Sédimentologie et paléoclimatologie isotopique dans une grotte de Gaspésie, Québec Sedimentological and paleoclimatological studies using isotope ratios in a cave in Gaspésie, Québec Sedimentologie und Paleoklimatologie in einer Grotte der Gaspésie, Québec

Résumé

La grotte appelée Spéos de la Fée est creusée dans les calcaires siluriens à l’ouest du lac Matapédia. Sa morphologie actuelle, essentiellement due à l’eau courante, est cependant influencée par des effondrements à proximité des deux entrées. La galerie principale est une conduite forcée suivant le pendage des bancs. Dans cette galerie, des dépôts d’eau courante (limons et sables fins) sont surmontés d’un diamicton comportant des cailloux de lithologie variée, parmi lesquels des éléments calcaires striés. Les compositions isotopiques de la fraction carbonatée des sédiments (δ¹³C et δ¹⁸O) indiquent qu’il s’agit surtout de carbonates hérités du socle. Une stalactite, datée à 7355 ± 190 BP (UQ-101), a fait l’objet d’analyses sériées des teneurs en ¹³C et en ¹⁸O, qui ont été comparées aux compositions isotopiques du CO₂ et de l’eau actuels de la grotte. On peut en conclure que les précipitations carbonatées (δ¹³C ≈ – 6‰ et δ¹⁸O ≈ 10‰) s’effectuent en équilibre, dans un eau provenant surtout de la fonte des neiges. Les teneurs en ¹⁸O des concrétions reflètent ainsi celles des précipitations hivernales.

Abstract

The object of the study is a cave known as « Spéos de la Fée », at La Rédemption. Developed by flowing water in Silurian limestones to the west of Lac Matapédia, its present morphology is influenced by collapse features near the two entrances. In the principal passage — a dip tube — water-lain silt and fine sand deposits are overlain by a diamicton containing clasts of various lithological composition, and amongst them striated limestone pebbles. The isotopic composition of the carbonate fraction of the sediments (δ ¹³C and δ ¹⁸O) indicate that these fragments are derived directly from the bedrock. A stalactite dated at 7355 ± 190 BP (UQ-101) was analysed for its composition in ¹³C and ¹⁸O. The results were then compared to the isotopic composition of present day carbon dioxide and water in the cave. The conclusions were reached that the precipitations of carbonates (δ ¹³C ≈ – 6‰ and δ ¹⁸O ≈– 10‰) occurred in equilibrium with water derived mainly from snow melt. The 180 values of the concretion thus reflect winter precipitation conditions.

Zusammenfassung

Das Forschungsobjekt ist die so gennante Grotte "Speos de la fée" in La Redemption, Québec. Durch fliessendes Wasser in silurien Kalkstein gegraben und westlich vom Matapédia See gelegen, ist ihre heutige Morphologie durch den Zerfall in der Nähe der beiden Eingänge beeinflusst. In der Hauptgalerie findet man durch Wasser abgelagerten Schlick und feinen Sand, der von Diamikton bedeckt ist und Kiesel verschiedener Lithologie enthält, unter welchen auch Elemente gestreiften Kalksteinserscheinen. Die isotopische Komposition der Kohlenstoff Fraktion der Ablagerungen (δ¹³C  und δ¹⁸O) zeigen, dass diese Fragmente direkt vom anstehenden Gestein stammen. Ein Stalaktit datiert 7355 ± 190 v.u.Z. (U.Q -10), wurde auf seine Bestandteile analysiert, ¹³C und ¹⁸O. Die Resultate wurden dann mit der isotopischen Zusammensetzung von heutigem Kohlendioxyd und Wasser in der Grotte verglichen. Man kam zu der Schlussfolgerung, dass die Niederschläge von Kohlenstoff (δ¹³C ≈ – 6‰ et δ¹⁸O ≈– 10‰) im Gleichgewicht mit dem hauptsächlich von der Schneeschmelze stammenden Wasser stehen. Die ¹⁸O Werte der Verdichtungen reflektieren so die Werte der winterlichen Niederschlags Verhätnisse.