Nucleation and growth of metamorphic minerals in contact aureoles

THESIS ABSTRACT Nucleation and growth of metamorphic minerals are the consequence of changing P-T-X-conditions. The thesis presented here focuses on processes governing nucleation and growth of minerals in contact metamorphic environments using a combination of geochemical analytics (chemical-, isotope-, and trace element composition), statistical treatments of spatial data, and numerical models. It is shown, that a combination of textural modeling and stable isotope analysis allows a distinction between several possible reaction paths for olivine growth in a siliceous dolomite contact aureole. It is suggested that olivine forms directly from dolomite and quartz. The formation of olivine from this metastable reaction implies metamorphic crystallization far from equilibrium. As a major consequence, the spatial distribution of metamorphic mineral assemblages in a contact aureole cannot be interpreted as a proxy for the temporal evolution of a single rock specimen, because each rock undergoes a different reaction path, depending on temperature, heating rate, and fluid-infiltration rate. A detailed calcite-dolomite thermometry study was initiated on multiple scales ranging from aureole scale to the size of individual crystals. Quantitative forward models were developed to evaluate the effect of growth zoning, volume diffusion and the formation of submicroscopic exsolution lamellae (<1 µm) on the measured Mg-distribution in individual calcite crystals and compare the modeling results to field data. This study concludes that Mg-distributions in calcite grains of the Ubehebe Peak contact aureole are the consequence of rapid crystal growth in combination with diffusion and exsolution. The crystallization history of a rock is recorded in the chemical composition, the size and the distribution of its minerals. Near the Cima Uzza summit, located in the southern Adamello massif (Italy), contact metamorphic brucite bearing dolomite marbles are exposed as xenoliths surrounded by mafic intrusive rocks. Brucite is formed retrograde pseudomorphing spherical periclase crystals. Crystal size distributions (CSD's) of brucite pseudomorphs are presented for two profiles and combined with geochemistry data and petrological information. Textural analyses are combined with geochemistry data in a qualitative model that describes the formation periclase. As a major outcome, this expands the potential use of CSD's to systems of mineral formation driven by fluid-infiltration. RESUME DE LA THESE La nucléation et la croissance des minéraux métamorphiques sont la conséquence de changements des conditions de pression, température et composition chimique du système (PT-X). Cette thèse s'intéresse aux processus gouvernant la nucléation et la croissance des minéraux au cours d'un épisode de métamorphisme de contact, en utilisant la géochimie analytique (composition chimique, isotopique et en éléments traces), le traitement statistique des données spatiales et la modélisation numérique. Il est montré que la combinaison d'un modèle textural avec des analyses en isotopes stables permet de distinguer plusieurs chemins de réactions possibles conduisant à la croissance de l'olivine dans une auréole de contact riche en Silice et dolomite. Il est suggéré que l'olivine se forme directement à partir de la dolomie et du quartz. Cette réaction métastable de formation de l'olivine implique une cristallisation métamorphique loin de l'équilibre. La principale conséquence est que la distribution spatiale des assemblages de minéraux métamorphiques dans une auréole de contact ne peut pas être considérée comme un témoin de l'évolution temporelle d'un type de roche donné, puisque chaque type de roche suit différents chemins de réactions, en fonction de la température, la vitesse de réchauffement et le taux d'infiltration du fluide. Une étude thermométrique calcite-dolomite détaillée a été réalisée à diverses échelles, depuis l'échelle de l'auréole de contact jusqu'à l'échelle du cristal. Des modèles numériques quantitatifs ont été développés pour évaluer l'effet des zonations de croissance, de la diffusion volumique et de la formation de lamelles d'exsolution submicroscopiques (<1µm) sur la distribution du magnésium mesuré dans des cristaux de calcite individuels. Les résultats de ce modèle ont été comparés ä des échantillons naturels. Cette étude montre que la distribution du Mg dans les grains de calcite de l'auréole de contact de l'Ubehebe Peak (USA) résulte d'une croissance cristalline rapide, associée aux processus de diffusion et d'exsolution. L'histoire de cristallisation d'une roche est enregistrée dans la composition chimique, la taille et la distribution de ses minéraux. Près du sommet Cima Uzza situé au sud du massif d'Adamello (Italie), des marbres dolomitiques à brucite du métamorphisme de contact forment des xénolithes dans une intrusion mafique. La brucite constitue des pseudomorphes rétrogrades du périclase. Les distributions de taille des cristaux (CSD) des pseudomorphes de brucite sont présentées pour deux profiles et sont combinées aux données géochimiques et pétrologiques. Les analyses textorales sont combinées aux données géochimiques dans un modèle qualitatif qui décrit la formation du périclase. Ceci élargit l'utilisation potentielle de la C5D aux systèmes de formation de minéraux controlés par les infiltrations fluides. THESIS ABSTRACT (GENERAL PUBLIC) Rock textures are essentially the result of a complex interaction of nucleation, growth and deformation as a function of changing physical conditions such as pressure and temperature. Igneous and metamorphic textures are especially attractive to study the different mechanisms of texture formation since most of the parameters like pressure-temperature-paths are quite well known for a variety of geological settings. The fact that textures are supposed to record the crystallization history of a rock traditionally allowed them to be used for geothermobarometry or dating. During the last decades the focus of metamorphic petrology changed from a static point of view, i.e. the representation of a texture as one single point in the petrogenetic grid towards a more dynamic view, where multiple metamorphic processes govern the texture formation, including non-equilibrium processes. This thesis tries to advance our understanding on the processes governing nucleation and growth of minerals in contact metamorphic environments and their dynamic interplay by using a combination of geochemical analyses (chemical-, isotope-, and trace element composition), statistical treatments of spatial data and numerical models. In a first part the thesis describes the formation of metamorphic olivine porphyroblast in the Ubehebe Peak contact aureole (USA). It is shown that not the commonly assumed succession of equilibrium reactions along a T-t-path formed the textures present in the rocks today, but rather the presence of a meta-stable reaction is responsible for forming the olivine porphyroblast. Consequently, the spatial distribution of metamorphic minerals within a contact aureole can no longer be regarded as a proxy for the temporal evolution of a single rock sample. Metamorphic peak temperatures for samples of the Ubehebe Peak contact aureole were determined using calcite-dolomite. This geothermometer is based on the temperature-dependent exchange of Mg between calcite and dolomite. The purpose of the second part of this thesis was to explain the interfering systematic scatter of measured Mg-content on different scales and thus to clarify the interpretation of metamorphic temperatures recorded in carbonates. Numerical quantitative forward models are used to evaluate the effect of several processes on the distribution of magnesium in individual calcite crystals and the modeling results were then compared to measured field. Information about the crystallization history is not only recorded in the chemical composition of grains, like isotope composition or mineral zoning. Crystal size distributions (CSD's) provide essential information about the complex interaction of nucleation and growth of minerals. CSD's of brucite pseudomorphs formed retrograde after periclase of the southern Adamello massif (Italy) are presented. A combination of the textural 3D-information with geochemistry data is then used to evaluate reaction kinetics and to constrain the actual reaction mechanism for the formation of periclase. The reaction is shown to be the consequence of the infiltration of a limited amount of a fluid phase at high temperatures. The composition of this fluid phase is in large disequilibrium with the rest of the rock resulting in very fast reaction rates. RESUME DE LA THESE POUR LE GRAND PUBLIC: La texture d'une roche résulte de l'interaction complexe entre les processus de nucléation, croissance et déformation, en fonction des variations de conditions physiques telles que la pression et la température. Les textures ignées et métamorphiques présentent un intérêt particulier pour l'étude des différents mécanismes à l'origine de ces textures, puisque la plupart des paramètres comme les chemin pression-température sont relativement bien contraints dans la plupart des environnements géologiques. Le fait que les textures soient supposées enregistrer l'histoire de cristallisation des roches permet leur utilisation pour la datation et la géothermobarométrie. Durant les dernières décennies, la recherche en pétrologie métamorphique a évolué depuis une visualisation statique, c'est-à-dire qu'une texture donnée correspondait à un point unique de la grille pétrogénétique, jusqu'à une visualisation plus dynamique, où les multiples processus métamorphiques qui gouvernent 1a formation d'une texture incluent des processus hors équilibre. Cette thèse a pour but d'améliorer les connaissances actuelles sur les processus gouvernant la nucléation et la croissance des minéraux lors d'épisodes de métamorphisme de contact et l'interaction dynamique existant entre nucléation et croissance. Pour cela, les analyses géochimiques (compositions chimiques en éléments majeurs et traces et composition isotopique), le traitement statistique des données spatiales et la modélisation numérique ont été combinés. Dans la première partie, cette thèse décrit la formation de porphyroblastes d'olivine métamorphique dans l'auréole de contact de l'Ubehebe Peak (USA). Il est montré que la succession généralement admise des réactions d'équilibre le long d'un chemin T-t ne peut pas expliquer les textures présentes dans les roches aujourd'hui. Cette thèse montre qu'il s'agirait plutôt d'une réaction métastable qui soit responsable de la formation des porphyroblastes d'olivine. En conséquence, la distribution spatiale des minéraux métamorphiques dans l'auréole de contact ne peut plus être interprétée comme le témoin de l'évolution temporelle d'un échantillon unique de roche. Les pics de température des échantillons de l'auréole de contact de l'Ubehebe Peak ont été déterminés grâce au géothermomètre calcite-dolomite. Celui-ci est basé sur l'échange du magnésium entre la calcite et la dolomite, qui est fonction de la température. Le but de la deuxième partie de cette thèse est d'expliquer la dispersion systématique de la composition en magnésium à différentes échelles, et ainsi d'améliorer l'interprétation des températures du métamorphisme enregistrées dans les carbonates. Des modèles numériques quantitatifs ont permis d'évaluer le rôle de différents processus sur la distribution du magnésium dans des cristaux de calcite individuels. Les résultats des modèles ont été comparés aux échantillons naturels. La composition chimique des grains, comme la composition isotopique ou la zonation minérale, n'est pas le seul témoin de l'histoire de la cristallisation. La distribution de la taille des cristaux (CSD) fournit des informations essentielles sur les interactions entre nucléation et croissance des minéraux. La CSD des pseudomorphes de brucite retrograde formés après le périclase dans le sud du massif Adamello (Italie) est présentée dans la troisième partie. La combinaison entre les données textorales en trois dimensions et les données géochimiques a permis d'évaluer les cinétiques de réaction et de contraindre les mécanismes conduisant à la formation du périclase. Cette réaction est présentée comme étant la conséquence de l'infiltration d'une quantité limitée d'une phase fluide à haute température. La composition de cette phase fluide est en grand déséquilibre avec le reste de la roche, ce qui permet des cinétiques de réactions très rapides.

Efeitos da Interação Conjunta da Volatilidade das Taxas de Juro e da Dívida nas Decisões de Investimento: Evidências nas Empresas Portuguesas do Setor Industrial

Focalizando, essencialmente, sobre os efeitos da interação. conjunta da volatildade das taxas de juro e da dívida nas decisões de investimento das empresas portuguesas, listadas na Euronext Lisbon, e considerando a composição de dados em séries temporais empilhadas, extraímos 291 observações completas, durante o período de 1999 a 2009. Os resultados encontrados mostram que uma maior exposição ao risco da dívida das empresas portuguesas depende do nível de endividamento. As empresas moderadamente endividadas e amantes do risco não diminuem os seus investimentos, quando se verifica uma maior volatilidade do risco da dívida. Por outro lado, as empresas sobreendividadas e inimigas do risco respondem perante a uma maior volatilidade do risco da dívida, diminuindo os seus investimentos. Além disso, descobrimos que as empresas portuguesas reduzem os seus investimentos face a uma maior volatilidade das taxas de juro. Entretanto, fomos surpreendidos que as empresas portuguesas não reduzem os seus investimentos, face a um efeito marginal das taxas de juro. Este resultado sugere que, o benefício fiscal resultante do efeito de reavaliação da dívida (Lensink et al., 2001), é mais relevante para as empresas sobreendividadas, uma vez que podem atenuar o efeito dos encargos financeiros (Bo e Sterken, 2002).

Credit rationing and crowding out during the Industrial Revolution: Evidence from Hoare's Bank, 1702-1862

Crowding-out during the British Industrial Revolution has long been one of the leadingexplanations for slow growth during the Industrial Revolution, but little empirical evidence exists to support it. We argue that examinations of interest rates are fundamentally misguided, and that the eighteenth- and early nineteenth-century private loan market balanced through quantity rationing. Using a unique set of observations on lending volume at a London goldsmith bank, Hoare s, we document the impact of wartime financing on private credit markets. We conclude that there is considerable evidence that government borrowing, especially during wartime, crowded out private credit.

Factor prices and productivity growth during the British Industrial Revolution

This paper presents new estimates of total factor productivity growth in Britain for the period1770 1860. We use the dual technique and argue that the estimates we derive from factorprices are of similar quality to quantity-based calculations. Our results provide further evidence,calculated on the basis of an independent set of sources, that productivity growth duringthe British Industrial Revolution was relatively slow. The Crafts Harley view of theIndustrial Revolution is thus reinforced. Our preferred estimates suggest a modest accelerationafter 1800.

Audit report on America’s Agricultural Industrial Heritage Landscape, Inc., d/b/a Silos and Smokestacks National Heritage Area, in Waterloo, Iowa for the years ended December 31, 2007 and 2006

Audit report on America’s Agricultural Industrial Heritage Landscape, Inc., d/b/a Silos and Smokestacks National Heritage Area, in Waterloo, Iowa for the years ended December 31, 2007 and 2006

Información estadística sobre embarcaciones utilizadas en la pesca industrial en el Perú 1953 -1962

Estadística del desarrollo de la flota pesquera en el Perú por un periodo de 10 años y a través del tipo de pesca, clases de eslora y puertos de inscripción. Los informes más detallados corresponden al año 1961 y 1962, donde la flota empleada para cada tipo de pesca industrial fue agrupada en clases de eslora y puertos de inscripción para la flota nacional y por puertos de desembarqué, para las embarcaciones de bandera extranjera. Solamente algunos cuadros se han hecho con indicadores analíticos para demostrar la estructura de la flota bolichera

Crecimiento de la flota pesquera industrial al 31 de diciembre de 1963

Durante los últimos años, la tendencia en la construcción de embarcaderos ha sufrido variaciones motivadas por las necesidades de la pesca, las dimensiones han ido en aumento, así como también la capacidad de bodega, potencia de motor y el empleo de nuevos materiales para su construcción.

Why England? Demand, growth and inequality during the Industrial Revolution

Why was England first? And why Europe? We present a probabilistic model that builds on big-push models by Murphy, Shleifer and Vishny (1989), combined with hierarchical preferences. The interaction of exogenous demographic factors (in particular the English low-pressure variant of the European marriage pattern)and redistributive institutions such as the old Poor Law combined to make an Industrial Revolution more likely. Essentially, industrialization is the result of having a critical mass of consumers that is rich enough to afford (potentially) mass-produced goods. Our model is then calibrated to match the main characteristics of the English economy in 1750 and the observed transition until 1850.This allows us to address explicitly one of the key features of the British IndustrialRevolution unearthed by economic historians over the last three decades the slowness of productivity and output change. In our calibration, we find that the probability of Britain industrializing is 5 times larger than France s. Contrary to the recent argument by Pomeranz, China in the 18th century had essentially no chance to industrialize at all. This difference is decomposed into a demographic and a policy component, with the former being far more important than the latter.

Entrepreneurial structure of the mercantile company in pre-industrial Catalonia

The mercantile company was the basic form of enterprise in pre-industrial Catalonia. The aim of this paper is to study the formation and development of the mercantile companies in Barcelona whose end was the wholesale and retail sale of textiles in the botigues de teles (textile retail shops) throughout the eighteenth century. These firms were officially registered before a notary and their deeds reveal how these establishments were administered and managed.The study covers a sample of 121 mercantile companies, and the articles and documentation that were put into effect by 32 notaries who were active in Barcelona in the 18th century have been consulted in their entirety. From an initial selection of documentation, a total of 228 deeds registering companies have been found, 107 of which (47%) relate to the creation of companies whose various activities were centred in taverns, textile manufacturing, braiding.... While the 121 companies, which make up our sample and which account for 53% of the deeds registered with the notaries mentioned above, focused exclusively on the management of textile retail shops located in the commercial heart of the city. Thus one point of interest that the documentation reveals is that the majority of the mercantile companies registered by Barcelona notaries throughout the 18th century were establishments which traded in textiles. The first part of the article focuses on the structural characteristics of these enterprises, the number and socio-professional status of the partners and the extent of each partner s involvement in the administration and management. The second part of the article examines the capital investment made by each partner, their rights and obligations agreed on, the sharing out of profits and possible losses and the duration of the companies. The final aim of the paper is to highlight the evolution of these companies through one specific case.

Comparación de los impactos ambientales y aspectos socioeconómicos de las cadenas de producción de anchoveta

Se presentan los primeros resultados del programa de investigación comparativo sobre las tres flotas pesqueras dedicadas a la extracción de anchoveta en el mar peruano (industrial de acero, industrial de madera y artesanal), así como sus cadenas de suministro hasta el abastecimiento del consumidor. El presente trabajo tiene por objetivo estudiar la sostenibilidad de las actividades involucradas en el suministro de proteínas, considerándose los impactos ambientales y los aspectos socio-económicos. Se realizó un esquema simple de un ecosistema pelágico de afloramiento y de los principales flujos de materia y energía, producto de la explotación humana. El esquema representa la situación peruana y muestra el alto nivel de antropización del sistema, debido al uso de energías fósiles, así como a la explotación y transformación tecnológica de recursos naturales terrestres (minerales, madera, etc.). Por otro lado, se muestra que la explotación del ecosistema marino peruano tiene repercusiones sobre el resto del planeta, debido a la exportación de harina y aceite de pescado destinados principalmente a actividades acuícolas. La flota anchovetera peruana se caracteriza por un amplio rango de tamaño de embarcaciones (de 2 a 600 t de capacidad de bodega); las de tamaño intermedio (30-100 t) son las más numerosas, pero las más grandes (>300 t) son las que acumulan el mayor poder de pesca. Los análisis sobre precios y distribución de la renta entre tripulantes y armadores muestran que, a pesar de que la mayor pesca de anchoveta es realizada por la flota industrial de acero, dedicada a la producción de harina y aceite de pescado y que tiene mayor eficiencia de captura por tripulante, la contribución de la pesca industrial de madera es significativa, pues genera mayor empleo por tonelada capturada y, posiblemente, no ocasiona mayor uso de energía. La pesca artesanal de anchoveta es la menos eficiente energéticamente y por tripulante, pero genera mucho más empleo por tonelada capturada; esta pesca representa menos del 3% de la producción total, del cual sólo una fracción va al consumo humano directo (CHD). Desde el año 2000, los precios de harina y aceite de pescado en los mercados internacionales se han incrementado, debido al aumento de la demanda asiática y al precio del combustible. Se debe estudiar en qué medida este aumento desfavorece el consumo interno de estos productos, así como el uso de anchoveta para CHD. Este análisis deberá ser validado y complementado con información de impacto ambiental; y podrían contribuir a la toma de decisión participativa, para un balance óptimo entre los tres segmentos de la flota y las cadenas de producción asociadas.

Estandarización de la captura por unidad de esfuerzo (CPUE) de la flota industrial de cerco del stock norte-centro de la anchoveta peruana (Engraulis ringens Jenyns)

Se trabajó utilizando una metodología basada en Modelos Lineales Generalizados (MLG). La CPUE fue expresada en toneladas por duración de viaje. Las variables explicativas utilizadas fueron el año, mes, capacidad de bodega, latitud, inercia espacial y distancia a la costa. El modelo tuvo un coeficiente de determinación de 0,485, explicando casi la mitad de la variabilidad de la CPUE observada. La variable con mayor influencia en el modelo fue la capacidad de bodega (49% de la varianza explicada), debido posiblemente a que la flota anchovetera posee una capacidad elevada de captura y que los recursos pelágicos tienden a hiper-agregarse, incluso cuando están siendo fuertemente explotados. La correlación entre la CPUE estandarizada y biomasa estimada por un modelo de captura a la edad (r=0,74) indica que el método basado en MLG es recomendable para la estandarización de la CPUE. Se propone a esta CPUE como una alternativa para monitorear la biomasa de la anchoveta.

Aspectos biológico pesqueros de la pesquería industrial de anchoveta y sardina en Pisco y Tambo de Mora. 1995-1998

Presenta los resultados de algunos aspectos biológico pesqueros de la pesquería industrial de anchoveta y sardina en Pisco y Tambo de Mora, en donde se registraron cambios en el ecosistema marino durante los años 1995-1996, considerado como período frío o fenómeno La Niña. Indica que tanto las condiciones frías como las cálidas en el ambiente marino, producen cambios en el comportamiento de los recursos pelágicos, especialmente la anchoveta.