Enriched basaltic andesites from mid-crustal fractional crystallization, recharge, and assimilation (Pilavo Volcano, Western Cordillera of Ecuador)

The origin of andesite is an important issue in petrology because andesite is the main eruptive product at convergent margins, corresponds to the average crustal composition and is often associated with major Cu-Au mineralization. In this study we present petrographic, mineralogical, geochemical and isotopic data for basaltic andesites of the latest Pleistocene Pilavo volcano, one of the most frontal volcanoes of the Ecuadorian Quaternary arc, situated upon thick (30-50 km) mafic crust composed of accreted Cretaceous oceanic plateau rocks and overlying mafic to intermediate Late Cretaceous-Late Tertiary magmatic arcs. The Pilavo rocks are basaltic andesites (54-57 center dot 5 wt % SiO(2)) with a tholeiitic affinity as opposed to the typical calc-alkaline high-silica andesites and dacites (SiO(2) 59-66 wt %) of other frontal arc volcanoes of Ecuador (e.g. Pichincha, Pululahua). They have much higher incompatible element contents (e.g. Sr 650-1350 ppm, Ba 650-1800 ppm, Zr 100-225 ppm, Th 5-25 ppm, La 15-65 ppm) and Th/La ratios (0 center dot 28-0 center dot 36) than Pichincha and Pululahua, and more primitive Sr ((87)Sr/(86)Sr similar to 0 center dot 7038-0 center dot 7039) and Nd (epsilon(Nd) similar to +5 center dot 5 to +6 center dot 1) isotopic signatures. Pilavo andesites have geochemical affinities with modern and recent high-MgO andesites (e.g. low-silica adakites, Setouchi sanukites) and, especially, with Archean sanukitoids, for both of which incompatible element enrichments are believed to result from interactions of slab melts with peridotitic mantle. Petrographic, mineral chemistry, bulk-rock geochemical and isotopic data indicate that the Pilavo magmatic rocks have evolved through three main stages: (1) generation of a basaltic magma in the mantle wedge region by flux melting induced by slab-derived fluids (aqueous, supercritical or melts); (2) high-pressure differentiation of the basaltic melt (at the mantle-crust boundary or at lower crustal levels) through sustained fractionation of olivine and clinopyroxene, leading to hydrous, high-alumina basaltic andesite melts with a tholeiitic affinity, enriched in incompatible elements and strongly impoverished in Ni and Cr; (3) establishment of one or more mid-crustal magma storage reservoirs in which the magmas evolved through dominant amphibole and clinopyroxene (but no plagioclase) fractionation accompanied by assimilation of the modified plutonic roots of the arc and recharge by incoming batches of more primitive magma from depth. The latter process has resulted in strongly increasing incompatible element concentrations in the Pilavo basaltic andesites, coupled with slightly increasing crustal isotopic signatures and a shift towards a more calc-alkaline affinity. Our data show that, although ultimately originating from the slab, incompatible element abundances in arc andesites with primitive isotopic signatures can be significantly enhanced by intra-crustal processes within a thick juvenile mafic crust, thus providing an additional process for the generation of enriched andesites.

Functional assessment of chest wall integrity after methylmethacrylate reconstruction.

BACKGROUND: All patients with extensive resection of the anterolateral chest wall and the sternum followed by reconstruction with methylmethacrylate substitutes were assessed prospectively 6 months after the operation to delineate chest wall integrity with pulmonary function and cine-magnetic resonance imaging. METHODS: Twenty-six patients underwent chest wall reconstruction by use of methylmethacrylate between 1994 and 1998 due to primary tumors in 35%, metastases in 27%, T3 lung cancer in 19%, and debridement for radionecrosis and osteomyelitis in 19% of patients. Three to eight ribs were resected and additional sternum resection was performed in 39% of patients. RESULTS: There was no 30-day mortality. All patients were extubated after the operation without need for reintubation. Prosthesis dislocation occurred in 1 patient and infection in 2 patients during follow-up. Nineteen patients (73%) suffered no restrictions of daily activities. Clinical examination revealed normal shoulder girdle function in 77% of patients. There was no significant difference between preoperative and postoperative FEV1 (forced expiratory volume in 1 second) measurements in patients with lobectomy or wedge resections. Cinemagnetic resonance imaging revealed concordant chest wall movements during respiration in 92% of patients without paradoxical movements or implant dislocations being observed. CONCLUSIONS: Large defects of the anterolateral chest wall and sternum can be reconstructed efficiently with methylmethacrylate substitutes with minimal morbidity and excellent cosmetic and functional outcome.

Tethyan margins in space and time

Rifting processes, leading to sea-floor spreading, are characterized by a sequence of events: transtensive phase of extension with syn-rift volcanism; simple shear extension accompanied by lithospheric thinning and asthenospheric up-welling and thermal uplift of the rift shoulder and asymmetric volcanism. The simple shear model of extension leads to an asymmetric model of passive margin: a lower plate tilted block margin and an upper plate flexural, ramp-like margin- Both will be affected by thermal contraction and subsidence, starting soon after sea-floor spreading. Based on these actualistic models Tethyan margins are classified as one type or the other. Their evolution from the first transtensional phase of extension to the passive margin stage are analyzed. Four main rifting events are recognized in the Tethyan realm: an episode of lower Paleozoic events leading to the formation of the Paleotethys; a Late Paleozoic event leading to the opening of the Permotethys and East Mediterranean basin: an early Mesozoic event leading to the opening of the Pindos Neotethys and a Jurassic event related to the opening of the Alpine/Atlantic Neotethys. Type margins are given as example of each rifting event: -Northern Iran (Alborz) as a type area for the Late Ordovician to Silurian rifting of Paleotethys. -Northern India and Oman for the Late Carboniferous to early Permian rifting of Permotethys. -The East Mediterranean (Levant, Tunisia) as a Late Carboniferous rifting event. -The Neotethyan rifting phases are separated in two types: an eastern Pindos system found in Turkey and Greece is genetically linked to the Permotethys with a sea-floor spreading delayed until middle Triassic: a western Alpine system directly linked to the opening of the central Atlantic is characterized by a Late Triassic transtensive phase, an early to Middle Liassic break-away phase and. following sea-floor spreading, a thermal subsidence phase starting in Dogger. Problems related to the closure of the Paleozoic oceanic domains are reviewed. A Late Permian, early Triassic phase of `'docking'' between an European accretionary prism (Chios) and a Paleotethyan margin is supported by recent findings in the Mediterranean area. Back-arc rifting within the European active margin led to the formation of marginal seas during Permian and Triassic times and will contribute to the closure of the Paleozoic oceans.

Documentation of fracture severity with the AO classification of pediatric long-bone fractures.

BACKGROUND: The AO comprehensive pediatric longbone fracture classification system describes the localization and morphology of fractures, and considers severity in 3 categories: (1) simple, (2) wedge, and (3) complex. We evaluated the reliability and accuracy of surgeons in using this rating system. MATERIAL AND METHODS: In a first validation phase, 5 experienced pediatric (orthopedic) surgeons reviewed radiographs of 267 prospectively collected pediatric fractures (agreement study A). In a second study (B), 70 surgeons of various levels of experience in 15 clinics classified 275 fractures via internet. Simple fractures comprised about 90%, 99% and 100% of diaphyseal (D), metaphyseal (M), and epiphyseal (E) fractures, respectively. RESULTS: Kappa coefficients for severity coding in D fractures were 0.82 and 0.51 in studies A and B, respectively. The median accuracy of surgeons in classifying simple fractures was above 97% in both studies but was lower, 85% (46-100), for wedge or complex D fractures. INTERPRETATION: While reliability and accuracy estimates were satisfactory as a whole, the ratings of some individual surgeons were inadequate. Our findings suggest that the classification of fracture severity in children should be done in only two categories that distinguish between simple and wedge/complex fractures.

Imaging techniques and histology in the evaluation of liver fibrosis in hepatosplenic schistosomiasis mansoni in Brazil: a comparative study

Few publications have compared ultrasound (US) to histology in diagnosing schistosomiasis-induced liver fibrosis (LF); none has used magnetic resonance (MR). The aim of this study was to evaluate schistosomal LF using these three methods. Fourteen patients with hepatosplenic schistosomiasis admitted to hospital for surgical treatment of variceal bleeding were investigated. They were submitted to upper digestive endoscopy, US, MR and wedge liver biopsy. The World Health Organization protocol for US in schistosomiasis was used. Hepatic fibrosis was classified as absent, slight, moderate or intense. Histology and MR confirmed Symmers' fibrosis in all cases. US failed to detect it in one patient. Moderate agreement was found comparing US to MR; poor agreement was found when US or MR were compared to histology. Re-classifying LF as only slight or intense created moderate agreement between imaging techniques and histology. Histomorphometry did not separate slight from intense LF. Two patients with advanced hepatosplenic schistosomiasis presented slight LF. Our data suggest that the presence of the characteristic periportal fibrosis, diagnosed by US, MR or histology, associated with a sign of portal hypertension, defines the severity of the disease. We conclude that imaging techniques are reliable to define the presence of LF but fail in grading its intensity.

Upper Triassic foraminifers from Panthalassan carbonate buildups of Southwestern Japan and their paleobiogeographic implications

Detailed sampling of the Upper Triassic atoll-type carbonates of the Sambosan Accretionary Complex throughout Southwest Japan yielded highly abundant and diversified porcelaneous, microgranular, agglutinated and hyaline foraminifers of Carnian-Rhaetian age, as well as some microproblematica and ostracods. The foraminiferal assemblages were collected from shallow-water carbonates originated upon volcanic seamounts surrounded by deep-water radiolarian chert in a mid-open oceanic realm of the Panthalassan Ocean during Triassic time. Because most studies of the Upper Triassic microfauna come from the former Tethys, counterparts of the Panthalassan Ocean are pivotal to decipher the micropalaeontological biodiversity of the western circum Pacific, as well as to evaluate the distribution patterns of organisms and their evolution trends throughout the Tethys and Panthalassa. This study reports on 42 genera and 60 species whose associations can be used as sedimentary facies indicators of carbonate buildup environments. Japanese specimens show a strong Tethyan affinity, and especially with the Peri- and Southern Tethyan forms. A palaeobiogeographic distribution analysis using a large foraminiferal database is led, in order to evaluate the extraordinary spreading of these Upper Triassic foraminifers between the Neo-Tethys and the Panthalassa. Data are finally integrated in a new plate tectonic model, where six faunistic provinces are defined, each containing a characteristic foraminiferal assemblage. This map provides for the first time a useful and visual synthesis of the Upper Triassic foraminifer palaeobiogeographic distribution.

The pressure cooker technique for the treatment of brain AVMs.

Arteriovenous malformations (AVMs) may be cured by injecting liquid embolic agents such as Onyx. Reflux, however, can sometimes be difficult to control and may jeopardize a complete embolization. The pressure cooker technique (PCT) was designed to create an anti-reflux plug by trapping the detachable part of an Onyx-compatible microcatheter with coils and glue in order to obtain wedge-flow conditions, thereby enabling a better understanding of macrofistulous AVMs and a more comprehensive, forceful and controlled Onyx embolization. The PCT might enlarge the range of AVMs amenable to endovascular cure. Three illustrative cases are presented.

New structural and petrologic data on Mesozoic schists in the Rhodope (Bulgaria): geodynamic implications

Structural analysis of low-grade rocks highlights the allochthonous character of Mesozoic schists in southeastern Rhodope, Bulgaria. The deformation can be related to the Late Jurassic-Early Cretaceous thrusting and Tertiary detachment faulting. Petrologic and geochemical data show a volcanic arc origin of the greenschists and basaltic rocks. These results are interpreted as representing an island arc-accretionary complex related to the southward subduction of the Meliata-Maliac Ocean under the supra-subduction back-arc Vardar ocean/island arc system. This arc-trench system collided with the Rhodope in Late Jurassic times. (C) 2003 Academie des sciences. Published by Editions scientifiques et medicales Elsevier SAS. All rights reserved.

Protein phosphatase inhibition assays for okadaic acid detection in shellfish: matrix effects, applicability and comparison with LC-MS/MS analysis

The applicability of the protein phosphatase inhibition assay (PPIA) to the determination of okadaic acid (OA) and its acyl derivatives in shellfish samples has been investigated, using a recombinant PP2A and a commercial one. Mediterranean mussel, wedge clam, Pacific oyster and flat oyster have been chosen as model species. Shellfish matrix loading limits for the PPIA have been established, according to the shellfish species and the enzyme source. A synergistic inhibitory effect has been observed in the presence of OA and shellfish matrix, which has been overcome by the application of a correction factor (0.48). Finally, Mediterranean mussel samples obtained from Rı´a de Arousa during a DSP closure associated to Dinophysis acuminata, determined as positive by the mouse bioassay, have been analysed with the PPIAs. The OA equivalent contents provided by the PPIAs correlate satisfactorily with those obtained by liquid chromatography–tandem mass spectrometry (LC–MS/MS).

Pulmonary hypertension in Switzerland: treatment and clinical course.

The prognosis of pulmonary hypertension (PH), especially idiopathic pulmonary arterial hypertension (IPAH), has improved during the recent years. The Swiss Registry for PH represents the collaboration of the various centres in Switzerland dealing with PH and serves as an important tool in quality control. The objective of the study was to describe the treatment and clinical course of this orphan disease in Switzerland. We analyzed data from 222 of 252 adult patients, who were included in the registry between January 1999 and December 2004 and suffered from either PAH, PH associated with lung diseases or chronic thromboembolic PH (CTEPH) with respect to the following data: NYHA class, six-minute walking distance (6-MWD), haemodynamics, treatments and survival. If compared with the calculated expected figures the one, two and three year mean survivals in IPAH increased from 67% to 89%, from 55% to 78% and from 46% to 73%, respectively. Most patients (90%) were on oral or inhaled therapy and only 10 patients necessitated lung transplantation. Even though pulmonary endarterectomy (PEA) was performed in only 7 patients during this time, the survival in our CTEPH cohort improved compared with literature data and seems to approach outcomes usually seen after PEA. The 6-MWD increased maximally by 52 m and 59 m in IPAH and CTEPH, respectively, but in the long term returned to or below baseline values, despite the increasing use of multiple specific drugs (overall in 51% of IPAH and 29% of CTEPH). Our national registry data indicate that the overall survival of IPAH and presumably CTEPH seems to have improved in Switzerland. Although the 6-MWD improved transiently, it decreased in the long term despite specific and increasingly combined drug treatment. Our findings herewith underscore the progressive nature of the diseases and the need for further intense research in the field.

Application of low temperature thermochronology to understanding cooling and exhumation in the Central Swiss Alps

THESIS ABSTRACT : Low-temperature thermochronology relies on application of radioisotopic systems whose closure temperatures are below temperatures at which the dated phases are formed. In that sense, the results are interpreted as "cooling ages" in contrast to "formation ages". Owing to the low closure-temperatures, it is possible to reconstruct exhumation and cooling paths of rocks during their residence at shallow levels of the crust, i.e. within first ~10 km of depth. Processes occurring at these shallow depths such as final exhumation, faulting and relief formation are fundamental for evolution of the mountain belts. This thesis aims at reconstructing the tectono-thermal history of the Aar massif in the Central Swiss Alps by means of zircon (U-Th)/He, apatite (U-Th)/He and apatite fission track thermochronology. The strategy involved acquisition of a large number of samples from a wide range of elevations in the deeply incised Lötschen valley and a nearby NEAT tunnel. This unique location allowed to precisely constrain timing, amount and mechanisms of exhumation of the main orographic feature of the Central Alps, evaluate the role of topography on the thermochronological record and test the impact of hydrothermal activity. Samples were collected from altitudes ranging between 650 and 3930 m and were grouped into five vertical profiles on the surface and one horizontal in the tunnel. Where possible, all three radiometric systems were applied to each sample. Zircon (U-Th)/He ages range from 5.1 to 9.4 Ma and are generally positively correlated with altitude. Age-elevation plots reveal a distinct break in slope, which translates into exhumation rate increasing from ~0.4 to ~3 km/Ma at 6 Ma. This acceleration is independently confirmed by increased cooling rates on the order of 100°C/Ma constrained on the basis of age differences between the zircon (U-Th)/He and the remaining systems. Apatite fission track data also plot on a steep age-elevation curve indicating rapid exhumation until the end of the Miocene. The 6 Ma event is interpreted as reflecting tectonically driven uplift of the Aar massif. The late Miocene timing implies that the increase of precipitation in the Pliocene did not trigger rapid exhumation in the Aar massif. The Messinian salinity crisis in the Mediterranean could not directly intensify erosion of the Aar but associated erosional output from the entire Alps may have tapered the orogenic wedge and caused reactivation of thrusting in the Aar massif. The high exhumation rates in the Messinian were followed by a decrease to ~1.3 km/Ma as evidenced by ~8 km of exhumation during last 6 Ma. The slowing of exhumation is also apparent from apatite (U-Th)1He age-elevation data in the northern part of the Lötschen valley where they plot on a ~0.5km/Ma line and range from 2.4 to 6.4 Ma However, from the apatite (U-Th)/He and fission track data from the NEAT tunnel, there is an indication of a perturbation of the record. The apatite ages are youngest under the axis of the valley, in contrast to an expected pattern where they would be youngest in the deepest sections of the tunnel due to heat advection into ridges. The valley however, developed in relatively soft schists while the ridges are built of solid granitoids. In line with hydrological observations from the tunnel, we suggest that the relatively permeable rocks under the valley floor, served as conduits of geothermal fluids that caused reheating leading to partial Helium loss and fission track annealing in apatites. In consequence, apatite ages from the lowermost samples are too young and the calculated exhumation rates may underestimate true values. This study demonstrated that high-density sampling is indispensable to provide meaningful thermochronological data in the Alpine setting. The multi-system approach allows verifying plausibility of the data and highlighting sources of perturbation. RÉSUMÉ DE THÈSE : La thermochronologie de basse température dépend de l'utilisation de systèmes radiométriques dont la température de fermeture est nettement inférieure à la température de cristallisation du minéral. Les résultats obtenus sont par conséquent interprétés comme des âges de refroidissement qui diffèrent des âges de formation obtenus par le biais d'autres systèmes de datation. Grâce aux températures de refroidissement basses, il est aisé de reconstruire les chemins de refroidissement et d'exhumation des roches lors de leur résidence dans la croute superficielle (jusqu'à 10 km). Les processus qui entrent en jeu à ces faibles profondeurs tels que l'exhumation finale, la fracturation et le faillage ainsi que la formation du relief sont fondamentaux dans l'évolution des chaînes de montagne. Ces dernières années, il est devenu clair que l'enregistrement thermochronologique dans les orogènes peut être influencé par le relief et réinitialisé par l'advection de la chaleur liée à la circulation de fluides géothermaux après le refroidissement initial. L'objectif de cette thèse est de reconstruire l'histoire tectono-thermique du massif de l'Aar dans les Alpes suisses Centrales à l'aide de trois thermochronomètres; (U-Th)/He sur zircon, (U-Th)/He sur apatite et les traces de fission sur apatite. Afin d'atteindre cet objectif, nous avons récolté un grand nombre d'échantillons provenant de différentes altitudes dans la vallée fortement incisée de Lötschental ainsi que du tunnel de NEAT. Cette stratégie d'échantillonnage nous a permis de contraindre de manière précise la chronologie, les quantités et les mécanismes d'exhumation de cette zone des Alpes Centrales, d'évaluer le rôle de la topographie sur l'enregistrement thermochronologique et de tester l'impact de l'hydrothermalisme sur les géochronomètres. Les échantillons ont été prélevés à des altitudes comprises entre 650 et 3930m selon 5 profils verticaux en surface et un dans le tunnel. Quand cela à été possible, les trois systèmes radiométriques ont été appliqués aux échantillons. Les âges (U-Th)\He obtenus sur zircons sont compris entre 5.l et 9.4 Ma et sont corrélés de manière positive avec l'altitude. Les graphiques représentant l'âge et l'élévation montrent une nette rupture de la pente qui traduisent un accroissement de la vitesse d'exhumation de 0.4 à 3 km\Ma il y a 6 Ma. Cette accélération de l'exhumation est confirmée par les vitesses de refroidissement de l'ordre de 100°C\Ma obtenus à partir des différents âges sur zircons et à partir des autres systèmes géochronologiques. Les données obtenues par traces de fission sur apatite nous indiquent également une exhumation rapide jusqu'à la fin du Miocène. Nous interprétons cet évènement à 6 Ma comme étant lié à l'uplift tectonique du massif de l'Aar. Le fait que cet évènement soit tardi-miocène implique qu'une augmentation des précipitations au Pliocène n'a pas engendré cette exhumation rapide du massif de l'Aar. La crise Messinienne de la mer méditerranée n'a pas pu avoir une incidence directe sur l'érosion du massif de l'Aar mais l'érosion associée à ce phénomène à pu réduire le coin orogénique alpin et causer la réactivation des chevauchements du massif de l'Aar. L'exhumation rapide Miocène a été suivie pas une diminution des taux d'exhumation lors des derniers 6 Ma (jusqu'à 1.3 km\Ma). Cependant, les âges (U-Th)\He sur apatite ainsi que les traces de fission sur apatite des échantillons du tunnel enregistrent une perturbation de l'enregistrement décrit ci-dessus. Les âges obtenus sur les apatites sont sensiblement plus jeunes sous l'axe de la vallée en comparaison du profil d'âges attendus. En effet, on attendrait des âges plus jeunes sous les parties les plus profondes du tunnel à cause de l'advection de la chaleur dans les flancs de la vallée. La vallée est creusée dans des schistes alors que les flancs de celle-ci sont constitués de granitoïdes plus durs. En accord avec les observations hydrologiques du tunnel, nous suggérons que la perméabilité élevée des roches sous l'axe de la vallée à permi l'infiltration de fluides géothermaux qui a généré un réchauffement des roches. Ce réchauffement aurait donc induit une perte d'Hélium et un recuit des traces de fission dans les apatites. Ceci résulterait en un rajeunissement des âges apatite et en une sous-estimation des vitesses d'exhumation sous l'axe de la vallée. Cette étude à servi à démontrer la nécessité d'un échantillonnage fin et précis afin d'apporter des données thermochronologiques de qualité dans le contexte alpin. Cette approche multi-système nous a permi de contrôler la pertinence des données acquises ainsi que d'identifier les sources possibles d'erreurs lors d'études thermochronologiques. RÉSUMÉ LARGE PUBLIC Lors d'une orogenèse, les roches subissent un cycle comprenant une subduction, de la déformation, du métamorphisme et, finalement, un retour à la surface (ou exhumation). L'exhumation résulte de la déformation au sein de la zone de collision, menant à un raccourcissement et un apaissessement de l'édifice rocheux, qui se traduit par une remontée des roches, création d'une topographie et érosion. Puisque l'érosion agit comme un racloir sur la partie supérieure de l'édifice, des tentatives de corrélation entre les épisodes d'exhumation rapide et les périodes d'érosion intensive, dues aux changements climatiques, ont été effectuées. La connaissance de la chronologie et du lieu précis est d'une importance capitale pour une quelconque reconstruction de l'évolution d'une chaîne de montagne. Ces critères sont donnés par un retraçage des changements de la température de la roche en fonction du temps, nous donnant le taux de refroidissement. L'instant auquel les roches ont refroidit, passant une certaine température, est contraint par l'application de techniques de datation par radiométrie. Ces méthodes reposent sur la désintégration des isotopes radiogéniques, tels que l'uranium et le potassium, tous deux abondants dans les roches de la croûte terrestre. Les produits de cette désintégration ne sont pas retenus dans les minéraux hôtes jusqu'au moment du refroidissement de la roche sous une température appelée 'de fermeture' , spécifique à chaque système de datation. Par exemple, la désintégration radioactive des atomes d'uranium et de thorium produit des atomes d'hélium qui s'échappent d'un cristal de zircon à des températures supérieures à 200°C. En mesurant la teneur en uranium-parent, l'hélium accumulé et en connaissant le taux de désintégration, il est possible de calculer à quel moment la roche échantillonnée est passée sous la température de 200°C. Si le gradient géothermal est connu, les températures de fermeture peuvent être converties en profondeurs actuelles (p. ex. 200°C ≈ 7km), et le taux de refroidissement en taux d'exhumation. De plus, en datant par système radiométrique des échantillons espacés verticalement, il est possible de contraindre directement le taux d'exhumation de la section échantillonnée en observant les différences d'âges entre des échantillons voisins. Dans les Alpes suisses, le massif de l'Aar forme une structure orographique majeure. Avec des altitudes supérieures à 4000m et un relief spectaculaire de plus de 2000m, le massif domine la partie centrale de la chaîne de montagne. Les roches aujourd'hui exposées à la surface ont été enfouies à plus de 10 km de profond il y a 20 Ma, mais la topographie actuelle du massif de l'Aar semble surtout s'être développée par un soulèvement actif depuis quelques millions d'années, c'est-à-dire depuis le Néogène supérieur. Cette période comprend un changement climatique soudain ayant touché l'Europe il y a environ 5 Ma et qui a occasionné de fortes précipitations, entraînant certainement une augmentation de l'érosion et accélérant l'exhumation des Alpes. Dans cette étude, nous avons employé le système de datation (U-TH)/He sur zircon, dont la température de fermeture de 200°C est suffisamment basse pour caractériser l'exhumation du Néogène sup. /Pliocène. Les échantillons proviennent du Lötschental et du tunnel ferroviaire le plus profond du monde (NEAT) situé dans la partie ouest du massif de l'Aar. Considérés dans l'ensemble, ces échantillons se répartissent sur un dénivelé de 3000m et des âges de 5.1 à 9.4 Ma. Les échantillons d'altitude supérieure (et donc plus vieux) documentent un taux d'exhumation de 0.4 km/Ma jusqu'à il y a 6 Ma, alors que les échantillons situés les plus bas ont des âges similaires allant de 6 à 5.4 Ma, donnant un taux jusqu'à 3km /Ma. Ces données montrent une accélération dramatique de l'exhumation du massif de l'Aar il y a 6 Ma. L'exhumation miocène sup. du massif prédate donc le changement climatique Pliocène. Cependant, lors de la crise de salinité d'il y a 6-5.3 Ma (Messinien), le niveau de la mer Méditerranée est descendu de 3km. Un tel abaissement de la surface d'érosion peut avoir accéléré l'exhumation des Alpes, mais le bassin sud alpin était trop loin du massif de l'Aar pour influencer son érosion. Nous arrivons à la conclusion que la datation (U-Th)/He permet de contraindre précisément la chronologie et l'exhumation du massif de l'Aar. Concernant la dualité tectonique-érosion, nous suggérons que, dans le cas du massif de l'Aar, la tectonique prédomine.

Three-dimensional sequence stratigraphy and subtle stratigraphic traps associated with systems tracts: West Cameron region, offshore Louisiana, Gulf of Mexico

Three-dimensional sequence stratigraphy is a potent exploration and development tool for the discovery of subtle stratigraphic traps. Reservoir morphology, heterogeneity and subtle stratigraphic trapping mechanisms can be better understood through systematic horizontal identification of sedimentary facies of systems tracts provided by three-dimensional attribute maps used as an important complement to the sequential analysis on the two-dimensional seismic lines and the well log data. On new prospects as well as on already-producing fields, the additional input of sequential analysis on three-dimensional data enables the identification, location and precise delimitation of new potentially productive zones. The first part of this paper presents four typical horizontal seismic facies assigned to the successive systems tracts of a third- or fourth-order sequence deposited in inner to outer neritic conditions on a elastic shelf. The construction of this synthetic representative sequence is based on the observed reproducibility of the horizontal seismic facies response to cyclic eustatic events on more than 35 sequences registered in the Gulf coast Plio-Pleistocene and Late Miocene, offshore Louisiana in the West Cameron region of the Gulf of Mexico. The second part shows how three-dimensional sequence stratigraphy can contribute in localizing and understanding sedimentary facies associated with productive zones. A case study in the early Middle Miocene Cibicides opima sands shows multiple stacked gas accumulations in the top slope fan, prograding wedge and basal transgressive systems tract of the third-order sequence between SB15.5 and SB 13.8 Ma.

Gondwana-derived microcontinents - The constituents of the Variscan and Alpine collisional orogens

The European Variscan and Alpine mountain chains are collisional orogens, and are built up of pre-Variscan ``building blocks'' which, in most. cases, originated at the Gondwana margin. Such pre-Variscan elements were part of a pre-Ordovician archipelago-like continental ribbon in the former eastern prolongation of Avalonia, and their present-day distribution resulted from juxtaposition through Variscan and/or Alpine tectonic evolution. The well-known nomenclatures applied to these mountain chains are the mirror of Variscan resp. Alpine organization. It is the aim of this paper to present a terminology taking into account their pre-Variscan evolution at the Gondwana margin. They may contain relics of volcanic islands with pieces of Cadomian crust, relics of volcanic arc settings, and accretionary wedges, which were separated from Gondwana by initial stages of Rheic ocean. opening. After a short-lived Ordovician orogenic event and amalgamation of these elements at the Gondwanan margin, the still continuing Gondwana-directed subduction triggered the formation of Ordovician Al-rich granitoids and; the latest Ordovician opening of Palaeo-Tethys. An example from the Alps (External Massifs) illustrates the gradual reworking of Gondwana-derived, pre-Variscan. elements during the Variscan and Alpine/ Tertiary orogenic cycles. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Petrology and chemistry of the Chalten Plutonic Complex and implications on the magmatic and tectonic evolution of the Southernmost Andes (Patagonia) during the Miocene

Résumé Scientific:Pétrologie et Géochimie du Complexe Plutonique de Chaltén et les conséquences pour l'évolution magmatique et tectonique du Andes du Sud (Patagonia) pendant le MiocèneLe sujet de cette thèse est le Complexe Plutonique de Chaltén (CHPC), situé à la frontière entre le Chili et l'Argentine, en Patagonie (49°15'S). Ce complexe s'est mis en place au début du Miocène, dans un contexte de changements tectoniques importants. La géométrie et la vitesse de migration des plaques en Patagonie a été modifiée suite l'ouverture de la plaque Farallon il y a 25Ma (Pardo-Casas and Molnar 1987) et la subduction de la ride active du Chili sous la plaque sud-américaine il y a 14Ma (Cande and Leslie 1986). Les effets de cette reconfiguration tectonique sur la morphologie et le magmatisme de la plaque supérieure sont encore sujets à discussion. Dans ce contexte, un groupe d'intrusions miocènes - telle que le CHPC - est particulièrement intriguant, car en position transitionnelle entre le batholithe patagonien et l'arc volcanique cénozoïque et récent à l'ouest, et les laves de plateau de Patagonie à l'est (Fig. 1). A cause de leur position tectonique transitoire, ces plutons isolés hors du batholithe représentent un endroit clé pour comprendre les interactions entre la tectonique à large échelle et le magmatisme en Patagonie. Ici, je présente de nouvelles données de terrain, petrologiques, géochimiques et géochronologiques dans le but de caractériser la nature du CHPC, qui était largement inconnu avant cette étude, dans le but de tester l'hypothèse de migration de l'arc et erosion par subduction.Les résultats de l'investigation géochimique (chapitre 2) montrent que le CHPC n'est qu'un exemple parmi les plutons isolés d'arrière arc ave une composition calco-alcaline caractéristique, c-à-d une signature d'arc. La plupart de ces plutons isolés ont une composition alcaline. Le CHPC, contrairement, a une signature calco-alcaline avec Κ intermédiaire, tel que le batholithe patagonien et la plupart des roches volcaniques quaternaires liées à l'arc le long des Andes.De nouvelles données géochronologiques U-Pb de haute précision sur des zircons, acquis par TIMS, sur le CHPC donnent des âges entre 17.0 et 16.4Ma. Les âges absolus sont en accord avec la séquence intrusive déduite des relations de terrain (chapitre 1). Ces données sont les premières contraintes d'âge U-Pb sur le CHPC. Elles montrent clairement que l'histoire magmatique du CHPC n'a pas de lien direct avec la subduction de la ride à cette latitude (Cande and Leslie 1986), car le complexe est au moins 6Ma plus ancien.Une comparaison en profondeur avec les autres intrusions d'âge Miocène en Patagonie révèlent - pour la première fois - une évolution temporelle intéressante. Il y a une tendance E-W distincte au magmatisme calco-alcalin entre 20-16Ma avec une diminution de l'âge vers l'est - le CHPC est l'expression la plus orientale de cette tendance. Je suggère que la relation espace-temps reflète une migration vers l'est (vers le continent) de l'arc magmatique. Je propose que le facteur principal contrôlant cette migration est la subduction rapide suite à la reconfiguration de la vitesse des plaques tectoniques après l'ouverture la plaque Farallon (à ~26Ma) qui résulterait en une déformation importante ainsi qu'à des taux élevés d'érosion dans la fosse de subduction.Les rapports d'isotopes radiogéniques (Pb, Sr, Nd) élevés, une signature 6018 basse et un rapport Th/La élevé sont des paramètres distinctifs pour les roches mafiques du CHPC. Le modèle isotopique présenté (chapitre 2) suggère que cette signature reflète une contamination de la source, dans le coin de manteau, plutôt qu'une contamination crustale. La signature des éléments en trace du CHPC indiquent que le coin de manteau a été contaminé par des composés terrigènes, le plus vraisemblablement par des sédiments paléozoïques.Les travaux de terrain, la pétrographie et la géothermobarométrie ont été utilisés dans le but de comprendre l'histoire interne du CHPC (chapitre 3). Ces données suggèrent deux niveaux distincts de cristallisation : l'un dans la croûte moyenne (6 à 4.5kbar) et l'autre à un niveau peu profond (3.5 à 2kbar). La modélisation isotopique AFC de la contamination crustale indique des taux variables d'assimilation, qui ne sont pas corrélés avec le degré de différenciation. Cela suggère que différents volumes de magma se sont différenciés en profondeur, de façon indépendante. Cela implique que le CHPC se serait formés en plusieurs puises de magmas provenant d'au moins trois sources différentes. Les textures des granodiorites et des granites indiquent des teneurs élevées en cristaux avant la mise en place et, par conséquent, des températures d'emplacement faibles. Les observations de terrain montrent que les roches mafiques sont déformées, alors que ce n'est pas le cas pour les granodiorites et granites (plus jeunes). La déformation des roches mafiques est encore sujet de recherche, afin de savoir si elle est liée à la déformation régionale en régime compressif ou à l'emplacement lui-même. Cependant, la mise en place de grand volume de magma felsique riche en cristaux suggère un régime d'extension.Scientific Abstract:Petrology and chemistry of the Chaltén Plutonic Complex and implications on the magmatic and tectonic evolution of the Southernmost Andes (Patagonia) during the MioceneThe subject of this thesis is the Chaltén Plutonic Complex (CHPC) located at the frontier between Chile and Argentina in Patagonia (at 49° 15 'Southern latitude). This complex intruded during early Miocene in a context of major tectonics changes. The plate geometry of Patagonia has been modified by changes in the plate motions after the break up of the Farallôn plate at 25Ma (Pardo-Casas and Molnar 1987) and by the subduction of the Chile spreading Ridge beneath South-America at 14 Ma (Cande and Leslie 1986). The effects of this tectonic setting on the morphology and the magmatism of the overriding plate are a matter of on-going discussion. Particularly intriguing in this context is a group of isolated Miocene intrusions - like the CHPC - which are located in a transitional position between the Patagonian Batholith and the Cenozoic and Recent volcanic arc in the West, and the Patagonian plateau lavas in the East (Fig. 1). Due to their transient tectonic position these isolated plutons outside the batholith represent a key to understanding the interaction between global-scale tectonics and magmatism in Patagonia. Here, I present new field, penological, geochemical and geochronological data to characterize the nature of the CHPC, which was largely unknown before this study, in order to test the hypothesis of time- transgressive magmatism.The results of the geochemical investigation (Chapter 2) show that the CHPC is only one among these isolated back-arc plutons with a characteristic calc-alkaline composition, i.e. arc signature. Most of these isolated intrusives have an alkaline character. The CHPC, in contrast, has a medium Κ calc-alkaline signature, like the Patagonian batholith and most of the Quaternary arc-related volcanic rocks along the Andes.New high precision TIMS U-Pb zircon dating of the CHPC yield ages between 17.0 to 16.4 Ma. The absolute ages support the sequence of intrusion relations established in the field (Chapter 1). These data are the first U-Pb age constraints on the CHPC, and clearly show that the magmatic history of CHPC has no direct link to the subduction of the ridge, since this complex is at least 6 Ma older than the time of collision of the Chile ridge at this latitude (Cande and Leslie 1986).An in-depth comparison with other intrusion of Miocene age in Patagonia reveals - for the first time - an interesting temporal pattern. There is a distinct E-W trend of calc-alkaline magmatism between 20-16 Ma with the younging of ages in the East - the CHPC is the easternmost expression of this trend. I suggest that this time-space relation reflects an eastward (landward) migration of the magmatic arc. I propose that main factor controlling this migration is the fast rates of subduction after the major reconfigurations of the plate tectonic motions after the break up of the Farallôn Plate (at -26 ) resulting in strong deformation and high rates of subduction erosion.High radiogenic isotope ratios (Pb, Sr, Nd) ratios, low 5018 signature and high Th/La ratios in mafic rocks are distinctive features of the CHPC. The presented isotopic models (Chapter 2) suggest that this signature reflects source contamination of the mantle wedge rather than crustal contamination. The trace element signature of the CHPC indicates that the mantle wedge was contaminated with a terrigenous component, most likely from Paleozoic sediments.Fieldwork, petrography and geothermobarometry were used to further unravel the internal history of the CHPC (Chapter 3). These data suggest two main levels of crystallization: one a mid crustal levels (6 to 4.5 kbar) and other a shallow level (3.5 to 2 kbar). Isotopic AFC modeling of crustal contamination indicate variable rates of assimilation, which are not correlated with the degree of differentiation. This suggests that different batches of magma differentiate independently at depths. This implies that the CHPC would have formed by several pulses of magmas from at least 3 different sources. Textures of granodiorites and granites indicate a high content of crystals previous to the emplacement and consequently low emplacement temperatures. Field observations show that the mafic rocks are deformed, whereas the (younger) granodiorites and granites are not. It is still subject of investigation whether the deformation of the mafic rocks is related to regional deformation during a compressional regime or to the emplacement it self. However, the emplacement of huge amount of crystal rich felsic magmas suggests an extensional regime.Résumé Grand PublicPétrologie et Géochimie du Complexe Plutonique de Chaltén et les conséquences pour l'évolution magmatique et tectonique du Andes du Sud (Patagonia) pendant le MiocèneLe Complexe Plutonique de Chaltén (CHPC) est un massif montagneux situé à 49°S à la frontière entre le Chili et l'Argentine, en Patagonie (région la plus au sud de l'Amérique du Sud). Il est composé de montagnes qui peuvent atteindre plus de 3000 mètres d'altitude, telles que le Cerro Fitz Roy (3400m) et le Cerro Torre (3100m). Ces montagnes sont composées de roches plutoniques, c.-à-d. des magmas qui se sont refroidis et ont cristallisés sous la surface terrestre.La composition chimique de ces roches montre que les magmas, qui ont formé ce complexe plutonique, font partie d'un volcanisme d'arc. Celui-ci se forme lorsqu'une plaque océanique plonge sous une plaque continentale. Les géologues appellent ce processus « subduction ». Dans un tel scénario, le manteau terrestre, qui se fait prendre entre ces deux plaques, fond pour former ainsi du magma. Ce magma remonte à travers la plaque continentale vers la surface. Si celui-ci atteint la surface, il forme les roches volcaniques, comme par exemple des laves. S'il n'atteint pas la surface, le magma se refroidit pour former finalement les roches plutoniques.Le long de la marge ouest d'Amérique du Sud, la plaque Nazca - qui se situe au sud-est de la plaque océanique pacifique - passe en dessous de la plaque d'Amérique du Sud. La bordure ouest du sud de la plaque sud-américaine a également été affectée par d'autres processus tectoniques, tels que des changements dramatiques dans les déplacements de plaques (il y a 25Ma) et la collision de la ride du Chili (depuis 15 Ma jusqu'à aujourd'hui). Ces caractéristiques tectoniques et magmatiques font de cette région un haut lieu pour les géologues. La plaque Nazca, s'est formée suite à l'ouverture d'une plaque océanique plus ancienne, il y a 25Ma. Cette ouverture est liée aux vitesses de subduction les plus rapides jamais connues. La ride du Chili est l'endroit où le sol de l'Océan Pacifique s'ouvre, formant deux plaques océaniques : les plaques Nazca et Antarctique. La ride du Chili subducte sous la plaque sud-américaine depuis 15Ma, en association avec la formation de grands volumes de magma ainsi que des changements morphologiques importants. La question de savoir lequel de ces changements tectoniques globaux affecte la géologie et la géographie de Patagonie a été, et est encore, discutée pendant de nombreuses années. De nombreux chercheurs suggèrent que la plupart des caractéristiques morphologiques et magmatiques en Patagonie sont liés à la subduction de la ride du Chili, mais cette suggestion est encore débattue comme le montre notre étude.Le batholithe de Patagonie du sud (SPB) est un énorme massif composé de roches plutoniques et il s'étend tout au long de la côte ouest de Patagonie (au sud de 47°S). Ces roches correspondent certainement aux racines d'un ancien arc volcanique, qui a été soulevé et érodé. Le CHPC, ainsi que d'autres petites intrusions dans la région, se situe dans une position exotique, à 100km à l'est du SPB. Certains chercheurs suggèrent que ces intrusions pourraient être liées à la subduction de la ride du Chili.Afin de débattre de cette problématique, nous avons utilisé différentes méthodes géochronologiques pour déterminer l'âge du CHPC et le comparer (a) à l'âge des roches intrusives similaires du SPB et (b) à l'âge de la collision de la ride du Chili. Dans ce travail, nous prouvons que le CHPC s'est formé au moins 7Ma avant la collision avec la ride du Chili. Sur la base des âges du CHPC et de la composition chimique de ses roches et minéraux, nous proposons que le CHPC fait partie d'un arc volcanique ancien. La migration de l'arc volcanique plus profondément dans le continent résulte de la grande vitesse de subduction entre 25 et lOMa. Des caractéristiques évidentes pour un tel processus - telles qu'une déformation importante et une vitesse d'érosion élevée - peuvent être rencontrées tout au long de la bordure ouest de l'Amérique du sud.

Tariff Equivalent of Technical Barriers to Trade with Imperfect Substitution and Trade Costs, November 2005

The price-wedge method yields a tariff-equivalent estimate of technical barriers to trade (TBT). An extension of this method accounts for imperfect substitution between domestic and imported goods and incorporates recent findings on trade costs. We explore the sensitivity of this revamped TBT estimate to its key determinants (substitution elasticity, preference for home good, and trade cost). We use the augmented approach to investigate the ongoing US-Japan apple trade dispute and find that removing the Japanese TBT would yield limited export gains to the United States. We then draw policy implications of our findings.