Eficiência agrícola da produção de soja, milho e trigo no estado do Rio Grande do Sul entre 1980 e 2008

Eficiência agrícola (EA) é utilizada como indicador do nível de desenvolvimento agrícola regional, expressando, por meio da relação entre as produtividades real e atingível, o nível tecnológico empregado nas culturas. Com base nisso, o objetivo deste estudo foi avaliar a EA das culturas da soja, do milho e do trigo para o estado do Rio Grande do Sul, entre os anos de 1980 e 2008, identificando os principais fatores que as condicionaram. A EA foi obtida pela relação entre a produtividade atingível (PA) e a real (PR). A PR foi obtida junto ao banco de dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). A PA foi obtida pela estimativa da produtividade potencial (PPf), pelo método de Zona Agroecológica da FAO, deflacionada pelo déficit hídrico em cada uma das fases da cultura. Verificou-se que as EAs médias para as culturas do milho, da soja e do trigo para o RS foram iguais a 54, 61 e 43%, respectivamente. Nas localidades de Santa Rosa, São Borja e Veranópolis, a EA para a soja foi, ao contrário das demais localidades, negativa. Os principais fatores que contribuíram para o aumento da EA, na maioria das localidades, foram: mudanças no uso e fertilidade do solo; uso de mecanização agrícola; preços pagos pelas commodities; investimentos em pesquisa e desenvolvimento; adoção do zoneamento de risco climático; e melhoramento genético.

Petrology of Gameleira potassic lamprophyres, São Francisco Craton

Gameleira lamprophyres are dykes and mafic microgranular enclaves associated with the shoshonitic Gameleira monzonite. This association belongs to the Paleoproterozoic alkaline magmatism from Serrinha nucleus, northeast Brazil. The liquidus paragenesis is diopside, pargasite, apatite and mica. Reverse zoning was identified in the groundmass alkali feldspar and was related to the undercooling of lamprophyric magma during the emplacement, with high growth rate of pargasite/edenite inducing disequilibrium between feldspars and liquid. Chemical data indicate that the lamprophyres are basic rocks (SiO2 < 48 wt%), with alkaline character (Na2O + K2O > 3 wt%) and potassic signature (K2O/Na2O ≈ 2). High contents of MgO and Cr are consistent with a signature of a primary liquid, and such concentrations, as well as Al, K, P, Ba, Ni- and light rare earth elements, are consistent with an olivine-free metasomatic mantle source enriched in amphibole, clinopyroxene and apatite. By contrast, the ultrapotassic lamprophyres from Morro do Afonso, contemporaneous alkaline ultrapotassic magmatism in Serrinha nucleus, were probably produced by melting of a clinopyroxene-phlogopite-apatite enriched-source. The identification of different mineral paragenesis in the source of potassic and ultrapotassic lamprophyres from Serrinha nucleus can contribute to the understanding of the mantle heterogeneities and tectonic evolution of this region.

Micro-structural and compositional variations of hydrothermal epidote-group minerals from a peralkaline granite, Corupá Pluton, Graciosa Province, South Brazil, and their petrological implications

Epidote-group minerals, together with albite, quartz, fluorite, Al-poor and Fe-rich phyllosilicates, zircon, and minor oxides and sulphides, are typical hydrothermal phases in peralkaline alkali-feldspar granites from the Corupá Pluton, Graciosa Province, South Brazil. The epidote-group minerals occur as single crystals and as aggregates filling in rock interstices and miarolitic cavities. They display complex recurrent zoning patterns with an internal zone of ferriallanite-(Ce), followed by allanite-(Ce), then epidote-ferriepidote, and an external zone with allanite-(Ce), with sharp limits, as shown in BSE and X-ray images. REE patterns show decreasing fractionation degrees of LREE over HREE from ferriallanite to epidote. The most external allanite is enriched in MREE. LA-ICP-MS data indicate that ferriallanite is enriched (>10-fold) in Ti, Sr and Ga, and depleted in Mg, Rb, Th and Zr relative to the host granite. Allanite has lower Ga and Mn and higher Zr, Nb and U contents as compared to ferriallanite, while epidote is enriched in Sr, U and depleted in Pb, Zr, Hf, Ti and Ga. The formation of these minerals is related to the variable concentrations of HFSE, Ca, Al, Fe and F in fluids remaining from magmatic crystallization, in an oxidizing environment, close to the HM buffer. L-MREE were in part released by the alteration of chevkinite, their main primary repository in the host rocks.

Dalla città alla casa, dalla casa alla città: la mutevole ricerca di un Piano per il ben-essere urbano

La ricerca si propone di definire le linee guida per la stesura di un Piano che si occupi di qualità della vita e di benessere. Il richiamo alla qualità e al benessere è positivamente innovativo, in quanto impone agli organi decisionali di sintonizzarsi con la soggettività attiva dei cittadini e, contemporaneamente, rende evidente la necessità di un approccio più ampio e trasversale al tema della città e di una più stretta relazione dei tecnici/esperti con i responsabili degli organismi politicoamministrativi. La ricerca vuole indagare i limiti dell’urbanistica moderna di fronte alla complessità di bisogni e di nuove necessità espresse dalle popolazioni urbane contemporanee. La domanda dei servizi è notevolmente cambiata rispetto a quella degli anni Sessanta, oltre che sul piano quantitativo anche e soprattutto sul piano qualitativo, a causa degli intervenuti cambiamenti sociali che hanno trasformato la città moderna non solo dal punto di vista strutturale ma anche dal punto di vista culturale: l’intermittenza della cittadinanza, per cui le città sono sempre più vissute e godute da cittadini del mondo (turisti e/o visitatori, temporaneamente presenti) e da cittadini diffusi (suburbani, provinciali, metropolitani); la radicale trasformazione della struttura familiare, per cui la famiglia-tipo costituita da una coppia con figli, solido riferimento per l’economia e la politica, è oggi minoritaria; l’irregolarità e flessibilità dei calendari, delle agende e dei ritmi di vita della popolazione attiva; la mobilità sociale, per cui gli individui hanno traiettorie di vita e pratiche quotidiane meno determinate dalle loro origini sociali di quanto avveniva nel passato; l’elevazione del livello di istruzione e quindi l’incremento della domanda di cultura; la crescita della popolazione anziana e la forte individualizzazione sociale hanno generato una domanda di città espressa dalla gente estremamente variegata ed eterogenea, frammentata e volatile, e per alcuni aspetti assolutamente nuova. Accanto a vecchie e consolidate richieste – la città efficiente, funzionale, produttiva, accessibile a tutti – sorgono nuove domande, ideali e bisogni che hanno come oggetto la bellezza, la varietà, la fruibilità, la sicurezza, la capacità di stupire e divertire, la sostenibilità, la ricerca di nuove identità, domande che esprimono il desiderio di vivere e di godere la città, di stare bene in città, domande che non possono essere più soddisfatte attraverso un’idea di welfare semplicemente basata sull’istruzione, la sanità, il sistema pensionistico e l’assistenza sociale. La città moderna ovvero l’idea moderna della città, organizzata solo sui concetti di ordine, regolarità, pulizia, uguaglianza e buon governo, è stata consegnata alla storia passata trasformandosi ora in qualcosa di assai diverso che facciamo fatica a rappresentare, a descrivere, a raccontare. La città contemporanea può essere rappresentata in molteplici modi, sia dal punto di vista urbanistico che dal punto di vista sociale: nella letteratura recente è evidente la difficoltà di definire e di racchiudere entro limiti certi l’oggetto “città” e la mancanza di un convincimento forte nell’interpretazione delle trasformazioni politiche, economiche e sociali che hanno investito la società e il mondo nel secolo scorso. La città contemporanea, al di là degli ambiti amministrativi, delle espansioni territoriali e degli assetti urbanistici, delle infrastrutture, della tecnologia, del funzionalismo e dei mercati globali, è anche luogo delle relazioni umane, rappresentazione dei rapporti tra gli individui e dello spazio urbano in cui queste relazioni si muovono. La città è sia concentrazione fisica di persone e di edifici, ma anche varietà di usi e di gruppi, densità di rapporti sociali; è il luogo in cui avvengono i processi di coesione o di esclusione sociale, luogo delle norme culturali che regolano i comportamenti, dell’identità che si esprime materialmente e simbolicamente nello spazio pubblico della vita cittadina. Per studiare la città contemporanea è necessario utilizzare un approccio nuovo, fatto di contaminazioni e saperi trasversali forniti da altre discipline, come la sociologia e le scienze umane, che pure contribuiscono a costruire l’immagine comunemente percepita della città e del territorio, del paesaggio e dell’ambiente. La rappresentazione del sociale urbano varia in base all’idea di cosa è, in un dato momento storico e in un dato contesto, una situazione di benessere delle persone. L’urbanistica moderna mirava al massimo benessere del singolo e della collettività e a modellarsi sulle “effettive necessità delle persone”: nei vecchi manuali di urbanistica compare come appendice al piano regolatore il “Piano dei servizi”, che comprende i servizi distribuiti sul territorio circostante, una sorta di “piano regolatore sociale”, per evitare quartieri separati per fasce di popolazione o per classi. Nella città contemporanea la globalizzazione, le nuove forme di marginalizzazione e di esclusione, l’avvento della cosiddetta “new economy”, la ridefinizione della base produttiva e del mercato del lavoro urbani sono espressione di una complessità sociale che può essere definita sulla base delle transazioni e gli scambi simbolici piuttosto che sui processi di industrializzazione e di modernizzazione verso cui era orientata la città storica, definita moderna. Tutto ciò costituisce quel complesso di questioni che attualmente viene definito “nuovo welfare”, in contrapposizione a quello essenzialmente basato sull’istruzione, sulla sanità, sul sistema pensionistico e sull’assistenza sociale. La ricerca ha quindi analizzato gli strumenti tradizionali della pianificazione e programmazione territoriale, nella loro dimensione operativa e istituzionale: la destinazione principale di tali strumenti consiste nella classificazione e nella sistemazione dei servizi e dei contenitori urbanistici. E’ chiaro, tuttavia, che per poter rispondere alla molteplice complessità di domande, bisogni e desideri espressi dalla società contemporanea le dotazioni effettive per “fare città” devono necessariamente superare i concetti di “standard” e di “zonizzazione”, che risultano essere troppo rigidi e quindi incapaci di adattarsi all’evoluzione di una domanda crescente di qualità e di servizi e allo stesso tempo inadeguati nella gestione del rapporto tra lo spazio domestico e lo spazio collettivo. In questo senso è rilevante il rapporto tra le tipologie abitative e la morfologia urbana e quindi anche l’ambiente intorno alla casa, che stabilisce il rapporto “dalla casa alla città”, perché è in questa dualità che si definisce il rapporto tra spazi privati e spazi pubblici e si contestualizzano i temi della strada, dei negozi, dei luoghi di incontro, degli accessi. Dopo la convergenza dalla scala urbana alla scala edilizia si passa quindi dalla scala edilizia a quella urbana, dal momento che il criterio del benessere attraversa le diverse scale dello spazio abitabile. Non solo, nei sistemi territoriali in cui si è raggiunto un benessere diffuso ed un alto livello di sviluppo economico è emersa la consapevolezza che il concetto stesso di benessere sia non più legato esclusivamente alla capacità di reddito collettiva e/o individuale: oggi la qualità della vita si misura in termini di qualità ambientale e sociale. Ecco dunque la necessità di uno strumento di conoscenza della città contemporanea, da allegare al Piano, in cui vengano definiti i criteri da osservare nella progettazione dello spazio urbano al fine di determinare la qualità e il benessere dell’ambiente costruito, inteso come benessere generalizzato, nel suo significato di “qualità dello star bene”. E’ evidente che per raggiungere tale livello di qualità e benessere è necessario provvedere al soddisfacimento da una parte degli aspetti macroscopici del funzionamento sociale e del tenore di vita attraverso gli indicatori di reddito, occupazione, povertà, criminalità, abitazione, istruzione, etc.; dall’altra dei bisogni primari, elementari e di base, e di quelli secondari, culturali e quindi mutevoli, trapassando dal welfare state allo star bene o well being personale, alla wellness in senso olistico, tutte espressioni di un desiderio di bellezza mentale e fisica e di un nuovo rapporto del corpo con l’ambiente, quindi manifestazione concreta di un’esigenza di ben-essere individuale e collettivo. Ed è questa esigenza, nuova e difficile, che crea la diffusa sensazione dell’inizio di una nuova stagione urbana, molto più di quanto facciano pensare le stesse modifiche fisiche della città.

Pyrochlore der Pegmatit-Provinz Nazareno, Brasilien

Zusammenfassung:Mit Hilfe einer neuen Formel für die Minerale der Pyrochlor-Gruppe werden sämtliche Endglieder der Na-Ca-Mikrolithe und der Ba-haltigen Mikrolithe aus der Pegmatit-Provinz Nazareno beschrieben: Die Na-reichsten Proben haben nahezu die Idealzusammensetzung eines idealen Pyrochlors, d.h. . Die Ca-reichsten Varietäten weisen maximal auf, wobei der Besetzungsanteil des Ca am A2+ ca. 93% beträgt. Die Ba-haltigen Mikrolithe sind durch eine Defektstruktur gekennzeichnet, wobei für das mögliche Endglied kein Beispiel in den Daten vorliegt. Das Endglied mit dem geringsten Defektcharakter hat folgende Stöchiometrie:

Genesis of metasomatic sapphirine-corundum-spinel-bearing granulites in Sri Lanka

The goal of the present study is to understand the mechanism of mass transfer, the composition and the role of fluids during crustal metasomatism in high-temperature metamorphic terranes. A well constrained case study, a locality at Rupaha, Sri Lanka was selected. It is located in the Highland Complex of Sri Lanka, which represents a small, but important fragment of the super-continent Gondwana. Excellent exposures of ultramafic rocks, which are embedded in granulites, were found at 10 localities. These provide a unique background for understanding the metasomatic processes. The boundary between the ultramafic and the granulite rocks are lined with metasomatic reaction zones up to 50cm in width. Progressing from the ultramafics to the granulite host rock, three distinct zones with the following mineral assemblages can be distinguished: (1). phlogopite + spinel + sapphirine, (2). spinel + sapphirine and (3). corundum + biotite + plagioclase. In order to assess the P-T-t path, the peak metamorphism and the exhumation history were constrained using different thermobarometers, as well as a diffusion model of garnet zoning. A maximum temperature of 875 ± 20oC (Opx-Cpx thermometer) and at the peak pressure of 9.0 ± 0.1 kbar (Grt-Cpx-Pl-Qtz) was calculated for the silicic granulite. The ultramafic rocks recorded a peak temperature of 840 ± 70oC (Opx-Cpx thermometer) at 9 kbar. Coexisting spinel and sapphirine from the reaction zone yield a temperature of 820 ± 40oC. This is in agreement with the peak-temperatures recorded in the adjacent granulites and ultramafics rocks. The structural concordance of the ultramafic rocks with the siliceous granulite host rock further support the suggestion, that all units have experienced the same peak metamorphism. Diffusion modeling of retrograde zoning in garnets from mafic granulites suggests a three-step cooling history. A maximum cooling rate of 1oC/Ma is estimated during the initial stage of cooling, followed by a cooling rate of ~30oC/Ma. The outermost rims of garnet indicate a slightly slower cooling rate at about 10-15oC/Ma. The sequences of mineral zones, containing a variety of Al-rich, silica undersaturated minerals in the reaction zones separating the ultramafic rocks from the silica-rich rocks can be explained by a diffusion model. This involves the diffusion of Mg from ultramafic rocks across the layers, and K and Si diffuse in opposite direction. Chemical potential of Mg and Si generated continuous monotonic gradient, allowing steady state diffusional transport across the profile. The strong enrichment in Al, and the considerable loss of Si, during the formation of reaction bands can be inferred from isocon diagrams. Some Al was probably added to the reaction zones, while Si was lost. This is most likely due to fluids percolating parallel to the zones at the boundary of the rock units. This study has shown that not only pressure and temperature conditions but most importantly PH2O and the concentration of the chlorine and fluorine in aqueous fluids also control the mass transport in different geological environments.

Detailed study of the seismotectonic setting in the Lucanian Apennines and surrounding areas (Southern Italy)

In this research work I analyzed the instrumental seismicity of Southern Italy in the area including the Lucanian Apennines and Bradano foredeep, making use of the most recent seismological database available so far. I examined the seismicity occurred during the period between 2001 and 2006, considering 514 events with magnitudes M ≥ 2.0. In the first part of the work, P- and S-wave arrival times, recorded by the Italian National Seismic Network (RSNC) operated by the Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), were re-picked along with those of the SAPTEX temporary array (2001–2004). For some events located in the Upper Val d'Agri, I also used data from the Eni-Agip oil company seismic network. I computed the VP/VS ratio obtaining a value of 1.83 and I carried out an analysis for the one-dimensional (1D) velocity model that approximates the seismic structure of the study area. After this preliminary analysis, making use of the records obtained in the SeSCAL experiment, I incremented the database by handpicking new arrival times. My final dataset consists of 15,666 P- and 9228 S-arrival times associated to 1047 earthquakes with magnitude ML ≥ 1.5. I computed 162 fault-plane solutions and composite focal mechanisms for closely located events. I investigated stress field orientation inverting focal mechanism belonging to the Lucanian Apennine and the Pollino Range, both areas characterized by more concentrated background seismicity. Moreover, I applied the double difference technique (DD) to improve the earthquake locations. Considering these results and different datasets available in the literature, I carried out a detailed analysis of single sub-areas and of a swarm (November 2008) recorded by SeSCAL array. The relocated seismicity appears more concentrated within the upper crust and it is mostly clustered along the Lucanian Apennine chain. In particular, two well-defined clusters were located in the Potentino and in the Abriola-Pietrapertosa sector (central Lucanian region). Their hypocentral depths are slightly deeper than those observed beneath the chain. I suggest that these two seismic features are representative of the transition from the inner portion of the chain with NE-SW extension to the external margin characterized by dextral strike-slip kinematics. In the easternmost part of the study area, below the Bradano foredeep and the Apulia foreland, the seismicity is generally deeper and more scattered and is associated to the Murge uplift and to the small structures present in the area. I also observed a small structure NE-SW oriented in the Abriola-Pietrapertosa area (activated with a swarm in November 2008) that could be considered to act as a barrier to the propagation of a potential rupture of an active NW-SE striking faults system. Focal mechanisms computed in this study are in large part normal and strike-slip solutions and their tensional axes (T-axes) have a generalized NE-SW orientation. Thanks to denser coverage of seismic stations and the detailed analysis, this study is a further contribution to the comprehension of the seismogenesis and state of stress of the Southern Apennines region, giving important contributions to seismotectonic zoning and seismic hazard assessment.

La sostenibilità ambientale dal Progetto Edilizio al Piano Urbano: L'integrazione della variabile energetica nella pianificazione del territorio

La questione energetica ha assunto, negli ultimi anni, un ruolo centrale nel dibattito mondiale in relazione a quattro fattori principali: la non riproducibilità delle risorse naturali, l’aumento esponenziale dei consumi, gli interessi economici e la salvaguardia dell'equilibrio ambientale e climatico del nostro Pianeta. E’ necessario, dunque, cambiare il modello di produzione e consumo dell’energia soprattutto nelle città, dove si ha la massima concentrazione dei consumi energetici. Per queste ragioni, il ricorso alle Fonti Energetiche Rinnovabili (FER) si configura ormai come una misura necessaria, opportuna ed urgente anche nella pianificazione urbanistica. Per migliorare la prestazione energetica complessiva del sistema città bisogna implementare politiche di governo delle trasformazioni che escano da una logica operativa “edificio-centrica” e ricomprendano, oltre al singolo manufatto, le aggregazioni di manufatti e le loro relazioni/ interazioni in termini di input e output materico-energetiche. La sostituzione generalizzata del patrimonio edilizio esistente con nuovi edifici iper-tecnologici, è improponibile. In che modo quindi, è possibile ridefinire la normativa e la prassi urbanistica per generare tessuti edilizi energeticamente efficienti? La presente ricerca propone l’integrazione tra la nascente pianificazione energetica del territorio e le più consolidate norme urbanistiche, nella generazione di tessuti urbani “energy saving” che aggiungano alle prestazioni energetico-ambientali dei singoli manufatti quelle del contesto, in un bilancio energetico complessivo. Questo studio, dopo aver descritto e confrontato le principali FER oggi disponibili, suggerisce una metodologia per una valutazione preliminare del mix di tecnologie e di FER più adatto per ciascun sito configurato come “distretto energetico”. I risultati di tale processo forniscono gli elementi basilari per predisporre le azioni necessarie all’integrazione della materia energetica nei Piani Urbanistici attraverso l’applicazione dei principi della perequazione nella definizione di requisiti prestazionali alla scala insediativa, indispensabili per un corretto passaggio alla progettazione degli “oggetti” e dei “sistemi” urbani.

I limiti al diritto di proprietà derivanti dagli strumenti di pianificazione urbanistica. I vincoli urbanistici.

Nella prima parte viene ricostruito il concetto di vincolo espropriativo alla luce dell’elaborazione della giurisprudenza della Corte costituzionale e della Corte EDU, giungendo alla conclusione che rientrano in tale concetto le limitazioni al diritto di proprietà che: - derivano da scelte discrezionali dell’Amministrazione non correlate alle caratteristiche oggettive del bene; - superano la normale tollerabilità nel senso che impediscono al proprietario la prosecuzione dell’uso in essere o incidono sul valore di mercato del bene in modo sproporzionato rispetto alle oggettive caratteristiche del bene e all’interesse pubblico perseguito. Ragione di fondo della teoria dei vincoli è censurare l’eccessiva discrezionalità del potere urbanistico, imponendo una maggiore obiettività e controllabilità delle scelte urbanistiche. Dalla teoria dei vincoli consegue altresì che nell’esercizio del potere urbanistico l’Amministrazione, pur potendo differenziare il territorio, deve perseguire l’obiettivo del riequilibrio economico degli interessi incisi dalle sue determinazioni. L’obbligo della corresponsione dell’indennizzo costituisce la prima forma di perequazione urbanistica. Nel terzo e nel quarto capitolo viene analizzata la giurisprudenza civile e amministrativa in tema di vincoli urbanistici, rilevandone la non corrispondenza rispetto all’elaborazione della Corte costituzionale e l’incongruità dei risultati applicativi. Si evidenzia in particolare la necessità del superamento del criterio basato sulla distinzione zonizzazioni-localizzazioni e di considerare conformative unicamente quelle destinazioni realizzabili ad iniziativa privata che in concreto consentano al proprietario di conseguire un’utilità economica proporzionata al valore di mercato del bene. Nel quinto capitolo viene analizzato il rapporto tra teoria dei vincoli e perequazione urbanistica, individuandosi il discrimine tra i due diversi istituti non solo nel consenso, ma anche nella proporzionalità delle reciproche prestazioni negoziali. Attraverso la perequazione non può essere attribuito al proprietario un’utilità inferiore a quella che gli deriverebbe dall’indennità di esproprio.

Quality assessment of a landslide inventory map and its application to land‐use planning. A case study in the Northern Apennines (Emilia‐Romagna region, Italy)

Landslide hazard and risk are growing as a consequence of climate change and demographic pressure. Land‐use planning represents a powerful tool to manage this socio‐economic problem and build sustainable and landslide resilient communities. Landslide inventory maps are a cornerstone of land‐use planning and, consequently, their quality assessment represents a burning issue. This work aimed to define the quality parameters of a landslide inventory and assess its spatial and temporal accuracy with regard to its possible applications to land‐use planning. In this sense, I proceeded according to a two‐steps approach. An overall assessment of the accuracy of data geographic positioning was performed on four case study sites located in the Italian Northern Apennines. The quantification of the overall spatial and temporal accuracy, instead, focused on the Dorgola Valley (Province of Reggio Emilia). The assessment of spatial accuracy involved a comparison between remotely sensed and field survey data, as well as an innovative fuzzylike analysis of a multi‐temporal landslide inventory map. Conversely, long‐ and short‐term landslide temporal persistence was appraised over a period of 60 years with the aid of 18 remotely sensed image sets. These results were eventually compared with the current Territorial Plan for Provincial Coordination (PTCP) of the Province of Reggio Emilia. The outcome of this work suggested that geomorphologically detected and mapped landslides are a significant approximation of a more complex reality. In order to convey to the end‐users this intrinsic uncertainty, a new form of cartographic representation is needed. In this sense, a fuzzy raster landslide map may be an option. With regard to land‐use planning, landslide inventory maps, if appropriately updated, confirmed to be essential decision‐support tools. This research, however, proved that their spatial and temporal uncertainty discourages any direct use as zoning maps, especially when zoning itself is associated to statutory or advisory regulations.

Mesoproterozoic Deposition, Regional Metamorphism and Deformation in North-Central New Mexico: Evidence from Metamorphic Monazite and Detrital Zircon Geochronology in the Picuris Mountains

Detrital zircon and metamorphic monazite ages from the Picuris Mountains, north central New Mexico, were used to confirm the depositional age of the Marquenas Formation, to document the depositional age of the Vadito Group, and to constrain the timing of metamorphism and deformation in the region. Detrital zircon 207Pb/206Pb ages were obtained with the LA-MC-ICPMS from quartzites collected from the type locality of the Marquenas Formation exposed at Cerro de las Marquenas, and from the lower Vadito Group in the southern and eastern Picuris Mountains. The Marquenas Formation sample yields 113 concordant ages including a Mesoproterozoic age population with four grains ca. 1470 Ga, a broad Paleoproterozoic age peak at 1695 Ma, and minor Archean age populations. Data confirm recent findings of Mesoproterozoic detrital zircons reported by Jones et al. (2011), and show that the Marquenas Formation is the youngest lithostratigraphic unit in the Picuris Mountains. Paleoproterozoic and Archean detrital grains in the Marquenas Formation are likely derived from local recycled Vadito Group rocks and ca. 1.75 Ga plutonic complexes, and ca. 1.46 detrital zircons were most likely derived from exposed Mesoproterozoic plutons south of the Picuris. Ninety-five concordant grains from each of two Vadito Group quartzites yield relatively identical unimodal Paleoproterozoic age distributions, with peaks at 1713-1707 Ma. Eastern exposures of quartzite mapped as Marquenas Formation yield detrital zircon age patterns and metamorphic mineral assemblages that are nearly identical to the Vadito Group. On this basis, I tentatively assigned the easternmost quartzite to the Vadito Group. Zircon grains in all samples show low U/Th ratios, welldeveloped concentric zoning, and no evidence of metamorphic overgrowth events, consistent with an igneous origin. North-directed paleocurrent indicators, such as tangential crossbeds (Soegaard & Eriksson, 1986) and other primary sedimentary structures, are preserved in the Marquenas Formation quartzite. Together with pebble-toboulder metaconglomerates in the Marquenas, these observations suggest that this formation was deposited in a braided alluvial plain environment in response to syntectonic uplift to the south of the Picuris Mountains. Metamorphic monazite from two Vadito Group quartzite samples were analyzed with an electron microprobe (EMP). Elemental compositional variation with respect to Th and Y define core and rim domains in monazite grains, and show lower concentrations of Th (1.46-1.52 wt%) and Y (0.67 wt%) in the cores, and higher concentrations of Th (1.98 wt%) and Y (1.06 wt%) in the rims. Results show that Mesoproterozoic core and rim ages from five grains overlap within uncertainty, ranging from 1395-1469 Ma with an average age of 1444 Ma. This 1.44 Ga average age is the dominant timing of metamorphic monazite growth in the region, and represents the timing of metamorphism experienced by the region. An older 1630 Ma core observed in sample CD10-12 may be interpreted as a result of low temperature metamorphism in lower Vadito Group rocks due to heat from ca. 1.65 Ga granitic intrusions. Core ages ca. 1.5 Ga are likely due to a mixing age of two different age domains during analyses. Confirmed sedimentation at 1.48-1.45 Ga and documented mid-crustal regional metamorphism in northern New Mexico ca. 1.44-1.40 are likely associated with a Mesoproterozoic orogenic event.

Holtite and Dumortierite from the Szklary Pegmatite, Lower Silesia, Poland

The Szklary holtite is represented by three compositional varieties: (I) Ta-bearing (up to 14.66 wt.% Ta(2)O(5)), which forms homogeneous crystals and cores within zoned crystals; (2) Ti-bearing (up to 3.82 wt.% TiO(2)), found as small domains within the core; and (3) Nb-bearing (up to 5.30 wt.% Nb(2)O(5),) forming the rims of zoned crystals. All three varieties show variable Sb+As content, reaching 19.18 wt.% Sb(2)O(3) (0.87 Sb a.p.f.u.) and 3.30 wt.% As(2)O(3) (0.22 As a.p.f.u.) in zoned Ta-bearing holtite, which constitutes the largest Sb+As content reported for the mineral. The zoning in holtite is a result of Ta-Nb fractionation in the parental pegmatite-forming melt together with contamination of the relatively thin Szklary dyke by Fe, Mg and Ti. Holtite and the As- and Sb-bearing dumortierite, which in places overgrows the youngest Nb-bearing zone, suggest the following crystallization sequence: Ta-bearing holtite -> Ti-bearing holtite -> Nb-bearing holtite -> As- and Sb-bearing, (Ta,Nb,Ti)-poor dumortierite -> As- and Sb-dominant, (Ta,Nb,Ti)-free dumortierite-like mineral (16.81 wt.% As(2)O(3) and 10.23 wt.% Sb(2)O(3)) with (As+Sb) > Si. The last phase is potentially a new mineral species, Al(6)rectangle B(Sb,As)(3)O(15). or Al(5)rectangle(2)B(Sb,As)(3)O(12)(OH)(3), belonging to the dumortierite group. The Szklary holtite shows no evidence of clustering of compositions around 'holtite I' and 'holtite II'. Instead, the substitutions of Si(4+) by Sb(3+)+As(3+) at the Si/Sb sites and of Ta(5+) by Nb(5+) or Ti(4+) at the Al(l) site suggest possible solid solutions between: (1) (Sb,As)-poor and (Sb,As)-rich holtite; (2) dumortierite and the unnamed (As+Sb)-dominant dumortierite-like mineral; and (3) Ti-bearing dumortierite and holtite, i.e. our data provide further evidence for miscibility between holtite and dumortierite, but leave open the question of defining the distinction between them. The Szklary holtite crystallized from the melt along with other primary Ta-Nb-(Ti) minerals such as columbite-(Mn), tantalite-(Mn), stibiotantalite and stibiocolumbite as the availability of Ta decreased. The origin of the parental melt can be related to anatexis in the adjacent Sowie Mountains complex, leading to widespread migmatization and metamorphic segregation in pelitic-psammitic sediments metamorphosed at similar to 390-380 Ma.

The Yanque prospect (Peru): from polymetallic Zn-Pb mineralization to a nonsulfide deposit

The Yanque nonsulfide Pb-Zn deposit (inferred resources 12.5 Mt @ 3.7% Pb and @ 3.5% Zn) is located in the Andahuaylas-Yauri ore province (Cuzco, southern Peru). The deposit occurs within a base metal mineralized district, centered on the medium-sized Dolores porphyry copper. A thorough geological, mineralogical and geochemical study has carried out in order to define: the relationships between the Dolores Cu-porphyry ore and the Yanque Zn-Pb polymetallic mineralization, and the characteristics of the economic nonsulfide concentrations. Both sedimentary and igneous rocks constitute the backbone of the Yanque-Dolores area. The sedimentary lithologies belong to the Soraya, Mara and Ferrobamba Fms. (upper Jurassic-middle Cretaceous). The Yanque orebody is hosted by the Mara Fm., which prevailingly consists of a siliciclastic sedimentary breccia. The original sulfide mineralization consisted of galena, pyrite and sphalerite. The host rock has been affected by a strong hydrothermal alteration, characterized by prevailing sericite/illite, as in the typical porphyry-related phyllic-argillic alteration stage, and by minor kaolinite, dolomite and quartz. Minor element geochemistry, characterized by Sb, As, Mn, Ag and locally also by Cu, points to magmatic-hydrothermal related mineralizing fluids. The Pb isotopic compositions from Dolores and Yanque sulfides are similar, and are typical of the Tertiary magmatically-derived ores in this part of Peru. The hydrothermally altered rocks at Yanque have the same Pb isotopic compositions as the sulfides, thus confirming the hypothesis that the Yanque primary Zn-Pb mineralization may have been produced by hydrothermal circulation related to the emplacement of the Dolores Cu-porphyry, as it is the case of other porphyry Cu systems associated with polymetallic mineralization elsewhere. However, no simple genetic model for the mineralization involving just one fluid circulation episode is able to explain the data. The Yanque economic nonsulfide ore association consists of sauconite, hemimorphite, smithsonite and cerussite, which result from the weathering and alteration of the original sulfide mineralization. Zinc is allocated mainly in sauconite (Zn-smectite), rather than in carbonates: a factor strictly related to the prevailing siliciclastic character of the host rock. Distinctive features of the Yanque orebody are the comparable ore grades for both Pb and Zn (3.5% Zn and 3.7% Pb), and the inverse supergene chemical zoning. In fact, contrary to other supergene ores of this type, zinc prevails in the top zone of the Yanque deposit, whereas lead content increases with depth. Considering the different mobility of the two metals in solution, it may be assumed that most of the primary zinc that was the source for the Yanque nonsulfides was originally located far from the position occupied by the galena mineralization, whose remnants have been observed on site. Zinc sulfides may have been originally contained in the eroded rock volumes that surrounded the actual deposit: the zinc-rich solutions have possibly migrated through the siliciclastic Mara Fm. and precipitated the nonsulfide minerals by porosity filling and replacement processes. In this sense, the Yanque secondary Zn-Pb deposit could be considered as a special type of “Exotic” mineralization.

Achieving a more realistic assessment of rockfall hazards by coupling three-dimensional process models and field-based tree-ring data

Sound knowledge of the spatial and temporal patterns of rockfalls is fundamental for the management of this very common hazard in mountain environments. Process-based, three-dimensional simulation models are nowadays capable of reproducing the spatial distribution of rockfall occurrences with reasonable accuracy through the simulation of numerous individual trajectories on highly-resolved digital terrain models. At the same time, however, simulation models typically fail to quantify the ‘real’ frequency of rockfalls (in terms of return intervals). The analysis of impact scars on trees, in contrast, yields real rockfall frequencies, but trees may not be present at the location of interest and rare trajectories may not necessarily be captured due to the limited age of forest stands. In this article, we demonstrate that the coupling of modeling with tree-ring techniques may overcome the limitations inherent to both approaches. Based on the analysis of 64 cells (40 m × 40 m) of a rockfall slope located above a 1631-m long road section in the Swiss Alps, we illustrate results from 488 rockfalls detected in 1260 trees. We illustrate that tree impact data cannot only be used (i) to reconstruct the real frequency of rockfalls for individual cells, but that they also serve (ii) the calibration of the rockfall model Rockyfor3D, as well as (iii) the transformation of simulated trajectories into real frequencies. Calibrated simulation results are in good agreement with real rockfall frequencies and exhibit significant differences in rockfall activity between the cells (zones) along the road section. Real frequencies, expressed as rock passages per meter road section, also enable quantification and direct comparison of the hazard potential between the zones. The contribution provides an approach for hazard zoning procedures that complements traditional methods with a quantification of rockfall frequencies in terms of return intervals through a systematic inclusion of impact records in trees.

Contrasting PT paths within the Barchi-Kol UHP terrain (Kokchetav Complex): Implications for subduction and exhumation of continental crust

The Barchi-Kol terrain is a classic locality of ultrahigh-pressure (UHP) metamorphism within the Kokchetav metamorphic belt. We provide a detailed and systematic characterization of four metasedimentary samples using dominant mineral assemblages, mineral inclusions in zircon and monazite, garnet zonation with respect to major and trace elements, and Zr-in-rutile and Ti-in-zircon temperatures. A typical diamond-bearing gneiss records peak conditions of 49 ± 4 kbar and 950–1000 °C. Near isothermal decompression of this rock resulted in the breakdown of phengite associated with a pervasive recrystallization of the rock. The same terrain also contains mica schists that experienced peak conditions close to those of the diamond-bearing rocks, but they were exhumed along a cooler path where phengite remained stable. In these rocks, major and trace element zoning in garnet has been completely equilibrated. A layered gneiss was metamorphosed at UHP conditions in the coesite field, but did not reach diamond-facies conditions (peak conditions: 30 kbar and 800–900 °C). In this sample, garnet records retrograde zonation in major elements and also retains prograde zoning in trace elements. A garnet-kyanite-micaschist that reached significantly lower pressures (24 ± 2 kbar, 710 ± 20 °C) contains garnet with major and trace element zoning. The diverse garnet zoning in samples that experienced different metamorphic conditions allows to establish that diffusional equilibration of rare earth element in garnet likely occurs at ~900–950 °C. Different metamorphic conditions in the four investigated samples are also documented in zircon trace element zonation and mineral inclusions in zircon and monazite. U-Pb geochronology of metamorphic zircon and monazite domains demonstrates that prograde (528–521 Ma), peak (528–522 Ma), and peak to retrograde metamorphism (503–532 Ma) occurred over a relatively short time interval that is indistinguishable from metamorphism of other UHP rocks within the Kokchetav metamorphic belt. Therefore, the assembly of rocks with contrasting P-T trajectories must have occurred in a single subduction-exhumation cycle, providing a snapshot of the thermal structure of a subducted continental margin prior to collision. The rocks were initially buried along a low geothermal gradient. At 20–25 kbar they underwent near isobaric heating of 200 °C, which was followed by continued burial along a low geothermal gradient. Such a step-wise geotherm is in good agreement with predictions from subduction zone thermal models.