Geometry of piezometric surfaces in a perched karst : Redondo valley, Cantabrian mountains, northern Spain

Résumé

Le karst de Redondo s'est développé dans des calcaires carbonifères; en pendage de 45 à 60° par rapport à l'inclinaison de la vallée, il est stratigraphiquement perché à cause de lutites imperméables sous-jacentes. Le système de la grotte de Cobre, qui totalise 12 km de passages, est le plus important drain de ce karst. La grotte, à plusieurs étages, a une artère en pente faible juste au-dessus de la surface piézométrique. Des projections du profil longitudinal du cours d'eau révèlent une surface piézométrique à peu près horizontale. Près de la résurgence, cette surface s'abaisse de 19 m en 450 m, et comprend deux courtes inflexions sous l'influence de zones dolomitiques étroites, que l'on interprète comme étant la cause d'augmentations, jusqu'à 7°, de pente dans le profil de la rivière souterraine. Deux surfaces paléopiézométriques ont été définies par des terrasses dans la roche en place (Tl et 12), dont les pentes moyennes sont plus faibles que la présente, mais qui possèdent les mêmes inflexions. Près de la résurgence, T1 se trouve à 6 m plus haut que le niveau de la nappe, tandis qu'elle s'y raccorde à 1000 m en amont de cette résurgence. Ceci implique une chute de 6 m, pendant l'Holocène, de la limite lutite-calcaire, que l'on interprète comme le résultat d'un recul de 8,5 m, par érosion glaciaire, des parois de la vallée. Actuellement, le système s'adapte en s' enfonçant régressivement.

Abstract

Redondo karst is developed in carboniferous limestones and is stratigraphically perched due to the existence of underlying impervious turbidites dipping 45-60° against the valley slope. Cobre cave system, with 12 km of passage, is up to date the most important drain of Redondo karst. This multilevel cave has a low gradient trunk developed just at the piezometric surface. Projected elevations of the stream profile reveals a roughly horizontal piezometric surface. Near the resurgence point, this surface drops 19 m in 450 m, and contains two short inflexions controlled by narrow dolomitized zones, which are interpreted to be the cause of local perching of 1.5 and 2 m thick (respectively), and gradient increments up to 7 degrees in the profile of the underground stream. Two paleopiezometric surfaces have been defined by bedrock tenaces (Ti and T2) with lower average gradients but with the same inflexions as the present one. Near the resurgence, Tl lies 6 m above the water table and makes onlap against the present piezo surface 1000 m upstream from the resurgence. It implies a Holocene fall of 6 m in the turbidite-limestone boundary, interpreted as the result of a glacial erosive removal of 8.5 m in the valley walls. The system is now adapting itself by means of headwards retrogressive entrenchment.

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