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| résumé
| soulèvement alpin | temps
géologiques | glaciations
|situation | géologie
| formation
[résumé]
- Cavité creusée
à la faveur d'un réseau de failles dans des couches de
calcaire
d'âge crétacé.
- Âge de la
formation de la grotte: env. 9 Ma.
- Particularité
de la grotte : de superbes formations cristallines de calcite
recouvrent certaines parois.
[situation]
La grotte de Cristal
se situe en amont du hameau de Kobelwald près d'Oberriet, dans
la partie st-galloise de la basse vallée du Rhin. Du point du vue
morpho-géologique, il s'agit de la région qui borde l'Alpstein,
une montagne appartenant encore au domaine helvétique.
[géologie]
Stratigraphie
La Kristallhöhle s'est formée il y a 9 Ma dans
une roche sédimentaire d'âge secondaire, trouvant son origine
dans une formation crétacée. La particularité de
cette roche se situe au niveau de sa stratification
typique. Le frottement et le plongement des couches se traduit dans la
région de l'entrée par une orientation NNW.
Les trois formations rocheuses qu'on trouvent sur le site de la grotte
datent du Crétacé moyen ; elles n'ont subi qu'un faible
métamorphisme
:
- A la base, les Drusberg-Schichten : puissance
d'environ 35 m, série souvent interrompue par de petits accidents
tectoniques,
allant de gris au gris foncé, calcaires massifs et marneux,
avec alternance de marnes schisteuses
et siliceuses gris-brun.
- Au-dessus, Schrattenkalk : formation crétacée inférieure.
Limité à sa base par des bancs calcaires et des marnes siliceuses
liées au couches de Drusberg. Puissance : 120 m.
- Au sommet, le Gault helvétique : Il forme des bancs glauconieux
résistants entre le Seewerkalk et le Schrattenkalk. Puissance :
15 m. Evolution vers des grès
presques noirs riches en fossiles.

Tectonique
Domaine helvétique, nappe
du Säntis.
La Kristallhöhle s'étend dans une faille qui traverse le Chienberg
d'Oberriet. Cette faille fait partie des derniers effets de la poussée
des nappes de charriage. Elle apparut au plus tôt durant le Pliocène,
vraisemblablement au début du Quaternaire.
Sa formation trouve son origine dans les derniers soubresauts tectoniques
ayant affecté la région, ce qui entraîna dans le Schrattenkalk,
formation "cassante", de très nombreuses fissures plus
ou moins importantes. Les couches ont subi un plissement progressif, régulier
; le compartiment qui surplombe la faille se trouve dans un pli renversé.
[formation]
La formation minéralogique
relative au relief faillé typique de la grotte s'est effectuée
lors des dernières poussées des nappes helvétiques.
Un dense réseau de fissuration affecte toutes les couches en présence.
Ces accidents tectoniques ont permis aux eaux de ruissellement de s'infiltrer
dans les terrains sus-jacents. Le processus de dissolution
des masses calcaires constitue le facteur le plus important d'agrandissement
des fissures et ensuite de formation de la grotte.
Phases d'agrandissement et de concrétionnement

a. Phase d'expansion
: Processus de dissolution calcaire sur les parois,
lors des différentes phases de remplissage. Apparition d'une
zone de lessivage.
b. Phase de cristallisation
: Apparition de cristaux de calcite rendue possible
par un remplissage constant, et limité par le niveau supérieur
de dissolution. Le lessivage continue à la hauteur du niveau
de l'eau.
c. Phase finale
: Ecoulement des eaux, dissolution des formations
de calcite (sur la gauche) suite aux inondations sporadiques, puis
drainage des eaux sur le fond, ce qui donne une rivière souterraine.
Les eaux météoriques, enrichies par les acides
humique
et carboniques, s'écoulent presque verticalement le long des fissures,
dissolvent leur poids en calcaire, jusqu'à saturation. Comme le
déplacement d'air est quasi nul, la teneur en dioxyde de carbone
reste constante. Lorsque les eaux pénètrent dans une galerie,
possédant sa propre atmosphère, cette solution essaie d'équilibrer
son dioxyde de carbone avec l'air ambiant. Deux phases se déroulent
alors :
1 Agrandissement de la galerie : par forte pression du dioxyde de carbone
se liquéfie. L'eau devient à nouveau agressive et les surfaces
calcaires subissent des attaques corrosives.
La grotte s'agrandit alors, mais seulement aux endroits où les
eaux restent en mouvement et de ce fait transportent le calcaire dissous.
2 L'apport continu en eaux de ruissellement entraîne une inondation
permanente mais stable des galeries, puisque simultanément toutes
les zones se trouvant sur le passage des eaux s'agrandissent. L'entrée
de la grotte est obstruée par un éboulement
(zone proche de failles). Les eaux creusent alors vers l'intérieur
du massif. De nouveaux mélanges d'air interviennent, la pression
diminue fortement, le dioxyde de carbone a tendance à s'échapper
de la solution. Pour restaurer l'équilibre une transformation inverse
s'opère : par sursaturation, le bicarbonate se retransforme en
carbonate non soluble qui se dépose pour former les magnifiques
formations cristallines que l'on peut admirer dans la grotte.
A l'entrée de la grotte des glissements vont permettre aux eaux
de s'échapper plus facilement. Les inondations deviennent plus
rares. Des sédiments
(sable, graviers, limons)
se retrouvent prisonniers des galeries et recouvrent les dépôts
carbonatés, ce qui va les préserver jusqu'à nos jours.
Les parties non protégées sont dissouses ou détruites,
particulièrement dans la partie la plus retirée de la grotte.
Aujourd'hui c'est une rivière souterraine pérenne
qui draine les eaux
météoriques.