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Les diffrents fac daccumulations calcaires

dans la rgion orientale de la pninsule du Cap-Bon

(Tunisie septentrionale)

P. BLANCANEAUX (1) (2), B. HOUMANE (2), T. GALLALI (2)

(1)

Pologue ORSTOM - (2) Labor at oi re de P& dol ogie, acul t e des Sciences de Tuni s.

RSUM

A part i r dobserv at i ons morphol ogiques et danal yses mi croscopi ques, l es aut eurs dri vent l es organi sati ons vert i -

cal es et l atal es de di ffents facis daccumulat i ons calcai res dans des siments dori gine mari ne du M io-Pl i oce

au Quat ernai re. Les rel at i ons Faci daccumul at i ons - M atiaux sont udis, en sit uant ces derni ers dans le

contexte gmorpho-pedologi que l ocal,

Les dynamiques - passe et actuelle -

du carbonat e de calci um sont esquis-

ss. La gene pol yphas des croes cal cai res observs est propos dans un mi l i eu o al t ernent l es pheno-

mes de siment at i on et de pedogese.

MOTS-CLS :Accumulations calcaires - Analyse morphologique - Facis microscopiques - Organisations vertica-

les et latrales - Dunes consolides - Sables - Marnes - Terrasse doued - Pdognse -

Sdimentognse.

ABSTRACT

THE DIFFERENT FACIES OF CALCAREOUS ACCUMULATIONS IN THE EASTERN REGION

OF THE CAP-BON PENINSULA NORTH TUNESIA)

From morphol ogical observat ions, the authors descri be the vert i cal and lat eral arrangements of dt fferent

facis

of calcareous accumulat ions in mari ne deposi ts from M iopl i ocene to Quat ernary . The relat i onships betw een Facies

of

calcareous accumulat ions/M aterial s are studied by sit uati ng the l att er in a l ocal and geomorpho-pedological con-

text. The dynamics - past and present - of calci um carbonat e are out l i ned. The pol yphased genesis of t he cal-

cret es studi ed i s put forw ard i n a sit uat i on w here characteri sti cs of sedimentat i on and pedogenesis al t ernat e.

KEY WORDS

:

Calcareous accumulations - Morphological analysis - Microscopic Facies - Vertical and lateral arran-

gements - Consolidated dunes - Sand - Marl - Wadi terrace - Pedogenesis - Sedimento genesis.

RESUMEN

LOS VARIOS ASPECTOS DE LA ACUMULACION DE CARBONATOS EN EL SECTOR ORIENTAL

DE LA PENINSULA DE CAP-BON TUNEZ DEL NORTE)

A part i r de observ aciones morf ol ogicas, 10s aut ores descri ben l as organi zaciones vert i cales y l at eral es de di ferent es

facies e

acumuiaciones calcareas en materi al es sedimentari os de ori g mar i no, desde el Mi o-pl i oceno hasta el

Cuart ernar i o. Se estudi an las relaci ones M at eri al es - Facies de acumulaciones calcdreas sit uando estas Ul t imas en

el contexte geomor fo - edafol ogico l ocal. Se esbozan las dinamicas - pasada y actual - del carbonat a de calci o.

Se propone l a gesis pol i fasi ca de las Cast ras cal careas observ adas en un medio donde al t ernan 10s enomenos

de sediment aci on y de pedogesi s.

PALABRAS ~LAVES :

Acumulaciones calcareas - Analisis morfologico - Facies microscopicas - Organizaciones verti-

cal y lateral - Medanos consolidados - Margas - Terraza - Edafognesis - Sedimentognesis.

Cah. ORSTOM , . Pedol ., vo l . XX I I I , no 4, 1987: 253-273 253

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P. BLANCANEAUX, B. HOUMANE, T. GALLALI

INTRODUCTION

La

partie orientale de la pninsule du Cap-Bon a t

retenue comme lun des quatre sites dtudes

du pro-

gramme de recherches sur les accumulations calcaires

de Tunisie (fig. 1).

Cette tude concerne la rgion comprise entre le lit-

toral actuel au niveau de lestuaire de loued Chiba (S.

Othman) au SE, la rgion dE1 Midda au SO, le pla-

teau de Nekhla au NO et lestuaire de loued Lebna

au NE (fig. 2). Dans cette rgion, toutes les formations

sdimentaires prsentes, dates du Quaternaire rcent

jusquau Miocne en passant par les dpts ctiers du

Tyrrhnien et la mollasse jaune fossilifre de lAstien,

sont affectes des degrs divers par llment calcaire

qui sindividualise et/ou saccumule au sein de ces dif-

frentes formations suivant des facis divers et organiss.

Les travaux dordre gologique (ARNOULD M., 1950),

pdologique (CHAUVEL A., 1961

;

BUREAU P., 1959)

au gomorphologique (GROSSE M., 1969

;

PASKOFF et

SANLAVILLE, 1983) ont montr la grande extension de

ces accumulations calcaires. Toutefois, si, en ce qui

concerne la pdologie, des indications sont gnra-

lement donnes sur la profondeur de ces accumula-

tions, le terme de crote calcaire , utilis par les

diffrents auteurs, prte la plus grande confusion

;

il englobe en effet indistinctement diffrents facis

daccumulations.

Une analyse morphologique dtaille de profils de sols

rpartis suivant un transect SE/NO depuis la bordure

littorale et orientale de la pninsule (S. OTHMAN)

jusquaux grands plateaux tabulaires de la rgion dEl

Midda, nous a permis de caractriser et de distinguer

plusieurs types daccumulations (1) dont lorganisation

et les variations - verticale et latrale - des facis,

paraissent lies la nature lithologique des roches-mres,

lge quaternaire et la position topographique des

matriaux au sein desquels elles se manifestent. Paral-

llement, plusieurs formes de cristallisation du carbo-

nate de calcium ont pu tre observes au microscope

optique et lectronique.

c

I

LES REGIONS NATURELLh

Limitedcstmis grandes rigions -

Limite. des rigions

FIG. 1. - Situation des diffrents sites dtudes des

accumulations calcaires, gypseuses ou salines de Tunisie

1) et 2) Accumulations calcaires. 3) Accumulations mixtes,

calcaires,

gypseuses et salines. 4) Transition calcaire (gypse)

daltitude, limit par un cordon ctier fossile. Ce sont

partout des rgions basses qui ne dpassent pas 50 m

daltitude et qui voquent lexistence dun ancien golfe

assch. Dans ce systme ctier nous distinguerons suc-

cessivement dest en ouest

:

ORGANISATIONS VERTICALES ET LATRALES

DES FACIS DACCUMULATIONS CALCAIRES

Les accumulations calcaires dans les sables du Tyrrh-

nien (fig. 3)

LES ACCUMULATIONS CALCAIRES DE LA CTE FOSSILE

Il sagit dun littoral trs bien conserv topographi-

quement avec sa dune consolide parallle au rivage

actuel surmontant les plages encrotes dites

strombes.

Douest en est, le paysage a lallure dun plateau

a)

La pl age st rombes

inclin jusquau rivage o il se termine vers 15 m

Elle est marque par la prsence dune crote

1) La

nomenclature propose par

RUELLAN A.), 1970-1980, GILE,

et al.,

1965-1966,

est utilise pour la caractrisation mor-

phologique des accumulations calcaires.

254

Cah. ORSTOM , s. Pol., vol. XXI I I , no 4, 1987: 253-273

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Accumu lati ons calcair es en Tun isie sevtentrional e

Keli bia

Lgende

/Si othmane FJ

51

I-1

Dunes vives ,plage actuelle

Zone

inonde, Sebkha

Formations

ricentes indiffe,rencides

sableuses, argileuses, alluvions

Dnes consoliddes

Plages tyrrhCnicnnes rcentes

slrombes 1

Plages lyrrhniennes anciennes

d

cardium pectoncles)

Mollasse

ableuse aslicnne pliocine)

Marnes du Miocne

Vindobonien)

Burdigdi4n

Oligocine

Eocne

2Km

-

Korba

m Formations Nurmiennes, rouges

@ Accumulations calcaires

/ Failles

-Escarpement drosion

* Crt

FIG. 2. - Extension et rpartition des accumulations calcaires dans la rgion orientale de la pninsule du Cap-Bon.

DaprPs

les travaux de ARNOULD, 1950 ; CHAUVEL1961 ; GROSSE 1969 ; complt

calcaire qui affleure par endroits entre des zones

dcamtriques de sols rouges mditerranens, selon

CHAUVEL 1961), ou anciens sols isohumiques brun-

rouge plus ou moins tronqus et recalcarifis pour

FOURNET 1981-1982). Profil BPS,.

La crote parat discontinue et prsente un

aspect mamelonn, avec des poches de dissolution

et des placages de matriaux rouges entre les blocs. A

sa surface, sobservent de trs nombreux Cwdium,

htromtriques diamtre de lordre de 5 cm) dont

les tests sont partiellement dissous. On constate une

desquamation et une perforation des coquilles avec

des zones de dissolution prfrentielle. Ces diffrents

lments figurs sont lis entre eux par une phase

bruntre, carbonate, de texture sablo-limoneuse. Le

matriau dans son ensemble est trs dur et compact.

Briss, les blocs de crotes montrent au sommet

une cassure conchodale tranchante, particulirement au

contact dune pellicule trs dure, rose-saumon, dpais-

seur millimtrique pellicule rubane) ;

131o cette

pel-

licule est prsente, laccumulation calcaire se montre lite

avec une

alternance de pelli cules Zon es

gris jauntre

gris, dans des plages de matriau fin ; ces lits sont

disposs le plus souvent horizontalement, mais on en

observe aussi dobliques voire mme de verticaux avec

des ondulations.

Cest principalement l o sobservent les placages

de sols rouges au contact de la crote calcaire

que la surface de cette dernire parat la plus altre.

On distingue alors une zone de transition avec des

Cah.

ORSTOM , s .

Pedol., vol. XXI II , no 4, 1987 : 253-273

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P. BLANCANEAUX, B. HOUMANE, T. GALLALI

invaginations de matriau rougetre qui pntrent la

crote sous forme de micro-poches.

En rsum, les observations faites, ltat des coquil-

les, indiquent un remaniement sdimentaire en bord de

mer en pleine rgression avec apport de sdiments con-

tinentaux proches

;

il y a colluvionnement sur beach-

rock avec aussi un dbut de karstification ctire visi-

ble tout le long de la cte.

b) Les dunes consol i ds (fig. 3 et 4)

Le cordon dunaire fossilis et consolid, sobserve

paralllement au rivage actuel, depuis Korba jusqu

Kelibia ; il est, par endroits, morcell en une srie de

petites buttes. Une observation attentive montre que

pendant le maximum transgressif le trait de la cte na

pas t fixe et quil a connu des oscillations comme en

tmoignent les coupes observes, avec au moins deux

1orn

J-

65 m

OUeSt

Est

FIG.

3. -

Coupe schmatique ouest-est dans les formations tyrrhniennes du systme ctier au niveau de loued Chiba

FIG.

4. -

Coupe dans le Tyrrhnien

au niveau de lestuaire de loued Chiba

sries rptitives de grs

de

plages coquillers surmonts

par des grs oliens a Helix.

Dune faon gnrale le matriau dunaire consolid

est constitu de grs trs calcaire, dbris dH&ix non

marin ou de coquilles marines ; il est trs compact et

sert de matriau de construction, dou lexistence de

nombreuses carrires.

Le profil type des sols accumulations calcaires dans

les dunes consolides est reprsent par BDC2 qui pr-

sente la succession verticale suivante (fig. 2 et 5).

Horizon A + Kh :

de 0 a 20 cm

;

colluvion - brun

(IOYR4/3)

;

texture sablo-limoneuse, structure polydrique

mousse nuciforme, moyenne fine

;

peu nette

;

riche en

cailloutis calcaire

;

fragments de crote

;

racines nombreuses.

Transition nette, ondule.

Hori zon KI : pellicule rubane, discontinue de quelques milli-

256

mtres 3 cm dpaisseur

;

constitue la o elle existe, un plan-

cher irregulier au systme racinaire qui la pntre grce un

rseau dtroites fissures.


Horizon KCr

:

de 20 a 70 cm

;

crote calcaire constitue

par un grs coquiller ciment calcaire

;

blanc rostre

(7,5YR8/2)

;

plus ou moins structure en feuillets

;

matriau

trs compact

;

fissures verticales et subhorizontales; microca-

vits et poches de dissolution dordre centimtrique, frquen-

tes

;

quelques racines, verticales.

Transition graduelle, ondule.

Horizon Ke

:

de 70 180 cm

;

matriau grso-calcaire, cons-

titu de grains de quartz blancs (lOYR8/2) a ciment calcaire

rostre (7,5YR7/4)

;

trs riche en Curdium disposs en lits sub-

horizontaux, avec classement granulomtrique

;

strates jaune

rougetre, sableuses, plus ou moins consolides

;

stratifications

entrecroises avec passes sableuses moins consolides o le

matriau a tendance a sbouler

;

quelques racines calcarifies

;

taches calcaires.

Transition diffuse, peu nette.

Hori zon CCu :

de

180 A 250

cm

;

matriau grso-calcaire

;

passes sableuses ; peu consolid ; blanchtre (lOYR8/2) ; trs

riche en Cardium ;

gros

amas calcaires, frquents ; pas de

racines.

En rsum, les diffrentes formes daccumulations

observes rendent compte dune individualisation rela-

tivement marque du calcaire ;

cet

lment joue gale-

ment un rle essentiel dans la

cimentation

des sables

et des coquilles. On retiendra aussi la prsence dHelix

non marin et laspect de beach-rock du matriau.

Cah.

ORSTOM, sd?.

Pedol., v ol. XX I I I , no 4, 1987 253-273

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Accumulat i ons cal caires en Tuni sie sept ent ri onal e

Dautre part, et en accord avec de nombreux auteurs,

entre autres

RUELLAN A. (1970), POUGET M. (1980-Sl),

VOGT T. (1984),

on assiste actuellement une destruc-

tion (litholyse) de la crote calcaire dans les hori-

zons suprieurs ;

cette dgradation est lie au rle des

A . Kh

KI

CI ca

Encrotement

-

- - -

- - -

c2

m Strotlfications entrecroises

_-- -

Pcm

l iolhrotiono pl~ ge

Transitions :

- Netle

-__

Distincle

et ondule

= =_ Graduelle

-.- Diffuse

FIG. 5. - Profi l BDC -

Organisation verticale des facis

daccumulations calcaires

racines et la dynamique actuelle de leau ; le bilan

global tant incontestablement li ici un dpart de cal-

caire. La remobilisation de cet lment se remarque ga-

lement par la prsence de nombreuses figures de disso-

lution ainsi que de racines plus ou moins calcarifies.

Au point de vue pdologique, ces grs-calcaires con-

solids, l o ils naffleurent pas, sont recouverts par

des sols calcimorphes, calcaires, soit des rendzines bru-

nes, soit des sols bruns calcaires.

LES PLAGES

A

CARDIUM

Elles couvrent de larges surfaces dans la rgion orien-

tale du Cap-Bon. Il sagit de dpts marins coquillers

quaternaires trs riches en Cardium et pectoncles qui

dateraient du Tyrrhnien ancien et qui auraient t loca-

lement dforms par une tectonique ultrieure

(GROSSE M., 1969 ; FOURNET A., 1981-82 ; COL-

LEUIL B., 1976). Ces dpts reposent toujours sur la

mollasse astienne qui nest pas partout visible. La

Cah. ORSTOM . s& . Ppdol., vol . XX I I I , no 4, 1987 253-273

faune quils renferment est caractristique des espces

capables de vivre dans des milieux marins littoraux ou

lagunaires susceptibles de supporter de fortes variations

de salinit. Par ailleurs, la prsence de Crithes parmi

les fossiles marque la ligne mme de lancien rivage,

la plage ici tant antrieure au cordon Rejiche.

Cest dans ces matriaux sableux supportant des sols

rouges (mditerranens), que se dveloppent les accu-

mulations calcaires les plus puissantes observes sur la

bordure orientale de la pninsule. Lexistence dune tran-

che de quelques kilomtres de long sur une profon-

deur moyenne de 3 mtres nous a permis dobserver

les organisations verticales et latrales de ces accumu-

lations calcaires dont le profil type peut tre reprsent

par LEB, (fig. 2 et 6).

Le profil LEB5 prsente la succession des horizons

suivante

:

Horizon A :

de 0 40 cm

;

brun-rougetre (5YR3/3)

;

argilo-

sableux

;

structure polydrique mousse subanguleuse,

moyenne

; -

macro et micro-porosit fortes -

;

dbris de

crote

;

nombreuses racines

;

matire organique frquente.

Transition diffuse.

Hori zon Kh :

de 40 g 110 cm

;

nombreux fragments de

crote dans une matrice sablo-argileuse g limono-sableuse

;

rouge (2,5YR3/6)

;

nombreuses taches dindividualisation du

carbonate de calcium

;

pseudomycliums, filaments et nodu-

les calcaires infrieurs au millimtre

;

structure polydrique

subanguleuse

;

meuble

;

forte macroporosit tubulaire, gale-

ries racinaires anciennes ; fentes et fissures de dessiccation ;

nombreuses racines, fines et moyennes, dvies horizontale-

ment la base de lhorizon

;

matire organique directement

dcelable.

Transition nette, ondule, millimtrique.

Horizon Kf, :

de 110 113 cm

;

premier horizon laminaire

(pellicule rubane)

;

empilement de lamelles fines, roses

(7,5Y8/4), gris-clair (2,5Y7/0) et rouge jauntre (5YR5/8),

constituant un plancher irrgulier plus ou moins continu au-

dessus de la crote sous-jacente.


Horizon KCrI :

de 113 145 cm

;

crote calcaire , beige-

ros blanchtre (lOYR8/1) avec des plages rougetres

2,5YR5/8 ~35/6), structure en strates subhorizontales a allure

de feuillets

;

blocs htromtriques, dcimtriques

;

matriau

trs compact

;

les racines se localisent dans les espaces sub-

horizontaux et/ou verticaux qui sparent les blocs de dalle et

de crote . Les interfaces sol/blocs de dalle sont tapisses

par des pellicules rubanes, plus ou moins paisses, disposes

principalement sur leurs faces suprieures mais galement sur

les bords latraux et mme infrieurs de ces blocs. Lindura-

tion de la crote dcrot avec la profondeur.


Horizon Kez: de 145 165 cm

;

encrotement nodulaire,

calcaire ; structure polydrique nodulaire en assemblage mas-

sif

;

allure stratifie et feuillete

;

matrice sablo-limoneuse ii

sable grossier

;

riche en petits lments calcaires qui ont ten-

dance constituer de petits nodules plus ou moins durcis

;

257

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P. BLANCANEAUX, B. HOUMANE, T. GALLAL I

pseudomycliums calcaires ; macropores tubulaires ; quelques

de Cardium, prises dans des amas calcaires plus ou moins

racines.

durcis.

Transition nette, ondule, millimetrique.

Horizon Kf2 : de 165 a 167 cm ; deuxime horizon laminaire ;

pellicule rubane identique a celle decrite dans le premier

niveau, plus ou moins continue la surface des blocs de dalle

et/ou de crote.

Transition distincte, irrgulire, avec poches.

Hor izon RCu : de 210 300 cm ; sable grossier, coquiller

Cardium prdominant ; rostre (5YRW4) jaune rougetre

(5YR7/6) avec des passes sableuses blanchtres

;

taches et

accumulations diffuses de calcaire.


Horizon KCr2 : de 167 180 cm ; deuxime niveau daccu-

mulation calcaire ; facis de dalle et de crote feuillete plus

ou moins indure ; idem KCr, ; pellicules rubanes aux

interfaces avec Ket et sur les bords latraux ; rares racines,

localises dans les espaces interfeuillets.


Hori zon Ke2 : de 180 210cm;

encrotement calcaire

nodulaire ; structure plus massive au sommet ; de moins en

moins dur en profondeur

;

matrice sableuse sablo-faiblement

limoneuse sable grossier ; rouge jauntre (2,5Y4/8) ; trs

riche en nodules et poupes calcaires, htromtriques

(les plus gros atteignent 10 cm) qui ont tendance a se

disposer en strates subhorizontales ; frquentes coquilles

Latralement, un mtre de distance, de part et

dautre du profil LEBs, en LEB4 et LEBe (fig. 6), on

nobserve plus quun seul niveau KC, de crote

calcaire surmontant un encrotement nodulaire Ke

en tous points semblable aux horizons Ker et Ke2

prcdemment dcrits. On note par ailleurs en KCr,

le passage latral de la dalle une crote cons-

titue par la superposition de feuillets dune dizaine

de centimtres dpaisseurs, spars par des espaces

subhorizontaux o se concentrent les racines ; chaque

feuillet pouvant tre partiellement ou totalement indur

en dalle ; on rejoint l les descriptions faites en KCrr

et KCr2.

LEBL

LEB5

LEB6

I

I I

258

Kh

KI

110

KCr

A

Kh

KI

KCr

FIG. 6. - Organisations verticales et variations latrales des accumulations calcaires au niveau du profil LEB,.

Prsence de deux niveaux de crotes horizons laminaires,

structures en feuillets en LEB,, nexistant pas en LEB4 ou LEBs

Cah. ORSTOM , se?. Pol., vol. XXI I I , nD 4, 1987: 253-273

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7/21

Accumulat i ons cal caires en Tuni sie sept ent ri onal e

Les accumulations calcaires dans la mollasse astienne

Les sables jaunes trs fossilifres de lAstien (mol-

lasse) constituent le soubassement gologique de la majo-

rit des grands plateaux tabulaires

(Oum Douil, El

Midda, Tamzrat...) de la rgion tudie (fig. 2). Ces

plateaux, dune dizaine de kilomtres de longueur et de

quelques centaines de mtres prs de dix kilomtres

de largeur se prsentent sous la forme de tables incli-

nes qui dominent nettement les vallons qui les dlimi-

tent et les entaillent. Face aux jebels de lOuest, ils pr-

sentent des corniches raccordes aux vallons par un talus

concave et continu sur 60 m de dnivellation en

moyenne. Tous ces plateaux sont coiffs leur partie

suprieure par des accumulations calcaires plus ou moins

indures (dalles, crotes et/ou encrotements, etc.).

Ces formations superficielles plus ou moins rsistantes

ont toutefois permis la prservation du relief et la pro-

tection des matriaux gologiques aussi facilement ro-

dibles que le sont les mollasses sablo-argileuses de

lAstien. Elles dterminent ainsi la configuration topo-

graphique actuelle des grands plateaux qui se prsen-

tent sous la forme de grands plans inclins sur leur sou-

bassement gologique - allure de glacis - secon-

dairement morcels par le jeu des entailles progressives

du rseau hydrographique.

A la mollasse astienne, sont associs soit des sols

bruns calcaires, sablo-argileux sur accumulations calcai-

res diverses ( crote et/ou encrotements) soit des

rendzines, brunifies sur crote rode . Les couleurs

observes se diffrencient nettement du brun rouge des

sols rencontrs dans les matriaux sableux tyrrhniens

du systme ctier. Le profil HNB, localis sur la bor-

dure nord du plateau dE1 Midda (Henchir en Naoulat)

prsente les organisations suivantes des diffrents facis

daccumulations calcaires (fig. 7) :

Hori zon A :

de 0

20

cm

;

brun fonc (7,5YR3/2)

;

argilo-

sableux ii sable grossier

;

structure polydrique mousse g

subanguleuse

;

nombreux cailloutis calcaires et fragments de

crote , htromtriques, jauntres (lOYR7/8), brun trs

ple (lOYR8/4) et blanchtres (lOYR8/2)

;

macro- et micro-

porosit trs fortes

;

nombreuses racines

;

matire organique

frquente

;

rompus, les gros agrtgats montrent des fissures

et

des fentes de dessiccation ainsi que des placages argileux

autour des micronodules calcaires qui les remplissent.

Transition diffuse.

Hori zon Kh : de 20 55 cm ; brun fonc brun (7,5YR3/4) ;

argilo-sableux sable grossier

;

structure polydrique suban-

guleuse

;

trs nombreux fragments de crote plus ou moins

indurs, pellicules rubantes ou non

;

htromtriques (jusquA

20 cm)

;

matriau forte macro- et microporosit

;

coquilles

descargots, frquentes

;

racines nombreuses

;

ont tendance

tre dvies horizontalement a la base de lhorizon Kh, au

contact de la crote feuillete .


Cah. ORSTOM , st+. Pkdol ., vol . XX I I I , no 4, 1987: 253-273

Horizon KI : de 55 ii 57 cm ; pellicule rubane, discontinue,

constituant localement un plancher irrgulier au-dessus de la

crote . Un rseau de fissures troites permet aux racines

de simmiscer en profondeur dans la crote .


Horizon KCr :

de 57 & 75 cm

;

crote calcaire plus ou

moins indure en dalle et constitue par un empilement de

feuillets calcaires

(crote feuillete)

;

barriole, jaune

(lOYR7/8), brun trs ple (lOYR7/4) et blanc (lOYRS/l)

;

les feuillets les plus rsistants se trouvent vers la surface

;

ils sont spars par des espaces interfeuillets, disposs sub-

horizontalement, remplis de sols bruntres o se localisent les

racines et qui donnent une allure lamellaire la crote

;

cest

aux interfaces sol/feuillets que sindividualisent les pellicules

ruban& aussi bien verticalement quhorizontalement. Les inter-

feuillets prsentent et l des noyaux calcarifis compacts

et durs. Par ailleurs, les blocs de crote observs mon-

trent ii Iil nu des pores dordre millimtrique qui tradui-

sent une certaine porosit de cette dernire. La stratification

subhorizontale de lensemble encrot est soulign par les cou-

leurs diffrentes des feuillets qui le constituent.

Transition diffuse.

Hori zon Ke :

de 75 150 cm

;

encrotement nodulaire. Ce

qui ressort immkdiatement g lexamen du profil, cest la pr-

sence de gros nodul es calcai res (rognons) qui semblent dispo-

ss subhorizontalement & certains niveaux, mais qui ont une

nette tendance g sorganiser verticalement sous la forme de

filons nodulaires ; les plus gros nodules se trouvent la

base des filons, leur taille diminuant vers le sommet de lhori-

zon o ils se fondent dans lencrotement feuillet sus-

jacent plus ou moins indur ( crote ). Il semble donc y

avoir ici une

fi li ati on olut iv e dir ecte

entre les nodules cal-

caires et la crote feuillete . Cette transition diffuse et peu

perceptible lil nu est souligne par la continuit des fis-

sures verticales de la crote feuilletee qui se prolongent dans

lencrotement nodulaire au contact direct des filons nodulai-

res. Les nodules calcaires, htromtriques (les plus gros attei-

gnent 20 cm de diamtre), gnralement sous forme de bou-

les , sont composs de petits polydres fissurs, de couleur

blanche g trs blanche lorsquils sont frachement casss

;

ils

sont emballs dans un matkriau sablo-limoneux sable fin,

marbr de taches blanchtres et de plages gris clair (lOYR7/2)

alternant avec des plages jaune bruntre ou jaune (lOYR7/8)

constituant 50 % de la matrice. On note labondance de tra-

nes blanchtres, de pseudomycliums et de filaments calcai-

res qui traduisent la mobil isati on du carbonate de calcium dans

un pseudogley calcaire. Ces filaments sont localement indurs

et donnent, par rosion diffrentielle, laspect dune grille

calcaire au milieu.

Le

matriau dans son ensemble est com-

pact ;

il est

cribl de micropores, mais de frquents macropo-

res dactivit biologique (galeries racinaires, faune

du sol)

dordre centimtrique dcimtrique sont observs.

Des infiltrations de matire organique le long de galeries

plongeant verticalement jusquA plus de 2 m sont visibles.

Lencrotement nodulaire prsente un gradient de consistance

vertical

; il est de

plus en plus compact et dur vers le som-

met. Lhtrognit texturale se remarque localement au sein

de cet horizon par lexistence de poches sableuses trs riches

259

7/25/2019 26029

8/21

P. BLANCANEAUX, B. HOUM ANE, T. GALL ALZ

Kh

FIG. 7. -

Organisations verticales et variations latrales des accumulations calcaires au niveau du profil HNBl.

Disparition de la crote feuillete a horizon laminaire

en dbris coquillers (hutres, etc.) o sobservent des concen-

trations diffuses de carbonates. Certains nodules calcaires sont

intimement lis aux coquilles

;

des lamelles (5 cm) plus ou

moins horizontales dencrotements calcaires plus durcis ont

tendance a sindividualiser et la dans le matriau sabieux.

Quelques racines.

Transition diffuse, ondule.

Hor izon CCa :

de 150 a 200 cm

;

horizon daccumulation et

a distributions diffuses du calcaire sous la forme de particu-

les trs fines

;

certaines concentrations discontinues, taches et

plages poudreuses trs blanches de carbonate de calcium,

aspect de talc

;

nodules calcaires trs tendres, htrom-

triques mais dordre centimtrique. Matriau limono-sableux

sable grossier ; structure polydrique grossire ; couleur den-

semble jauntre tachet de blanc. Rares racines.

Latralement, comme pour les sables du Tyrrhnien,

les facis daccumulations calcaires dcrits varient sur

de trs courtes distances, parfois infrieures au mtre.

La figure no 7 illustre la disparition rapide de la

crote feuillete et des encrotements rubans obser-

vs en HNBt et qui font place un encrotement nodu-

laire plus ou moins indur directement au contact du

sol qui le surmonte. Cette variation des facis est sou-

ligne par le microrelief qui prsente des ondulations ;

les bosses tant dtermines localement par la

crote et/ou la dalle subaffleurente.

260

Les accumulations calcaires des marnes vindoboniennes

(fig. 8)

Dans le synclinal de la Dakhla (fig. 2), le Vindobo-

nien est recouvert en discordance par les formations

mollassiques du Pliocne (Astien). La puissance

moyenne de lAstien qui atteint 15 20 m lest

nest plus que de 2 3 m dans les affleurements plus

Encrotement calcaire nodutnire, stratifi

Marne enrichie en catcairo.

Accumulations catcaires discontinues

et diffuses

FI G. 8. - Profil NEK, -

Organisation verticale des facis


Cah. ORSTOM , s. Pol.. vol. XXI I I , no 4, 1987: 253-273

7/25/2019 26029

9/21

Accumu lati ons calcair es en Tunisie septentri onale

occidentaux jusqu disparatre pour faire place aux

marnes.

Les marnes sont alors localement protges par des

encrotements calcaires qui les

coiffent

comme le rvle

le profil NEKL qui prsente la succession verticale des

horizons daccumulations calcaires suivante

:

Hori zon A + Kh : de 0 20

cm ; brun rougetre fonce

(lOYR4/4) ; argilo-limoneux ; 60 Vode cailloutis calcaires (frag-

ments de crote D), htromtriques (jusqua

20 cm)

; poly-

drique subanguleux a mouss ; matire organique directement

dcelable

;

poreux

;

activit biologique forte

;

racines

nombreuses.

Transition nette, ondule, millimtrique, discontinue.

Horizon KI : de 2 ii 3 mm dpaisseur

;

pellicule rubane, dis-

continue ; jaune (lOYR8/8) gris rostre (7,5YR8/2) ; dure.

Transition nette, ondule, millimtrique, discontinue.

Hori zon KCr : de

20 40 cm en moyenne ; crote cal-

caire ; trs dure ; surface pellicule rubane creuse de fines

cannelures et de petites cavits de dissolution ; matriau trs

compact, plus ou moins indur en dalle ; barriol de plages

gris rostre (7,5YR6/2) et blanc rostre (7,5YR8/2) ; nodules

calcaires lis par un ciment trs dur ; racines nombreuses, che-

minant verticalement entre les blocs discontinus.

Transition distincte, ondule.

Hori zon Ke :

de

40 60 cm ; encrotement calcaire, nodu-

laire ; jauntre (lOYR7/6) avec des plages gris rostre

(7,5YR6/2) et blanc rostre (7,5YR8/2)

;

plus ou moins

indur ; feuillet ; stratifi en lamelles riches en nodules cal-

caires durs, hterometriques, centimtriques (allure de billes) ;

matrice limono-argileuse ; assemblage massif ; ciment calcaire

cribl de pores millimtriques imprgn dun fin chevelu raci-

naire

;

pseudomycliums calcaires, blanchtres.

Transition graduelle, plane.

Horizon CCa :

de 60 a 100 cm

;

marne enrichie en carbonate

de calcium sous forme damas, de taches et de nodules plus

ou moins indurs. Materiau limoneux ; frais ; structure poly-

drique subanguleuse ; gros agrgats dcimtriques se rsolvant

en plaquettes, centimtriques ; structure feuillete lamellaire ;

fentes et fissures de dessiccation ; couleur densemble gris-olive

(5Y5/2) avec de nombreuses plages brunes, jaunes (lOYR7/6),

gristres et blanc rostre ; pseudomycliums calcaires trs

abondants.

Latralement sur

une dizaine de mtres partir du profil

NEK, en longeant la bordure mridionale du plateau et en

se dirigeant vers le SE on observe la disparition rapide de la

crote calcaire feuillete. Elle fait tout dabord place un

encrotement nodulaire plus ou moins indur, puis tendre,

enfin a des affleurement de bancs grseux redresss intercals

dans les marnes ; l o affleurent les grs, ils dterminent alors

directement le relief tabulaire structural

du plateau.

En rsum, on remarque donc sous un sol constitu

de deux horizons A et Kh, non diffrencis (A + Kh),

la crote calcaire paisse dune dizaine de centimtres

et prsentant dans sa partie suprieure la pellicule ruba-

ne (Kl) de quelques millimtres 3 cm, formant un

plancher plus ou moins continu au-dessus de la crote

;

elle est constitue de fines pellicules alternativement

Cah. ORSTOM, sPr. Ppdol., vol. XXI I I , no 4, 1987 253-273

grises et blanches empiles, formant

une carapace

hache par de nombreuses fissures et prsentant a et

l de nombreuses poches terreuses. Cette carapace dite

parfois zonaire est discontinue et prsente en de

nombreux sites des indices daltration et de dissolu-

tion (litholyse).

Sous-jacent cette pellicule rubane sobserve la

crote calcaire proprement dite, structure en feuillets

spars par des espaces interfeuillets subhorizontaux plus

ou moins anastomoss. Quelques racines sobservent

dans ces espaces et ont tendance former un filon con-

tinu subhorizontal la base de l horizon KCr . Ce

niveau repose lui-mme sur un encrotement calcaire

(Ke) si structure massive, localement stratifi et plus ou

moins finement feuillet sa partie suprieure

; cette

structure devient polydrique nodulaire plus en profon-

deur

;

les nodules calcaires htromtriques mais centi-

mtriques, durs, sont emballs dans une matrice cal-

caire crible de pores millimtriques, de couleur blanc

rostre plus ou moins tendre, pulvrulente ltat sec.

On passe ensuite une zone o les niveaux daccumu-

lations calcaires et la roche-mre simbriquent. La struc-

ture gologique du matriau marneux qui tait encore

plus ou moins perceptible dans lencrotement suprieur

se remarque nettement ici

;

la concentration calcaire

diminue progressivement avec la profondeur mais se voit

dans cet horizon CCa sous la forme de gros amas, de

taches et de nodules calcaires dans le matriau

marno/calcaire pulvrulent ltat sec, plus ou moins

pteux ltat humide. Cest bien la roche-mre mar-

neuse qui se trouve charge en calcaire dans ses niveaux

suprieurs.

A partir du profil NEKt reprsentatif du profil type

complet, on observe latdralement toute une gamme de

profils incomplets

;

le passage de lun lautre se fai-

sant sur des distances relativement courtes, variables

mais parfois dordre mtrique. Dans tous les cas obser-

vs, cest toujours (paradoxalement) la partie suprieure

la plus dure et la plus rsistante, constitue par les

crotes calcaires plus ou moins indures en dalles

compactes pellicules rubanes, qui fait dfaut. Ces

observations morphologiques nous incitent concevoir

que dans le cas de profils incomplets, il sagirait de pro-

fils qui, pour des raisons de fonctionnement - sans

doute dtermines par les caractristiques hydrodyna-

miques locales propres au milieu - nont pas pu arri-

ver au stade volutif final des accumulations cal-

caires ; ce dernier tant caractris par la crote cal-

caire a carapace zonaire durcie telle quelle apparat

en NEKt.

Comme pour les accumulations calcaires dveloppes

dans les matriaux prcdents, les diffrents facis

dj observs et leurs organisations tant verticale que

261

7/25/2019 26029

10/21

P. BLANCANEAUX, B. HOUMANE, T. GALLA LI

latrale ont pu tre reconnus ; toutefois, le degr de dif-

frenciation est globalement moins perceptible dans les

marnes que dans les sables de lAstien.

On assiste galement et actuellement, la fonte

(litholyse) des horizons suprieurs les plus riches en cal-

caire et ZI une remobilisation du carbonate de calcium

au sein du matriau. De par leur position topographi-

que (rl lamont du paysage gomorpho-pdologique

rgional sur le versant oriental de lanticlinal du jebel

Abderrahmane, dans la zone de soutirage du rseau

hydrographique), le bilan global est actuellement une

perte de calcaire par vacuation hors des profils

pdologiques.

Au point de vue pdologique, les marnes plus ou

moins encrotes sont recouvertes soit par des sols bruns

calcaires plus ou moins hydromorphes, amas, nodu-

les, taches et concrtions calcaires dans les bas-reliefs,

tandis que se dveloppent localement des rendzines bru-

nes l o affleurent la crote calcaire plus ou moins

brode (NEKl).

Les accumulations calcaires des anciens lits doueds fos-

siliss

(fig. 9)

Localement les marnes sont ravines par des dpts

grossiers dallure conglomratique puissamment encro-

ts, en disposition linaire, qui sont les tmoins danciens

lits doueds fossiliss. Ces conglomrats traversent

parfois les crotes et/ou encrotements calcaires de cer-

tains grands plateaux comme celui de Tamzrat. Le

passage latral de la crote au matriau conglom-

ratique encrot est brutal et se fait lchelle mtrique.

ESE

ON0

1

P.Cfll

lm

-

262

Le principal tmoin de ces formations est observ en

bordure N du plateau dE1 Midda Henchir en Naou-

lat (profil HNB .

Ce profil prsente la succession des horizons suivante :

Horizons A, +Kh :

de 0 A

20

cm

;

brun (7,5YR4/4)

;

argilo-

limoneux

;

structure grumeleuse polydrique subanguleuse

;

cailloutis calcaire, htromtriques, trs nombreux

;

meuble

;

macro- et microporosit fortes

;

permable

;

matire organi-

que directement dcelable

;

racines, fines et moyennes

;

acti-

vit biologique forte.


Hor izon A,, (K e) :

de 20 A 80 cm. Encrotement calcaire,

stratifi

;

brun jauntre (lOYR5/4)

;

argilo-limoneux

;

struc-

ture polydrique subanguleuse

;

cailloutis calcaires, htrom-

triques, nombreux

;

taches et nodules calcaires, htromtri-

ques (1 mm 10 cm), blanchtres (lOYR8/2), disposs en stra-

tes subhorizontales

;

les lits superposs atteignent chacun une

paisseur moyenne de 10 cm environ

;

matriau A forte macro-

et microporosit ; bourr de calcaire ; filaments calcaires, pseu-

domycliums, taches et nodules ; se dsagrge en petits blocs

polydriques

;

assemblage compact

;

ferme

;

racines nombreu-

ses, verticales.

Transition nette, plane.

Hor izon Cg,(e) :

de

80 g 180

cm

;

dpt conglomratique

encrot

;

brun ple (lOYRW3) constell de plages blanches

(lOYR8/2) et brun jauntre (lOYRV8)

;

blocs et galets de grs

htromtriques (jusqu 50 cm de diamtre), rouls mais peu

uss, mousss, de couleurs varies (gris, vert, rougetre, brun),

classement granulomtrique montrant plusieurs phases

dapports

;

emballs dans un matriau marno-calcaire, limono-

argileux

;

accumulations calcaires de facis trs divers (pseu-

domycliums, filaments, taches, plages, amas, nodules ht-

romtriques, blancs)

;

disposs en strates subhorizontales

;

matriau trs forte macroporosit, tubulaire

;

microporosit

trs forte dans les blocs polydriques marno-calcaires

;

fentes

de dessiccation imprgnes de calcaire (pellicules et films).

Transition nette, plane.

Hor izon RCa :

de 180 250 cm

;

marne

;

gris-olive (5Y6/2)

avec plages gris clair (5Y7/1) et pellicules fines, jaune brun-

tre sur les bordures externes des blocs structure lamellaire

;

matriau se dbitant trs facilement en petits blocs polydri-

ques et/ou cubiques ; allure feuillete ; fentes verticales, cen-

timtriques

;

quelques nodules calcaires, htromtriques,

sindividualisant au contact du dpt encrot qui surmonte

la marne

;

trs friable, boulant ltat sec.

Latralement, le matriau trs consolid peut tre suivi sur

une trentaine de mtres de distance

;

vers le NO il se termine

en corniche surplombant les marnes vindoboniennes du syncli-

nal de la Dakhla

;

vers le SE il disparat brutalement au con-

tact du matriau pliocne qui le surmonte. Il atteint partout

o on lobserve une paisseur plus ou moins rgulire denvi-

ron un mtre.

En rsum, le dpt est constitu de gros galets

htromtriques de grs oligo-miocnes, dallure roule,

peu us&, simplement mousss sur les bords qui

tmoignent dun transport sur courtes distances sous

linfluence de dcharges fluviatiles caractre torrentiel.

Cah. ORSTOM. s. Pedol., vol. XXI I I , no 4, 1987 : 253-273

7/25/2019 26029

11/21

Accumu lati ons calcair es en Tun isie septentri onale

Ces gros galets sont fortement consolids par un ciment

calcaire riche en grains de quartz (jusqu 2 cm de dia-

mtre) qui proviennent de la dsagrgation des grs qui

en sont bourrs. Le calcaire se manifeste par lindivi-

dualisation des facis trs varis daccumulations qui

vont depuis les concentrations diffuses et discontinues

(peusomycliums, revtements, amas, taches, nodules).

Dans le matriau colluvial qui surmonte le dpt con-

glomratique encrot, le bicarbonate de calcium se con-

centre dans des lits subhorizontaux superposs ; cette

stratification des accumulations calcaires est parallle

a celle qui sobserve dans le niveau conglomratique o

nodules, amas et taches salignent galement en bandes

subhorizontales. Nous avons l les indices dapports lat

raux notoires du calcaire par les eaux essentiellement

charges en bicarbonate de calcium. Cet lment,

mis en solution lamont du paysage pdologique

rgional riche en formations calcaires, a pu chemi-

ner dans les dpts alluviaux grossiers (dynamique

longitudinale) ;

la trs forte macroporosit du ma-

triau, sige dune intense vaporation a permis, lors

des phases de dessiccations, le dpt du CO a au sein

du matriau.

Horizon A

La

microstructure

est

pelliculaire

avec

ped spho

dal granulaire ; le degr de pdalit est dvelopp ;

le squelette est essentiellement constitu de grains de

quartz (40 50 Vo) enrobs dune gangue argileuse ;

les grains sont de couleur gristre (voils), de forme

anhdrale, arrondis et mousss. Lassemblage plas-

mique est de type squelsique; de nombreux (20

30 Vo) mso- et macrovides dentassement (30

1000 p), incurvs doublement incurvs apparaissent

entre les grains de quartz.

Les lithoreliques de crote calcaire (0,2 a 2 mm) qui

correspondent aux accumulations calcaires les plus den-

ses et les plus indures (pellicules rubanes, dalles frag-

ments de crote...) prsentent un cortex d altation

argilo-ferreux (particules argileuses et oxydes de fer),

qui lil nu, donne laspect terreux et sali lint-

rieur des poches de dissolution des fragments de crote.

Leur taille varie de quelques centimtres quelques

dizimes de millimtres jusquaux

spholithes de cal -

cite rparties a et 11 dans lhorizon (calcite microcris-

tallise de 20 100 p de diamtre environ).

Horizon Kh

Par ailleurs, les crotes calcaires plus ou moins

dmanteles dveloppes dans les sables de lAstien

(HNBl) en position de corniche dominant de quel-

ques mtres le dpt conglomratique et situes

une centaine de mtres de distance ont t et sont

actuellement le sige dune mise en solution du cal-

caire qui, par une

dynamique transversale

contribue

a la formation de nouvelles accumulations calcaires ;

ces dernires se manifestent plus particulirement au

sein du matriau colluvial qui surmonte le dpt gros-

sier. Ces interprtations dduites de nos observations

morphologiques rejoignent celles qui ont t faites

en Tunisie Centrale par BONVALLOT et DELHOUME

(1978).

Les grains de quartz occupent ici une place gale-

ment importante. Localement, le plasma argileux se

concentre dans des zones plus denses, plus rougetres.

Par rapport a lhorizon A, on assiste globalement

l envahissement du squelette quartzeux par une

matrice argileuse rougetre. lassemblage plasmique

reste de type

squelsique.

Des

cutanes

de

tension

et des ncutanes lis aux parois des nombreux vides

apparaissent.

La matr ice pul vul ente est principalement consti-

tue de sphoii thes de calci te microcristallise (20 ii

100 a) pris dans une gangue rougetre (oxydes de fer

et argiles). Des reliques de crote calcaire et quelques

quartz sont galement observs a ce niveau.

ANALYSE MICROSCOPIQUE

Accumulations calcaires dans les plages h Cardium

(Profil LEBs)

CARACTRISTIQUE~MICRO-MORPHOLOGIQUES1).

TUDE

DE LAMES MINCES AU MICROSCOPE OPTIQUE ET LA

LOUPE BINOCULAIRE

Certaines

reliques

de croe montrent un aspect peu

dense, trs poreux ; elles sont constitues par un cris-

talliplasma micritique (infrieur 4 p) - calcite micro-

cristallise

A partir duquel semble sindividualiser,

puis se dtacher les sphrolithes de calcite.

Des pseudomyckliums calcaires apparaissent isols

de la matrice argilo-ferrique

;

localiss dans la micro-

porosit interagrgats.

Horizon laminaire (Kl)

Lobservation de nombreuses lames minces dchan-

Cet horizon trs dense, avec peu de quartz, se mon-

tillons non remanis nous permet de prciser lorgani- tre constitu par un empilement de strates diversement

sation micromorphologique des principaux horizons.

colores de calcite trs finement microcristallise

(1) Pour la description des lames minces, nous nous sommes rfrs au

Handbook for Soi1 thin Section Description,

Wain

Research Publications, International Society of Soi1 Science, 1985.

Cah. ORSTOM, s . Pedol., vol. XXI I I , no 4, 1987: 253-273

263

7/25/2019 26029

12/21

P . BLAN CANEAVX 8 . HOVMAN E T . GALL AL I

(micrite) ; il prsente une grande analogie avec les pel-

li cul es rubans.

Dalle calcaire

En lame mince, elle se montre constitue par une

masse micritique trs dense avec de rares quartz, loca-

liss. De nombreuses fissures se recoupent et semblent

disloquer le matriau.

Croe calcaire

Le matriau se montre constitu par un assemblage

de plages plus ou moins denses et colores, rougetres

rouge dlav.

Les plages les plus denses sont

rem-

plies de quartz fragments, corrods, aux bords plus

ou moins anguleux recouverts de calcite. Elles prsen-

tent galement de nombreuses fissures tapisses de cris-

taux de calcite (microsparite). A ct de ces plages, des

zones plus poreuses et plus claires prsentent de nom-

breux vides, parfois allongs, remplis de calcite en

aiguille (lublinite) avec relativement moins de quartz.

Encroement calcaire

Au microscope optique, le matriau, trs complexe,

prsente un fond matriciel au cristalliplasma micritique

rempli de vides o la calcite semble recristalliser sous

des facis trs varis (sparite, aiguilles, etc.).

Horizon CcU

Divers processus de calcitisation peuvent tre recon-

nus par observation en lame mince tels la calcitisation

micritique ou en aiguille dans la microporosit, ou lpi-

gnisation des quartz qui dans la masse de lhorizon

laisse la place des plages micritiques.

OBSERVATION AU MICROSCOPE

LECTRONIQUE A

BALAYAGE (M.E.B.)

Lobservation au microscope lectronique

balayage (1) (M.E.B.) de nombreux agrgats mtalliss,

correspondant aux diffrents horizons prcdemment

dcrits, nous permet de prciser quelques facis de

calcite microcristallise dans les principaux horizons

daccumulation calcaire ainsi que dans les

traits

pologiques rvls par les observations morphologi-

ques (macro- et micromorphologie).

Elle nous permet galement dapprhender quelques

processus de transformation en cours au sein de ces

accumulations calcaires et dapprocher lambiance

physico-chimique et le cadre dvolution gochimique

de ces dernires. Cest plus particulirement dans les

zones de transition

des diffrents facis daccumulations

calcaires (dalle, pellicule ruban&, crote, encrotement,

amas, taches, nodules pseudomycliums...) que les

observations ont t multiplies et que les analyses

la microsonde ont permis de prciser les transforma-

tions en cours.

La cristallisation de la calcite (microcristalline) est

observe sous des formes et des tailles variables

qui

paraissent re en relati on trPs roite

avec les caract-

ristiques physiques (texture, porosit.. .) des diffrents

facis daccumulations calcaires, et des matriaux au sein

desquels elles sindividualisent.

Cest ainsi que :

-

La calcite sparitique,

de taille suprieure 10 p, qui

comporte un facis de calcite en aiguilles appel par-

fois lublinite est frquemment observe dans la poro-

sit de la croe calcaire, dans les nombreux vides des

encroements calcaires ainsi que dans les fissures et

les poches de dissolution microkarstiques de la

crote calcaire. Ces aiguilles de calcite avec leur arran-

gement dsordonn prsentent parfois des formes ana-

logues aux nids de pie signals par POUGET (1980)

(photos 1 et

2).

Les

aiguilles de calcite

sont galement prsentes dans

la porosit interagrgats (photos 3, 4 et 5).

Des formes flexueuses de prcipitation de calcite

(photo 6) considres par ESWARAN et SHOBA (1981)

comme le rsultat daccumulations biogniques dues aux

champignons, ont t galement observes dans les

micropores de la crote calcaire.

La calcite en aiguilles qui suppose une vitesse de

PHOTO 1. - LEB,, (105-115 cm). Calcite en aiguilles dans les facis forte porosit dun fragment de crote calcaire en voie

de

dissolution. Larrangement dsordonn des aiguilles

autour des micropores constitue des nids de Pie reconnus par Pou-

GET

(1980) pour la calcite en btonnets.

PHOTO 2. - Agrandissement de la photo 9. Calcite en aiguilles.

PHOTO 3. - Trs forte porosit inter- et intra- agrgats du complexe organo-argilo-ferrique du sol rouge fersiallitique LEB,.

PHOTO 4.

- LEB,, (50-60 cm). Aiguilles de calcite constituant les pseudomycliums dvelopps dans la microporositk inter-

agrgats dun sol rouge. Reprcipitation du calcaire ;

les pseudomycliums apparaissent isols de la matrice argiloferrique.

PHOTO 5. - Agrandissement de la photo 11. Assemblage daiguilles de calcite dans un pseudomyclium.

PHOTO 6. - LEB,, (105-115 cm). Formes flexueuses de prcipitation de calcite localises dans la microporosit de la crote

calcaire altre.

(1) Laboratoire de Ptrologie de la Surface. Ateliers de Bondy, juillet-aot 1987.

264

Cah . ORSTOM se?. Ppd o l . vo l . XXI I I no 4 1987: 253-273

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Accumulat ions calcaires en Tunisie septentri onale

5

Cah. ORSTOM . s. Pedoi., vol . XX II I, no 4, 1987: 253-273

6

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14/21

P. BLANCANEAUX, B. HOUMANE, T. GALLAW

cristallisation trs rapide dans des solutions fortement micro-rhombodres paraissent disjoints et prsentent sur

sursatures peut se produire dans les macropores (dia-

leurs bordures et les faces des microcavits de dissolu-

mtre suprieur a 10 p) o lvaporation est intense et tion ; les faces externes paraissent taraudes par des

o la diffusion est rapide vers la microporosit (diam-

micropores. A trs fort grossissement, le cristalliplasma

tre infrieur a 0,2 PL) ces conditions sont runies essen-

micritique montre qu partir des faces de dissolution

tiellement dans les niveaux les plus poreux de la crote des

microsphrolithes de calcite

semblent sindividuali-

calcaire.

ser puis se dtacher (photo 9).

-

La calcite micritique de taille infrieure 4 p a t

observe sous deux facis principaux distincts :

La calcite en btonnets constitue de petits cristaux

(jusqu 2-3 p) allongs reste prsente en abondance dans

la forte porosit des fragments de crote en voie de

dissolution (photo 7). Les btonnets, de forme plus ou

moins aplaties ont des tailles variables ; leur arrange-

ment est dsordonn. Ils sont galement rencontrs dans

les spherolithes de calcite et dans la porosit de la

matrice pulvrulente de lhorizon Kh. Ils nont pas t

observs dans la crote calcaire compacte, ni dans les

dalles les plus dures.

Lorganisation densemble fait ressortir laspect

de fonte globale des rhombodres de calcite sou-

mis une dissolution de bordure et des faces, puis

disjoints ce qui entrane une diminution de la cohsion

densemble. Il y a affaissement des structures

gomtriques mesure que diminue linduration de

laccumulation calcaire et que lon passe aux matriaux

pulvrulents.

Ces structures gomtriques mousses se retrouvent

aussi dans les

gaines calcitiques

qui enrobent les grains

de quartz dans les zones o la crote calcaire est en

voie daltration (photo 10).

La calcite en rhombodres. Cest le facis le plus

rpandu de la calcite micritique. Les microcristaux, de

tailles variables, frquemment de lordre du micron ont

une structure gomtrique plus ou moins nette suivant

les facis daccumulations calcaires quils constituent.

Cest ainsi que dans les dalles compactes, les pellicu-

les rubanees

ainsi que dans les crotes calcaires les plus

indures, ils prsentent des formes gomtriques trs net-

tes, anguleuses (photo 8). Dans ces facis, les cristaux

de 1 5 p apparaissent trs fortement imbriqus les uns

aux autres ce qui assure une grande cohsion densem-

ble au matriau. Des structures analogues correspon-

dant la

calcite primaire,

ont t reconnues par RICHE

et al. (1982), au sein de roches calcaires saines au Br-

sil (rgion dIrce, Bahia).

Cette gaine de calcite micritique apparat, trs fort

grossissement (photo 1 l), constitue de microrhombo-

dres disjoints, en forme dboulis ; les cristaux se spa-

rent ; la porosit crot, la consistance est pulvrulente.

De telles figures caractrisent les encrotements mas-

sifs, friables et peu friables ainsi que les zones dalt-

ration de la crote calcaire o la consistance devient

pulvrulente.

Accumulations calcaires dans la mollasse astienne

(Profil

HNB,)

Dans les niveaux sous-jacents moins indurs tels que

les encrottements calcaires nodulaires (Ke) ainsi que

dans la matrice pulvrulente des encrotements massifs

plus ou moins friables, on reconnat galement lorga-

nisation micritique, rhombodrique ; toutefois, les

Bien que tous les facis daccumulations calcaires

dcrits dans les sables du Tyrrhnien aient t gale-

ment observs dans la mollasse astienne, nos observa-

tions microscopiques ont surtout port sur lorganisa-

tion et la constitution des encrotements nodulaires;

en effet, lindividualisation trs nette de macronodules

calcaires constitu par lassemblage de petits polydres

reste le fait saillant et distinct des accumulations cal-

caires dans ces matriaux sableux fossilifres.

PHOTO 7. - Btonnets de calcite de forme aplatie et dsordonns, enchevtrs et les sphrolithes de calcite.

PHOTO 8.

- LEB5.4 (105-l 15 cm). Calcite micritique en rhombodres dans un fragment de crote calcaire non altre, compacte

et dure. Noter la structure gomtrique parfaite des cristaux, leur allure anguleuse nette

; lexistence de

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Accumulat ions calcaires en Tunisie septentri onale

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P. BLANCANEAUX, B. HOUMANE, T. GALLAL I

Lexamen au M.E.B. de ces petits polydres montre

quils sont eux-mmes constitus par un assemblage

dt ments nodu l ai res (photo 12) atteignant en moyenne

50 p, disjoints ; chacun de ces micronodules est en ra-

lit le rsultat dun amalgame dsordonn de baguet-

tes de calcite enchevtres les unes dans les autres et

formant une pelote de calcite (photo 13). Ces

baguettes sont plus ou moins relies entre elles par des

barreaux intermdiaires qui contribuent ainsi assurer

une certaine cohsion lensemble. Il ressort toutefois

dun tel chafaudage ultramicroscopique une micro- et

ultramicroporosit intranodulaire extrmement forte. A

plus fort grossissement, ces baguettes de calcite se mon-

trent elles-mmes constitues dun assemblage de

f ib r i l -

l es de calcite - diamtre de lordre du micron -

plus ou moins torsades et lies les unes aux autres

la manire dune fibre (photo 14). Ces fibres cal-

ci t i ques sont plus particulirement dveloppes la

priphrie des micronodules calcaires o elles ont ten-

dance a sarticuler entre elles pour constituer des

pont s

(photo 15), ce qui contribue galement la

cohsion de lensemble et la consistance globale du

nodule ; toutefois en de nombreux points, cette coh-

sion demeure trs fragile, le choc des lectrons lors de

lexamen trs fort grossissement - focalisation du

faisceau dlectrons - tant suffisant pour rompre ces

chafaudages.

Toutes ces

for mes al l ongs

(baguettes, fibrilles,

fibres, etc.) de cristallisation de la calcite rendent compte

dun mi l i eu extrmement por eux et tr & s iche en cal-

cai re o les alternances rapides de phases de dissolu-

t i on et de dt

crent des conditions favorables a la

prcipitation des cristaux et a une vitesse de croissance

leve de ces derniers.

A la base de

l horizon Ke

et dans

l horizon C,

des

figures

digie calcai re

ont t observes (photos 16

et 17) - quartz pigniss par la calcite - dans un

matriau carbonat constitu par un assemblage de

microrhombodres mousss de calcite micritique, plus

ou moins disjoints avec des aiguilles de calcite dans la

microporosit intercristalline photo 18). Lensemble du

matriau se caractrise par une consistance poudreuse

et pulvrulente.

SYNTHESE DES OBSERVATIONS MORPHOLO-

GIQUES (MACRO- et MICRO-) ET DISCUSSION

Les diffrentes formes de cristallisation de la calcite

reconnues par observations microscopiques, de mme

que la taille des cristaux, semblent tre essentiellement

sous la dpendance trs troite des caractristiques tex-

turales des horizons, et particulirement de la

por osi t;

elle conditionne en effet la plus ou moins grande rapi-

dit des alternances de phase de dissolution et de dpt.

Cest ainsi que la prcipitation de calcit e en ai guil les

ou en btonnets se manifeste toujours dans les hori-

zons trs calcaires les plus poreux o la forte macropo-

rosit favorise une vaporation trs intense ainsi quune

diffusion rapide dans la microporosit. La vitesse de

cristallisation de la calcite partir de solutions forte-

ment sursatures en Ca serait donc leve dans une telle

ambiance physico-chimique.

La calci t e en rhombores

est particulirement reconnue dans les niveaux les plus

indurs - crote compacte, dalle - o la diffusion

des solutions de calcite proches de la saturation se fait

lentement, les quilibres tant longs stablir tra-

vers la microporosit (C 0,2 CL).La vitesse de cristalli-

sation de la calcite serait donc trs lente dans une telle

ambiance physicochimique.

A mesure que dcrot la duret des facis daccumu-

lation dans les encrotements calcaires plus ou moins

friables, on assiste un affaissement des structures

gomtriques, la dissolution des rhombodres qui, en

se disjoignant crent une augmentation de la micropo-

rosit du milieu ; la diffusion plus rapide des solutions

riches en calcite provoque alors la recristall isat ion de

cristaux de formes allonges et de tailles variables

(aiguilles...).

Dautres facteurs pourraient intervenir sur la taille et

la forme des cristaux de calcite tels que linfluence du

systme

racinaire

(POUGET, 1980), la prsence dions

PHOTO 13. - HNB,, (70-80 cm). Agrandissement dun micronodule de la photo 12. Assemblage de baguettes de calcite

constituant une pelote .

PHOTO 14. - Dtail dune baguette de calcite. Allure de G fibre constitue de fibrilles )) de calcite torsades.

PHOTO 15. - Articulation des fibres de calcite la manire de ponts assurant la cohsion densemble dans le nodule.

PHOTO 16. - HNB,, (90-100 cm). Quartz calcitis (< flottant D dans une matrice carbonate pulvrulente de calcite micritique

en rhombodres mousss. Noter les golfes de dissolution.

PHOTO 17. - Agrandissement de la photo 16. Epignie du quartz par la calcite. Naissance de calcite en aiguilles dans la micro-

porosit de dissolution du quartz.

PHOTO 18. - HNB,, (90-100 cm), Calcite micritique en rhombodres mousss et cristallisation de calcite en aiguilles dans la

microporosit interstitielle de la matrice pulvrulente de lhorizon K,.

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Accumulations calcaires en Tunisie septentrionale

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P. BLANCANEAUX , B. HOUMANE~ T. GALLAL I

trangers (Mg) et de composs organiques (DURAND,

1978).

Les observations microscopiques faites dans les dif-

frents facis daccumulations calcaires particulirement

au niveau du profil LEB, rendent compte de transfor-

mations gochimiques et microcristallines en cours dans

ces derniers. Globalement, trois niveaux de transforma-

tions peuvent tre dgags dans ce profil, savoir :

1) les horizons meubles suprieurs, rouges, plus ou

moins riches en fragments de crote calcaire (Horizons

A et Kh) ;

2) les

accumulations calcaires indures

(dalle avec pelli-

cule rubane, crote compacte) ;

3) les

encroitements calcaires, massifs, plus ou moins

friables et les encroitements nodulaires (Ke).

1 - Dans les horizons meubles suprieurs A et Kh,

plus ou moins riches en fragments de crote calcaire,

on assiste ci la litholyse (RUELLAN, 1970) de ces der-

niers. La trs forte porosit (macroporosit fissurale)

et microporosit, la prsence dun systme racinaire

bien dvelopp, la libration dune quantit impor-

tante dacides organiques, font que la terre fine de

lhorizon A est peu calcaire et que lon ne trouve

gnralement pas ce niveau de figures de recristal-

lisation secondaire de la calcite. Lambiance physico-

chimique tant celle dun milieu plutt calcique que

calcaire. La tendance globale est g la lixiviation du car-

bonate de calcium.

La dissolution des fragments de crote, dont la struc-

ture feuillete est plus ou moins conserve, sobserve

plus nettement encore au niveau de lhorizon Kh. Les

fragments de crote, plus poreux, montrent de trs nom-

breux golfes de dissolution remplis dune matrice pul-

vrulente o sinsrent les racines.

La microscopie lectronique rend compte, dans cette

microporosit, de formes allonges de recristallisation

de la calcite (btonnets ou aiguilles). Le milieu, plus

riche en calcaire, la porosit encore trs importante,

la diminution du taux en matire organique sont autant

de facteurs qui permettent la recristallisation secon-

daire de la calcite ;

elle se fait essentiellement dans

une ambiance physico-chimique de milieu trs poreux

et trs calcaire, sous la forme de pseudomy tfiiums

intimement associs la porosit fissurale, interagr-

gats, ou biologique et plus particulirement dans les

galeries racinaires. Le systme racinaire joue ce

niveau un rle fondamental, dja soulign par POUGET

(1980). Il agit en favorisant alternativement, soit la

dissolution du CO a en augmentant soit la tension

en CO2 (respiration des racines et minralisation de la

matire organique), soit la prcipitation des bicarbona-

tes dissous en augmentant la concentration des solutions

(vapotranspiration).

270

Le bilan global restant toutefois un dpart de cal-

caire essentiellement par dynamique latrale au-dessus

des accumulations les plus indures.

2 - Dans les

accumulations calcaires les plus indures,

dalles avec pellicules rubanes, crotes calcaires com-

pactes constitues par une masse trs dense de calcite

microcristallise (micrite rhombodrique), les mcanis-

mes de transformation sont trs lents stablir dans

un milieu o lambiance physico-chimique est trs cal-

caire, peu poreux et o les racines sont quasiment absen-

tes ; elles se localisent au rseau de fissures qui traver-

sent les dalles.

3 - Dans les encrotements calcaires sous-jacents ainsi

que dans les horizons RC, daccumulations calcaires,

on assiste aux transformations diverses des formes

microcristallines de la calcite ; dissolution de la micrite

rhombodrique avec effacement des structures gom-

triques, recristallisation de la calcite sparitique en aiguil-

les de tailles variables dans les lumires de la porosit,

figures dpignie calcaire plus particulirement visible

dans les horizons calcaires de profondeur Rca.

Lobservation morphologique dtaillke

des accumu-

lations calcaires dans les sables fossiiif es riches en Car-

dium,

communment regroupes sous le terme de

crotes calcaires , rvle en premier lieu la grande

h rognit

de cette formation superficielle. on cons-

tate une diffrenciation verticale, parfois progressive des

facis qui sorganisent de la base au sommet de la

manire suivante : dpt sableux riche en Cardium avec

distributions diffuses du carbonate de calcium -

encrotements nodulaires plus ou moins stratifis,

structure massive - crote calcaire structure en

feuillets passant localement des dalles avec pellicules

rubanes ou non. La diffrenciation et lorganisation

verticale de certains facis reconnus dans ces matriaux

rejoignent les descriptions faites par de nombreux

auteurs, entre autres, AUBERT (1947-1960), DURAND

(1953-1959), BOULAINE (1957-1961),

GILE

et af.

(1956-1966), RUELLAN (1970), FOURNET (1974), Pou-

CET

(1980-1981), ELLOY

et ai.

(1981), VOGT (1984)...

Latralement et lchelle mtrique, la disparition rapide

de certains facis daccumulations calcaires comme

KCrl et KCr2 nous permettent de concevoir, dans ce

milieu sdimentaire, des conditions locales particulires

(microrelief ? htrognit texturale ?) ayant favoris soit

le cheminement prfrentiel des eaux charges de

CO a et la prcipitation ultrieure des carbonates, ou

des remaniements par changement isopiezomtrique du

plan dcoulement de leau dimbibition, soit le dpt

direct du calcaire en certains sites privilgis lors de la

sdimentation.

Les

observations micro- et nanomorphologiques

ont

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Accumu lati ons cal cair es en Tunkie septentri onale

mis en vidence les transformations microcristallines et

gochimiques en cours au sein des diffrents facis


;

elles sont sous la dpendance

des caractristiques physicochimiques des milieux et sont

principalement lies au comportement hydrodynamique

de ces derniers, fonction de leur texture et de leur poro-

sit, dterminant une ambiance physicochimique plus

ou moins sature en calcaire et des conditions de

dissolution-prcipitations variables.

Le caractre remarquable de laccumulation calcaire

observe dans les sables jaunes fossiltfres de IAstien

est la prsence de

macronodules (rognons) composs de

petits polydres. Plus encore que dans les sables du

Tyrrhnien, les diffrents facis daccumulations calcai-

res montrent une organisation verticale nette

;

de la base

vers le sommet, on passe successivement de concentra-

tions diffuses et discontinues

RUELLAN, 970 FOUR-

NET, 974), - pseudomycliums, taches, amas, rev-

tements, nodules - des concentrations calcaires con-

tinues - encrotements nodulaires, feuillets, crote ))

et/ou dalle, pellicule rubane. Ces accumulations deve-

nant de plus en plus dures mesure que lon va vers

le sommet.

Les observations morphologiques faites par ailleurs

dans ces matriaux sableux filtrants et trs forte poro-

sit, rendent compte dune dynamique actuelle trs active

du carbonate de calcium

;

elle se manifeste nettement

par des formes trs varies de concentrations disconti-

nues et/ou diffuses, telles les filaments et autres indi-

ces dentranements comme les revtements calcaires le

long de galeries racinaires anciennes, qui traduisent la

remobilisation du calcaire, le cheminement et le dpt

de ce dernier dans la macro- et la microporosit du

milieu.

Cette dynamique est induite ici par les caractristi-

ques texturales du matriau qui conditionnent le drai-

nage interne trs rapide du milieu et les possibilits de

redistribution du carbonate de calcium.

CONCLUSIONS GNRALES

Les observations morphologiques effectues lchelle

du terrain ont montr la gnralisation des accumula-

tions calcaires dans les diffrents matriaux gologiques

considrs

;

il sagirait plus prcisment ici non pas de

matriaux gologiques au sens de roche en place, mais

de roches-mres issues de remaniements superficiels de

la roche gologique

;

la roche-mre tant dj l un

matriau altr. Llment calcaire envahit tout le pay-

sage geomorphopdologique rgional.

Toutefois, si dune faon gnrale les principaux facis

daccumulations, de mme que leurs organisations -

tant verticale que latrale - sont reconnus dans tous

les matriaux, deux types daccumulations peuvent tre

Cah. ORSTOM, se+-. Pol., vol. XXI I I , no 4, 1987: 253-273

globalement diffrencis suivant la prdominance de lun

des deux facteurs majeurs ayant contribu la concen-

tration du calcaire au sein du matriau daccueil,

savoir la sdimentation et la pedognse.

Cest ainsi que dans les formations marines sableu-

ses du Tyrrhnien aux sols rouges (mditerranens), la

sdimentation dans un milieu tranquille

et peu profond

et/ou lapport par transport superficiel a permis la con-

centration du calcaire au sein du dpt. Mais cette

sdimentation a connu elle-mme de frquents rema-

niements et la superposition des facis daccumulations

dont lorganisation verticale se rpte en LEB5 tmoi-

gne de plusieurs phases dapports donc de lexistence

de circulations et de dpts conscutifs en des sites

prfrentiels (piges) lis au microrelief lors de la

sdimentognse.

Les observations micromorphologiques ont montr

qu cette phase sdimentaire se surimpose ds la cons-

titution du dpt une volution de type pdogntique

englobant lensemble des processus qui se dveloppent

lintrieur mme du profil calcaire au dpart non

diffrenci et qui sont rgis par les caractristiques

physiques, chimiques et biologiques du milieu. Inter-

viennent ici en premier lieu les caractristiques hydrody-

namiques du matriau daccueil - percolation, vapo-

transpiration, dessiccation - fonctions essentiellement

de sa nature texturale et de sa position topographique

(prsence de nappe ?)

;

en second lieu se manifeste lacti-

vit des micro-organismes et de la vgtation (plantes,

algues...) qui jouent un rle majeur dans les actions

diagntiques en milieu vadose. Chaque phase de dpt

sert de dpart une volution pdogntique o le mat-

riau subit, ds que les conditions le permettent en fonc-

tion des caractristiques prcdemment voques, tout

un ensemble de transformations - y compris lpig-

nie - qui peuvent aboutir a la constitution dune

roche calcaire monominrale et par diagnse la

lithification de la dalle.

Les cycles climatiques qui se sont succds au cours

du Quaternaire avec alternance de phase

:

pluvial/cata-

pluvial/interpluvial/anapluvial, ont conditionn les con-

centrations calcaires au sein des dpts. Durant les

priodes catapluviales (rosion), de mme que lors des

transgressions marines, ce sont les processus sdimen-

taires qui prdominent

;

lvolution pdogntique se fai-

sant par contre prpondrante durant les priodes de

stabilit.

Dans lAstien, moins soumis aux remaniements

priodiques, par la texture sableuse trs filtrante du

matriau et la position topographique dominante des

grands plateaux, cest la pdognse qui apparat

dominante. Elle se traduit par une diffrenciation plus

nette des facis daccumulations calcaires et par une

mobilisation actuelle trs active du carbonate de calcium.

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