jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
Djibouti, in Obock, several littoral hot springs were sampled during low tide. The temperatures of emergence range from 50 to 80°C. These springs show concentrations of Mg and SO4 appreciably lower than those of seawater, whereas concentrations of Ca, K, SiO2 and Li are higher. Basalt-seawater interaction studies both in submarine hydrothermal springs (Edmond et al., 1982; Michard et al., 1984) and in the laboratory (Bischoff et al., 1975) show that solutions are depleted in Mg and SO4 and enriched in Ca, K, Li and SiO2. In our samples, chloride concentrations vary slightly from spring to spring and are lower than those of seawater. This could probably be related with a little dilution by freshwater. Lithium is known as a quantitative tracer of basalt-seawater interaction and we have plotted concentration of elements relative to Cl versus Li/Cl, As shown in diagrams 1, 2 and 3, relationships are linear. In diagram 1, the ratio SO4/Cl and Mg/Cl extrapolated to zero lead to the same value Li/Cl. These data suggest that the springs of Obock result from a mixture of cold seawater and a hot endmember without Mg and SO4. The value of Li/Cl obtained for Mg = 0 or SO4 = 0 allows the graphical determination of Na/Cl, Ca/Cl, K/Cl and SiO2/Cl ratios in the hot endmember (see diagrams 2 and 3). The Na/K geothermometer can be applied and a temperature of 210°C is deduced. For the other geothermometers Na K Ca, Ca/K2 and SiO2 (quartz), they are sensitive to dilution, and especially for the two latter geothermometers we need a concentration of chloride. Using seawater chloride concentration, we obtain temperatures of 220, 215 and 200 respectively, i.e. all equal to the Na/K temperature within the uncertainty range (±10°C). Note présentée par Jean-Louis LE MOUËL. 0764-4450/93/03160771 $ 2.00 té) Académie des Sciences In conclusion the origin and the evolution of these waters are supposed to be: — seawater which reacts with basalt at high temperature for enough time to reach the equilibrium, — the mixture of the hot fluid with cold seawater while it emerges through the fractures of basalt, —
0 allows the graphical determination of Na/Cl, Ca/Cl, K/Cl and SiO2/Cl ratios in the hot endmember (see diagrams 2 and 3). The Na/K geothermometer can be applied and a temperature of 210°C is deduced. For the other geothermometers Na K Ca, Ca/K2 and SiO2 (quartz), they are sensitive to dilution, and especially for the two latter geothermometers we need a concentration of chloride. Using seawater chloride concentration, we obtain temperatures of 220, 215 and 200 respectively, i.e. all equal to the Na/K temperature within the uncertainty range (±10°C). Note présentée par Jean-Louis LE MOUËL. 0764-4450/93/03160771 $ 2.00 té) Académie des Sciences In conclusion the origin and the evolution of these waters are supposed to be: — seawater which reacts with basalt at high temperature for enough time to reach the equilibrium, — the mixture of the hot fluid with cold seawater while it emerges through the fractures of basalt, — dilution with small quantities of freshwater which may explain the lower chloride concentration of these springs. INTRODUCTION. — La compréhension des réactions chimiques se produisant entre eau de mer et basalte a beaucoup progressé grâce aux études sur les sources hydrothermales sous-marines (Edmond et al., 1982; Michard et al., 1984), sur les sources chaudes d'Islande (Tomasson et al., 1972) et de Djibouti (Sanjuan et al., 1989), mais aussi, grâce aux expériences en laboratoire (Bischoff et al., 1975). L'interaction appauvrit complètement la solution en Mg et en SO4 et l'enrichit en K, Ca, Li et SiO2. Ces résultats récents permettent une meilleure compréhension des nombreux fluides hydrothermaux jaillissant sur le territoire de la République de Djibouti. La recherche de fluides chauds, dont l'énergie thermique pourrait être exploitée, a été menée de façon intensive sur le territoire de la République de Djibouti. Elle a conduit à la réalisation de huit forages dont trois, dans la zone d'Asal, se sont avérés productifs et très chauds, mais présentent des problèmes à cause de la minéralisation de leur fluide (environ 120 g/l). Les forages de la région du Hanlé n'ont montré aucune caractéristique intéressante. SITUATION DES SOURCES THERMALES ET GÉOLOGIE DE LA RÉGION. A Obock,
sur les sources chaudes d'Islande (Tomasson et al., 1972) et de Djibouti (Sanjuan et al., 1989), mais aussi, grâce aux expériences en laboratoire (Bischoff et al., 1975). L'interaction appauvrit complètement la solution en Mg et en SO4 et l'enrichit en K, Ca, Li et SiO2. Ces résultats récents permettent une meilleure compréhension des nombreux fluides hydrothermaux jaillissant sur le territoire de la République de Djibouti. La recherche de fluides chauds, dont l'énergie thermique pourrait être exploitée, a été menée de façon intensive sur le territoire de la République de Djibouti. Elle a conduit à la réalisation de huit forages dont trois, dans la zone d'Asal, se sont avérés productifs et très chauds, mais présentent des problèmes à cause de la minéralisation de leur fluide (environ 120 g/l). Les forages de la région du Hanlé n'ont montré aucune caractéristique intéressante. SITUATION DES SOURCES THERMALES ET GÉOLOGIE DE LA RÉGION. A Obock, au Nord de la République de Djibouti, une série de sources chaudes émerge sur la plage à des températures comprises entre 50 et 80°C. A marée haute, la mer recouvre ces sources et il faut attendre qu'elle se retire pour échantillonner. Cette zone est constituée pratiquement d'une formation de calcaires coralliens du Quaternaire, datée de 120000-130000 ans (Faure et al., 1980) dont l'épaisseur ne doit pas être inférieure à une cinquantaine de mètres. On trouve aussi d'autres formations calcaires actuelles et des matériaux détritiques grossiers. Tout ceci repose sur des formations basaltiques du Golfe de Tadjourah datées à 2 Ma (Varet, 1975). Au niveau tectonique, les idées évoluent rapidement. Dans les années 1970, Richard et Varet (1979) proposaient pour le Golfe de Tadjourah un système d'axes normaux et de failles transformantes, comme dans les fonds océaniques. Des études plus récentes et surtout les observations au fond de la mer par Choukroune et al. (1988) montreraient l'importance des structures actives de direction 140°N. Cette hypothèse est confortée par les données récentes de la sismicité (Lépine et Hirn). PRÉLÈVEMENTS ET TECHNIQUES D'ANALYSE. Tous les échantillons ont été filtrés (à 0,01 µm pour les traces et 0,1 µm pour le reste) et prélevés
coralliens du Quaternaire, datée de 120000-130000 ans (Faure et al., 1980) dont l'épaisseur ne doit pas être inférieure à une cinquantaine de mètres. On trouve aussi d'autres formations calcaires actuelles et des matériaux détritiques grossiers. Tout ceci repose sur des formations basaltiques du Golfe de Tadjourah datées à 2 Ma (Varet, 1975). Au niveau tectonique, les idées évoluent rapidement. Dans les années 1970, Richard et Varet (1979) proposaient pour le Golfe de Tadjourah un système d'axes normaux et de failles transformantes, comme dans les fonds océaniques. Des études plus récentes et surtout les observations au fond de la mer par Choukroune et al. (1988) montreraient l'importance des structures actives de direction 140°N. Cette hypothèse est confortée par les données récentes de la sismicité (Lépine et Hirn). PRÉLÈVEMENTS ET TECHNIQUES D'ANALYSE. Tous les échantillons ont été filtrés (à 0,01 µm pour les traces et 0,1 µm pour le reste) et prélevés dans des flacons en polyéthylène. Des acidifications à l'acide nitrique concentré ont été réalisées pour l'analyse des cations et traces. La température et le pH ont été mesurés sur place. Des dilutions pour l'analyse de la silice ont aussi été effectuées sur place. Lithium, sodium et potassium ont été mesurés par émission de flamme, calcium et magnésium par complexométrie et spectrophotométrie d'absorption atomique, chlorure et sulfate par chromatographie ionique ou titration, la silice par colorimétrie de l'heptamolybdate. Par rapport à l'eau, les concentrations en magnésium et en sulfate sont sensiblement plus basses alors que celles du potassium, de la silice, du calcium et du lithium sont plus élevées (tableau), les mêmes caractéristiques sont observées dans les sources hydrothermales sous-marines. Les concentrations en chlorures sont légèrement variables et plus faibles que celles de l'eau de mer, ce qui peut s'expliquer par un mélange avec des quantités peu importantes d'eau douce. Le lithium a été reconnu comme un bon traceur de l'intensité de l'interaction eau-roche [4]. Pour éliminer les effets de la légère dilution, nous avons reporté les concentrations des éléments normées aux chlorures en fonction du rapport Li sur Cl sur les diagrammes des figures 1, 2 et 3. Sur ces
par émission de flamme, calcium et magnésium par complexométrie et spectrophotométrie d'absorption atomique, chlorure et sulfate par chromatographie ionique ou titration, la silice par colorimétrie de l'heptamolybdate. Par rapport à l'eau, les concentrations en magnésium et en sulfate sont sensiblement plus basses alors que celles du potassium, de la silice, du calcium et du lithium sont plus élevées (tableau), les mêmes caractéristiques sont observées dans les sources hydrothermales sous-marines. Les concentrations en chlorures sont légèrement variables et plus faibles que celles de l'eau de mer, ce qui peut s'expliquer par un mélange avec des quantités peu importantes d'eau douce. Le lithium a été reconnu comme un bon traceur de l'intensité de l'interaction eau-roche [4]. Pour éliminer les effets de la légère dilution, nous avons reporté les concentrations des éléments normées aux chlorures en fonction du rapport Li sur Cl sur les diagrammes des figures 1, 2 et 3. Sur ces diagrammes, les échantillons et l'eau de mer définissent des relations linéaires. La relation Ca/Cl est de moindre qualité, ce qui peut s'expliquer par une interaction du fluide avec le calcaire au niveau de l'émergence. DISCUSSION. — Toutes les solutions expérimentales et tous les fluides naturels résultant d'une interaction eau de mer-basalte à température supérieure à environ 100°C sont totalement dépourvus de magnésium et de sulfates ([1], [2], [5]). La figure 1 montre que les droites représentant le magnésium et le sulfate s'annulent pour une même valeur de Li/Cl. Ceci suggère que les eaux d'Obock pourraient dériver d'un mélange d'eau de mer et d'un pôle chaud dépourvu de Mg et SO4 et dont les rapports Na/Cl, K/Cl, Ca/Cl et SiO2/Cl sont déterminés à partir des droites de corrélation et de la valeur Li/Cl correspondante. Ces rapports permettent l'application du géothermomètre empirique Na/K (Arnorsson et al., 1983) qui conduit à une température de 210°C. Les autres géothermomètres sont sensibles à la dilution et les températures ne peuvent être calculées que si on connaît les concentrations, ce qui nécessite de fixer la valeur du chlore. Toutefois le géothermomètre Na K Ca (Fournier et al., 1973) n'est que très peu sensible à la dilution;
mer-basalte à température supérieure à environ 100°C sont totalement dépourvus de magnésium et de sulfates ([1], [2], [5]). La figure 1 montre que les droites représentant le magnésium et le sulfate s'annulent pour une même valeur de Li/Cl. Ceci suggère que les eaux d'Obock pourraient dériver d'un mélange d'eau de mer et d'un pôle chaud dépourvu de Mg et SO4 et dont les rapports Na/Cl, K/Cl, Ca/Cl et SiO2/Cl sont déterminés à partir des droites de corrélation et de la valeur Li/Cl correspondante. Ces rapports permettent l'application du géothermomètre empirique Na/K (Arnorsson et al., 1983) qui conduit à une température de 210°C. Les autres géothermomètres sont sensibles à la dilution et les températures ne peuvent être calculées que si on connaît les concentrations, ce qui nécessite de fixer la valeur du chlore. Toutefois le géothermomètre Na K Ca (Fournier et al., 1973) n'est que très peu sensible à la dilution; il conduit pour le pôle chaud d'Obock à une température de 220°C. Les températures données par deux autres géothermomètres Ca/K2 (Michard, 1989) et SiO2, quartz (Fournier et Rowe, 1963), sont calculées en utilisant une concentration en chlorures égale à celle de l'eau de mer et donnent respectivement 215 et 200°C. Fig. 1. Variation de SO4 et de Mg/Cl en fonction de Li/Cl x 100. Fig. 1. Variation of SO4, Cl and Mg/Cl versus Li/Cl x 100. Fig. 2. Variation de K/Cl et de Ca/Cl en fonction de Li/Cl x 100. Fig. 2. Variation of K/Cl and Ca/Cl versus Li/Cl x 100. Fig. 3. Variation de SiO2/Cl en fonction de Li/Cl x 100. Fig. 3. Variation of SiO2/Cl versus Li/Cl x 100. CONCLUSION. Cette étude suggère l'existence d'un fluide assez chaud (environ 210°C) et dont la salinité est voisine de celle de l'eau de mer, ce qui pourrait être intéressant pour une exploitation énergétique. Une confirmation, ou une infirmation, des hypothèses suggérées par les résultats présentés ici pourrait être obtenue par l'étude des isotopes du soufre et de l'oxygène des sulfates. Une telle étude doit être entreprise par le BRGM. Note remise le 19 novembre 1992, acceptée après révision le 8
Fig. 1. Variation de SO4 et de Mg/Cl en fonction de Li/Cl x 100. Fig. 1. Variation of SO4, Cl and Mg/Cl versus Li/Cl x 100. Fig. 2. Variation de K/Cl et de Ca/Cl en fonction de Li/Cl x 100. Fig. 2. Variation of K/Cl and Ca/Cl versus Li/Cl x 100. Fig. 3. Variation de SiO2/Cl en fonction de Li/Cl x 100. Fig. 3. Variation of SiO2/Cl versus Li/Cl x 100. CONCLUSION. Cette étude suggère l'existence d'un fluide assez chaud (environ 210°C) et dont la salinité est voisine de celle de l'eau de mer, ce qui pourrait être intéressant pour une exploitation énergétique. Une confirmation, ou une infirmation, des hypothèses suggérées par les résultats présentés ici pourrait être obtenue par l'étude des isotopes du soufre et de l'oxygène des sulfates. Une telle étude doit être entreprise par le BRGM. Note remise le 19 novembre 1992, acceptée après révision le 8 janvier 1993. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES S. ARNORSSON, E. GUNNLAUGSSON et H. SVAVARSSON, The chemistry of geothermal waters in Iceland. III. Chemical geothermometry in geothermal investigations, Geochim. Cosmochim. Acta, 47, 1983, p. 567-577. J. L. BISCHOFF et F. W. DICKSON, Seawater-Basalt Interaction at 200°C and 500 bars, Implications for origin of sea floor heavy-metal deposits and regulation of seawater chemistry, Earth. Planet. Sci. Lett., 25, 1975, p. 385-397. P. CHOUKROUN, J. FRANCHETEAU, B. AUVRAY, J. M. AUZENDE, J. P. BRUN, S. SICHLER, F. ARTHAUD et J. C. LÉPINE, Tectonics of an Incipient Oceanic Rift, Marine Geophysical Researches, 9, 1988, p. 147-163. J. M. EDMOND, K. L. Von DAMM, R. E. MCDUFF et C. I. MEASURE, Chemistry of hot springs on the East Pacific Rise and their effluent dispersal, Nature, 297, 1982, p. 187-191. H. FAURE, C. T. HONG et C. LALOU, Datation 230Th/234U des calcaires coralliens et mouvements verticaux à Djibouti, Bull. Soc. géol. France., XXII, 6, 1980, p. 959-962. R. O. FOURNIER et J. J. ROWE, Estimation of underground temperature from the silica content of water from hot springs and wet steam, Am. J. Sci., 264, 1966, p. 685-697. R. O. FOURNIER et A. H. TRUESDELL, An empirical Na-K-Ca geothermometer for
floor heavy-metal deposits and regulation of seawater chemistry, Earth. Planet. Sci. Lett., 25, 1975, p. 385-397. P. CHOUKROUN, J. FRANCHETEAU, B. AUVRAY, J. M. AUZENDE, J. P. BRUN, S. SICHLER, F. ARTHAUD et J. C. LÉPINE, Tectonics of an Incipient Oceanic Rift, Marine Geophysical Researches, 9, 1988, p. 147-163. J. M. EDMOND, K. L. Von DAMM, R. E. MCDUFF et C. I. MEASURE, Chemistry of hot springs on the East Pacific Rise and their effluent dispersal, Nature, 297, 1982, p. 187-191. H. FAURE, C. T. HONG et C. LALOU, Datation 230Th/234U des calcaires coralliens et mouvements verticaux à Djibouti, Bull. Soc. géol. France., XXII, 6, 1980, p. 959-962. R. O. FOURNIER et J. J. ROWE, Estimation of underground temperature from the silica content of water from hot springs and wet steam, Am. J. Sci., 264, 1966, p. 685-697. R. O. FOURNIER et A. H. TRUESDELL, An empirical Na-K-Ca geothermometer for natural waters, Geochim. Cosmochim. Acta, 37, 1973, p. 1255-1275. J. C. LÉPINE et A. HIRN, Seismotectonics in the Republic of Djibouti, linking the Afar Depression and the Gulf of Aden, Tectonophysics (soumis). CHARLOU and N. TAN, Chemistry of solutions from the 13°East Pacific Rise hydrothermal site, Earth. Planet. sci. Lett, 67, 1984, p. 297-307. G. MICHARD, Équilibres chimiques dans les eaux naturelles, Publisud, 1989. RICHARD and J. VARET, Study of the transition from deep oceanic to emerged rift zone: Gulf of Tadjourah, Republic of Djibouti, Internat. Symp. Geodyn. evol. Afro-Arabian rift System, Roma, avril 1979, B. SANJUAN, G. MICHARD and A. MICHARD, Origine des substances dissoutes dans les eaux des sources thermales et des forages de la région Asal-Ghoubet, République de Djibouti, Vole. and Geol. Research, 42, 1989, p. 1-20. J. TOMASSON and H. KRISTJANSSON, High temperature alteration minerals and thermal brines, Reykjanes, Iceland, Contr. Miner. and Petrol., 36, 1972, p. 123-307. J. VARET, Carte géologique de l'Afar centrale et méridionale 1/50000, 1975, CNRS. I. H. LAGE, Laboratoire de Géochimie des eaux, Université de ParisVII, 2, place Jussieu, 75251 Paris Cedex 05, France et ISERST, Institut Supérieur d'Etude et de Recherche Scientifiques et Techniques, BP n° 486, Djibouti, République de
67, 1984, p. 297-307. G. MICHARD, Équilibres chimiques dans les eaux naturelles, Publisud, 1989. RICHARD and J. VARET, Study of the transition from deep oceanic to emerged rift zone: Gulf of Tadjourah, Republic of Djibouti, Internat. Symp. Geodyn. evol. Afro-Arabian rift System, Roma, avril 1979, B. SANJUAN, G. MICHARD and A. MICHARD, Origine des substances dissoutes dans les eaux des sources thermales et des forages de la région Asal-Ghoubet, République de Djibouti, Vole. and Geol. Research, 42, 1989, p. 1-20. J. TOMASSON and H. KRISTJANSSON, High temperature alteration minerals and thermal brines, Reykjanes, Iceland, Contr. Miner. and Petrol., 36, 1972, p. 123-307. J. VARET, Carte géologique de l'Afar centrale et méridionale 1/50000, 1975, CNRS. I. H. LAGE, Laboratoire de Géochimie des eaux, Université de ParisVII, 2, place Jussieu, 75251 Paris Cedex 05, France et ISERST, Institut Supérieur d'Etude et de Recherche Scientifiques et Techniques, BP n° 486, Djibouti, République de Djibouti; G. M. LAGE, Laboratoire de Géochimie des Eaux; B. S. Département Géochimie, BRGM, Bureau de Recherches Géologiques et Minières, BP n. 6009, 45060 Orléans Cedex, France. Stratigraphie/ Stratigraphy (Géochimie/Geochemistry) Stratigraphie, géochimie et signification paléotectonique des roches volcaniques basiques mésozoïques des Andes boliviennes Pierre SOLER and Thierry SEMPERE Résumé L'étude stratigraphique et géochimique du volcanisme basique mésozoïque de la Cordillère Orientale et de la zone subandine de Bolivie montre que ce volcanisme s'est mis en place au cours d'au moins cinq épisodes, tous développés en contexte intracontinental distensif. On y distingue des basaltes tholéiitiques (Trias moyen) et des basaltes et andésites basaltiques alcalins (Jurassique, Jurassique terminal-Crétacé inférieur, Barrémien-Aptien, Coniacien). Les événements distensifs que mettent en évidence ces épisodes volcaniques corroborent les conclusions des études sédimentologiques et stratigraphiques. Stratigraphy, geochemistry, and paleotectonic significance of the Mesozoic mafic volcanic rocks of the Bolivian Andes Abstract — The stratigraphic and geochemical study of the Mesozoic mafic volcanic rocks of the Cordillera Oriental and Subandean belt of Bolivia shows that the emplacement of these volcanic intercalations took place during at least five episodes of intracontinental extension. Tholeiitic basalts (mid-Triassic), and alkali basalts and basaltic andesites (Jurassic, latest Jurassic-early Cretaceous, Barremian-Aptian, Coniacian) are distinguished. The
stratigraphique et géochimique du volcanisme basique mésozoïque de la Cordillère Orientale et de la zone subandine de Bolivie montre que ce volcanisme s'est mis en place au cours d'au moins cinq épisodes, tous développés en contexte intracontinental distensif. On y distingue des basaltes tholéiitiques (Trias moyen) et des basaltes et andésites basaltiques alcalins (Jurassique, Jurassique terminal-Crétacé inférieur, Barrémien-Aptien, Coniacien). Les événements distensifs que mettent en évidence ces épisodes volcaniques corroborent les conclusions des études sédimentologiques et stratigraphiques. Stratigraphy, geochemistry, and paleotectonic significance of the Mesozoic mafic volcanic rocks of the Bolivian Andes Abstract — The stratigraphic and geochemical study of the Mesozoic mafic volcanic rocks of the Cordillera Oriental and Subandean belt of Bolivia shows that the emplacement of these volcanic intercalations took place during at least five episodes of intracontinental extension. Tholeiitic basalts (mid-Triassic), and alkali basalts and basaltic andesites (Jurassic, latest Jurassic-early Cretaceous, Barremian-Aptian, Coniacian) are distinguished. The extensional events evidenced by these volcanic episodes are in good agreement with the conclusions of previous sedimentologic and stratigraphic studies. Abridged English Version — At least five basic volcanic episodes are currently known in the Mesozoic strata of the Cordillera Oriental and Subandean belt of Bolivia (Sempere et al., 1988; Sempere, in press), respectively in the middle (to late?) Triassic, Jurassic, latest Jurassic-earliest Cretaceous, early Cretaceous (Barremian-Aptian?) and Coniacian (fig. 1). The mid-Triassic basalt flows are thick and occur in grabens filled by red beds and minor evaporites. These basalts are altered and show either a doleritic texture with calcic plagioclase and clinopyroxene, or a porphyric texture with calcic plagioclase and olivine phenocrysts. They are evolved (FeO/MgO= 1.55; Cr<140ppm; Ni<80 ppm), quartz-, or olivine-normative basalts. Their compositions are very similar, typical of intracontinental "post-orogenic" tholeiitic to transitional basalts, with rather low contents of K2O (0.6-1.2%), P2O5 (=0.25%), TiO2 (=1.2%), and incompatible elements (Th<2ppm, Zr<100ppm, Ta<0.5 ppm, ≈ La< 11 ppm), moderate Th/Ta (≈ 3.5), Th/Tb(≈2) and La/Nb (1.3-1.7) ratios, relatively high Y/Nb (3.3-4.4), Tb/Ta (1.6-1.7), Hf/Ta (5.6-6.1) or Zr/Nb (11-16) ratios and moderately steep REE patterns (La/Yb=5; Sm/Yb=1.9) with very small negative Eu anomalies (0.91 < Eu/Eu* < 0.97). Similar