Le système karstique de Sprimont (Belgique). Holotype d’une spéléogenèse par fantômisation

Abstract

Le systeme karstique de Sprimont est riche de phenomenes karstiques varies dans un contexte geologique bien defini : un synclinal de carbonates carboniferes entoures au nord, a l’est et au sud par des formations famenniennes impermeables. A l’ouest, l’Ourthe recoupe le synclinal perpendiculairement a son axe d’allongement dans le cadre d’un relief appalachien typique et constitue le niveau de base karstique. Le relief consiste en un vallon oriente est-ouest dont l’axe coincide avec celui du synclinal. Les ruisseaux qui descendent des hauteurs impermeables vers le vallon se perdent apres leur entree dans le domaine calcaire. Ces ruisseaux confluent sous terre pour resurger au « Trou Bleu », unique resurgence du systeme, non loin du talweg de l’Ourthe. Le systeme compte de nombreuses grottes, de dimensions souvent decametriques. Quelques-unes sont de plus grande ampleur, dont la grotte du « Nou Bleu » recemment decouverte, qui est un regard sur la riviere souterraine a quelques dizaines de metres en amont de la resurgence. Les carrieres ont devoile en plus de diverses grottes des phenomenes karstiques de type fantome de roche. La karstogenese de type fantome de roche consiste en une alteration moderee des carbonates produisant une separation de phase. D’une part, la phase soluble comprend essentiellement le calcium, le magnesium, le bicarbonate et la silice colloidale. Elle sort du systeme par la voie souterraine. D’autre part, une alterite residuelle constitue la phase solide restante comprenant une partie des carbonates cinetiquement moins solubles comme la calcite sparitique et la dolomie pro parte , les insolubles comme les mineraux argileux, le quartz, et la matiere organique. Cette phase solide evolue de facon isovolume lors d’une premiere etape et voit donc sa porosite augmenter, de meme que sa fragilite mecanique. Cette premiere etape se deroule durant une periode geologique ou le potentiel hydrodynamique est tres reduit, la fantomisation s’exercant grâce a des circulations phreatiques tres lentes mais chimiquement agressives. On obtient ainsi des volumes soit totalement circonscrits dans la masse rocheuse (pseudoendokarsts) soit sous forme de couloirs descendant du toit de la roche mere, remplis par l’alterite residuelle. A Sprimont, la carriere du Coreux a devoile ces fantomes de roche. Durant une seconde phase, lorsqu’apparait un potentiel hydrodynamique suite a une surrection et a l’incision des rivieres, l’alterite peut etre mecaniquement erodee par des circulations fluviatiles : les grottes « speleologiques » se forment. Dans le site etudie, une cavite, la grotte « Nico », a ete ouverte par l’avancee du front de la carriere. On y trouve une coupe sedimentaire montrant l’alterite residuelle ravinee par des formations fluviatiles. Cet article decrit la coupe levee dans ces formations au travers de la lithostratigraphie, de la granulometrie et de la mineralogie des grains. La grotte « Nico » resulte de la coalescence de deux grottes superposees, le plancher rocheux separant les deux cavites etant fantomise et affaisse. Les parois et le sol sont des fantomes de roche dont l’alterite residuelle est essentiellement formee de grains dolomitiques, tels les encrines dolomitisees. Les formations fluviatiles ravinent l’alterite suivant une surface chenalisante. Les grains sont constitues de grains remanies d’alterite, calcite et dolomite, et d’une faible partie d’insolubles tels des grains de muscovite et de quartz en provenance des psammites famenniens. La serie detritique est coiffee par un plancher stalagmitiques dont deux echantillons ont ete dates de 53 851 ± 2493 et 61 542 ± 1235 ans B.P. ce qui situe l’erosion de l’alterite a une date relativement recente dans le Pleistocene superieur. Ces phenomenes eclairent d’un jour nouveau la formation des grottes en Haute Belgique. L’evolution du karst de Sprimont trouve son origine dans un massif fantomise partiellement erode au cours de la surrection plio-quaternaire. L’apparition du potentiel hydrodynamique responsable de cette erosion trouve son origine dans les differences d’altitude entre pertes superieures et resurgence a l’aval par enfoncement du niveau de base : la riviere Ourthe. Nous sommes confrontes a un holotype de speleogenese dans le cadre d’un relief appalachien. La grotte « Nico » et les phenomenes associes permettent de concevoir un modele d’evolution des karsts de la Haute Belgique. Enfin, cet exemple montre aussi qu’une distinction claire peut etre faite entre le terme karstogenese qui englobe la fantomisation de celui de speleogenese qui ne concerne que le creusement des grottes speleologiques par erosion mecanique de l’alterite residuelle.