Le réseau de fracturation,facteur initial de la karstification des craies dans les collines du Perche: l'exemple du site de la Mansonnière (Bellou-sur-Huisne,Orne, France)

Tectonics has been known to be the initial factor of karstification for a long time, but this has never been demonstrated because of the progressive nature of karstification, which destroys evidence of the preliminary phases. Because of its dual hydrological quality, chalk limestone has conserved a great variety of specific forms illustrating various steps in evolution, from the initial primokarst to the classic well-developed drain.In the Perche hills, very recent research has shown specific endokarstic galleries, filled up by sands and clays. Physical, chemical and X-ray analyses have shown that such infillings result not from a classical fluviatile deposit process, but on the contrary, from an alteration process, underlining the progress of a weathering front into the limestone mass down to the watertable. The infillings are not sedimentary deposits, but represent a kind of “shadow rock”, a chemical in situ transformation of limestone, without any transport of the solid fraction.The genesis results from the progression of weathering fronts located on the tectonic pattern into the input karst. When the weathering front crosses the watertable, the resulting water mixing produces a chemical reaction capable of opening the original joint. This results in infilled galleries, similar to classical karst drains, which have never known fluviatile drainage. This illustrates the first step in normal karstic evolution, just before a water flux drains the gallery, resulting in a new karstification step: the drained passage. The specificity of the region of the Perche hills is this karst evolution stopped in the first step, illustrating the “primorkarst” modelling by the researcher, which has never been described before.The conditions for this genesis are a well-developed tectonic pattern, an absence of thick superficial layers, a high soil permeability, and an absence of superficial drainage (lack of sinkholes).     

Le réseau de fracturation,facteur initial de la karstification des craies dans les collines du Perche : l’exemple du site de la Mansonnière (Bellou-sur-Huisne,Orne, France)

Résumé

Le facteur tectonique est reconnu depuis longtemps comme initiateur de la première phase de karstification, mais sans que ceci n’ait jamais été démontré car les témoignages des premières phases sont détruits par le développement de la karstification. Les qualités hydrologiques mixtes de la craie permettent de conserver une grande variété de formes spécifiques, illustrant différents stades d’évolution, depuis l’originel « primokarst » jusqu’au classique drain polyphasé.

Dans les collines du Perche, de très récentes recherches ont mis en évidence des galeries endokarstiques particulières, comblées de sables et d’argiles. Les analyses physiques, chimiques et rayons X ont démontré que ces remplissages résultent non pas d’un processus classique de dépôt fluviatile, mais au contraire d’un processus d’altération soulignant la progression d’un front d’altération dans la craie, jusqu’à la surface piézo- métrique. Les remplissages ne sont pas des dépôts sédimentaires, mais représentent une sorte de « fantôme de roche », résultant d’une transformation in situ de la craie, sans aucun transport de matière solide.

La genèse résulte de la progression de fronts d’altération installés sur le réseau de fissures de la zone d’introduction (de la surface jusqu’au toit de la nappe). À la rencontre de la nappe de la craie, le mélange des eaux produit une activité chimique qui ouvre la fissure originelle. Des galeries comblées, semblables à celles du karst classique, se forment, sans jamais avoir connu de drainage fluviatile. Ces galeries illustrent le premier degré d’une évolution karstique classique, juste avant qu’un flux draine la galerie constituant un nouveau degré de karstification : le conduit drainé. La spécificité de la région du Perche est que la karstification s’y est arrêtée au premier stade, illustrant le « primokarst » modélisé mais jamais décrit jusqu’alors. Les conditions de cette genèse sont acquises lorsque le site offre un réseau de fractures bien développé, une absence de formations superficielles, une perméabilité élevée du sol, une absence de drainage superficiel (pas de perte concentrée), et un encaissant relativement poreux. © Elsevier, Paris     

Contribution a la tectonique du Bassin houiller de la Sarre: Recherche du tracé au sol de la Faille de la Sarre et de la Faille de la Rosselle (Faille Felsberg)

Zusammenfassung Es werden genauere Angaben gemacht über den Verlauf des Saarsprungs und des Felsbergsprunges an der Erdoberfläche. Der Saarsprung konnte von Bous bis Burbach verfolgt werden. Der Felsbergsprung verfolgt sich nach SE bis in den Rosselsprung.Das Vorkommen von Oberrotliegendem scheint an diese Verwerfungen gebunden zu sein. Es sind Zerrungsspalten, die während der Hauptfaltungsphase (saalische Phase nachStille) des Saar-Nahe-Beckens aufgebrochen sind. Es ist aber anzunehmen, daß sie während des Oberrotliegenden aktiv waren. Sie wurden nach Ablagerung der Trias neu belebt.     

Bilan,fonctionnement et protection du système karstique de la Fontaine de Vaucluse (sud-est de la France)

Résumén

L’aquifère karstique de la célèbre Fontaine de Vaucluse a fait l’objet de nouvelles investigations hydrogéologiqurs dont les résultats portent sur la définition et le fonctionnement du système.

Les données géologiques (lithologie, structure) nous ont permis la délimitation d’un impluvium de 1115 km² dont l’altitude moyenne. 870 m, est confirmée par les traceurs naturels physico-chimiques et isotopiques.

Le bilan hydrique, faute d’un réseau météorologique représentatif, a été calculé à partir d’un modèle climatique par tranches d’altitude, qui utilise les gradients pluviométriques et thermiques régionaux. On montre alors que les 3/4 des pluies efficaces proviennent des zones situées au-dessus de l’altitude moyenne de l’impluvium.

Les études hydrodynamiques et physico-chimiques nous ont permis de démontrer la faible inertie du système malgré sa taille, donc sa bonne karstification, ce qui confirme à l’échelle de l’ensemble les observations spéléologiques ponctuelles du plateau et de l’émergence.

Malgré leur faible apport au débit total, les précipitations estivales marquent la chimie de l’émergence et interrompent ainsi la phase de tarissement.

La contribution de l’eau des réserves au débit est prépondérante : respectivement les 3/4 et les 2/3 des volumes annuels écoulés en 1981 et 1982.

Compte tenu de l’absence de sols et de terrains poreux de couverture, ainsi que du développement de la karstification, la vulnérabilité du système est grande. Aussi une attention particulière doit-elle être portée à l’aménagement de la zone montagnarde de l’impluvium dont le rôle est prépondérant dans l’alimentation du système.     

Sur la crédibilité des conséquences de l'effet de serre

The credibility of the communication concerning scenarios for future climate change is dependent, on the one hand, upon the scientific quality of the message, concerning particularly the various uncertainties that affect the predictions and the impacts, and, on the other hand, upon the ability of the intended receiver to understand it and to take it into account, with necessary adaptation if intended for either scientists, or politicians, or the society at large. To cite this article: J.-C. André, C. R. Geoscience 335 (2003).     

Les différents mécanismes à l'origine de la diversité des séismites,leur identification dans le Pliocène du Saïss de Fès et de Meknès (Maroc) et leur signification tectonique

Various synsedimentary structures (dish-structure, convolute bedding, loadcast, bedding dislocation and dissipation, sand intrusion) are interpreted as being due to seismic liquefaction and subsequent fluidization of marine and fluviatile sands. Their diversity is compared to the various deformation processes of seismites and related to the local influence of granulometry, diagenesis and slope. The two seismites horizons are referred to the end of the Middle Pliocene and the Late Pliocene and associated with tectonics to the south of the Rif orogenic belt.     

Approche des relations tectonique-karst-hydrodynamisme par l'analyse de traçages réalisés dans l'aquifère crayeux du Boulonnais (Escalles,Nord de la France)

In 1989, a tracer test was conducted by injecting uranine into the unsaturated zone of the chalk aquifer of the Escalles area (Boulonnais, northern France). The high transfer velocity (42 m h^–1) was found to be inconsistent with previous information on the hydronamic behaviour of the chalk aquifer. Therefore it is almost certain that faults and fractures must play a major role in the groundwater flows on a local scale although their action may be hidden on a regional scale. In March 1997, an experiment involving a triple junction into the saturated part of the chalk aquifer was carried out. This made it possible: (1) to define with great accuracy the groundwater flow directions and associated velocities, thus improving the water table map; (2) to establish rules concerning the unsaturated parts; (3) to distinguish between fissural and karstic flows and (4) to understand, at least partly, the role played by some faults.     

Sur la structure en grand des massifs de gneiss des pyrénées

Résumé Les gneiss de l'orogénie hercynienne dans les Pyrénées forment plusieurs grands massifs enveloppés par les terrains primaires. Certains faciès persistants» supracrustaux se reconnaissent dans ces gneiss malgré leur haut degré de métamorphisme. Ils permettent d'établir des corrélations stratigraphiques et de dessine: la structure des massifs en grandes voûtes plates.Localement on constate un raccourcissement très marqué du gradient de métamorphisme. En ces endroits la gneissification (pour ainsi dire) est montée exceptionnellement haut. Des exemples typiques concernent les massifs de l'Agly, du Saint-Barthélémy, de l'Aston. Il ne semble pas possible d'expliquer ce phénomène par des extrusions et involutions syncinématiques de migmatites, comme par exemple au Groenland d'après J.Haller. Pour les exemples pyrénéens, la cause n'en est pas encore déterminée.

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Hercynian gneisses of the Pyrenees form several flat domeshaped massifs. Despite a high degree of metamorphism, relict structures of supracrustal origin are visible. They permit a stratigraphic correlation wit neighbouring Palaeozoic series.

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Zusammenfassung In den Pyrenäen bilden die variskischen Gneise mehrere Massive in Form von großen flachen Kuppeln. Relikte suprakrustalen Ursprungs, die trotzhoher Metamorphose zu erkennen sind, gestatten die stratigraphische Korrelation der Gneise mit paläozoischen Serien. Die Vergneisung ist an einzelnen Stellen außergewöhnlich stark mit Verkürzung des metamorphen Gradientes, besonders in den Massiven von Agly, Saint-Barthélemy und Aston. Ihre Ursache läßt sich nicht völlig durch Migmatisierung erklären, sondern muß z. T. offenbleiben.

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. . . Agly, SaintBarthélemy Aston. , .

     

Depôts glaciaires du Carbonifère inférieur à l'Ouest de l'Aïr (Niger)

Résumé Sur la bordure occidentale de l'Aïr, les dépôts du Viséen inférieur présentent des tillites surmontées par des argilites à blocaux et des rythmites, puis par des sables fluvio-glaciaires. On y observe des structures sédimentaires typiques: eskers, kames, stries et cannelures et blocs lachés. Ces dépôts, relativement localisés dans le temps et dans l'espace (sur 500 km en latitude), sont associés à un bombement de faible amplitude du vieux socle. Compte tenu des paléolatitudes de cette époque, la région se situerait vers 50°S et on peut penser que ce dôme a été recouvert par une calotte unique ou par de petites calottes glaciaires induites par un refroidissement régional, comme actuellement aux îles Kerguelen à 47°S, ou même global.D'autres dépôts à caractères glaciaires et scellés par des formations datées du Dévonien, suggèrent qu'une autre glaciation plus ancienne a pu exister dans la région.

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The Lower Visean deposits from western margin of the Aïr Mounts in Niger contain tillites, overlain by boulder argillites and rythmites covered by glaciofluvial sands. Typical sedimentary structures, such as eskers, kames, striation and fluting, dropped boulders were observed. These deposits, narrowly located in time and space (over 500 km in latitude) can be related to the presence of a low altitude dome of the basement. Considering the paleolatitudes at that time, the area would have been situated at about 50°S. This dome may have been covered with small ice caps, associated with a regional cooling, such as presently Kerguelen Islands at 47°S, or be due to a global cooling.Other deposits with glacial characteristics, observed under dated Devonian formations, suggest that an earlier glaciation could have exist in the region.

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Zusammenfassung Am Westrand des Aïr besteht das untere Visean aus Tilliten. Diese werden von Tonsteinen mit erratischen Blöcken und Rhythmiten überlagert. Höher folgen fluvioglaziale Sande. Typische Merkmale der glazigenen Schichtenfolge sind Oser, Kames, Gletscherschrammen und -furchen, einzelne Gesteinsblöcke etc. Das Vorkommen dieser Sedimente bleibt auf einem rund 500 km breiten Streifen im Bereich einer schwachen Aufwölbung des Grundgebirges beschränkt. Unter Berücksichtigung der zu dieser Zeit anzunehmenden Paläobreite würde dieses Gebiet bei etwa 50°S liegen, so daß die domartige Struktur von kleinen Eiskappen bedeckt gewesen sein könnte. Ihre Bildung zeigt damit eine regionale oder sogar eine globale Abkühlung an (wie jetzt für die Kerguelen-Inseln bei 47°S).Andere gleichfalls eiszeitliche Ablagerungen, die von sicher datierten Schichten des Devon überlagert werden, machen eine weitere — ältere — Vereisung in dieser Region wahrscheinlich.

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, , . , - . , -, , , , . 500 . , 50° .., . , , Kerguelen, 47° .. , , , .

     

Origine et contexte geotectonique des depots detritiques du groupe neoproterozoïque inferieur de Kelaat Mgouna (Anti-Atlas Oriental,Maroc)

Le groupe du Neoproterozoique inférieur de Kelaat Mgouna est constituéde cinq formations silico-clastiques. II aétéconsidérécomme le dépoˆt dans un bassin d'arrière-arc en relation avec une zone de subduction située plus au SW au niveau de I'accident majeur de l'Anti-Atlas. Un tel arc aurait constituéla principals source d'alimentation en matériel détritique.En fait, l'analyse de la composition modale des grauwackes de ce groupe, l'étude de la charpente lithique de ses conglomérats et l'étude des zircons détritiques montrent que la source est continentals et appartientáune marge passive formée d'un socle métamorphique et d'une ceinture orogénique anté-néoprotérozoïques. Le groupe de Kelaat Mgouna se serait déposéalors en contexte passif dans un bassin en ouverture contemporain de l'extension pré-panafricaine.     

Exploitation de la fracturation d'un massif par la karstification: exemple du Causse de l'Hortus (Hérault,France)

The Causse de l'Hortus is a particularly well adapted massif to the survey of the fracturation and to its interdependences with karstification. The on-going realisation of a hydrogeological and speleological monograph of the massif, as well as the existence of more than twenty kilometers of prospected channels belonging to the active networks, provide new data which can be compared with previous surveys carried out in this field. The comparison of the directions of fracturation, visible on aerial photographs with directions currently exploited by the karstic channels on the whole Causse, show the effect of the greater fractures and the influence of the hydraulic gradient on the exploitation of the fracture spectrum. To sum up, the display of the relationships between the dextral disconnecting faults and the temporary emergences of the “boulidou” type, results in concrete applications for speleological and hydrogeological aspects. The survey of these “boulidous” provides new information about the vertical structuration of the karst.     

Le Léon : un domaine exotique au Nord-Ouest de la chaine varisque armoricaine (France)

Résumé

La synthèse des données structurales, pétrologiques, géochimiques et radiochronologiques permet d’avoir une vision nouvelle du Léon et de proposer un modèle d’évolution géodynamique dans cette région. Cette évolution, entièrement paléozoïque, débute par la mise en place de granitoïdes d’affinité calco-alcaline (orthogneiss de Brest), témoins probables d’une subduction ordovicienne corroborée par la présence de reliques d’un métamorphisme HP-HT (éclogites de Lesne-ven). Toutes les séries lithologiques seront ensuite soumises à une déformation tangentielle associée à un métamorphisme de type intermédiaire pouvant aller localement jusqu’à l’anatexie. Cet événement tec-tono-métamorphique correspond à une collision continentale dvonienne qui achève la période de convergence précédente. La suite de 1 évolution au cours du Carbonifère est intracontinentale. Elle est marquée par une succession d’événements plutono-tectoniques : mise en place vers 340 Ma de granitoîdes crustaux (St Renan-Kersaint) associés au cisaillement dextre nord-armoricain; mise en place vers 300 Ma d’ un ensemble granitique d’origine plus profonde (Aber - Mut) immédiatement suivi par des venues crustales (Ploudalmézeau-Kernil.s) associée au fonctionnement d’une nouvelle zone de cisaillement (zone senestre de Porspoder-Guisseny); mise en place enfin, vers 290 Ma, d’un dernier complexe granitique crustal (Brignogan-Plouescat) terminant avec les mierogranites du Bas-Léon l’évolution hercynienne de cette

La période antécarbonifère de l’évolution du Léon pose un problème lié à sa position géographique actuelle dans le prolongement du Domaine cadomien nord-armoricain peu affecté par les événements varisques. En réalité le Léon par sa structure et son histoire précoce (éohercynienne) possède plus d’affinités avec le Domaine sud-armoncain. L hypothèse d’une probable origine exotique du Léon est discutée.     

R?le du brassage et du stockage magmatique dans l’homogénéisation des granito?des calco-alcalins: Cas du pluton composite de Za?r (Maroc central)

Resume.  Le pluton calco-alcalin de Za?r est composé de trois principaux faciès pétrographiques répartis en deux unités granitiques imbriquées. Ces faciès, de différents degrés d’hybridation et de différenciation, résultent de mélanges magmatiques entre des magmas basiques mantelliques de type ?HAB? (basalte hyperalumineux) et un magma anatectique issu de la fusion partielle de matériaux crustaux (métapélites ou métagrauwackes). La répartition des faciès granitiques de Za?r peut s’expliquer selon un modèle pétrogénétique de type ?MASH? (melting-assimilation-storage-homogenization) où des magmas hybrides seraient formés suivant différentes proportions de mélanges magmatiques acide-basique. Ces magmas auraient subides conditions d’ascension spécifiques et seraient mis en place sous forme de 3 grandes injections successives:

Reconnaissance par sismique réfraction de la décompression et de l’instabilite des falaises vives du Bessin (Normandie,France)

Résumé

Les falaises normandes du Bessin (France) sont constituées par une succession de formations calcaires et marneuses. De nombreux mouvements de terrain, parfois de grande ampleur, affectent périodiquement ces falaises. La faible résistance mécanique des marnes, mise en évidence lors de l’étude du récent glissement du Bouffay de 1981, a dû être favorisée par un fluage associé à la décompression des calcaires sus-jacents suivant un type de déformation qui peut être observé dans un mouvement quaternaire fossilisé (vallon du Pisseau). Grâce à une reconnaissance systématique de la zone décomprimée par la petite sismique réfraction, des relations simples sont établies, permettant d’évaluer le volume décomprimé â partir des caractéristiques géométriques et lithologiques de la falaise. Ce volume semble définir l’enveloppe à l’intérieur de laquelle les mouvements sont susceptibles d’intervenir.     

Approche des relations tectonique-karst-hydrodynamisme par l’analyse de traçages réalisés dans l’aquifère crayeux du Boulonnais (Escalles,Nord de la France)

Résumé

En 1989, un traçage a été réalisé sur la commune d’Escalles (Boulonnais) par injection d’uranine dans la partie non saturée de T aquifère crayeux. Les vitesses de transfert élevées (42 m h^?1) obtenues et les directions d’écoulement mises en évidence étaient contradictoires avec ce qui était connu à ce moment-là du point de vue du fonctionnement hydrodynamique de l’aquifère. Les courbes de restitution obtenues, toutes à pics multiples, posaient le problème de l’existence possible de cheminements multiples au sein de la zone non saturée et de l’aquifère. En mars 1997 nous avons procédé à une triple injection de traceur en milieu saturé ce qui a permis de définir exactement les directions des axes de transfert souterrain et les vitesses associées, d’affiner la cartographie piézométrique du secteur, le rôle de la zone non saturée, de trancher entre drainage fissurai et drainage karstique et enfin de percevoir en partie les rôles exercés par certaines failles sur les écoulements souterrains. © 1999 Editions scientifiques et médicales Elsevier SAS     

Âge 40K/40Ar,Carbonifère inférieur,du magmatisme basique filonien du synclinal paléozoïque de Tin Serririne,Sud-Est du Hoggar (Algérie)

Palaeozoic formations of the Tassilis Oua-n-Ahaggar (southeastern Hoggar) include magmatic rocks in the Tin Serririne syncline. Slight contact metamorphism of the overlying bed and studies of anisotropy of magnetic susceptibility of these rocks show that the latter correspond to sills and NW–SE or north–south dykes. ⁴⁰K/⁴⁰Ar dating of separated feldspars and whole rock for one sample and of whole rock for two other samples give a mean age of $347.6\pm 16.2\text{Ma}$ (at the 2-σ level), thus corresponding to a Lower Carboniferous (Tournaisian) age. Taking into account both the age of this magmatism and the stratigraphic and structural data for this region suggests that dolerites were emplaced within distensive zones that are related to the reactivation of Panafrican faults. To cite this article: H. Djellit et al., C. R. Geoscience 338 (2006).     

Processus dynamiques dans la distribution des sédiments de la plate-forme continentale du Rio Grande do Sul (Brésil)

Resume

Ce travail présente les processus qui ont contribué à la distribution des sédiments superficiels de la plateforme continentale du Rio Grande do Sul-Brésil. Cette plateforme est recouverte par quatre populations granulométriques : sable très grossier à moyen, sable fin à très fin, silt et argile. Un régime sédimentaire terrigène prédomine sur la plate-forme et le talus continental de la région étudiée, avec la présence considérable de sédiments reliques et palimpsestes. Les sédiments modernes sont restreints et liés à l’influence du fleuve de la Plata et de la lagune des Patos. La présence de sédiments grossiers au bord externe de la plate-forme continentale peut être expliquée par la conjonction de l’effet de seuil et des ondes internes qui ne permettent pas, dans les régions Nord et Sud, le dépôt de sédiments fins sur les sédiments plus grossiers. Dans la région centrale, ces effets sont réduits par la structure morphologique dénommée « Cône du Rio Grande », ce qui explique la présence de sédiments fins dans cette zone.     

Apport des marqueurs isotopiques et biogéochimiques dans la reconstitution du paléoenvironnement de la grotte du Lazaret (Nice,Alpes-Maritimes) au cours du Pléistocène supérieur (stade isotopique 5)

The isotopic composition of calcite from the stalagmitic floor E of the Lazaret Cave is interpreted as proxy of atmospheric circulation and vegetal cover changes during IOS 5. The ${\delta }^{18}\mathrm{O}$ variations could indicate change in precipitation sources, which could originate from the Mediterranean Sea during warm periods and from the Atlantic Ocean during colder periods. The ${\delta }^{13}\mathrm{C}$ variations could be related to vegetal cover and soil type. Tree cover appears to be dominant according to pollen spectra, and organic molecules trapped into calcite (sterols, terpenoids, humic acids). To cite this article: L. Rousseau et al., C. R. Geoscience 337 (2005).     

Relation entre fabriques de la sanidine et mise en place des magmas trachytiques (exemple de massif de Hradiště, Bohême du nord)

Résumén

La distribution des fabriques dans un dôme trachytique a été analysée sur la base des orientations préférentielles des cristaux de sanidine. L’orientation préférentielle des plans (010) des cristaux de sanidine a été quantifiée par le calcul du tenseur d’orientation. Le sens de cisaillement a été déterminé à l’aide de relations entre les plans S et C.

Les plans (010) des cristaux de sanidine montrent une fabrique résultant d’un aplatissement dans la partie centrale du dôme et d’un cisaillement simple dans les parties marginales. Les critères de cisaillement montrent le mouvement uni forme de magma trachytique à l’échelle de tout le massif. Nous interprétons la disposition des plans S-C et la répartition des fabriques dans le massif à la superposition de lames successives de magma les unes sur les autres. L’acquisition des fabriques dans le massif est comparée aux expériences en compression uniaxiale le Tullis (1976) et la mise en place des magmas trachytiques est assimilée au mouvement d’un piston dans des conditions de basse pression de confinement et de haute vitesse de déformation pendant le stade d’intrusion précuce. Le gonflement faible a modifié tardivement les fabriques initiales surtout dans la partie de déversement et sommitale.     

Contribution à l'étude des schistes bitumineux du Premien de la Sarre

Résumé Le Permien inférieur de la Sarre renferme un horizon de schistes bitumineux dont la Constance et l'étendue sont remarquables.Les schistes finement varvés correspondent à une sédimentation cyclique en eau calme et peu profonde. La schistosité semble liée à la présence de lits calcaires d'origine en partie organique.L'origine des carbures peut être recherchée dans les débris de poissons très abondants les schistes. Mais l'aspect varvé de la répartition des carbures conduit à admettre l'influence cyclique des phénomènes qui ont provoqué la formation des schistes et à attribuer un rôle important au plankton.