[en] The “Montagne Saint-Pierre” (Sint Pietersberg) is a separate part of the Hesbaye plateau, isolated between the lower valleys of the Geer and the Meuse rivers. It is exploited by a big open-air quarry and by numerous underground quarries developing galleries on hundreds of kilometers long. Excavated in Cretaceous chalk and calcarenite, these artificial networks allow an exceptional 3-D observation of karsts inside a very porous and permeable rock, less favourable to a concentrated solution. The most numerous of them are “organ pipes” or “earth pipes”. They are vertical tubular solution pipes that may exceed 60 m in depth. Sponge networks and subhorizontal caves occur, without any visible connection with fracturation. Finally, downwards to at least 20 m below the alluvial plain of the Meuse river, pluridecametric nodes of weathered chalk are found. By their size and rounded morphology, the nodes resemble to the natural caves occurring in the calcarenite and intersected by the underground quarries. All the studied karsts allow us to propose a scenario for the genesis of a polyphase karst system. Independently of surface conditions, caves are generated deeply in the phreatic zone (endokarsts). During the downcutting of theMeuse valley, and related to the fluvial terraces, solution pipes (input karsts) are generated. Due to the valley incision and to the lowering of the aquifer,theses solution pipes progress downward and cut the endokarsts. A concentrated water circulation takes place. In the dewatered upper part of the system, caves cut by solution pipes are rapidly filled by superficial deposits. The high porosity of the calcarenite makes it comparable to a sponge. The rock absorbs quickly
the out-flows coming from the surface and causes a rapid deposit of the fine particles transported inside horizontal passages. The sealing of these conduits allows their conservation inside a very crumbly rock. [fr] La Montagne Saint-Pierre, retombée du plateau hesbignon entre la basse vallée du Geer et la Meuse, abrite une grande carrière à ciel ouvert et de nombreuses carrières souterraines dont les galeries s’étendent sur des centaines de kilomètres. Ouverts dans les craies et calcarénites crétacées, ces réseaux permettent une observation inédite, en 3-D, de karsts développés dans une roche extrêmement poreuse et perméable, peu susceptible de provoquer une dissolution concentrée. Les plus nombreux et les plus connus sont les « tuyaux d’orgue » ou « tuyaux de terre ». Il s’agit de racines du manteau d’altération pouvant se développer sur plusieurs dizaines de mètres de profondeur et dont la section reste étonnamment circulaire et régulière malgré l’enfoncement au sein du massif. Des réseaux en éponge et grottes subhorizontales sont trouvés, sans connexion apparente avec une quelconque fracturation au sein dumassif.Enfin, à plus de 20m sous le niveau de la plaine alluviale mosane, des noyaux d’altération pluridécamétriques sont observés, présentant une morphologie proche de celles des cavités naturelles trouvées au sein des calcarénites.
L’ensemble des karsts répertoriés permet de proposer un scénario demise en place d’un système karstique polyphasé. Des grottes sont générées en profondeur, en milieu noyé (endokarsts), indépendamment des conditions de surface. Lors de l’enfoncement de la vallée de la Meuse, et en relation avec les terrasses fluviales, des racines d’altération (karsts d’introduction ou input karsts) se mettent en place. Ces dernières s’approfondissent parallèlement à l’encaissement du fleuve et à l’enfoncement de l’aquifère. Elles finissent par recouper les endokarsts. Une circulation concentrée des eaux au sein du massif peut alors s’organiser. La partie supérieure dénoyée du système connaˆıt un colmatage rapide des cavités horizontales recoupées par les racines d’altération. La grande porosité des calcarénites rend celles-ci comparables à une éponge. La roche absorbe très vite les écoulements venant de la surface, ce qui provoque un dépôt rapide des particules fines transportées alors au sein des conduits horizontaux. Le colmatage de ces derniers permet leur conservation dans une roche très friable.
Disciplines :
Earth sciences & physical geography
Author, co-author :
Willems, Luc ; Université de Liège - ULiège > Département de géologie > Pétrologie sédimentaire
Rodet, Joël
Ek, Camille ; Université de Liège - ULiège > Services généraux (Faculté des sciences) > Relations académiques et scientifiques (Sciences)
Dusar, Michiel
Lagrou, David
Fournier, Matthieu
Laignel, Benoît
Pouclet, André
Language :
French
Title :
Karsts des craies et calcarénites de la Montagne Saint-Pierre (Basse Meuse liégeoise)
Publication date :
2007
Journal title :
Bulletin de la Société Royale Belge d'Études Géologiques et Archéologiques
