Architecture et distribution des systemes carbonatés se développant autour des sources hydrothermales : cas d’étude du basin de Denizli (Turquie), de la region de Rapolano (Italie) et de Mammoth Hot Springs (Wyoming, USA)

Architecture and occurrence of geothermal spring carbonates : case studies of the Denizli Basin (Turkey), the Rapolano region (Italy) and Mammoth Hot Springs (Wyoming, USA)

• Auteur / Autrice : Benjamin Lopez
• Direction : Gilbert Camoin, Rudy Swennen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences de l'environnement
• Date : Soutenance le 30/06/2015
• Etablissement(s) : Aix-Marseille en cotutelle avec KU Leuven (1970-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Jury : Président / Présidente : Lucien François Montaggioni
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gilbert Camoin, Rudy Swennen, Mehmet Ozkül, Patrick Degryse, Li Guo, Aurélien Virgone

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perméabilité

Porosité

Faciès (géologie)

Réservoirs carbonatés

Travertin

Sédimentologie

Mots clés libres

Sédimentologie

Travertin

Tufa

Carbonates continentaux

Faciès

Environnements

Modèle de dépot

Porosité

Perméabilité

Sedimentology

Travertine

Tufa

Continental carbonates

Lithofacies

Environments

Depositional model

Porosity

Permeability

Résumé

Les carbonates de sources hydrothermales (ou Geothermal Spring Carbonate, GSC) sont des systèmes carbonatés qui se développent autour de sources dont les eaux ont circulé en profondeur et sont remontées le long de failles perméables. Leur développement est contrôlé en tout premier lieu par la nature des eaux souterraines auxquelles ils sont liés. La formation de ces carbonates dépend d’interactions complexes entre les processus hydrologiques, tectoniques et structuraux se produisant avant l’émergence. Par la suite, la sédimentation est régie par de nombreux processus résultant des variations hydrologiques et chimiques de l’eau ainsi que par l’activité biologique. Du fait des interactions complexes entre ces facteurs, la sédimentation est sensible à de faible variations environnementales et il en résulte ainsi un grand nombre d’environnement de dépôts et de lithofacies.Le but de cette étude est d’améliorer les connaissances et les concepts fondamentaux propres au développement des carbonates de sources hydrothermales (GSC). Pour cela, elle s’appuie principalement sur l’examen des faciès que ce soit à petite échelle, comme l’observation des microstructures (microfabrics), ou à grande échelle, comme leur agencement en trois dimensions. De tels examens ont été effectués dans des sites hydrothermaux où ces carbonates se sont développés au cours du Quaternaire (région de Rapolano en Italie, bassin de Denizli en Turquie ou encore le Parc du Yellowstone dans le Wyoming, USA).

Geothermal spring carbonate (GSC) corresponds to a complex carbonate system formed around carbonate-rich springs fed by rising groundwaters along permeable fault zones. Their development is mainly controlled by the nature of springwaters emerging above water table. Therefore carbonate deposition is, in this setting, intimately related to complex interactions between hydrological, tectonic and structural processes occurring prior to water emergence. Moreover, carbonate sedimentation from springwater results from sedimentary processes controlled by complex interactions between hydrological, chemical characteristics and biological activity. Such processes are sensitive to slight environmental variations and thus lead to a large spectrum of lithofacies and ecosystems.The aim of this study is to improve knowledge and fundamental concepts regarding development of geothermal spring carbonates. For that purpose, lithofacies investigation, from microfabrics at micro-scale to 3-dimensional configuration at field-scale, is considered as an essential tool. Such investigations had been carried out in sites where Quaternary and actively forming GSCs were abundant (e.g. Rapolano region, Italy, Denizli Basin, Turkey and Yellowstone National Park, Wyoming, USA).