Zircon ages in granulite facies rocks: decoupling from geochemistry above 850 °C?

Granulite facies rocks frequently show a large spread in their zircon ages, the interpretation of which raises questions: Has the isotopic system been disturbed? By what process(es) and conditions did the alteration occur? Can the dates be regarded as real ages, reflecting several growth episodes? Furthermore, under some circumstances of (ultra-)high-temperature metamorphism, decoupling of zircon U–Pb dates from their trace element geochemistry has been reported. Understanding these processes is crucial to help interpret such dates in the context of the P–T history. Our study presents evidence for decoupling in zircon from the highest grade metapelites (> 850 °C) taken along a continuous high-temperature metamorphic field gradient in the Ivrea Zone (NW Italy). These rocks represent a well-characterised segment of Permian lower continental crust with a protracted high-temperature history. Cathodoluminescence images reveal that zircons in the mid-amphibolite facies preserve mainly detrital cores with narrow overgrowths. In the upper amphibolite and granulite facies, preserved detrital cores decrease and metamorphic zircon increases in quantity. Across all samples we document a sequence of four rim generations based on textures. U–Pb dates, Th/U ratios and Ti-in-zircon concentrations show an essentially continuous evolution with increasing metamorphic grade, except in the samples from the granulite facies, which display significant scatter in age and chemistry. We associate the observed decoupling of zircon systematics in high-grade non-metamict zircon with disturbance processes related to differences in behaviour of non-formula elements (i.e. Pb, Th, U, Ti) at high-temperature conditions, notably differences in compatibility within the crystal structure

Permian high-temperature metamorphism in the Western Alps (NW Italy)

During the late Palaeozoic, lithospheric thinning in part of the Alpine realm caused high-temperature low-to-medium pressure metamorphism and partial melting in the lower crust. Permian metamorphism and magmatism has extensively been recorded and dated in the Central, Eastern, and Southern Alps. However, Permian metamorphic ages in the Western Alps so far are constrained by very few and sparsely distributed data. The present study fills this gap. We present U/Pb ages of metamorphic zircon from several Adria-derived continental units now situated in the Western Alps, defining a range between 286 and 266 Ma. Trace element thermometry yields temperatures of 580-890°C from Ti-in-zircon and 630-850°C from Zr-in-rutile for Permian metamorphic rims. These temperature estimates, together with preserved mineral assemblages (garnet-prismatic sillimanite-biotite-plagioclase-quartz-K-feldspar-rutile), define pervasive upper-amphibolite to granulite facies conditions for Permian metamorphism. U/Pb ages from this study are similar to Permian ages reported for the Ivrea Zone in the Southern Alps and Austroalpine units in the Central and Eastern Alps. Regional comparison across the former Adriatic and European margin reveals a complex pattern of ages reported from late Palaeozoic magmatic and metamorphic rocks (and relics thereof): two late Variscan age groups (~330 and ~300 Ma) are followed seamlessly by a broad range of Permian ages (300-250 Ma). The former are associated with late-orogenic collapse; in samples from this study these are weakly represented. Clearly, dominant is the Permian group, which is related to crustal thinning, hinting to a possible initiation of continental rifting along a passive margin

Phénomènes de gonflement/retrait dans des marnes, ou « schistes cartons », du Toarcien

Les phénomènes de gonflement / retrait observés sur les marnes du Toarcien, appelées « schistes cartons », induisent des désordres importants au niveau des fondations des ouvrages chargés différentiellement. Sans être directement en relation avec la sécheresse, ils sont cependant essentiellement dus aux cycles d’hydratation / dessiccation auxquelles ces roches particulières sont soumises au fil des saisons, variations hydriques pouvant être accentuées par la présence d’ouvrages chauffants (fours). L’article présente les résultats d’une étude réalisée sur les matériaux du sous-sol d’une usine présentant des gonflements permanents d’amplitude parfois décimétrique. Les essais de gonflement en laboratoire et la caractérisation minéralogique des matériaux par diffraction X permettent de mettre les mécanismes en évidence et d’expliquer ceux-ci par les variations minéralogiques (gypse-anhydrite) liées à la présence de pyrite et de calcite au sein de ces marnes

Instabilités de versants de terrils en relation avec l’autocombustion des schistes et charbons résiduels

Les terrils de Wallonie font partie du patrimoine de cette région de Belgique. Ils sont parfois exploités pour en extraire le charbon résiduel ou pour servir de matériaux de remblais ou de recouvrement. Ils présentent par ailleurs un indéniable intérêt biologique, paysager, environnemental et même touristique. Les instabilités des terrils se produisent principalement lors de leur édification et leurs causes et mécanismes sont bien identifiés. Un type d’instabilité moins connu provient de l’autocombustion du charbon résiduel qui, en provoquant des hétérogénéités au sein de la masse du terril, peut dans certaines conditions, conduire à des glissements de terrains, souvent importants, instantanés et sans indices préalables. Après un bref rappel du phénomène d’autocombustion, le présent article illustre ce type d’instabilité par trois exemples de terrils dont la combustion en cours a conduit à des situations d’instabilité, manifeste ou potentielle. Le papier présente dans chaque cas les résultats des investigations géologiques, hydrogéologiques, géophysiques et géotechniques ainsi que les éventuels calculs de stabilité et solutions retenues