corg records. During the earliest Aptian, at Gorgo a Cerbara, the frequency of organic-rich intervals progressively increases and redox-sensitive trace-element enrichments become more frequent, until the highest TOC-enriched level just below the "Livello Selli", indicator of Oceanic Anoxic Event la (OAEla). The latter is associated with the well-known negative spike in 613Ccarb and S,3Corg records, a diminution in the δ,80 record interpreted as the consequence of a wanning interval, an important peak in Ρ accumulation and high Cor::Ptot ratios indicating the prevalence of anoxic conditions. The Selli Level (OAEla) documents a general cooling phase and coincides with maximum RSTE enrichments as well as high Corg:Ptot ratios, which confirm the importance of anoxic conditions during OAE1 a at this site.During the Early Aptian, environmental change on the platform is expressed by orbitolinids proliferation that may be induced by both climate change and sea-level rise. In the basin, the successive black shales horizons from the Late Barremian until the OAE la are interpreted as the progressive impact of palaeoenvironmental change probably linked to the formation of the Ontong- Java plate-basalt plateau.RésuméCe travail de thèse a permis d'investiguer les interactions entre les variations du niveau marin et les changements climatiques sur la plate-forme helvétique ainsi qu'en domaine pélagique à la limite Barrémien-Aptien (Crétacé).Dans les Alpes helvétiques, la limite Barrémien-Aptien est marquée par la transition du Schrattenkalk inférieur, caractérisé par des carbonates photozaires, au Membre de Rawil caractérisé par des carbonates héterozoaires. Cette transition est marquée par une arrivée massive d'éléments détritiques et un apport de nutriments ayant entraîné la prolifération de foraminifères agglutinés tels que les orbitolines. L'analyse des minéraux argileux indique l'apparition de la kaolinite durant le Membre de Rawil, interprétée comme l'installation d'un climat plus chaud et humide. Un pic négatif en 513C est enregistré au sommet du Schrattenkalk inférieur correspond à l'excursion négative de -1%0 bien connue en domaine pélagique et datée comme Barrémien terminal. Cette corrélation apporte un contrôle chronostratigraphique supplémentaire permettant de dater le Schrattenkalk inférieur du Barrémien sup. et le Membre de Rawil de l'Aptien inf. D'autre part, une étude stratigraphique, basée sur des observations de terrain et sur l'interprétation d'assemblages floristiques et faunistiques en terme de paléoenvironnement a permis de mettre en évidence une limite de séquence au sommet du Schrattenkalk inf., corrélable avec la SbAl définie dans le Vercors. Durant la mise en place du Membre de Rawil, l'évolution des microfaciès est interprétée comme le « Transgressive System Tract » de la première séquence aptienne.En domaine pélagique, de minces couches riches en matière organique (MO) apparaissent dès le Barrémien sup. dans la coupe de Gorgo a Cerbara (Italie). Elles sont associées à un ratio C:P élevé indiquant des conditions épisodiquement dysoxiques à anoxiques. De plus, une corrélation nette entre Carbone Organique Total (TOC), phosphore (P) et silice biogénique est observée correspondant à un lien entre Ρ disponible, productivité et préservation de la MO. Pourtant, dans le même temps, le ÔI3C et le δ1βΟ restent constants indiquant des conditions environnementales stables et un cycle du carbone non perturbé par la préservation de MO qui ne serait pas la conséquence d'un changement climatique global mais juste d'un effet local.Ala limite Barrémien-Aptien, en domaine hémi-pélagique (La Bédoule, France) et pélagique (Gorgo a Cerbara), les couches riches en MO sont plus fréquentes et plus épaisses, elles se sont déposées en même temps qu'un pic négatif en 513CCARB et ô13Coib probablement dû à un épisode volcanique. A l'Aptien inf. le TOC des niveaux riches en MO augmente progressivement en même temps que la teneur en éléments traces jusqu'au dernier enrichissement avant l'événement anoxique océanique la (OAE la) correspondant au « niveau critique inf. », indiquant des conditions anoxiques moins restreintes. Celui-ci est également caractérisé par le fameux pic négatif en Ô13C (C3), une diminution du δ180 interprétée comme un réchauffement, par un pic en Ρ et un ratio C:P élevé. L'OAE 1 a, quant à lui, enregistre un refroidissement et coïncide avec le maximum en éléments traces ainsi qu'un fort ratio C:P mettant en valeur l'importance des conditions anoxiques pendant 1ΌΑΕ la dans cette coupe alors qu'aucune perturbation n'est enregistrés à La Bédoule probablement à cause de conditions paléogéographiques locales.Durant l'Aptien inf., les changements environnementaux sur la plate-forme se marquent par la prolifération d'orbitolines due à un changement climatique et une hausse du niveau marin. En domaine profond, la succession de niveaux riches en MO du Barrémien sup. jusqu'à l'OAE la documente l'impact progressif de changements paléoenvironnementaux, probablement liés à la formation du plateau d'Ontong Java à l'ouest de l'océan Pacifique.

The central Sesia-Lanzo zone (Western Italian Alps) - New field observations and lithostratigraphic subdivisions

An extensive study of the central part of the Sesia Lanzo Zone has been undertaken to identify pre-Alpine protoliths and to reconstruct the lithologic and tectonic setting of this part of the Western Alps. Three main complexes have been defined: 1) the Polymetamorphic Basement Complex, corresponding to the lower unit of the Sesia Lanzo Zone after COMPAGNONI et al. (1977), is further subdivided into the three following units: a) an Internal Unit characterized by eo-Alpine high pressure (HP) assemblages (DAL PIAZ et al., 1972) (Eclogitic Micaschists); b) an Intermediate Unit where HP parageneses are partially re-equilibrated under greenschist conditions and c) an External Unit where the main foliation is defined by a greenschist paragenesis (Gneiss Minuti auct.). 2) the Monometamorphic Cover Complex, subdivided into the followings: a) the Bonze Unit, composed of sheared metagabbros, eclogitized metabasalts with MORB geochemical affinity and related metasediments (micaschists, quartzites and Mn-cherts) and b) the Scalaro Unit, containing predominantly metasediments of supposed Permo-Triassic age (yellow dolomitic marbles, calcschists and conglomeratic limestones, micaschists and quartzites with thin levels of basic rocks with within plate basalts [WPB] geochimical affinity). Multiple lithostratigraphic sequences for the Monometamorphic Cover Complex are proposed. The contact between the Bonze and Scalaro Units is defined by repetitions of dolomitic marbles and metabasalts; the ages of the metasediments have been assigned solely by analogy with other sediments of the Western Alps, due to the absence of fossils. The Monometamorphic Cover Complex can be considered as the autochthonous cover of the Sesia Lanzo Zone because of the primary contacts with the basement and because of the presence of preAlpine HT basement blocks in the cover sequences. 3) The pre-Alpine high temperature (HT) Basement Complex (or `'Seconda Zona Diorito-Kinzigitica''), comprises HT Hercynian rocks like kinzigites, amphibolites, granulites and calcite marbles; this Complex is always located between the Internal and the External Units and can be followed continuously for several kilometers south of the Gressoney Valley to the Orco Valley. A schematic evolution for the Sesia Lanzo Zone is proposed; based on available data together with new geochronological data, this study shows that the internal and external parts of the polymetamorphic basement of the Sesia Zone experienced different cooling histories .

Formation of aluminosilicate-bearing quartz veins in the Simano nappe (Central Alps): structural, thermobarometric and oxygen isotope constraints

We combined structural analysis, thermobarometry and oxygen isotope geochemistry to constrain the evolution of kyanite and/or andalusite-bearing quartz veins from the amphibolite facies metapelites of the Simano nappe, in the Central Alps of Switzerland. The Simano nappe records a complex polyphase tectonic evolution associated with nappe stacking during Tertiary Alpine collision (D1). The second regional deformation phase (132) is responsible for the main penetrative schistosity and mineral lineation, and formed during top-to-the-north thrusting. During the next stage of deformation (D3) the aluminosilicate-bearing veins formed by crystallization in tension gashes, in tectonic shadows of boudins, as well as along shear bands associated with top-to-the-north shearing. D2 and D3 are coeval with the Early Miocene metamorphic peak, characterised by kyanite + staurolite + garnet + biotite assemblages in metapelites. The peak pressure (P) and temperature (T) conditions recorded are constrained by multiple-equilibrium thermobarometry at 630 +/- 20 degrees C and 8.5 +/- 1 kbar (similar to 27 km depth), which is in agreement with oxygen isotope thermometry indicating isotopic equilibration of quartz-kyanite pairs at 670 +/- 50 degrees C. Quartz-kyanite pairs from the aluminosilicate-bearing quartz veins yield equilibration temperatures of 645 +/- 20 degrees C, confirming that the veins formed under conditions near metamorphic peak. Quartz and kyanite from veins and the surrounding metapelites have comparable isotopic compositions. Local intergranular diffusion in the border of the veins controls the mass-transfer and the growth of the product assemblage, inducing local mobilization of SiO2 and Al2O3. Andalusite is absent from the host rocks, but it is common in quartz veins, where it often pseudomorphs kyanite. For andalusite to be stable at T-max, the pressure in the veins must have been substantially lower than lithostatic. An alternative explanation consistent with structural observations would be inheritance by andalusite of the kyanite isotopic signature during polymorphic transformation after the metamorphic peak.

Toarcian radiolaria from Mt. Mangart (Slovenian-Italian border) and their paleoecological implications

Diverse and well-preserved Toarcian radiolarians have been recovered from a succession of organic-rich shale with intercalations of siliceous limestone. The succession is located at the Slovenian-Italian border in the Julian Alps and was deposited on a subsided block pertaining to the south Tethyan passive continental margin. Twenty spumellarian and 17 nassellarian genera were found in total. Thirty-six taxa were identified to species level and one new species, Bistarkum mangartense n. sp., is described. The assemblages show a high predominance of spumellarians over nassellarians. Spongy spumellarians, especially Orbiculiforma ?, are markedly abundant. Pantanelliidae are generally rare but reach a pronounced peak of 13% in one stratigraphic level. Among nassellarians, Parahsuum is the most abundant but members belonging to Syringocapsidae are scarce to absent. In addition to paleolatitude and water column depth, ecological conditions accompanying the early Toarcian global anoxic event may have to a considerable extent determined the specific taxonomic composition of these radiolarian faunas. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.