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LABORATOIRE D'HYDROGÉOLOGIE D'AVIGNON

VINCENT VALLES

Alcalinité résiduelle généralisée; faciès chimique, famille chimique

Etude de cas:

Espagne: Les lagunes salées du désert d'Aragon

(avec le concours du laboratoire de Géologie de l'Université de Zaragoza- Espagne)

Lagune de Mediana de Aragon près de la ville de Zaragoza

 

Les lagunes salées de l'Aragon sont situées dans le désert d'Aragon.

Cette région très aride à cause de la protection par des montagnes situées tout autour de l'Aragon espagnol. L'aridité du climat actuel induit une concentration des solutions (eaux de surface et nappes superficielles).

Ces dernières se sont chargées de sels solubles contenus dans les sédiments du bassin versant de l'Ebre, grande de zone de comblement avec des matériaux arrachés aux Pyrénées, notamment aux sels du Trias (Keuper).

Les lagunes sont des dépressions endoréïques, c'est-à-dire qu'elles constituent des espèces d'assiettes dont l'eau ne peut s'échapper que par évaporation. Elles déposent ainsi tous les sels solubles dans le point le plus bas du système. Il n'y a pas de point bas par lequel les écoulements de surface ne puissent s'échapper, si ce n'est en cas de forte crue.

La taille de la partie centrale de ces lagunes, c'est à dire de la zone d'accumulation des sels, est très variable. Elle varie moins de cent mètres à plusieurs kilomètres. Ces lagunes sont dissymétriques à cause d'un modelé retouché par le vent. Les eaux proviennent du nord ouest par une pente douce, et leur cheminement est arrêté par un talus de matériaux éoliens qui a coupé les chenaux des anciens petits cours d'eau.

Les minéraux dominants sont par ordre de solubilité croissante :

- la calcite CaCO3,

-le gypse CaSO4, 2(H20) et secondairement l'anhydrite: CaSO4

- la mirabilite Na2SO4, 10(H2O) et secondairement la thénardite, Na2SO4

- la bloedite Na2Mg(SO4)2

- et enfin la halite NaCl. qui n'est pas présente dans toutes les lagunes.

La continentalité du climat induit de fortes variations de température entre les saisons mais aussi à l'échelle de la journée. Comme la solubilité de la mirabilite varie fortement avec la température, ceci provoque une rapide précipitation de ce minéral lors de rafraîchissement et sa solubilisation tout aussi rapide avec la remontée des températures. La rapide et massive précipitation de mirabilite favorise la sédimentation des particules de gypse déposées par le vent, mais aussi des algues dont le nombre peut décupler en quelques heures après les pluies.

La sédimentation de la matière organique algaire, facilement dégradable, induit une forte teneur en matière organique des sédiments et l'apparition de conditions réductrices dans ce dernier. Une petite partie des sulfates peut ainsi être transformée en sulfure.

 

Le but de l'exercice est d'étudier l'évolution de faciès chimiques lorsque les eaux se concentrent. L'exemple retenu est celui de la lagune "Salada", l'une des plus grande de cetet région.

Par ailleurs une approche par ACP permettra d'apprécier l'homogénéité (ou l'hétérogénéité) des lagunes entre elles en terme de composition chimique.

 

Paysage d'Aragon. La végétation est typiquement gypsophille. Les reliefs montrent souvent d'anciennes surfaces "rañas"
Les matériaux les plus abondants dans la zone d'alimentation des lagunes sont le gypse et la calcite.
Le débouché des cours d'eaux éphémères dans le lagunes Efflorescences blanches de gypse et de mirabilite.

 

 

 

Lagune de Médiana de Aragon dénommée "La Sulfurica" Elle fut exploitée pour l'extraction des sulfates de sodium jusque dans les années 1970. On remarquera la dissymétrie des versants, alimentation par le coté gauche du cliché et accumulation contre le talus situé à droite.

El "Salar" dénommé aussi "laguna de mirar fotos", lagune située prs de la localité de Bujaraloz, fut elle aussi exploitée. Les zones blanches sont constituées de Thénardite, les zones transparentes de Mirabilite et de Bloedite.
Cristallisations de Mirabilite, minéral transparent, formant des grios cristaux de plusieurs centimètres. Sous l'action du vent sec, la mirabilite se transforme en Thénardite, forme anhydre de sulfate de sodium. A noter le developpement d'algues.

 

 

La surface de la lagune "fotos" présente une structuration ployédrique à large échelle (plusieurs mètres) visible depuis la surface par la localisation préférentielle des sels.
Une sous structure polyédrique plus fine (échelle de quelques décimètres). Ces structurations montrent le caractère gonflant des argiles oprésentes dans le milieu (le gypse et les sulfates de sodium étant largement majoritaires).
La localisation des cristaux centimétriques de mirabilite et de thénardite.

 

 

La végétation (salicornes herbacées) accumule les sels par effet de mêche après sa mort.

Les débris végétaux véhiculés par le vent font aussi effet de mêche.

La décomposition de la matière organique crée des phénomènes de réduction avec formation de sulfures noirs.

 

 

Assemblage de matière orgabnique et sulfures (en noir) de thénardite et bloedite (en blanc) et d'algues rouges (en rosé). remarquer que le support ressemble à du verre (transparent): c'est la mirabilite.
Les cristaux centimétriques de mirabilite sur une couche de mirabilite empriconant des algues vertes.
Les croutes de sel puvent de fendre et se relever sur leur bord lors des périodes sèches. A noter l'abondance de la matière organique sous la mirabilite.

 

 

Exemple de concentration de l'eau de la laguna "La salada", l'une des plus grandes lagune de la région des Monegros (désert d'Aragon). Son diamètres fait plusieurs kilomètres et son bassin versant 10 km environ.

Données aimablement fournies par Pedro LOPEZ et le laboratoire de Géologie de l'Université de Zaragoza.

 

 

 

STATISTIQUES: LES RESULTATS

 

 

Télécharger les données de la concentration de la lagune "Salada", données de Pedro Lopez

Télécharger les donnes (ACP incluse) des eaux des lagunes "Sulfurica" et de la lagune "Mirar Fotos"