Analogue models of alluvial doline development

Résumé En Fr

Quaternary terraces of the Ebro river near Zaragoza show many alluvial dolines developed owing to dissolution of Miocene gypsum. Five main factors control the doline distribution at a 1 : 50 000 scale : 1. low sulphate content in water, 2. high annual variations of the water table, 3. "palaeovalleys" in the Tertiary/Quaternary boundary, 4. thickness of the Quaternary cover and 5. low lutite percentage. Ten small-scale experiments, which were carried out using a salt substratum below a sand or silt cover, corroborate the importance of the last three variables. Experimental dolines first appear over trenches of the soluble substratum, in thin cover areas or where the grain size of the cover was coarse. The two main types of surface morphology (basin, well) appear in good correlation with two types of internal structure (funnel, vault) and two basic mechanisms of evacuation and sinking (dragging + slow subsidence, solution voids + sudden collapse).

Modèles analogiques du développement des dolines alluviales. Les terrasses quaternaires de la vallée de l'Ebre aux environs de Zaragoza montrent beaucoup de dolines alluviales engendrées par la dissolution du gypse miocène. Cinq variables déterminent la distribution des dolines à l'échelle 1 : 50 000 : 1. la faible concentration de sulfates dans l'eau, 2. les grandes variations annuelles du niveau phréatique, 3. la présence de "paléovallées" à la limite entre Tertiaire et Quaternaire, 4. l'épaisseur de la couverture quaternaire et 5. le pourcentage faible de lutites. Dix expériences sur modèle réduit ont confirmé l'importance des trois dernières variables. Elles ont été réalisées avec un substratum de sel sous une couverture de sable. Les dolines expérimentales sont apparues en premier lieu sur des sillons de substratum soluble, dans les zones de faible épaisseur de la couverture, et là ou la taille des grains de sable est la plus grande. Les deux principaux types de morphologie à la surface (cuvette, fenêtre) montrent une bonne corrélation avec les deux types de structure en profondeur (entonnoir, voûte) et les deux mécanismes de base pour l'évacuation et l'affaissement du terrain (soutirage + subsidence lente, creux de dissolution + effondrement soudain).