Grottes et karsts de Chine
Sur les traces de Xu Xiake

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Chapitre 17 : Les recherches spéléologiques Version du 25/04/2004 Résumé : En Chine, les inter-relations hommes- grottes sont les plus diversifiées et les plus développées du globe, particulièrement en Chine centrale et du Sud-Ouest. Dans la Chine loessique du Nord, l’habitat troglodytique artificiel abrite 10 à  40 millions de personnes. L’homme de la Préhistoire a fréquenté les cavités, cependant aucune grotte à  peintures n’est connue. Au cours des siècles, les grottes ont joué plusieurs fonctions : habitats permanents, abris temporaires, refuges contre les envahisseurs et les bandits, parcs à  bétail, réserves d’eau, exploitation des nitrates et du gypse, etc. Au XVIIème siècle, le géographe Xu Xiake explore et décrit 300 grottes ; il devient le premier grand karsto-spéléologue. Mais la spéléologie moderne doit attendre les années 1980 avec l’ouverture de la Chine à  l’économie de marché. Depuis cette date, plus de 1 200 km de conduits ont été topographiés (dont 320 km dans le Guizhou) au cours de plus de 85 expéditions étrangères effectuées en collaboration avec les scientifiques chinois. Le potentiel d’exploration et d’études scientifiques est énorme pour les générations futures. Mots-clés : spéléologie, karstologie, archéologie, grotte, Chine, historique, habitat troglodytique, expéditions. Abstract: Historic and overview of caving research in China. In China, the relations between man, karst and caves are the most varied and developed in the world, especially in Central and South-West China. In the loessic area of North China, the artificial troglodytic houses concerns 10 to 40 millions of inhabitants. The prehistoric man used caves for a long time, but no painted caves have never been discovered in the country. During the last centuries, caves have had several functions: permanent habitations, temporary shelters, fortresses against invaders and bandits, cattle-pens, water reservoirs, salpetre and gyspsum mines, etc. During the XVIIth century, Xu Xiake explored and described 300 caves ; he becomes the first karsto-speleologist in the world. But modern speleology begins really in 1980 with the recent opening of China to capitalism. Since this period, more than 1200 km of cave have been measured by more than 85 foreigner expeditions (320 km in Guizhou) in collaboration with chinese scientific teams. The potential of caving exploration and scientific studies is huge for next generations. Key-words: speleology, karstology, archeology, cave, China, prehistoric, troglodytic, expedition. 1. Plongée Spéléo-Club Jeunes Années (P.S.C.J.A.), Vénissieux. 2. Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing.

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Pages de garde Version du 25/04/2004 Titre auteur références.

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Version du 25/04/2004 Sommaire, Préface, Avant propos, Introduction générale, Introduction géographique : 43 pages histoire de se mettre dans le contexte de cet ouvrage...

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Chapitre 01 : Explorations dans le district de Panxian, province du Guizhou Version du 25/04/2004 Résumé : Le district montagneux de Panxian, situé à  la frontière entre le Guizhou et le Yunnan, est le chà¢teau d’eau amont de la Rivière des Perles. Parcouru et exploré par Xu Xiake dès 1638, ce district est resté une des régions karstiques les moins connues du Guizhou jusqu’à  nos jours, en raison des difficultés d’accès liées aux vallées très encaissées. A la demande des autorités de Panxian, du 8 avril au 7 mai 2000, nous réalisons un premier inventaire spéléologique dans le but d’identifier des sites souterrains intéressants à  aménager sur un plan touristique. Durant un mois, nous parcourons plus de 1 000 km de routes et pistes en véhicules 4 x 4, explorons 66 cavités et topographions 32 km de galeries. C’est probablement à  ce jour l’exploration la plus exhaustive effectuée sur un district au cours d’une expédition en Chine. Les reliefs karstiques représentent 58,9 % de la superficie totale du district, ce qui indique l’importance des surfaces de drainage en zone imperméable, facilitant ainsi l’introduction d’importants débits dans le karst souterrain. L’étagement du modelé karstique et non karstique s’effectue sur une dénivellation de plus de 2 000 m entre le fond des canyons encaissés (735 m) et les sommets des plateaux recouverts par les tables basaltiques (2 861 m). Une vingtaine de zones karstiques ont été visitées. Les cavités explorées et topographiées, actives ou sèches, sont creusées dans les calcaires du Permo-Carbonifère et du Trias inférieur et moyen et localement dans les conglomérats éocènes. Elles appartiennent sur un plan hydrologique à  différents bassins hydrographiques. Plusieurs zones sont situées sur des aires de transition mal délimitées en l’absence de traçages. Les bassins hydrographiques sont alimentés par des sources karstiques et par des écoulements superficiels provenant du ruissellement sur les basaltes permiens (en bordure du Yunnan) et les argiles du Permien supérieur et du Trias inférieur et moyen. Cet inventaire est subdivisé en quatre zones géographiques et hydrologiques 1) La zone nord-est comporte surtout le système perte-résurgence de la Gesohe, une des cavités majeures de Chine avec un débit maximum de crue de 1 700 m3/s à  la perte et une extension de 4,5 km. Les systèmes pertes-résurgences d’un affluent de rive gauche de la Gesohe, la Wutuhe, sont également spectaculaires. 2) La zone centrale correspond au bassin moyen et amont de la Gesohe. La grotte-perte de Biyundong, située 2 km au sud-ouest de Panxian, a été explorée par Xu Xiake en 1638. Le petit massif de Dabashan près de Shuitang, situé 15 km au SSW de Panxian, est original car il présente une forte karstification dans les conglomérats du Crétacé- Eocène (Panlongdong = 2,2 km). 3) La zone occidentale, en bordure du Yunnan, présente différents bassins de drainage (Qingshuihe vers le nord et Kuaizehe vers le sud), avec quelques cavités remarquables comme Zhujiadong (1,4 km) et Xiongdong (1,3 km). 4) La zone méridionale est drainée à  l’est par la Louxiahe qui constitue l’extrême amont de la Mabiehe et à  l’ouest par la Xiangshuihe, extrême amont de la Huangnihe. Elle présente quelques cavités notables : Xianrendong (2,1 km) et Panxian Dadong (1,5 km). Mots-clés : Guizhou, Panxian, Gesohe, Wutuhe, perte, résurgence, stégodon, phytokarst, tectonique, Trias, Permien. Abstract: Explorations in the Panxian County. The mountainous County of Panxian, located at the border between Guizhou and Yunnan, is the Pearls River’s upstream catchment. Crossed and explored by Xu Xiake in 1638, this district remained one of the less known karstic areas in Guizhou, because of the access difficulties related to the very inaccessible valleys. Following the request of the Panxian’s authorities, from April 8 to May 7 2000, we carried out the first speleological inventory of the county with the aim of identifying the more touristicly interesting underground sites to arrange. In one month, we travelled more than 1 000 km of roads and tracks in four wheel drive vehicles, explored 66 caves and surveyed 32 km of galleries. It is probably today the most exhaustive exploration carried out on a county during one expedition in China. The karstic relief is 58,9 % of the surface, which indicates the importance of surface drainage in such an impervious zone, which allows significant flows into the underground karst. The stepping of karstic and not karstic landforms occurs between the bottom of the canyons (735 m) and the top of the plateau, capped by the Permian basaltic layers (2 861 m). About twenty karstic areas were visited. The 66 caves explored and surveyed, active or dry, are formed in Permo-Carboniferous and Lower and Middle Trias limestones or in Eocene conglomerates. They belong, from a hydrological point of view, to various hydrographics areas. Several areas are located on transition surfaces badly defined by the lack of tracings. Hydrographics areas are supplied by karstic sources and by surface water flows coming from the Permian basalt (at the edge of Yunnan) and clays of the Upper Permian and of Lower and Middle Trias. This inventory is subdivided in four geographical and hydrological areas: 1) The North-East area includes the sinkholeresurgence system of Gesohe, one of the major cavities of China with a maximum flood discharge of 1 700 m3/s and an extension of 4.5 km. The Wutuhe sinkhole-resurgence systems are tributaries of Gesohe. 2) The central zone corresponds to the middle and upstream basin of Gesohe. This significant zone covers the central part of the district, around Panxian, in the middle and upstream parts of the Geso river’s basin. The sinkhole of Biyundong, located 2 km SW of Panxian, was explored by Xu Xiake into 1638. The small mountain of Dabashan, located 15 km SSW of Panxian, is original because it presents a strong karstification in the conglomerates of the Cretaceous-Eocene (Panlongdong = 2,2 km). 3) The Western zone, at the edge of Yunnan, presents various catchments (Qingshuihe to the North and Kuaizehe to the South), with some remarkable caves like Zhujiadong (1,4 km) and Xiongdong (1,3 km). 4) The Southern zone is drained by Xiangshuihe and Louxiahe. It presents some notable caves: Xianrendong (2,1 km) and Zhudong (1,5 km). Key-words: Guizhou, Panxian, Gesohe, Wutuhe, sinkhole, resurgence, stegodon, phytokarst, tectonics, Trias, Permian. : 1. Plongée Spéléo-Club Jeunes Années (P.S.C.J.A.), Vénissieux. 2. Ursus, Vénissieux. 3. A.R.S.I.P., Sainte-Engrà¢ce et Centre Terre, Escoussans. 4. Spéléo-Club du Mont- Blanc (S.C.M.B.), Sallanches. 5. Société de Spéléologie et de Préhistoire des Pyrénées Occidentales (S.S.P.P.O.), Pau. 6. Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing.

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Chapitre 2 : Explorations dans le district de Liuzhi, province du Guizhou Version du 25/04/2004 Résumé : Le karst du plateau de Xingchang est situé dans le district de Liuzhi, à  l’ouest du Guizhou, dans une région pauvre, mais présentant une histoire géologique et humaine d’une remarquable richesse. Ici, en 1997, 1998 et 2001, nous avons exploré 22 km de galeries dans quatre réseaux remarquables. Le plateau, situé vers 1 500 m d’altitude, correspond au rebord ouest du synclinal triasique de Baixing. Il est traversé d’ouest en est par deux systèmes pertes / résurgences dont les bassins d’alimentation sont localisés dans les terrains impermables du Permien. Le premier système, au nord, est celui de la Gaoluhe. Il donne directement accès à  un réseau exploré sur 12 km environ, avec une traversée allant de la perte actuelle à  la résurgence temporaire de trop-plein appelée Ganlondong. Situé 2 km au nord-ouest, le réseau fossile de Wuliudaxiaodong, connu sur plus de 4 km, est probablement un maillon important de l’ancien système de la Gaoluhe. A une période encore indéterminée, la rivière de surface traversait le plateau de part en part à  la faveur des couches argileuses recouvrant les calcaires et dolomies du Trias inférieur. Puis, la rivière s’est enfouie dans une cavité dont l’entrée est aujourd’hui masquée par l’érosion. Cette grotte constitue donc le premier parcours souterrain connu de la Gaoluhe. Au sud, le système de la Heitanghe débute par une perte impénétrable. Cependant, la rivière souterraine apparaît furtivement, à  deux reprises, dans la grotte de Liangjiadong, connue sur plus de 2 km. Cette vaste grotte présente le tracé du paléocollecteur perché 50 à  100 m au-dessus de la rivière, mais fortement transformée par les effondrements de la voûte. Le réseau fossile de Fujiadadong, de 5 km de développement, correspond probablement au prolongement nord-est de ce paléodrain de l’ancien système de la Heitanghe. Aujourd’hui, le système a migré vers l’est en direction d’une résurgence qui n’est pas encore localisée. La géométrie des systèmes et paléosystèmes karstiques, dont on ne connaît que quelques maillons disposés en patte d’oie, suggère une évolution spatiale et temporelle par migration des systèmes vers l’est en fonction de la surrection tectonique et du creusement des vallées. La possibilité de jonctions spéléologiques entre les différents réseaux n’est ni évidente, ni exclue. En outre, l’intérêt humain des ces grottes géantes doit être souligné à  propos de leur exploitation, notamment pour les nitrates et le gypse, mais aussi pour leur fonction de grotte-forteresse. C’est le cas de Fujiadadong et surtout de Anjiadong qui a été, en 1950, le théà¢tre d’un combat funeste entre l’Armée Populaire de Libération et les “brigands” assiégés. Mots-clés : Guizhou, Liuzhi, Sanchahe, perte, résurgence, grotte-forteresse, nitrate, gypse, opium.

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Explorations dans les districts de Xiuwen et Xifeng, province du Guizhou Résumé : Les systèmes karstiques des districts de Xiuwen et Xifeng, au nord de Guiyang, ont commencé à  être étudiés sur la rive droite du Wujiang, entre les bourgs de Liuguang et Jiuzhuang, représentant un total topographié de 5 km environ. Il s’agit d’une région constituée par un relief lourdement plissé dans le Permien et le Trias, avec des axes globalement SW-NE. Le niveau de base régional est représenté par les gorges du Wujiang situées vers 700 m d’altitude alors que les plateaux culminent vers 1 200 - 1 400 m. Malgré une superficie karstique de plus de 80 %, on observe un drainage de surface qui permet le développement de systèmes pertes-résurgences présentant des parcours aquatiques nécessitant l’utilisation de canots. Dans le district de Xiuwen, la zone synclinale de Dashi a révélé un système dont nous connaissons seulement quelques maillons : la résurgence perchée de Baïshuidong, le drain collecteur de Guanniudong et des regards sur un sous-système nord. Le collecteur a été suivi vers 110 m de profondeur, sur plus de 1 000 m, dans le réseau de Guanniudong localisé à  l’aplomb du village de Dashi. La perte principale, s’ouvrant à  6,7 km au nord-est de l’émergence, n’a pas été explorée. Dans le district de Xifeng, 8 km au nord du bourg de Jiuzhuang, se situe le système de la résurgence de Longtandongchukou qui cascade en paroi en formant une coulée de tuf de 50 m. Localisé juste en amont, le réseau de Longtandong a été exploré sur 1,5 km à  partir d’une doline-puits intermédiaire de 100 m de profondeur et un gouffre- perte amont. La rivière souterraine, jalonnée de grands gours actifs, a été suivie sur plus de 1 km. Elle est alimentée par des eaux de teinte émeraude provenant d’un affluent souterrain. Cependant, lors des crues de mousson, cette cavité est balayée par un torrent furieux attesté par la présence de troncs et de branches, notamment dans le siphon terminal. Placée entre ces deux systèmes karstiques et hydrologiques de surface, la longue grotte de Duobindong explorée par les spéléologues chinois sur plus de 21 km, notamment en 1986, constitue un exemple original de confluence souterraine de deux pertes avec des niveaux étagés formant un entrelacs de galeries sur plusieurs étages. Mots-clés : Guizhou, Xiuwen, Xifeng, Dashi, Jiuzhuang, perte, résurgence, Trias.

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Chapitre 4 : Explorations dans le district de Suiyang, province du Guizhou Résumé : Les systèmes karstiques de la Shuanghe se situent dans le district de Suiyang, dans le nord du Guizhou. Ils regroupent actuellement plus de 50 km de réseaux, répartis en deux systèmes drainés par deux émergences. Les explorations ont débuté en 1988-95 par les spéléologues japonais et chinois (26 km) et ont continué avec notre équipe franco-chinoise en février-mars 2001 (24 km de première). Cette zone karstique remarquable de 6 x 5 km, se développe dans les calcaires et dolomies du Cambrien moyen-supérieur et de l’Ordovicien inférieur entre 670 m et 1 500 m d’altitude. Le système de la résurgence de Shuangheshuidong comporte cinq réseaux totalisant un développement topographié de 18 327 m : Zhenjiaodong (1 871 m), Longtanzishuidong (2 235 m), Tuanduiwoshuidong (9 709 m), Hejiaodong (1 104 m) et Shalindong (3 408 m). Il est alimenté à  l’ouest par deux pertes pérennes situées à  l’extrémité de deux vallées aveugles très encaissées, au niveau de deux dolines profondes : Longtanzishuidong au nord et Tuanduiwoshuidong au sud. Les deux rivières souterraines confluent dans le réseau aval de Shuangheshuidong. Le système de la résurgence de Longtan (Dayuquan), situé plus à  l’est, comporte trois réseaux totalisant 31 720 m : Hongzaozi-Mahuangdong (18 103 m), Pixiaodong (12 117 m) et Dafengdong (1 500 m). L’intense karstification souterraine est organisée d’ouest en est à  partir de pertes de canyons et vallées aveugles et d’une grande perte de poljé qui traverse probablement le chaînon calcaire pour alimenter le réseau Hongzaozidong-Mahuangdong (collecteur de la rivière Timide). Ce fonctionnement fluvio-karstique, par des absorptions concentrées, fait intervenir l’existence d’une couverture imperméable résiduelle de grès et de shales de l’Ordovicien qui a permis l’établissement d’un réseau de vallées actives peu à  peu capturées en aval par l’absorption karstique. En février 2003 notre équipe franco-chinoise a effectué plusieurs jonctions et découvert de nouvelles galeries, faisant du réseau de la Shuanghe le plus long de Chine (54 km) et depuis 2004 un parc national. Mots-clés : Guizhou, Suiyang, Shuanghe, Cambrien, Ordovicien, perte, résurgence, parc national.

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Chapitre 5 : Reconnaissance et explorations dans la préfecture de Bijie, province du Guizhou Résumé : Au nord-ouest du Guizhou, la préfecture de Bijie a une superficie de 26 846 km2 pour une altitude moyenne de 1 475 m et une densité de 226 hab/km2 réparties selon 35 nationalités. Bijie dispose d’un bon potentiel de développement par son agriculture, ses ressources minières et ses atouts touristiques. Drainée par la rivière Sanchahe, cours amont du Wujiang, cette région comporte 62 % de territoire karstique. La série stratigraphique atteint plusieurs milliers de mètres d’épaisseur. Du 14 au 29/03/2001, le gouvernement de Bijie, L’I.G.C.A.S. et le P.S.C.J.A. ont effectué une reconnaissance spéléologique dans six des huit districts de la préfecture afin d’évaluer les ressources karstiques. 20,4 km de conduits ont été ainsi topographiés. Les zones observées sont très diversifiées et s’étagent de 457 m à  2 901 m. Repassant parfois sur les traces d’expéditions japonaises, américaines et néozélandaises, nous avons ainsi reconnu des sites d’intérêt majeur tels que la grotte-tunnel active de Jiudongtian, qui est l’une des plus puissantes rivières souterraines connues, et le gouffre Yanzidongshujing, le plus élevé de la province du Guizhou, à  plus de 2 500 m d’altitude. Cette reconnaissance a permis d’établir le grand intérêt spéléologique et scientifique des sites karstiques de la préfecture. La suggestion a été faite au gouvernement de donner la priorité à  la connaissance et la protection des ressources en eaux karstiques par l’exploration et la pédagogie. Mots-clés : Guizhou, Bijie, Jinsha, Qianxi, Dafang, Nayong, Hezhang, perte, résurgence, puits, Wujiang.

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Chapitre 6 : Reconnaissances et explorations dans la province du Yunnan Résumé : Ce chapitre regroupe les résultats de trois reconnaissances (Yungui 97, Yungui 98, Lijiang 99) représentant un total topographié apparemment modeste de 3,2 km. Nous présentons également le résultat partiel de l’expédition sino-espagnole (Shilin 97), co-dirigée par Zhang Shouyue, représentant un total topographié de 6 km environ. Les zones concernées sont les préfectures de Lijiang (district de Lijiang), Dali (districts de Xiangyun, Jianchuan, Dali), Deqen (district de Zhongdian) et Qujing (districts de Luoping, Lunan-Shilin, Shizong). Parmi les cavités remarquables, il faut citer le système de Yanfengdong- Ganhedong, de 1 750 m d’extension, dont le porche d’entrée mesure 190 m de haut, peut-être le plus haut de Chine. Dans le nord de la province, le karst himalayen du Yulongxueshan a permis d’explorer de petites cavités situées jusqu’à  4 500 m d’altitude à  proximité des glaciers. Ces karsts d’altitude représentent un nouveau champ d’action jusque là  inconnu. Mots-clés : Yunnan, Lijiang, Deqen, Qujing, perte, résurgence, poljé, glacier, marbre, Yangtse.

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Chapitre 7 : La grotte aménagée de Benxi Shuidong (district de Benxi, province du Liaoning) Résumé : Benxi Shuidong est la plus grande rivière souterraine aménagée de Chine. Elle est située en zone tempérée, dans la province septentrionale du Liaoning (district de Benxi), à  680 km à  l’ENE de Beijing et à  74 km au sud-est de Shenyang, la capitale provinciale. Elle présente un parcours navigable de 2 800 m dans une galerie de 10 à  25 m de large et de 5 à  40 m de haut. Le niveau d’eau a été remonté artificiellement par un barrage. Ce parcours de navigation souterraine, l’un des plus long au monde, s’achève par un siphon. La grotte de Benxi représente un remarquable exemple de recoupement souterrain d’un massif calcaire par les pertes partielles de la rivière Tanghe. Le système perte-résurgence, d’une extension totale de 4,75 km (extension connue de 2,3 km), rejoint vers le nord-ouest une autre rivière, la Taizihe par un processus de capture souterraine partielle. En 1997, à  la demande des responsables touristiques de la grotte, Zhang Shouyue (Academia Sinica) et une équipe spéléologique de la F.F.S. poursuit en plongée l’exploration de la cavité dans le but d’un aménagement complémentaire qui augmenterait le potentiel touristique, le prestige du site et la connaissance scientifique du système souterrain. La partie explorée mesure 616 m de développement topographié, dont 200 m sont noyés, portant le développement total du réseau à  3 690 m. Trois siphons ont été franchis, la sortie du quatrième n’a pas été atteinte. Le siphon 1 mesure 85 m de long avec un point bas à  - 7 m. Il débouche dans une cloche longue de 25 m. Le siphon 2 mesure 30 m (- 2 m). Il débouche dans une seconde cloche de 15 m de long. Le siphon 3 mesure 10 m (- 2 m). Au-delà , se développe une galerie parcourue par la rivière sur 370 m de long. Le réseau présente d’abondants dépôts argileux sur le lit et les berges. Le concrétionnement se limite à  quelques rares fistuleuses. Le siphon 4 a été exploré sur 110 m jusqu’à  la cote - 12 m. L’exploration de la partie nouvelle montre un changement de la géologie du réseau. Le réseau aménagé se développe dans les calcaires ordoviciens alors que la partie nouvelle se développe d’abord dans le Cambrien supérieur, puis au contact du Cambrien supérieur et du Cambrien moyen. D’après la topographie, le volume de la partie aménagée de la grotte a été estimé à  408 000 m3, soit une section moyenne de 130 m2. Plusieurs traçages ont été réalisés par les hydrogéologues locaux à  partir de la zone des pertes de la Tanghe. La vitesse de transfert peut se décomposer en trois parties : 68 m/h pour la partie de 3 150 m, en majorité inconnue, située entre la perte et le siphon 1 ; 100 m/h pour la rivière souterraine aménagée ; 76 m/h pour l’ensemble du système jusqu’à  la résurgence, pour une extension totale de 4 750 m. Un second traçage, effectué à  partir d’une autre perte, donne une vitesse moyenne de 88 m/h. Les analyses chimiques montrent que l’essentiel de la dissolution a lieu dans la zone noyée ou seminoyée entre la perte et le siphon 1. Il s’agit d’une zone à  creusement actif. L’absence de découverte d’une grande salle audelà  des siphons compromet un futur aménagement post-siphon. Néanmoins, le parcours visitable pourrait être allongé de 400 m en montrant un aspect plus austère de la grotte, celui de la zone semi-noyée et permettrait de poursuivre une étude plus poussée car il existe une distance de plus de 3 km entre les pertes de la rivière et le siphon 1. Mots-clés : Liaoning, Benxi, Shuidong, résurgence, siphon, Cambrien, Ordovicien, grotte aménagée.

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Chapitre 8 : Diversité géomorphologique des karsts de montagne du Yunnan Résumé : Les karsts du Yunnan présentent un étagement bioclimatique et morphoclimatique complet, sur 5 000 m de dénivellation, l’un des plus remarquables de la planète, depuis les karsts tropicaux de basse et moyenne altitude de la bordure sud-est (fenglin-plaine à  fenglin-ouvala) jusqu’aux karsts alpins et englacés du district de Lijiang, en passant par les karsts à  poljés des plateaux prétibétains de Zhongdian. Son centre est occupé par le haut plateau du Yunnan, situé vers 2 000 m d’altitude, avec ses célèbres forêts de pierre comme à  Lunan (Shilin). Cette région a subi également une déforestation dramatique au cours du XXème siècle, entraînant une intense érosion des sols, le décapage de nouvelles forêts de pierre incipientes et le soutirage des altérites dans l’endokarst. Du point de vue géologique, ces karsts font tous partie de la plateforme du Yangtse, l’une des plus vastes régions géotectoniques de Chine, qui s’étend de l’Himalaya à  la Mer de Chine. Les karsts himalayens sont symbolisés par les Yulongxueshan (5 595 m), formés par des marbres du Dévonien recouverts par des glaciers. Ils présentent toutes les caractéristiques des karsts alpins : lapiés nus, dolines-puits, dépressions glacio-karstiques, karsts en roches moutonnées, karsts sousglaciaires. Cette zone de la bordure de l’Himalaya est marquée par une très forte surrection : encaissement du Jinshajiang sur plus de 3,5 km (canyon d’Hutiaoxia), terrasses fluviatiles étagées sur plus de 500 m (bassin de Daju) et forte sismicité. Entre Lijiang et Dali s’étend une zone karstique, entre 2 000 et 3 000 m, comprenant des hauts plateaux avec vallées semi-karstiques et poljés étagés ; le soutirage des altérites dans l’endokarst a été réactivé par la déforestation récente. Dans le double triangle du Yangtse, on observe de grands poljés au-dessus de 3 000 m et des vallées perchées avec pertes entre 3 000 et 4 000 m au contact des roches imperméables. Au-dessus de Dali, le massif Cangshan est formé par un karst anticlinal jeune entre 2 500 et 4 000 m dont la couverture de flysch a été décapée au cours du Quaternaire. Les karsts pré-tibétains de la région de Zhongdian, compris entre 3 200 et 4 900 m, font partie des Indosinides, vaste zone plissée allant du Tibet-Qinghai, Sichuan jusqu’à  la frontière vietnamienne. Ils présentent des poljés d’altitude de grandes dimensions dont le poljé de Napahai (137 km2) situé à  3 250 m, avec au nord un drainage souterrain de grande ampleur vers la résurgence de Nixi. Deux sites hydrothermaux remarquables sont présents au sud-est : Shuoduoggang lié à  une source chaude et Bashuitai lié à  une source mésothermale. Les karsts à  forêts de pierre du plateau du Yunnan sont visibles entre Kunming et la frontière du Guizhou. Sous le vocable “forêts de pierre”, on distingue deux formes de tailles différentes : les pinacles (shilin) pouvant atteindre plusieurs dizaines de mètres de hauteur et les dents de pierre (shiya) de 1 à  2 m de haut. Les dents de pierre, récemment décapées par l’érosion, constituent le stade initial de formation des pinacles. Les forêts de pierre sont polygéniques et offrent une grande complexité puisque les premières morphologies à  pinacles datent du Permien avant leur fossilisation par les basaltes de la formation Emeishan. On attribue les pinacles à  l’action dominante de la cryptocorrosion sous altérites en milieu drainant ou de battement de nappe, puis à  leur retouche en milieu aérien après érosion des sols. Néanmoins l’hypothèse d’une longue phase préparatoire d’altération isovolumétrique (fantômisation) le long des joints, en milieu non drainant et en période de calme tectonique, doit être envisagé. Mots-clés : karst, géomorphologie, étagement, climat, glacio-karst, forêt de pierre, Yunnan.

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Chapitre 9 : Les grottes-tunnels de Chine, types et évolution Résumé : Une grotte-tunnel est un système perte-résurgence présentant généralement une rivière hypogée importante circulant dans des conduits de grandes dimensions. La notion de karst binaire est féconde lorsqu’elle est combinée à  la notion d’étagement de grottes en zone de surrection, donc dans un contexte tectonique actif et de relaxation des contraintes. Dans les karsts de la plate-forme du Yangtse, de nombreux cours d’eau se forment dans des zones imperméables et donnent naissance à  des grottes-tunnels de très grands gabarits lors de la traversée des massifs calcaires. Les types de grottes-tunnels sont très variés. Les ponts naturels désignent des tubes résiduels courts provenant du démantèlement de grottes-tunnels. Le géographe chinois Xu Xiake est à  l’origine de l’expression Tian Sheng Qiao signifiant “pont naturel”. Certaines grottes-tunnels, de type monotunnel, peuvent présenter une confluence souterraine active comme à  Biyun (Panxian) ou Duobindong (Xiuwen-Xifeng) dans le Guizhou. Les mono-tunnels à  rétrécissements intermédiaires et obstructions sédimentaires sont illustrés par le système perte-résurgence de Yanfengdong- Ganhedong (Shizong, Yunnan) qui détient le plus haut porche de Chine (190 m). Les grottes-tunnels à  coeur noyé et plan deltaïque de perte de charge sont symbolisées par la grande grotte-tunnel de Dadong-Longdong (Wufeng, Hubei). Les grottes-tunnels associant canyons à  voûte effondrée et ponts naturels sont représentées par le type Yijiehe (Zhijin, Guizhou). Les grottes-tunnels à  niveaux étagés sont illustrées par le système exemplaire de la Gebihe (Ziyun, Guizhou). Celui-ci traverse un massif de fengcong tandis que des tronçons fossiles, perchés à  différents niveaux sur 400 m de dénivellation, ont enregistré les étapes de la surrection himalayenne. Les grottes-tunnels en série sont représentées par la Wutuhe (Panxian, Guizhou). Cette rivière présente une succession de parcours souterrain selon une série de grottestunnels séparées par des parcours aériens normaux ne résultant pas de l’effondrement de voûtes. Les grottes-tunnels sous vallée sèche sont illustrées par le type Gesohe (Panxian, Guizhou). Ce système perte-résurgence est alimenté par un bassin d’alimentation de 1 200 km2, d’où un débit à  la perte pouvant dépasser 1 000 m3/s en forte crue. Les grottes-tunnels de capture sont caractérisées par une ou plusieurs captures d’un bassin hydrographique et topographique vers un autre. On connaît les grottes-tunnels de capture partielle de type Benxi Shuidong (Benxi, Liaoning) qui est un type intermédiaire entre le recoupement simple de méandre encaissé et la capture latérale d’une rivière vers une autre. Les grottes-tunnels de capture complexe comme à  Shuanghe (Suiyang, Guizhou) associent une capture vraie et des captures locales. Une grotte-tunnel du Guizhou a une durée de vie de l’ordre de plusieurs millions d’années. Quand un tunnel devient sénile, un autre naît. L’histoire se perpétue tant qu’il y a une masse calcaire suffisante et une force tectonique qui soulève la montagne. Ce processus provoque un étagement des grottes-tunnels et s’effectue par le moyen du couple karstification-soulèvement. Un des problèmes majeurs est de savoir comment s’opère le passage d’un niveau de grotte-tunnel à  un autre au cours du temps. Si la surrection tectonique est continue et régulière, on devrait avoir un seul grand réseau en canyon. Si la surrection est discontinue, le creusement karstique devrait se traduire par des niveaux étagés. Cet abandon ne peut se faire que par un processus de capture souterraine, lors d’une phase de surrection. Mais le système réagit aussi avec un certain retard (hystérésie) et dépend aussi du régime hydrologique, les eaux pouvant emprunter des parcours étagés lors des crues. Mots-clés : grotte-tunnel, karst, spéléogenèse, étagement, Gesohe, Gebihe, Guizhou, Chine.

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Chapitre 10 : Les indicateurs du milieu enregistrés dans les karsts subtropicaux de Chine Relations avec l’évolution géomorphologique et les paléoenvironnements Résumé : Dans les karsts subtropicaux de Chine, les altérites, les dépressions et les grottes ont enregistré certains paramètres de l’évolution de l’environnement. Il est possible de présenter un référentiel provisoire d’indicateurs karstiques valables pour le milieu naturel sans l’homme et avec l’homme. Les indicateurs génériques désignent les familles d’indicateurs présents à  l’extérieur et à  l’intérieur du karst : morphologiques, hydrologiques, chimiques, biologiques, sédimentaires, anthropiques. Ces indicateurs peuvent être instantanés (débit, chimie de l’eau) ou non instantanés. Les indicateurs morphologiques et sédimentaires externes permettent d’apprécier la vitesse d’érosion et/ou de sédimentation. Les indicateurs internes (spéléothèmes, rythmites) enregistrent les signaux périodiques, voire instantanés, de l’évolution du milieu, mais également les indices d’occupation humaine. Les indicateurs spécialisés (ou haute résolution) sont plus précis ; c’est le cas d’une laminite fluorescente de stalagmite attestant la présence de matière organique en liaison avec l’activité biopédologique de saison chaude. C’est le cas aussi des microlamines enregistrant les épisodes pluvieux intra-annuels. Dans les karsts de Chine, les séquences de remplissage détritique et les spéléothèmes ont ainsi enregistré les changements climatiques, l’incidence de la mousson et le rôle de l’homme dans la déstabilisation des terroirs (déforestation). Les indicateurs sismo-tectoniques regroupent tous les effets instantanés ou décalés dans le temps liés aux ruptures de contraintes tectoniques : tremblements de terre ou bien cisaillements au contact ou au voisinage des vides karstiques par relaxation des contraintes. Ces indices vont des sismites instantanés (spéléothèmes brisés, rythmites liquéfiés) aux figures de tension (cisaillement) et d’éclatement de la roche et des concrétions qui sont la manifestation d’effets progressifs et/ou retardés. L’analyse des signaux environnementaux a pour but de caractériser les processus périodiques, les discontinuités et les processus d’accélération. En étudiant les archives du passé à  basse et haute résolution, on constate des lois générales, en particulier les effets de la non linéarité de la flèche du temps. Quand un seuil est franchi, il y a accélération, puis décélération, avec périodicité ou pseudopériodicité. Cet aspect, valable pour les processus naturels, l’est aussi pour les sociétés humaines et les impacts homme / milieu. L’analyse de ces indicateurs permet donc de mieux comprendre les processus en cours à  l’interface Nature / Sociétés, et de départager l’impact des paramètres locaux et globaux. Le concept de forçage doit être retenu quand des facteurs globaux deviennent dominants et transcendent les influences locales, cas des changements climatiques en grande partie d’origine astronomique, mais phénomène valable pour les sociétés dans le cas de la pression démographique, des guerres, de la mondialisation. Mots-clés : indicateur, spéléothème, remplissage, sismite, paléoenvironnement, paléoclimat, karst subtropical, Chine.

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Chapitre 11 : Indications sur le fonctionnement hydrochimique, le CO2 et la pollution des eaux karstiques de Chine subtropicale Résumé : le faciès chimique général est de type bicarbonato-calcique (Ca2+ = 50 à  80 mg/l), avec des teneurs en sulfates notables (10 à  100 mg/l) en relation avec des niveaux gypseux. Pendant la saison d’étiage (hiver), les eaux sont sursaturées par rapport à  la calcite. Le fonctionnement de l’endokarst durant la mousson d’été a été appréhendé dans deux grottes du district de Panxian (Guizhou) ; la dissolution s’établit à  79 % pour l’épikarst et 21 % pour l’endokarst. D’autres mesures montrent que la conductivité des eaux de percolation et des sources provenant d’aquifères fissurés de type épikarstique (sources de fractures) atteint 290 à  340 μS/cm. On observe une faible dissolution dans les drains à  écoulement libre. Ces résultats sont en accord avec les mesures en continu sur un cycle annuel effectué par l’Institut du Karst de Puding (district de Puding, Guizhou). Les courbes du calcium et du magnésium, sur un cycle annuel, montrent une minéralisation plus importante pendant la saison sèche. La dissolution spécifique moyenne est de l’ordre de 40 à  44 m3/ km2/an. En hiver, les cavités thermoventilées ont des pCO2 faibles de 0,02 à  0,035 % et de 0,06 à  0,07 % dans les parties moins ventilées. Les dosages de CO2 réalisés dans les sédiments de grotte indiquent des fluctuations saisonnières : 300 à  900 ppmv en hiver, 3 500 à  4 000 ppmv en été. Cet enrichissement en CO2 est probablement lié à  l’activité microbienne en saison chaude humide. Cette pédogenèse souterraine a été prouvée par l’étude micromorphologique en lames minces des pseudo-varves de la grotte de Dadong (district de Wufeng, Hubei). La contamination en nitrates (8 à  20 mg/l) se situe généralement sous la norme de potabilité de l’Organisation Mondiale de la Santé (50 mg/l) et de la Chine (20 mg/l), mais les paysans commencent à  utiliser les engrais chimique, même dans les zones reculées. Par contre la pollution bactériologique est très importante (100 à  1 000 coliformes pour 100 ml) et l’autoépuration par oxygénation est insuffisante dans les rivières souterraines, d’où la pollution des sources. Mots-clés : hydrochimie, gaz carbonique, dissolution, pollution, karst subtropical, Chine.

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Description : Voyages en terre chinoise - Karstologia Mémoire n° 9 : 2004 - Chapitre 12 : Aspects hydrogéologiques et spéléogénétiques de la rivière souterraine de Benxi Shuidong (Liaoning, Chine) Résumé : Cet article fait le point sur les données disponibles à  propos du karst de Benxi Shuidong. Cette région se développe dans les terrains paléozoïques de plate-forme de Chine du Nord. Le climat est de type tempéré assez humide (1 000 mm/an) à  saisons thermiques très contrastées (juillet + 24,3°C, janvier - 14,3°C). Creusée dans les calcaires du Cambrien et de l’Ordovicien, la grotte de Benxi est un exemple de capture hypogée partielle d’une rivière (Tanghe) au profit d’une autre (Taizihe). Ce système perte-résurgence, d’une extension totale de 4,75 km, présente une rivière souterraine aménagée sur plus de 2 km et une partie noyée à  semi noyée qui a été explorée sur 616 m de développement. Les traçages indiquent une vitesse de transit de 68 m/h pour toute la partie noyée à  semi-noyée (extension 3,15 km, pente de 0,4 %) et de 100 m/h pour la rivière souterraine aménagée (extension 1,6 km, pente 0,37 %). En basses eaux, les analyses hydrochimiques montrent une forte dissolution dans la zone noyée et semi noyée (et dans la zone de percolation) et une faible dissolution dans la zone d’écoulement libre. La nette augmentation de la pCO2 dans la grotte (de 400 à  3 000 ppmv) est liée à  la fréquentation de 300 000 à  500 000 touristes par an. Les datations U/Th sur les spéléothèmes donnent des à¢ges s’échelonnant entre l’Holocène (9 300 ans BP) et le stade isotopique 6 (145 000 ans BP). Les à¢ges de la génération de concrétions la plus ancienne datent la phase de passage du régime phréatique au régime d’écoulement libre. Le système karstique s’est donc formé probablement au cours du Pléistocène moyen. Les premières concrétions attribuées au stade 6 correspondent à  des stalagmites modestes situés 17 m au-dessus du niveau de la rivière. Le stade 5 (interglaciaire majeur), caractérisé par un climat tempéré humide, se traduit par un alluvionnement souterrain important et par d’importants spéléothèmes. Durant la dernière phase froide (stade 2), la croissance des spéléothèmes s’arrête, puis reprend vers 13 700 ans et se développe largement à  partir du début de l’Holocène vers 10 000 ans BP. Mots-clés : hydrogéologie, spéléomorphologie, spéléogenèse, Benxi, Liaoning, Chine.

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