Grottes et karsts de Chine... Sur les traces de Xu Xiake
Gebihe 89 Sommaire

Chapitre 6 : KARSTS ET CAVITÉS DU COMTÉ DE HEFENG (HUBEI)

Jean-Pierre Barbary, Jean Bottazzi, Zhang Dachang, Chen Shicai

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Résumé - Abstract - Zusammenfassung -
Le comté montagneux de Hefeng est situé dans l'angle SW du Hubei, à côté de celui de Wufeng, et culmine à 2326 m. Il s'agit d'une région plissée, SW-NE, armée par les calcaires du Permien et du Trias. Le karst est de type qiufeng-ouvala, avec poljés et canyons. Le climat subtropical humide (P = 1687 mm/an et T = 16°C à Hefeng, alt. 520 m) présente une amplitude pluviométrique marquée entre l'hiver et l'été (janvier/26 mm, juillet/304 mm).
Durant une reconnaissance de trois jours, nous avons topographié sept cavités totalisant 3,3 km. Ces grottes sont réparties sur deux systèmes hydrogéologiques, alignés sur le synclinal de Hefeng et situés de part et d'autre de la rivière Loushuihe. Le système de Yanziping, au NE, est alimenté par des pertes dont les eaux résurgent probablement à la grotte-émergence de Wanrendong. Au SW, le système de Taiping draine un grand poljé (grotte-ponor de Cedong). Située au fond de la vallée de la Loushuihe, la grotte-émergence de Yinquandong (1,3 km), exutoire du système, est un bon exemple de delta souterrain à niveaux étagés.

Mots-clés : calcaire, Permien, Trias, qiufeng, ouvala, poljé, ponor, delta souterrain, grottes étagées, résurgence, canyon, climat, système hydrogéologique, Hefeng, Hubei.



INTRODUCTION

En venant dans le comté de Hefeng, notre objectif était de prendre contact avec les autorités locales qui nous ont d'ailleurs accueillies très chaleureusement. Par ce biais, une petite équipe de cinq personnes a effectué le travail de reconnaissance dans diverses zones karstiques. Nul doute que ce comté, situé immédiatement à l'ouest de celui de Wufeng, présente un grand intérêt pour les explorations et la recherche (fig. 42). Nous avons topographié sept cavités en trois jours (tableau 8), et déjà deux zones semblent très intéressantes.

PRÉSENTATION PHYSIQUE

* Géologie : Cette région fait partie du synclinorium de Hefeng qui est occupé par des formations s'étageant du Paléozoïque supérieur au début du Mésozoïque (fig. 79). Les roches clastiques du Trias moyen (groupe Badong) occupent la partie centrale du long synclinal de Taiping-Yanziping, orienté SW-NE, alors que les flancs sont occupés par les roches carbonatées du Permien et du Trias inférieur. Les pendages sont de l'ordre de 40° sur le flanc SE et de 20 à 25° sur le flanc NW (fig. 78).
* Géomorphologie : Cette région montagneuse, culminant à 2326 m près de Taiping, présente un paysage typique de qiufeng-ouvala. Des chaînes s'étirent E-W à NE-SW dans la même direction que les plis. La rivière Loushui, avec un débit moyen de 27 m3/s, représente le drain principal de cette région. Elle prend sa source dans ce comté et coule en baïonnette selon un tracé N-S en coupant perpendiculairement, par des cluses, les structures anticlinales.
* Climat et hydrologie : A la station de Hefeng (alt. 520 m), la température moyenne annuelle est de 16°C et la pluviométrie de 1687 mm/an. Le régime des pluies est classique avec une longue saison humide, d'avril à septembre, qui regroupe 77 % des précipitations annuelles. L'amplitude pluviométrique intermensuelle est forte et va de 1 à 12 (janvier/26 mm, juillet/304 mm) (fig. 76). Des chutes de neige se produisent en altitude de novembre à mars. L'humidité relative varie de 71 % à 89 % et l'évaporation potentielle est de 1037 mm/an.
Le régime hydrologique de la Loushuihe est conforme au régime pluviométrique (fig. 77). L'étiage a lieu en janvier (4,5 m3/s) et le maximum en juillet (54,9 m3/s).
* Cavités : Contrairement aux autres comtés visités, Hefeng possède une abondante documentation ancienne sur ses grottes qui semblent avoir pris une part importante dans l'histoire de la région (Zhanghaodong, Qingtiandong). De nombreuses cavités ont été utilisées comme villages fortifiés. Malgré cette richesse historique, aucune recherche et aucune exploration n'a été effectuée. Très intéressé par nos explorations, le gouvernement local  envisage, en fonction des découvertes, l'aménagement et l'ouverture d'une grotte destinée au tourisme.
 Sept cavités ont été topographiées représentant un total de 3,3 km. Les deux zones visitées appartiennent à deux systèmes hydrogéologiques situés de part et d'autre de la vallée du Loushuihe. Le système de Yanziping draine la branche NE du synclinal de Hefeng et le système de Taiping la branche SE (fig. 78). (JPB et CS)

DESCRIPTION DES CAVITÉS

I. LE SYSTÈME DE YANZIPING

Ce système draine la partie NE du synclinal de Hefeng. Sise en fond de vallée, à 540 m d'altitude, la résurgence de Wanrendong est probablement alimentée par les eaux de la rivière Yanziping qui se perd 6 km au NE, mais aussi par la perte de Zhaïdong qui se situe 12 km au NE dans une zone perchée 700 m plus haut (fig. 78).

A. WUMINGKENG

Puits sans nom (fig. 80)
Hefeng n° 89/6
Z = 1160 m  Dév. = 198 m  Dén. = - 61 m
Situation : Cette grotte se situe 20 km au NE de Hefeng près du village de Yanziping (n°1, fig. 78).
Contexte géologique :  Ce puits s'ouvre sur le flanc sud du synclinal de Hefeng. Il se développe dans les calcaires du Trias inférieur (étage Jialingjiang T1j).
Description : L'équipement est plus aisé par le petit puits (20 m x 10 m) que par le gros gouffre (75 m x 30 m). A la base du puits de 60 m, on prend pied sur un talus de blocs, dans une salle de décantation qui marque le fond de la cavité. De l'autre côté du talus, un petit méandre étroit ne permet pas, hélas, d'atteindre le puits géant annoncé par les paysans. (JB)

B. ZHAIDONG

Grotte du village fortifié (fig. 81)
Hefeng n° 89/4
Z = 1320 m  Dév. = 113 m  Dén. = - 7 m
Situation : Cette grotte-perte se situe 17 km au NE de Hefeng, tout près du village de Yanziping (n°2, fig. 78).
Contexte géologique : La cavité s'ouvre sur le flanc sud du synclinal de Hefeng. Elle se développe dans les calcaires du Trias inférieur (étage Jialingjiang T1j) et constitue probablement un affluent important de la rivière souterraine de Yanziping qui résurgerait à Wanrendong 10 km au SW.
Description : L'entrée se présente sous la forme d'un vaste effondrement ovale de 100 m de long sur 50 m de large. C'est à la fois un regard sur un réseau souterrain et la perte d'un ruisseau aérien temporaire qui le rejoint par une cascade de 25 m. La descente se fait à pied par l'est car le côté ouest est une falaise d'environ 100 m de haut dans laquelle on aperçoit un porche fossile.
 Délaissant l'amont, ainsi que le porche perché, nous avons reconnu uniquement le début de la galerie aval, qui présente des dimensions moyennes (10 m x 10 m), puis 10 m de haut pour 5 m de large. Elle est parcourue par un courant d'air aspirant sensible. Après avoir franchi une première laisse d'eau en escalade, nous nous sommes arrêtés sur une grosse marmite qui nécessite un équipement et un canot. Il est remarquable que le cours du ruisseau de surface soit pratiquement superposé avec son aval souterrain ! (JB et ZD)

C. WANRENDONG

Grotte des 10 000 personnes (fig. 82)
Hefeng n° 89/5
Z = 620 m  Dév. = 350 m  Dén. = + 7 m, - 25 m
Situation : Cette grotte se situe 4 km l'ENE de Hefeng au fond d'une gorge haute de 200 m (n°3, fig. 78).
Contexte géologique : Cette résurgence s'ouvre sur le flanc sud du synclinal de Hefeng et se développe dans les calcaires du Trias inférieur (étage Jialingjiang T1j). Elle sert probablement d'exutoire aux eaux de la rivière souterraine de Yanziping et à celles des pertes de Zhaidong.
Description : La résurgence est un vaste siphon dominé 25 m plus haut par un porche fossile, de 20 m de haut sur 15 m de large, qui présente des traces de fortifications. Nous avons reconnu la galerie principale et laissé plusieurs diverticules sur notre droite. Le parcours est aisé et parfois orné de coulées stalagmitiques ; on arrive rapidement à une première désescalade donnant sur un plan d'eau qu'il faut contourner pour remonter en face. 100 m plus loin, même opération, le rocher est très propre et se prête bien à l'escalade. Au-delà de la deuxième laisse d'eau, on arrive à une salle ; derrière, la galerie continue. Entre les blocs du plancher, une désescalade  permet d'atteindre le torrent souterrain ; l'importance du débit (de l'ordre de 1 m3/s) et la taille modeste de la galerie (1,5 m de large) ne permettent pas d'exploration plus poussée sans équipement adapté. Le seul point négatif pour les explorations futures : l'absence de courant d'air. (JB)

II. LE SYSTÈME DU POLJE DE TAIPING

Ce système hydrogéologique,  localisé en rive droite de la Loushuihe,  correspond à la branche SW du synclinal de Hefeng Nous avons effectué une reconnaissance d'une journée dans le grand poljé perché de Taiping qui mesure 4 à 5 km de long sur 1,5 km. Nous avons exploré partiellement deux cavités, reconnu un puits et une troisième grotte. Les trois cavités intéressantes se situent toutes sur le bord du poljé. Qingtiandong est pour l'instant l'entrée amont du réseau ; ses eaux semblent sortir 1 km plus loin d'une belle résurgence avant de disparaître au bout de 400 m dans la grotte de Cedong.  A l'extrémité ENE du poljé, un vaste effondrement constitue un regard sur une grosse galerie, de 15 m de haut sur 5 m de large, se dirigeant vers l'aval du réseau.
D'ores et déjà, on peut dire qu'un vaste réseau souterrain doit se développer du poljé de Taiping à la résurgence de Yinquandong (n°4, fig. 78). C'est maintenant aux futurs explorateurs de jouer. (JPB)

A. QINGTIANDONG

Grotte du ciel ensoleillé (fig. 83)
Hefeng n° 89/1
Z = 970 m   Dév. = 354 m   Dén. = - 45 m, +12 m
Situation : Qingtiandong s'ouvre tout près du village de Taiping en bordure du poljé (n°6, fig. 78).
Contexte géologique : Située au bord du poljé,  la grotte de Qingtiandong se développe dans les calcaires du Trias inférieur (T1j).  C'est une cavité de type labyrinthique contrôlée par deux directions de diaclases.
Description : L'entrée actuellement sèche - sans doute un ancien ponor - s'ouvre dans une falaise criblée d'entrées sur le bord oriental du poljé de Taiping (photo 23). Dans les années 1700, pendant les guerres, elle servit de "palais"  sommaire à un roi Tujia. Un poème de bienvenue et de paix, datant de 1722, est gravé dans l'entrée.
 Il s'agit d'une cavité extrêmement complexe qui forme la tête d'un réseau important qui reste à explorer. Au cours d'une reconnaissance, nous avons exploré 350 m de galeries dans la zone d'entrée et sommes ressortis par une seconde entrée. Mais nous n'avons pas atteint la galerie principale dans laquelle s'écoulerait, selon les paysans, une rivière souterraine. Le réseau topographié s'oriente déjà W-E parallèlement au poljé. (JPB et CS)

B. CEDONG

Grotte d'à côté (fig. 84)
Hefeng n° 89/2
Z = 930 m   Dév. =  318 m   Dén. = - 12 m
Situation : Ce ponor, en bordure du poljé, se situe tout près du village de Taiping et en aval de la grotte de Qingtiandong (n°5, fig. 78).
Contexte géologique : La cavité se développe dans les calcaires du Trias inférieur (T1j ) qui forment le plancher du poljé de Taiping.
Description : En saison sèche, la perte de Cedong est alimentée par une petite résurgence aux eaux très claires qui sort, 300 m en amont,  du bord du poljé. La  galerie principale, de 15 m de large sur 25 m de haut, est occupée presque entièrement par les eaux calmes et peu profondes de la rivière. A 260 m de l'entrée, la taille de la galerie se réduit de moitié et la pente s'accentue ; la rivière commence à cascader et se perd 60 m plus loin dans un siphon turbulent à la cote - 12 m. De nombreux départs se trouvant des deux côtés de la galerie n'ont pas été explorés ; d'après les paysans, l'un d'entre eux jonctionnerait avec une grotte située 1 km plus loin. Comme la grotte de Qingtiandong, Cedong est orientée W-E, parallèlement au bord du poljé. En saison des pluies, le ponor de Cedong absorbe un débit important, sans doute plusieurs m3/s. Quand la cavité ne peut évacuer la totalité du débit, l'eau remonte de 10 à 15 m, provoquant l'ennoiement d'une grande partie du poljé de Taiping.(JPB)

C. YINQUANDONG

Résurgence de l'ombre (fig. 85)
Hefeng n° 89/3
Z = 540 m  Dév. = 1267 m  Dén. = + 135 m
Situation : Cette résurgence s'ouvre en rive droite de la rivière Loushuihe, 2 km en aval de Hefeng (n°4, fig. 78).
Contexte géologique : Située dans le flanc sud du synclinal de Hefeng, elle se développe dans les calcaires en bancs moyens du Trias inférieur (étage Jialingjiang T1j). Le pendage est de 50° et de direction N330°.
Description : Cette grotte a la particularité de posséder 6 entrées connues étagées sur un dénivelé de 135 m ; trois d'entre-elles servent encore d'exutoires de trop-plein comme en témoignent les nombreuses traces laissées par les eaux. En étiage, l'eau sort par une résurgence vauclusienne.
La cavité est formée de trois conduits parallèles se développant NE perpendiculairement au pendage selon un delta souterrain typique. Ils rejoignent la grosse galerie principale dont l'orientation est beaucoup plus infléchie vers l'est. La galerie inférieure, de petites dimensions (en moyenne 2 m de large pour 2 m de haut), est spectaculaire grâce à ses formes d'érosion prononcées : coups de gouge, marmites, lames, trous dans les parois ; les vitesses de circulation doivent être importantes. Un siphon barre l'accès à l'amont, mais un passage dans le pendage permet de rejoindre la galerie médiane. Celle-ci, de 8 à 15 m de large, doit servir de trop-plein lors des grosses crues ; le sol est encombré de blocs et de plages de sable brun foncé.
 Contrairement aux deux autres conduits, la galerie supérieure (niveau de + 47 m) est très concrétionnée et depuis longtemps abandonnée par les eaux. Située encore plus haut, la galerie du nuage est la plus importante de la cavité et probablement la plus ancienne. A l'aval, elle débute par une petite entrée en falaise (+ 135 m) suivie d'une zone de broyage. Ensuit,  elle descend jusqu'à la salle où confluent les trois galeries parallèles, et se termine un peu plus bas sur un gros siphon suspendu.
Remarque : Cette cavité forme un remarquable exemple de delta souterrain et d'étagement de réseau, phénomènes liés au creusement de la vallée de la rivière Loushuihe.  Son intérêt spéléologique est grand car elle constitue la résurgence du bassin synclinal de Taiping et de son vaste poljé qui se situe plusieurs centaines de mètres plus haut. A noter quatre chauves souris de bonne taille qui ont été aperçues dans la partie inférieure de la cavité. (JPB et CS)

III. AUTRE CAVITE

A. ZHANGHAODONG

Grotte de Zhanghao (fig. 86)
Hefeng n° 89/7
Z = 580 m  Dév. = 764 m  Dén. = + 4 m, - 39 m
Situation : Cette grotte se trouve à 9 km au nord de Hefeng  et ne semble pas appartenir au système synclinal de Yanziping (n° 7, fig. 78).
Contexte géologique : Localisée dans le flanc nord du synclinal de Hefeng, cette résurgence se développe le long d'une fracture dans les calcaires à cherts du Permien inférieur.
Description : L'entrée se subdivise en plusieurs petites diaclases qui recoupent une galerie, de 1 m de large sur 5 m de haut, orientée sur une grande fracture rectiligne. Au NE, au bout de 30 m, le conduit débouche en falaise. Au SW, la galerie presque rectiligne se poursuit sur 250 m et aboutit à un carrefour. A gauche, un petit laminoir permet, après 100 m à quatre pattes et un ressaut de 5 m, de shunter l'autre itinéraire plus long, mais plus confortable.
En effet, par la galerie nord, on arrive à une nouvelle intersection de diaclases. Celle de gauche donne tout de suite sur une petite rivière dont le débit moyen est de 300 l/s. L'amont de la rivière, étroit, est un complexe de diaclases et de petites galeries annexes dont deux reviennent au carrefour précédent. L'aval actif, plus vaste (2 m x 3 m), se rétrécit progressivement. La suite devient "fumeuse". Laissons parler le spéléo de base Jean Bozo : «nous perdons l'actif sur la gauche et recoupons le laminoir cité plus haut. De nouveau il faut ramper dans des galets terreux. Le fond est atteint par un boyau étroit qui chemine au gré des nombreuses diaclases qui quadrillent le secteur. Le courant d'air reste sensible dans cette zone».
Les habitants des alentours disent que cette grotte rejoint une galerie fossile très vaste et longue de 5 km. Celle-ci serait accessible par la falaise et aurait servit de refuge à Zhang Hao un chef paysan en révolte contre les seigneurs locaux. Une tentative d'escalade vers le début de la grande fracture n'a pas permis de l'atteindre. (JB)


Karstologia Mémoires N° 4 Année 1991 GEBIHE 89 - ISSN : 0751-7628