Interactions between grain size and composition of sediments: two examples

Two contrasting case studies of sediment and detrital mineral composition are investigated in order to outline interactions between chemical composition and grain size. Modern glacial sediments exhibit a strong dependence of the two parameters due to the preferential enrichment of mafic minerals, especially biotite, in the fine-grained fractions. On the other hand, the composition of detrital heavy minerals (here: rutile) appears to be not systematically related to grain-size, but is strongly controlled by location, i.e. the petrology of the source rocks of detrital grains. This supports the use of rutile as a well-suited tracer mineral for provenance studies. The results further suggest that (i) interpretations derived from whole-rock sediment geochemistry should be flanked by grain-size observations, and (ii) a more sound statistical evaluation of these interactions require the development of new tailor-made statistical tools to deal with such so-called two-way compositions

Subsurface drip irrigation emitter spacing effects on soil water redistribution, corn yield and water productivity

Emitter spacings of 0.3 to 0.6 m are commonly used for subsurface drip irrigation (SDI) of corn on the deep, silt loam soils of the U.S. Great Plains. Subsurface drip irrigation emitter spacings of 0.3, 0.6, 0.9 and 1.2 m were examined for the resulting differences in soil water redistribution, corn grain yield, yield components, seasonal water use, and water productivity in a 4‐year field study (2005 through 2008) at the Kansas State University Northwest Research‐Extension Center, Colby, Kansas. The results indicate that there is increased preferential water movement along the dripline (parallel) as compared to perpendicular to the dripline and that this phenomenon partially compensates for wider emitter spacings in terms of soil water redistribution. Corn yield and water productivity (WP) were not significantly affected by the emitter spacing with application of a full irrigation regime

Grain size analyses in tin-lead glazes based on 2d-sections

A problem in the archaeometric classification of Catalan Renaissance pottery is the fact, that the clay supply of the pottery workshops was centrally organized by guilds, and therefore usually all potters of a single production centre produced chemically similar ceramics. However, analysing the glazes of the ware usually a large number of inclusions in the glaze is found, which reveal technological differences between single workshops. These inclusions have been used by the potters in order to opacify the transparent glaze and to achieve a white background for further decoration. In order to distinguish different technological preparation procedures of the single workshops, at a Scanning Electron Microscope the chemical composition of those inclusions as well as their size in the two-dimensional cut is recorded. Based on the latter, a frequency distribution of the apparent diameters is estimated for each sample and type of inclusion. Following an approach by S.D. Wicksell (1925), it is principally possible to transform the distributions of the apparent 2D-diameters back to those of the true three-dimensional bodies. The applicability of this approach and its practical problems are examined using different ways of kernel density estimation and Monte-Carlo tests of the methodology. Finally, it is tested in how far the obtained frequency distributions can be used to classify the pottery

A Log-linear model of grain size influence on the geochemistry of sediments

Sediment composition is mainly controlled by the nature of the source rock(s), and chemical (weathering) and physical processes (mechanical crushing, abrasion, hydrodynamic sorting) during alteration and transport. Although the factors controlling these processes are conceptually well understood, detailed quantification of compositional changes induced by a single process are rare, as are examples where the effects of several processes can be distinguished. The present study was designed to characterize the role of mechanical crushing and sorting in the absence of chemical weathering. Twenty sediment samples were taken from Alpine glaciers that erode almost pure granitoid lithologies. For each sample, 11 grain-size fractions from granules to clay (ø grades <-1 to >9) were separated, and each fraction was analysed for its chemical composition. The presence of clear steps in the box-plots of all parts (in adequate ilr and clr scales) against ø is assumed to be explained by typical crystal size ranges for the relevant mineral phases. These scatter plots and the biplot suggest a splitting of the full grain size range into three groups: coarser than ø=4 (comparatively rich in SiO2, Na2O, K2O, Al2O3, and dominated by “felsic” minerals like quartz and feldspar), finer than ø=8 (comparatively rich in TiO2, MnO, MgO, Fe2O3, mostly related to “mafic” sheet silicates like biotite and chlorite), and intermediate grains sizes (4≤ø <8; comparatively rich in P2O5 and CaO, related to apatite, some feldspar). To further test the absence of chemical weathering, the observed compositions were regressed against three explanatory variables: a trend on grain size in ø scale, a step function for ø≥4, and another for ø≥8. The original hypothesis was that the trend could be identified with weathering effects, whereas each step function would highlight those minerals with biggest characteristic size at its lower end. Results suggest that this assumption is reasonable for the step function, but that besides weathering some other factors (different mechanical behavior of minerals) have also an important contribution to the trend. Key words: sediment, geochemistry, grain size, regression, step function

Statistical treatment of grain-size curves and empirical distributions: densities as compositions?

The preceding two editions of CoDaWork included talks on the possible consideration of densities as infinite compositions: Egozcue and D´ıaz-Barrero (2003) extended the Euclidean structure of the simplex to a Hilbert space structure of the set of densities within a bounded interval, and van den Boogaart (2005) generalized this to the set of densities bounded by an arbitrary reference density. From the many variations of the Hilbert structures available, we work with three cases. For bounded variables, a basis derived from Legendre polynomials is used. For variables with a lower bound, we standardize them with respect to an exponential distribution and express their densities as coordinates in a basis derived from Laguerre polynomials. Finally, for unbounded variables, a normal distribution is used as reference, and coordinates are obtained with respect to a Hermite-polynomials-based basis. To get the coordinates, several approaches can be considered. A numerical accuracy problem occurs if one estimates the coordinates directly by using discretized scalar products. Thus we propose to use a weighted linear regression approach, where all k- order polynomials are used as predictand variables and weights are proportional to the reference density. Finally, for the case of 2-order Hermite polinomials (normal reference) and 1-order Laguerre polinomials (exponential), one can also derive the coordinates from their relationships to the classical mean and variance. Apart of these theoretical issues, this contribution focuses on the application of this theory to two main problems in sedimentary geology: the comparison of several grain size distributions, and the comparison among different rocks of the empirical distribution of a property measured on a batch of individual grains from the same rock or sediment, like their composition

Educació i integració en el cas de la comunitat marroquina a Girona. Una anàlisi entre el país d'origen i el d'assentament

La recerca s'ha desenvolupat a través d'un estudi que ha interrelacionat el procés d'integració social i cultural de la comunitat marroquina en la societat d'assentament amb la integració escolar dels infants i joves en els centres d'educació obligatòria. El que suposa una anàlisi del paper integrador que l'escola desenvolupa i pot desenvolupar, i també una reflexió sobre la interculturalitat i l' educació intercultural com a posicionament que afavoreix la integració plural. Tot aquest treball s'ha desenvolupat des d' una perspectiva articulada, ja que permet una major comprensió del fet migratori que es viu a una i altra banda de la Mediterrània. La investigació s 'ha desenvolupat en un paradigma sociocrític i a través d'un procés etnogràfic (observació, relats de vida, entrevistes ... ) al llarg de quasi tres anys, que ha estudiat i ha analitzat des d' una perspectiva comprensiva i transformadora, com la comunitat marroquina valora l'escolarització dels infants i joves des de les concepcions d'educació i d'escola que ha construït a través: 1. El procés migratori, entenent-lo mitjançant l' emigració i la immigració, en una perspectiva articulada. 2. El procés d'integració sociocultural en la societat d'arribada. El treball realitzat ha plantejat un marc teòric de tipus interdisciplinar -que s'ha estès al llarg de la investigació- per tal de situar el procés migratori, el concepte d'integració en la societat d'avui, des d'una perspectiva habermasiana i el paper de l'educació i de l'escola des d'una posicionament comunicatiu. Un cop presentat el marc teòric s'ha estudiat el procés migratori situant-se primer en el context de partida, el Marroc, realitzant una anàlisi que s'ha desenvolupat mitjançant factors socioculturals i educatius que en aquest darrer cas s'han ubicat sobre: l'educació en l'islam i en l'actual sistema d'ensenyament nacional. Posteriorment s'ha estudiat el context d'immigració a través d'aspectes demogràfics, jurídics, socioculturals i educatius. Presentant en aquest darrers un perfil socioformatiu de l'alumnat d'origen marroquí a través d'un estudi realitzat a la província de Girona. En els últims capítols s'exposen, primer situant-se en el Rif Oriental (Marroc), la ciutat de Nador i el seu entorn, de forma mes breu, i després amb extensió sobre l'espai de les comunitats marroquines d'Angles i Palafrugell a Catalunya, localitats de les comarques gironines, les característiques del context sociocutural i escolar, com a elements sobre el quals analitzar el procés d'integració sociocultural i escolar en el context d'assentament. La recerca també ha recollit l'opinió i l'experiència dels treballadors i famílies d'origen marroquí sobre l'escolarització dels infants i joves de la comunitat marroquina i sobre les expectatives que els pares i adults tenen de l'escola corn a institució formativa i integradora. Finalment es presenta una anàlisi, partint de la inforrnació obtinguda, que interrelaciona el procés d'integració sociocultural i escolar en el país d' assentament que ha aportat els següents referents i orientacions: 1. El procés d'integració de la comunitat marroquina mostra que es dóna un replegament sobre si mateixa que dificulta la integració plural. Aquest replegament es dóna mitjançant els valors de la tradició i de l'islam que són simultàniament, elements de cultura i de control. 2. Cal analitzar la integració en funció del model d' integració dominant en la societat d'arribada que es basa sobretot en aspectes funcionals: econòmics, jurídics i productius. 3. La integració en els àmbits morals: drets i deures, i en els aspectes simbòlics: identitats i identificacions són dominats en el primer cas per l'assimilació en els aspectes socials, culturals i productius, i pels estereotips en els aspectes identitaris i d'identificació. Aquesta situació comporta la necessitat de desenvolupar un model d'integració escolar que ha de tenir corn a referent que l'escola no pot integrar ni l'alumnat pot integrar-se si viu un procés de marginació o exclusió fora del centre i si el centre educatiu no és conscient d'allò que succeeix al seu entorn i a l'alumnat més enllà del context escolar. 1- Ha de procurar la integració de l'alumnat en la xarxa relacional i formativa del centre. 2- Ha d'aconseguir la integració de l'alumnat a l'aula. 3- Ha de tenir present que les accions integradores, abans esmentades, han d'afavorir la integració de l'alumnat fora de l'espai escolar i en una perspectiva de futur, ha d' afavorir la integració sociolaboral. Per tant, l'escola ha de plantejar-se que és necessari establir un diàleg amb totes les famílies a través d'un nou model de participació en el qual l'escola passi de ser un lloc de pas a un lloc de trobada. Aquesta dinàmica també replanteja ara les actuals fronteres entre allò públic i privat, entre l'escola i la família, amb l' objectiu de descobrir les coincidències entre els projectes social, cultural i educatiu d'ambdues institucions.