Structure et fonctionnement hydrogéologique des principaux

Abstract

يتميز الشمال الجزائري بوجود عدد كبير من منابع المياه الطبيعية، التي تتميز بتنوع كبير في درجات الحرارة ودرجة الملوحة. يهدف هذا العمل البحثي إلى توضيح آليات الاشتغال الهيدروجيولوجي للينابيع المائية الحارة في شمال غرب الجزائر. ومع ذلك، فإن الاستغلال الفعّال والعقلاني لهذه الموارد الحرارية يتطلب تقييماً دقيقاً لخصائص الخزانات الجوفية، وفهماً جيداً لآليات تشغيل هذا المورد الثمين. تشمل الدراسة عدداً من الينابيع المهمة في شمال غرب الجزائر، حيث تم تطبيق منهج متعدد التخصصات لدراسة هاته الينابيع الحرارية. يمثل النشاط الحراري المائي أحد المفاتيح لفهم جيد للجيولوجيا العميقة، إذ لا يُعدّ المسار الحراري المائي سوى بنية جيولوجية تتدفق عبرها المياه.تتواجد هذه المسارات في سياقات جيولوجية متنوعة، سواء في البيئات الماغماتية النشطة أو في البيئات الرسوبية. وتسمح بعض البنيات الجيولوجية الخاصة بوصول المياه الحارة إلى السطح. وتعتمد استدامة هذه الموارد بدرجة كبيرة على استقرار البنى الجيولوجية للمسار، وعلى الظروف الفيزيائية-الكيميائية للمياه، وكذلك على الظروف المناخية السطحية. تُعتبر الينابيع الحارة جزءاً من دورة المياه، كما يتضح من نتائج دراسات النمذجةالجيوكيميائية والنظائرية. وتُظهر نتائج التحاليل النظائرية لمياه الينابيع الحارة المدروسة أن أصلها هي مياه الأمطار والتساقطات. تتسرب مياه الأمطار من قمم المرتفعات العالية، وتقطع مسارات طويلة لتظهر في مناطق منخفضة الارتفاع. ويتّسم هذا المسار ككل بوظيفة نقل سريع للضغط، لكن بحركة بطيئة جداً للسوائل. ترتبط تنوعات مياه الينابيع بالسياقات الجيولوجية والزلزالية المحلية أو الإقليمية الخاصة بكل نظام حراري مائي. ويستمد كل نظام حراري مائي خصوصيته من آليات الاشتغال الخاصة به. ومن أجل فهم أفضل للمعايير التي تؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر في تشغيل الينابيع الحرارية، تُعد دراسة السياق الإقليمي أمراً ضرورياً. وقد أظهرت الدراسات السابقة أن العديد من الباحثين اهتموا بشكل خاص بظاهرة النشاط الحراري المائي، وأجمعوا على العلاقة الوثيقة بين ظهور الينابيع الحارة والمناطق المتشققة والمتصدعة، وكذلك مع الظواهر البركانية. تُقدّر درجات الحرارة العظمى في الخزان العميق باستخدام مقياس الحرارة الجيوكيميائي، حيث تعكس هذه القيم أعماق دوران المياه. وبصفة عامة، فإن هذا النوع من المعلومات يمكن أن يشكل أساساً لتفسير البنيات والمعطيات الجيولوجية. تعالج هذه الدراسة، التي شملت بعض الينابيع الحرارية المهمة من منطقة الشمال الغربي الجزائري، باستخدام منهج متعدد التخصصات ووفقاً للمعطيات المتوفرة، تصنيف البنيات المرتبطة بتشغيلها، التاريحالتكتوني، هندسة النُظم وشكل البنيات، وحركة الفوالق التي تساهم في مسارات المياه الحارة. تساعد الاستعانة بعدة تخصصات علمية في فهم طريقة اشتغال هذه الينابيع، وتُمكّن من تحديد أصل التمعدن والحرارة والانبعاثات الغازية. كما تركز الدراسة على البنيات التكتونية التي تعمل كمصارف تساعد على صعود المياه الساخنة إلى السطح تتشكل ينابيع المياه الحرارية من مياه التساقطات، إلا أنها تتميز بجريانها في أعماق كبيرة بفضل شبكات الفوالق، مما يُكسبها خصائص فيزيائية-كيميائية تختلف تماماً عن خصائص الينابيع الباردة. وترتبط الخصائص النوعية لهذه المياه ارتباطاً وثيقاً بدرجات الحرارة المرتفعة في الخزان العميق.L’Algérie du Nord est dotée d’un nombre important de sources, avec des températures et des minéralisations très variées. Ce travail de recherche, vise une mise en évidence, d’une typologie des mécanismes de fonctionnement hydrogéologique des sources thermales du Nord Ouest de l’Algérie. Toutefois, l’exploitation efficace et rationnelle des émergences thermales, exige une bonne évaluation des caractéristiques du réservoir et une bonne compréhension des modalités de fonctionnement, du gisement précieux. Le site d’étude retenu concerne, quelques importantes sources du Nord-Ouest de l’Algérie, pour lesquelles une approche pluridisciplinaire est appliquée. L’hydrothermalisme représente l’une des passerelles, vers une bonne compréhension de la géologie profonde. Le circuit hydrothermal n’est qu’une structure géologique, traversée par un flux d’eau. Les circuits hydrothermaux existent, aussi bien en contexte géologique magmatique actif, qu’en contexte sédimentaire. Des structures géologiques particulières, permettent à l’eau thermale de rejoindre la surface. La pérennité de la ressource, dépend en grande partie, de la stabilité des structures géologiques du circuit, des conditions physicochimiques de l’eau et des conditions climatiques de surface. Les sources thermales sont considérées, comme une séquence du cycle de l’eau, suite aux résultats des études de modélisation géochimiques et isotopiques Les résultats d’analyses isotopiques, des eaux des sources thermominérales étudiées, révèlent une origine météorique. Les eaux de pluies sont rechargées sur des sommets de grandes altitudes par infiltration, subissent un long parcours pour émerger en surface, en zone de basses altitudes. Le circuit dans sa globalité est caractérisé par, une fonction de transfert de pression rapide, et un déplacement de fluide très lent. La diversité des eaux de source est liée au contexte géologique et tectonique, régional ou local, spécifique à chaque système hydrothermal. Le système hydrothermal, tire son originalité des mécanismes de fonctionnement, auxquels il obéit. Pour une meilleure maitrise des paramètres intervenant directement ou indirectement dans le fonctionnement des sources thermominérales, l’étude du contexte régional s’avère nécessaire. Plusieurs points ressortent des travaux anciens, globalement, plusieurs auteurs portent un intérêt particulier au phénomène d’hydrothermalisme et s’accordent sur l’étroite relation des émergences thermales avec les zones fracturées et diaclasées, et de même aux phénomènes volcaniques. Les températures maximales du réservoir profond, sont estimées par le biais des géothermomètres chimiques. Les températures issues des calculs, sont un reflet des profondeurs de circulation des eaux. Globalement, ce type d’informations, peuvent constituer une base aux interprétations des structures et des données géologiques. L’étude de quelques importantes sources thermales du secteur nord-ouest, par approche pluridisciplinaire, en fonction des données disponibles, traite globalement, la typologie des structures liées à leur fonctionnement, l’héritage tectonique, la géométrie et le style des structures, la cinématique des failles, en faveur du circuit hydrothermal. L’utilisation de diverses disciplines scientifiques, permet de comprendre le fonctionnement hydrogéologique des sources, et par cette occasion, définir avec conscience l’origine des minéralisations, de la thermalité, des dégagements gazeux…. L’accent est mis sur les structures tectoniques servant de drains pour la remonté des eaux chaudes en surface. Les sources d’eaux thermales, sont formées à partir des eaux météoriques, avec la particularité de circuler à de grandes profondeurs, à la faveur des réseaux de fractures. En conséquence, ce type de sources, acquièrent des propriétés physico-chimiques, différentes de celles des sources froides. Le caractère spécifique de ses eaux, se trouve intimement lié aux températures élevées du réservoir profond. Northern Algeria is endowed with a significant number of springs, exhibiting a wide range of temperatures and mineralizations. This research aims to highlight the typology of the hydrogeological functioning mechanisms of thermal springs in northwestern part of the country. Efficient and rational exploitation of thermal emergences requires a thorough evaluation of reservoir characteristics and a good understanding of the functioning modalities of this precious resource. The study area includes several important springs in Northwestern Algeria, for which a multidisciplinary approach has been applied. Hydrothermalism serves as a gateway to a better understanding of deep geology. The hydrothermal circuit is a geological structure traversed by a water flow. These circuits exist in both active magmatic and sedimentary geological contexts. Specific geological structures allow thermal water to reach the surface. The sustainability of the resource largely depends on the stability of the circuit's geological structures, the physico-chemical conditions of the water, and surface climatic conditions. Thermal springs are considered a sequence of the water cycle, as indicated by the results of geochemical and isotopic modeling studies. Isotopic analyses of the thermal-mineral waters studied reveal a meteoric origin. Rainwater is recharged on high-altitude summits through infiltration, undergoing a long journey to emerge at the surface in low-altitude areas. The overall circuit is characterized by a rapid pressure transfer function and very slow fluid movement. The diversity of spring waters is linked to the regional or local geological and tectonic context specific to each hydrothermal system. The hydrothermal system's originality stems from the functioning mechanisms it follows. To better understand the parameters directly or indirectly influencing the functioning of thermal-mineral springs, studying the regional context is necessary. Several points arise from previous studies. Generally, many authors have shown particular interest in hydrothermalism and agree on the close relationship between thermal emergences and fractured or jointed zones, as well as volcanic phenomena. The maximum temperatures of the deep reservoir are estimated using chemical geothermometers. The calculated temperatures reflect the depths at which the waters circulate. This type of information can provide a basis for interpreting geological structures and data. The study of several important thermal springs in the northwest sector through a multidisciplinary approach addresses the typology of structures related to the functioning of these significant springs based on available data. The tectonic history or heritage, the geometry of the structures, the style, and the kinematics of faults favor the hydrothermal circuit. Using various scientific disciplines helps to understand the hydrogeological functioning of thermal-mineral springs and thus accurately define the origin of mineralizations, thermal properties, and gas emissions. Emphasis is placed on tectonic structures serving as conduits for the ascent of hot waters to the surface. Thermal water springs are formed from meteoric waters, which circulate at great depths facilitated by fracture networks. Consequently, these types of springs acquire physico-chemical properties different from those of cold springs. The specific characteristics of these waters are closely linked to the high temperatures of the deep reservoir.