Bulletin de la Societe Geologique de France; November 2006; v. 177; no. 6;
p. 311-322; DOI: 10.2113/gssgfbull.177.6.311
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Apport des méthodes géophysiques à l’étude de sédiments lacustres à granulométrie fine. Application au marais de Sarliève (Massif Central, France)
Florent Hinschberger1,
Agathe Fourmont1,
Jean-Jacques Macaire1,
Jean-Gabriel Breheret1,
Roger Guerin2 and
Jean-Paul Bakyono1
1 UPRES EA 2100, Lab. GéEAC, Univ. François Rabelais, Parc de Grandmont, 37200 Tours, France. Florent.hinschberger{at}univ-tours.fr
2 UMR 7619 Sisyphe, Univ. Pierre et Marie Curie (Paris 6), case 105, 4 place Jussieu, 75252 Paris cedex 05, France. Guerin{at}ccr.jussieu.fr
Dans cette note, nous présentons les résultats d’une prospection géophysique réalisée dans le marais de Sarliève, situé au sud de Clermont-Ferrand, dans le Massif central. La zone étudiée correspond à un ancien lac d’une superficie d’environ 5 km2, qui a été drainé et asséché au cours du XVIIe siècle. Les nombreux forages carottés réalisés dans le marais ont montré la présence d’un remplissage sédimentaire épais (maximum 6 m) allant du Tardiglaciaire à l’époque historique. Des zones de deltas et de bassins lacustres ont été identifiées. Dans les zones de bassins lacustres, les sédiments sont argilo-silteux et carbonatés, et d’apparence assez homogène. Deux grands types de formations sédimentaires y ont été distingués d’après leur composition minéralogique et leur origine. Dans la partie inférieure du remplissage, la formation SDLF est caractérisée par des sédiments dolomitiques surmontés d’une épaisse couche constituée de séquences de lamines carbonatées. Ces dépôts se seraient formés par précipitation chimique en milieu lacustre peu profond et confiné (milieu endoréique). Cette formation n’a été repérée que dans la partie centrale du marais, correspondant aux zones de bassins les plus profondes de l’ancien lac (faciès distaux). Les dépôts plus superficiels (formation CF) sont principalement de nature détritique argilo-silteuse et sont riches en calcite. Ils traduisent un milieu exoréique. Ils se retrouvent dans presque toute l’ancienne zone lacustre, aussi bien en position distale que proximale (deltas et bassins). Afin de connaître la géométrie des dépôts dans le marais et de distinguer SDLF de CF dans les zones de bassin, une prospection géophysique électromagnétique a été effectuée au moyen d’un conductivimètre EM31 (méthode slingram). Seize sondages électriques ont aussi été réalisés sur différents secteurs du marais.
Les mesures électromagnétiques permettent d’établir une carte de conductivité apparente du site dans ses parties nord et sud. Nous mettons ainsi en évidence la présence d’une zone fortement conductrice dans l’axe central N-S du marais, plus prononcée au sud. Cette zone est entourée de terrains plus résistants et hétérogènes, où des poches conductrices sont repérées. Aucun paléochenal surcreusé dans le substrat n’est mis en évidence. Nous montrons qu’il n’existe pas de corrélation nette entre la conductivité apparente et l’épaisseur totale de sédiments lacustres. Par contre, l’axe central très conducteur du marais correspond aux zones distales de l’ancien lac, reconnues ponctuellement grâce aux carottages. Dans le remplissage des zones distales, la formation SDLF se signale sur les sondages électriques par une très faible ré-sistivité (environ 1,2 3.m), expliquant la forte conductivité apparente des faciès distaux. Nous utilisons enfin les données géophysiques, en complément des informations fournies par les carottages, pour évaluer l’étendue et le volume de la formation SDLF sur l’ensemble du marais. Cette étude montre finalement qu’il est possible d’utiliser la géophysique pour différencier entre eux, au sein d’un remplissage sédimentaire à faciès peu différenciés (silts argileux carbonatés), des dépôts lacustres formés dans des conditions très différentes, par précipitation chimique dominante d’une part, et par sédimentation détritique dominante d’autre part.
Key Words: Géophysique • Méthodes électrique et électromagnétique • EM31 • Sédiments lacustres • Marais de Sarliève • Tardiglaciaire • Holocène
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