Caractérisation chimique et isotopique des eaux souterraines de l’Anti-Atlas occidental (Lakhssas-Tafraout) en vue d’évaluer la recharge, l’interaction eau-roche, la salinité et le temps de séjour

Abstract

Ce travail a pour objectif de révéler l'origine des eaux souterraines, les sources de la salinité et le temps de séjour de l'eau dans le complexe aquifère carbonaté et fissuré de la région de Lakhssas-Tafraout. Il est basé sur une analyse géochimique et isotopique globale (18O, 2H, 13C, 14C, 87Sr/86Sr et 226Ra) des eaux souterraines provenant de différentes formations du bassin. Les résultats hydrochimiques et isotopiques montrent l'existence de quatre types d'eaux souterraines: (1) Les eaux thermales du flanc Sud du plateau de Lakhssas avec une composition qui reflète la dissolution des carbonates de calcium et des sulfates de calcium et montrant des eaux appauvries en 18O (<-7,6 ‰) indiquant une recharge relativement ancienne ; (2) les eaux douces du flanc Sud du plateau à faible salinité ([Cl] ≤ 100 mg/L) qui présentent une composition chimique équilibrée avec les carbonates du Cambrien inférieur et un signal isotopique entre -5,9 et -5.3 ‰ ; (3) les eaux douces du flanc Nord et des côtés Est et Ouest du plateau avec une large gamme de salinité ([Cl] ≤ 800 mg/L) et des teneurs isotopiques de -5,7 à -3,8 ‰ et (4) les eaux douces de l’aquifère granitique de Tafraout avec une salinité non négligeable ([Cl] ≤ 400mg/L). Les différences des teneurs en δ18O et en δ2H entre le Sud et le Nord sont liées aux altitudes de recharge. Les résultats suggèrent que la salinité élevée des eaux souterraines du flanc Nord et des bordures Est et Ouest du plateau de Lakhssas, est liée au lessivage des schistes. Les faibles rapports en Na/Cl et Br/Cl, couplés avec les hautes teneurs en silice et les rapports élevés en 87Sr/86Sr, (rapport allant de 0,713000 dans la bordure Est du plateau à 0.721750 dans l’aquifère de Tafraout), fournissent des preuves supplémentaires indiquant le lien entre la salinité des eaux et les roches cristallines (Schistes et granites). En revanche, l'eau thermale a un rapport 87Sr/86Sr relativement faible (0,7089) et est identique au rapport 87Sr/86Sr de l'eau de mer durant le Cambrien. Les eaux souterraines du flanc Nord et Sud montrent des rapports élevés en 87Sr/86Sr corrélés avec les rapports Mg/Ca indiquant un mélange entre les eaux des calcaires du Cambrien inférieur et celles des roches Cristallines (schistes) avec des rapports élevés en 87Sr/86Sr. Selon les modèles utilisés, les résultats du radiocarbone montrent que le temps de résidence des eaux dans les aquifères, est de 10-15 ka BP pour les eaux thermales et de 0 à 3 ka BP pour les eaux du Nord et du Sud montrant des proportions de mélange des eaux récentes et anciennes. Les activités en 226Ra, dans les eaux souterraines de la région, sont liées principalement à la température et au taux d’interaction roche-eaux ; les hautes activités sont enregistrées dans les eaux thermales, suivie par les eaux de l’aquifère granitique de Tafraout, puis les eaux du flanc Nord et des bordures Est. Les faibles activités en 226Ra sont enregistrées dans les eaux du flanc Sud.