Synopsis The equation governing the one-dimensional consolidation of a fully saturated clay layer are derived here on the basis of assumptions more general than those usually adopted. The limitation of small strains has not been imposed and the variation of soil compressibility and permeability during consolidation has been taken into account. Furthermore, although Darcy's law is assumed to be valid, it is recast in a form in which it is the relative velocity of the soil skeleton and the pore fluid that is related to the excess pore fluid pressure gradient. The consolidation of a thin clay layer, the self-weight stresses of which are negligible compared with those applied, is examined in detail. Non-homogeneity, time-effects intrinsic to the soil skeleton and compressibility of the pore fluid are incorporated in the theory, but a detailed consideration of their importance is deferred to later papers in which the case of the thick clay layer will also be presented. Les équation régissant la consolidation à une dimension d'unne couche d'argile pleinement saturée sont déduites ici en se basant sur des suppositions plus générales que celles adoptées habituellement. La restriction des petites déformations n'as pas été de la perméabilité du sol pendant la consolidation a été prise en considération. En outre, quoique la loi de Darcy soit supposée être valable elle est énoncée sous une forme squelette du sol et l'eau interstitielle sont exprimées en fonction de la pente excédentaire de la pression de l'eau interstitielle. La consolidation d'unne couche d'urgile mince, dont les constraintes de son poids propre sont négligeables en comparaintes de celles qui lui sont appliquées, est examinée détail. La non homogénéité, les effets du temps intrinsèques au squelette du sol et à la compressibilité de l'eau interstitielle sont incorporés à la théorie, mais une considération détailée de leur importance est remise à des exposés ultérieurs dans lesquels sera aussi présenté le cas de la couche épaisse d'argile.

Résumé -Analogues géochimiques naturels pour le stockage du dioxyde de carbone en réservoir géologique poreux profond : perspective pour le Royaume-Uni -La concentration élevée en CO 2 atmosphérique participe au réchauffement climatique. Une mesure d'atténuation consiste à capter le CO 2 émis par les centrales électriques qui utilisent des combustibles fossiles, et à le stocker dans des aquifères salins ou dans des gisements exploités d'hydrocarbures. Des projets de démonstration déjà en cours et des analyses techniques indiquent que cette mesure est viable. Le CO 2 doit rester confiné pendant au moins 10 000 ans pour que cette option technologique ait un impact climatique. En vue de fournir une évaluation solide des performances d'un site de stockage, à l'échelle de temps indiquée, une approche possible est d'étudier les accumulations naturelles de CO 2 . Celles-ci sont en particulier capables de donner des informations sur les interactions roche-CO 2 -saumure à des échelles de temps comprises entre le millier et la dizaine de millions d'années. Les champs de CO 2 naturel en mer du Nord (Brae, Miller, Magnus), situés à 4 000 m d'enfouissement et plus, ne montrent pas la néoformation des phases minérales souvent prédite par la modélisation géochimique. La calcite et les feldspaths peuvent constituer encore entre 5 et 20 % des minéraux de la roche, tandis que la dawsonite n'est pas observée. Il en est de même pour des exemples de réservoirs de grès situés dans le sud-est australien et en Arizona. Il est possible qu'un état de déséquilibre thermodynamique se soit maintenu, de sorte que les modèles existants ne sont pas capables de prédire correctement les évolutions minéralogiques réelles, sur les durées pertinentes pour la séquestration du CO 2 . Ces modèles nécessitent une meilleure calibration. Les données expérimentales, à l'échéance de quelques mois, ou celles déduites des situations de récupération assistée (CO 2 -EOR), à l'échéance de quelques dizaines années, sont en général trop courtes pour offrir toutes les calibrations nécessaires. En revanche, les analogues naturels peuvent aider à combler cette lacune. Le plateau du Colorado abrite un tel système naturel, où des gisements estimés à 100 Gm 3 de CO 2 ont pu s'accumuler, à partir de sources vocaniques d'âge inférieur à 5 Ma.

Petrographic and sulphur isotope studies support the long-held contention that rounded grains of pyrite in siliciclastic sequences of the Late Archaean Witwatersrand Supergroup originated as placer grains. The grains are concentrated at sites where detrital heavy minerals are abundant within quartz-pebble conglomerates and quartzose sandstones. Depositional sites with abundant pyrite are: (1) within the matrix of bar-type, clast-supported conglomerates;(2) on scoured or winnowed surfaces; and (3) on stratification planes. The grains are internally compact or porous, with truncation of internal structure at outer margins indicating fragmentation and rounding of pyritic source-rocks during erosion and sediment transport. A large range in textures reflects source-rock lithologies, with known varieties linked to sedimentary-hosted diagenetic pyrite, volcanic-hosted massive sulphide deposits and hydrothermal pyrite. Laser ablation sulphur isotope analysis of pyrite reveals a broader range in d 34 S values () 5AE3 to + 6AE7&) than that of previously reported conventional bulk-grain analyses () 1 to + 4&). Rounded pyrite from the Steyn Reef has significant variation in d 34 S values () 4AE7 to + 6AE7&) that establishes heterogeneous sulphur compositions, with even adjacent grains having diverse isotopic signatures. The heterogeneity supports a placer origin for rounded pyrite. Euhedral pyrite and pyrite overgrowths which are undoubtedly authigenic have restricted d 34 S values () 0AE5 to + 2AE5&), are chemically distinct from rounded pyrite and are probably the products of metamorphism or hydrothermal alteration. The placer origin of rounded pyrite indicates that pyrite was a stable heavy mineral during erosion and transport in the early atmosphere. Its distribution in three sequences (Witwatersrand Supergroup, Ventersdorp Contact Reef and Black Reef), and in other sequences not linked to Witwatersrand-type Au-U ore deposits, implies deposition of redox-sensitive detrital heavy minerals during the Late Archaean. Consequently, rounded grains of detrital pyrite are strong indicators of an oxygen-poor atmosphere. While not confirming a placer origin for gold in Witwatersrand Au-U ore deposits, the palaeoenvironmental significance of rounded pyrite negates its link to hydrothermal mineralization.

The 2.89- to 2.76-gigayear-old conglomerates of the Central Rand Group of South Africa host an immense concentration of gold. The gold and rounded pyrites from the conglomerates yield a rhenium-osmium isochron age of 3.03 +/- 0.02 gigayears and an initial 187Os/188Os ratio of 0.1079 +/- 0.0001. This age is older than that of the conglomerates. Thus, the gold is detrital and was not deposited by later hydrothermal fluids. This Middle Archean gold mineralization event corresponds to a period of rapid crustal growth in which much of the Kaapvaal craton was formed and is evidence for a significant noble metal flux from the mantle.

No abstract