Une spéléogenèse à acide sulfurique dans le piémont nord-pyrénéen ?
Résumé
Tout au long de l’histoire de structuration des Pyrénées, le jeu des grands accidents tectoniques
font de la zone de piémont nord-pyrénéen une aire privilégiée de circulation de fluides. Parmi
ceux-ci, la présence de saumures profondes riches en CO2 et H2S a été attestée dans les réservoirs
pétroliers sud-aquitains d’âge Crétacé. Impliqués dans des processus de migration vers les marges
de bassin, ces fluides sont susceptibles de former des cavités dans l’encaissant calcaire là où les
remontées d’H2S entrent en contact avec du dioxygène, produisant ainsi du H2SO4. C’est cette
hypothèse de spéléogenèse à acide sulfurique (SAS) que la présente étude cherche à explorer dans
les Pyrénées.
Les premières campagnes de terrain dans les massifs karstiques d’âge Jurassique-Crétacé inférieur
des Arbailles (Pyrénées-Atlantiques) et de St-Pé-de-Bigorre (Hautes-Pyrénées) mettent en évidence
au sein de plusieurs karsts des indices morphologiques (chenaux de voûte, coupoles, poches de
substitution) et minéraux (sulfates, sulfures, carbonates hydrothermaux) compatibles avec la SAS.
Ces réseaux karstiques sont notamment localisés proche de sources thermominérales chlorurées
sodiques et contenant pour certaines des concentrations anormales en sulfates et sulfures.
L’objectif de cette étude consistera à replacer cette spéléogenèse dans le continuum des interactions
fluides-roches ayant affecté la zone nord-pyrénéenne, depuis l’hyper-extension au Crétacé jusqu’à
aujourd’hui. Dans un premier temps, le lien entre les morphologies karstiques, la fabrique
structurale des marqueurs de fluide et le contexte tectonique sera discuté dans le but de
reconstruire la dynamique des karsts hypogènes et de l’intégrer dans l’histoire géologique des
Pyrénées. Ensuite, en s’appuyant sur les analyses minéralogiques et la géochimie isotopique du
soufre des minéraux témoins de la SAS, nous nous attacherons à établir les séquences
paragénétiques de dissolution/précipitation des karsts ainsi qu’à décrypter la source des fluides
impliqués dans le creusement des cavités.