Earth Sciences Research Journal

Artículos

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Earth Sciences Research Journal vol. 25 num. 2 lang. en

  • Mineralogy and fluid inclusions of the Cunas emerald mine, Maripí - Boyacá, Colombia
    el día noviembre 28, 2021 a las 1:53 am

    ABSTRACT The Cunas mine is currently one of the major producers of fine emeralds in Colombia; its emeralds typically display a magnificent green hue, which is highly appreciated globally. The mineralization is found in vanadium-rich black shales of the Muzo formation. Emeralds occur in pockets within hydrothermal veins and breccias, mainly consisting of calcite, dolomite, albite, quartz, minor pyrite, parisite-(Ce), and fluorite. Hydrothermal alteration is pervasive and dominated by albitization and carbonatization. Emerald-hosted fluid inclusions are highly abundant and remarkably large and complex. Poly-phase inclusions are ubiquitous, occur both in emeralds and gangue minerals, and consist of two daughter crystals (typically halite and calcite or siderite; exceptionally parisite-(Ce)), a liquid brine, a CO2-N2-CH4-rich gas bubble, and occasionally minor liquid CO2. Vapor-rich inclusions were observed in quartz, and two-phase inclusions were identified in calcite and dolomite, thus suggesting a complex fluid evolution. Microthermometry analysis indicates that emerald-forming fluids were trapped at relatively low temperature ~260-340°C and pressure ~850-2400 bar, with relatively high density 1.03 g/cm3, and elevated salinity ~39 wt% NaCl eq.; other aqueous components detected include CaCl2, KCl, and FeCl2. Based on these data, authors propose the emerald mineralization at the Cunas mine was originated by the mixing of two hydrothermal fluids of different sources; one fluid with high salinity derived from evaporite dissolution, responsible for the albitization of the host rocks; the second is a calcium-rich fluid evolved from connate waters, which was equilibrated by the interaction with calcareous and organic-rich wall rocks. As a result, emerald mineralization took place at structurally favorable sites proper for fluid mixing. The described geological and physicochemical features for the Cunas mine agree with epigenetic sediment-hosted mineralization -Colombian-type- formed by the circulation and mixing of relatively low-temperature non-magmatic fluids.RESUMEN La mina Cunas es actualmente una de las principales productoras de esmeraldas de alta calidad en Colombia. Sus gemas se caracterizan por un intenso tono verde muy apreciado en el mercado mundial. La mineralización se encuentra en lodolitas negras, ricas en vanadio, de la formación Muzo. Las esmeraldas se encuentran al interior de venas hidrotermales y brechas, compuestas principalmente por calcita, dolomita, albita, cuarzo y, en menor medida, pirita, parisita- (Ce) y fluorita. La alteración hidrotermal asociada es pervasiva y está dominada por la albitización y la carbonatización. Las inclusiones fluidas alojadas en esmeraldas son muy abundantes, de gran tamaño y alta complejidad. Las inclusiones fluidas polifásicas son ubicuas, ocurren tanto en esmeraldas como en minerales de ganga, y generalmente están compuestas por dos cristales hijos (típicamente halita y calcita o siderita; excepcionalmente parisita- (Ce)), una salmuera, un gas rico en CO2-N2-CH4, y ocasionalmente CO2 líquido. También se observaron inclusiones ricas en vapor en cuarzo y se identificaron inclusiones bifásicas en calcita y dolomita, lo que sugiere una evolución de fluido compleja. El análisis de microtermometría indica que los fluidos formadores de esmeraldas quedaron atrapados a una temperatura relativamente baja = 260-340 ° C y una presión = 875-2400 bar, con una densidad relativamente alta -1,03 g / cm3- y una salinidad elevada de 39% NaCl eq. peso; otros componentes acuosos detectados fueron CaCl2, KCl y FeCl2. Con base en estos datos, los autores proponen que la mineralización de esmeraldas en la mina Cunas se originó por la mezcla de dos fluidos hidrotermales de diferentes fuentes. Un fluido con alta salinidad derivado de la disolución de evaporitas, el cual es responsable de la albitización de las rocas hospedantes. El segundo es un fluido rico en calcio derivado de aguas connadas, que fue equilibrado por la interacción con rocas calcáreas y carbonosas. Como resultado, la mineralización de esmeraldas ocurrió en sitios estructuralmente favorables donde se promovió la mezcla de fluidos. Las características geológicas y fisicoquímicas descritas para la mina Cunas, están de acuerdo con una mineralización epigenética alojada en sedimentos "tipo colombiano" formada por la circulación y mezcla de fluidos no magmáticos de temperatura relativamente baja.

  • Petrologic features of mesoproterozoic lamprophyric dykes from Montevideo (Piedra Alta terrane, South Uruguay)
    el día noviembre 28, 2021 a las 1:53 am

    ABSTRACT Mafic dykes of lamprophyric affinity cropping out along the coastal area of Montevideo city are described. These dykes trend N75°-85° and crosscut 2.1 Ga Paleoproterozoic metamorphic units of the Rio de la Plata craton. They show mainly porphyritic textures with phlogopite and clinopyroxene macrocrysts in a groundmass composed of carbonates, phlogopite, augite, and feldspathoids. Ocellar structures filled with leucite, carbonates, and fibrous alkaline amphibole are present. The mineralogical assembly allows their classification as lamprophyres (minettes), but according to their chemical nature, they can be classified as alkaline lamprophyres. A crystallization age of 1.42 Ga by Ar-Ar method (on biotite/phlogopite) was obtained.RESUMEN El presente trabajo describe a los diques máficos de afinidad lamprofídica presentes en la costa de la ciudad de Montevideo. Estos diques presentan tendencias estructurales N75°-85° con buzamientos verticales a subverticales y recortan a unidades metamórficas Paleoproterozoicas de 2.1 Ga del cratón del Rio de la Plata. Presentan texturas principalmente porfiríticas con macrocristales de flogopita y clinopiroxeno en una matriz compuesta por carbonatos, flogopita, augita y feldespatoides. Se observa, además, la presencia de estructuras ocelares rellenas por leucita, carbonatos y anfíbol fibroso alcalino. La textura y contenido mineralógico presente en estos diques permiten clasificarlos como lamprófidos (minettes), pero de acuerdo a su naturaleza química, pueden ser clasificados como lamprófidos alcalinos. Fue obtenida una edad de cristalización por método Ar-Ar (en biotita/flogopita) de 1.42 Ga.

  • A prediction method of regional water resources carrying capacity based on artificial neural network
    el día noviembre 28, 2021 a las 1:53 am

    ABSTRACT To better predict the water resources carrying capacity and guide the social and economic activities, a prediction method of regional water resources carrying capacity is proposed based on an artificial neural network. Zhaozhou County is selected as the research area of water resources carrying capacity prediction, and its natural geographical characteristics, social economy, and water resources situation are explored. According to the regional water resources quantity and utilization characteristics and evaluation emphasis, the evaluation index system of water resources carrying capacity is constructed to evaluate the importance and correlation of water resource carrying capacity. The pressure degree of water resources carrying capacity is divided into five grades. According to the evaluation standard of bearing capacity, the artificial intelligence BP neural network model is constructed. Based on the main impact factors of water resources carrying capacity in this area, the water resources carrying capacity grade is obtained by weight calculation and convergence iteration by using neural network model and influence factor data to realize the prediction of water resources carrying capacity. The research results show that the network model can meet the demand for precision. The prediction results have a high degree of fit with the actual data, indicating that human intelligence can obtain accurate prediction results in water resources carrying capacity prediction.RESUMEN Para predecir la capacidad de carga de los recursos hídricos con mayor precisión y orientar mejor las actividades sociales y económicas, se propone un método de predicción de la capacidad de carga de los recursos hídricos regionales basado en una red neuronal artificial. El condado de Zhaozhou se selecciona como el área de investigación de la predicción de la capacidad de carga de los recursos hídricos, y se exploran sus características geográficas naturales, la economía social y la situación de los recursos hídricos. De acuerdo con las características regionales de cantidad y utilización de los recursos hídricos y el énfasis de la evaluación, el sistema de índice de evaluación de la capacidad de carga de los recursos hídricos se construye para evaluar la importancia y el grado de correlación de la capacidad de carga de los recursos hídricos, y el grado de presión de la capacidad de carga de los recursos hídricos se divide en cinco grados. De acuerdo con el estándar de evaluación de la capacidad de carga, se construye el modelo de red neuronal BP de inteligencia artificial. Con base en los principales factores de impacto de la capacidad de carga de los recursos hídricos en esta área, el grado de capacidad de carga de los recursos hídricos se obtiene mediante el cálculo del peso y la iteración de convergencia utilizando el modelo de red neuronal y los datos de factores de influencia, para realizar la predicción de la capacidad de carga de los recursos hídricos. Los resultados de la investigación muestran que el modelo de red puede satisfacer la demanda de precisión y los resultados de la predicción tienen un alto grado de ajuste con los datos reales, lo que indica que la inteligencia humana puede obtener resultados de predicción precisos en el proceso de predicción de la capacidad de carga de los recursos hídricos.

  • Thermal evolution of Los Cuervos formation in the southern area of the Cesar sub-basin (Colombia), based on geochemical and petrophysical data
    el día noviembre 28, 2021 a las 1:53 am

    ABSTRACT The tectonic complexity that occurred during the Cenozoic at the Cesar-Ranchería Basin (Colombia) has generated changes in the evolution of its petroleum system. Proof of this is the lack of stratigraphic records in the Cesar sub-basin during both the early Eocene and in the late Eocene-early Miocene interval. In this study, authors analyzed information already published regarding the sub-basin and new geochemical data obtained from Rock-Eval pyrolysis analyses and vitrinite reflectance (Ro%). The core samples used are from the ANH-La Loma-2 and ANH-CR-Los Cerezos-1X wells. Based on this information, Los Cuervos Formation was classified as a source rock for its geochemical characteristics. Additionally, the geochemical and petrophysical results indicate continuous deposition of sediments from the Paleocene to the late Eocene. These results were obtained using samples from two wells (Calenturitas and La Jagua) at Los Cuervos Formation and the paleo-geothermometer data of Paleocene formations. Based on density and compaction conditions, it is clear that it corresponds to a sequence of quartz sandstones. Therefore, it is expected the Eocene Sedimentites unit has reached a thickness between 2.5 to 3.5 km. According to recent thermo-chronological studies, this unit began to be eroded from the late Eocene to the early Miocene. The evidence obtained helped improve the knowledge in the thermal evolution model of the petroleum system, establish the time when the organic transformation ratios (TR) occurred, and estimate the current state of the Cretaceous source rocks of the Cesar sub-basin.RESUMEN La complejidad tectónica a la cual fue sometida la cuenca Cesar-Ranchería durante el Cenozoico generó cambios en la evolución de su sistema petrolífero. Prueba de ello es la falta de registro estratigráfico en la subcuenca Cesar durante el Eoceno temprano y el intervalo Eoceno-Mioceno temprano. En este estudio los autores analizan la información publicada y nuevos datos de pirolisis Rock-Eval y de reflectancia de vitrinita (Ro%) con muestras de núcleos de perforación de dos nuevos pozos (ANH-La Loma-2 y ANH-CR-Los Cerezos-1X). Basados en esta información fue posible clarificar las características geoquímicas de la Formación Los Cuervos como roca fuente de hidrocarburos. Adicionalmente, los resultados geoquímicos y petrofísicos, obtenidos con muestras de dos pozos (Calenturitas y La Jagua) de la Formación Los Cuervos y datos de paleogeotermómetros de formaciones del Paleoceno, indicaron la existencia de una depositación continua de sedimentos desde el Paleoceno hasta el Eoceno tardío. Con base en las condiciones de densidad y compactación observadas es claro que esto corresponde a una secuencia de areniscas de cuarzo. Por lo tanto, se espera que la unidad de sedimentitas del Eoceno haya alcanzado un espesor de 2.5 - 3.5 km. Esta unidad de roca, de acuerdo con estudios recientes de termocronología, comenzó a ser erosionada en el Eoceno tardío y hasta el Mioceno temprano. La evidencia obtenida permitió mejorar el modelo de evolución termal del sistema petrolífero, establecer el tiempo en el cual ocurrieron las transformaciones orgánicas y estimar cómo están actualmente las rocas generadoras del Cretáceo de la subcuenca Cesar.

  • Sedimentation in reservoirs. Case study: the reservoir of the São Bartolomeu stream, Viçosa, Minas Gerais, Brazil
    el día noviembre 28, 2021 a las 1:53 am

    ABSTRACT Sedimentation in bodies of water is a worldwide problem that impairs its navigability and utilization, and, in reservoirs, this process reduces their partial or total storage capacity. Using single-beam bathymetric survey techniques, this study evaluates the sedimentation process in a reservoir section at the Federal University of Viçosa (UFV), located in Viçosa, Minas Gerais, in the Southeast region of Brazil. An analysis of the charts showing the DEM (Digital Elevation Models) and the Elevation x Surface Area x Accumulated Volume for three surveys conducted in 2010, 2012, and 2016 provided the sedimentation rates between these years, as well as the accumulated volume of sediments in the area under analysis for each year. The information we collected shows sediments accumulated in the deepest part of the reservoir in the period between 2010 and 2012. From 2012 to 2016, however, the sedimentation effect was concentrated in shallower depths, whereas the desilting was observed in the deepest parts. Moreover, the sedimentation rate in the analyzed area may be linked to the total precipitation in the municipality during the concerning time frame, as well as to changes in land use that occurred over the past years throughout the watershed. This data indicates a call for management actions to reduce soil erosion in the watershed, as well as a need for desilting of the reservoirs in order to recover its storage capacity.RESUMEN La sedimentación en las masas de agua es un problema mundial que perjudica su navegabilidad y utilización, y, en los reservorios, este proceso reduce su capacidad de almacenamiento parcial o total. Usando técnicas de levantamiento batimétrico de haz simple, este estudio evalúa el proceso de sedimentación en una sección de reservorio en la Universidad Federal de Viçosa (UFV), ubicada en Viçosa, Minas Gerais, en la región sureste de Brasil. Un análisis de las tablas que muestran los modelos de elevación digital (DEM) y el volumen acumulado x área de elevación x área de tres encuestas realizadas en 2010, 2012 y 2016 proporcionó las tasas de sedimentación entre estos años, así como el volumen acumulado de sedimentos en el área en análisis para cada año. La información que recopilamos muestra los sedimentos acumulados en la parte más profunda del reservorio en el período comprendido entre 2010 y 2012. Sin embargo, desde 2012 hasta 2016, el efecto de sedimentación se concentró en profundidades menores, mientras que el desecado se observó en las partes más profundas. Además, la tasa de sedimentación en el área analizada se relacionó con la precipitación total en el municipio durante el período de tiempo correspondiente, así como con los cambios en el uso de la tierra que se produjeron en los últimos años en toda la cuenca. Este dato indica un llamado a acciones de manejo para reducir la erosión del suelo en la cuenca, así como la necesidad de desecar los reservorios para recuperar su capacidad de almacenamiento.

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