Geologica Belgica

1374-8505 2034-1954

 

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Stéphane JAILLET, Edwige PONS-BRANCHU, Richard MAIRE, Bruno HAMELIN & Jacques BRULHET

ENREGISTREMENT DE PALEO-MISES EN CHARGE HOLOCENES DANS DEUX STALAGMITES DU RESEAU DU RUPT-DU-PUITS (BARROIS, FRANCE). ANALYSES MORPHOLOGIQUES DES LAMINES ET DATATIONS U/TH EN TIMS.

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Résumé

Résumé : Le réseau souterrain du Rupt du Puits, dans l’Est de la France, est un karst couvert de bas plateau évoluant sous climat tempéré humide. Le régime des précipitations et l’organisation des circulations souterraines génèrent périodiquement des mises en charges partielles ou totales des conduits du système. La couverture argilo-sableuse, en cours de démantèlement, et le transit des matériaux détritiques dans le karst, induisent le dépôt d’un film argileux à chacun de ces épisodes de crue. Deux stalagmites décimétriques ont été choisies dans le réseau. Elles ont été sciées, polies puis montées en lame mince afin d’observer en section verticale, les différentes interruptions de croissance. Elles ont fait l’objet de 14 datations U / Th en TIMS (réalisées dans le cadre de la thèse ANDRA d’Edwige Pons-Branchu). Le principe de l’enregistrement est double. Il peut s’agir d’abord de l’intercalation de niveaux détritiques entre les lamines calcitiques. La croissance régulière du spéléothème est alors interrompue par l’ennoiement du conduit occasionnant un dépôt généralement argileux d’épaisseur variable. Ce dernier est scellé par la reprise de la croissance de la concrétion. Il peut s’agir aussi de bascules de l’édifice stalagmitique liées à la récurrence des épisodes de mises en charges. Les datations U / Th  montrent que l’échantillon R69 connaît une phase générale de pousse comprise entre 5.3 ka et environ 4.5 ka. Deux phases de bascule sont identifiées, la première vers 5 ka et la seconde comprise entre 4.7 et 4.4 ka. Le sommet de l’échantillon R81 est subactuel, sa base est datée 1 ka. Plusieurs couches détritiques s’intercalent dans cette chronique. On détermine ainsi que la fréquence des mises en charge enregistrées par ces objets est liée aux précipitations et aux conditions géomorphologiques locales. Sur une période courte (ici la fin de l’Holocène), c’est plus l’évolution des conditions morphologiques internes qui engendre ou stoppe les mises en charge, véritable expression de l’incapacité du système à drainer les eaux de crue. L’enregistrement proposé ici est donc l’expression d’une période transitoire au sein de laquelle les conditions morphologiques internes  au système karstique évoluent.

Mots-clés : Mots clés : Enregistrement de crue, mise en charge, stalagmite, Rupt du Puits, Barrois., Keywords : Flood records, goundwater head, speleothem

Abstract

Abstract: The Rupt du Puits cave system, situated in Eastern France, is a covered karst of low plateaus. The climate of the region is humid temperate. The precipitation regime and the ground-water flows organization give rise to partial or total hydraulic heads in karst conduits. The erosion of the clay-sand cover, and the clastic sediment transport in the karst system, bring about a thin deposit of clay at each flood event. Two stalagmites (of a few decimeter) have been chosen in the cave system. They were sawed along their longitudinal axis, the surface was polished. Thin sections made on vertical sections show breakings of growth. 14 TIMS U/Th datings were performed in the scope of the PhD of Edwidge Pons-Branchu (ANDRA). The stalagmites contain a double record. Fistly they record the incorporation of detrital material in between calcite growth layers. The speleothem growth is interrupted by water flowing and a clay layers is deposit over the speleothem. The clay is inserted in the speleothem when new calcite is deposited on top during a lower water level in the cave. Secondly, the stalagmites registered movements due to the frequent water filling episods. The U/Th datings showed that the sample R69 has a general growth between 5.3 ka and 4.5 ka. Two fall-over movements (resulting in a change of direction of the longitudinal axis) were identified in the speleothem. The first one around 5 ka and the second one between 4.7 and 4.4 ka. The edge of the sample R81 is subactual and its base is at 1 ka. Several clastic layers appear in this chronicle. We can then determine that the return flood period recorded by stalagmites is related to rainfall and local geomorphologic settings. On a short term (here the end of Holocene), it is mainly the inner geomorphologic evolution of the cave system which affect the frequency of the floods.  They bring about or stop the rising of water level. So, it shows that the cave system is unable to drain groundwater floods during certain periods and high waterlevels are recorded in the speleothem. These stalagmite records show a transitional period where inner geomorphologic conditions are evolving in the cave system.

To cite this article

Stéphane JAILLET, Edwige PONS-BRANCHU, Richard MAIRE, Bruno HAMELIN & Jacques BRULHET, «ENREGISTREMENT DE PALEO-MISES EN CHARGE HOLOCENES DANS DEUX STALAGMITES DU RESEAU DU RUPT-DU-PUITS (BARROIS, FRANCE). ANALYSES MORPHOLOGIQUES DES LAMINES ET DATATIONS U/TH EN TIMS.», Geologica Belgica [En ligne], number 3-4 - Han-sur-Lesse Symposium - nov. 2004, volume 9 (2006), 297-307 URL : http://popups.ulg.ac.be/1374-8505/index.php?id=1304.

About: Stéphane JAILLET

EDYTEM - UMR 5204 CNRS, Université de Savoie, 73 376 Le Bourget du Lac, France, E-mail : Stephane.Jaillet@univ-savoie.fr

About: Edwige PONS-BRANCHU

CEREGE - UMR 6635 CNRS, Europôle Méditerranéen de l'Arb, Aix-en-Provence cedex 04, France

About: Richard MAIRE

ADES-DYMSET - UMR 5185 CNRS, Université de Bordeaux 3, Maison des Suds, 33 600 Pessac, France

About: Bruno HAMELIN

CEREGE - UMR 6635 CNRS, Europôle Méditerranéen de l'Arb, Aix-en-Provence cedex 04, France

About: Jacques BRULHET

ANDRA, 1/7, rue Jean Monnet, Parc de la Croix-Blanche, 92298 Châtenay-Malabry cedex Châtenay-Malabry, France