Lineaments as Groundwater Exploration Guides in Hard-Rock Terranes of ARID Regions

RÉSUMÉ

L'eau souterraine est une ressource peu abondante dans les régions arides et semi-arides. L'exploration dans les secteurs où le socle est cristallin et peu profond se limite aux zones où la roche a subi le phénomène de fracturation. Les fractures produisent des discontinuités (failles et diaclases) dans le substratum géologique pour permettre l'écoulement et l'emmagasinement de la nappe phréatique. Les fractures se présentent sur les images aériennes et satellites comme des linéaments, sous forme de caractéristiques topographiques linéaires, de réseaux hydrographiques et de patrons linéaires de végétation. Aussi les linéaments sont-ils des guides importants aux fins d'exploration de la nappe phréatique. La présente étude porte sur un linéament marquant observé sur des images Landsat du centre nord du Maroc et relié à d'importants contrôles structuraux du mouvement de la nappe phréatique et de la topographie de surface.

Le linéament est tracé dans un pluton granitique et son voisinage de roches métamorphiques, caractéristique du socle cristallin de la région. Les granites sont largement décomposés et ces matériaux décomposés forment une épaisse couverture de dépôts meubles dans la zone à l'étude. On a constaté que la présence du linéament était attribuable à une importante faille d'effondrement le long de la ligne de contact entre deux faces ganitiques. Une analyse quantitative de l'inclinaison a mis en lumière la forte influence de la faille sur les plans hydrographiques et topographiques, qui coïncide avec le seul cours d'eau pérenne du secteur. Le patron de fracturation de la roche est un signe supplémentaire qui atteste que la faille constitue une caractéristique structurale majeure ainsi qu'une voie de passage pour l'écoulement latéral et vertical de la nappe phréatique. Des failles semblables présentes ailleurs dans la région ont été utilisées comme sites de prospection de l'eau souterraine. L'auteur conclut que, dans des régions caractérisées par un socle cristallin, les fractures de fond et la couverture meuble qui y est associée constituent des sites propices à la circulation de l'eau souterraine.

L'imagerie satellite offre une vue synoptique utile des linéaments structuraux pouvant conduire à des sites hydrogéologiques. L'auteur évalue l'efficacité de divers capteurs pour la cartographie des linéaments. Il est d'avis que la télédétection par radar est utile pour reconnaître la texture des linéaments et que le satellite canadien RADARSAT marquera, à cet effet, des progrès importants et offrira une souplesse accrue en regard des paramètres nécessaires à la cartographie des linéaments.

SUMMARY

Groundwater is a scarce resource in arid and semi-arid regions. Its exploration in areas of shallow crystalline basement is restricted to zones where rock fracturing has occurred. The fractures provide discontinuities (faults and joints) in the geological substratum for groundwater flow and storage. The fractures are traced as lineaments on aerial and satellite imagery and are in the form of linear topographic features, drainage patterns, and vegetational variations. Lineaments are therefore important guides for groundwater exploration. This study concerns a prominent lineament, recognized on Landsat imagery of north-central Morocco, that is related to important structural controls of groundwater movement and surface topography.

The lineament is traced in a granitic pluton and its surrounding metamorphic terrane, which belong to the crystalline basement of the region. Thegranites are abundantly weathered, and the weathered material forms a thick overburden in the study area. The lineament was found to be due to a major dip slip fault along the contact between two granitic faces. Quantitative slope analysis revealed strong hydrographic and topographic influence ofthe fault, which coincides with the only perennial stream in the area. The rock fracturing pattern provides additional evidence that the fault is a major structural feature and a pathway for the lateral and vertical flow ofgroundwater. Similar faults elsewhere in the area have served assitesofgroundwater prospecting. It is concluded that in crystalline basement terranes, deep-seated fractures with the weathered rock overburden provide favourable sites for groundwater circulation.

The satellite imagery offers a useful synoptic view of structural lineaments that may lead to hydrogeological sites. The effectiveness of various sensors for lineament mapping is reviewed. It is suggested that radar remote sensing has its advantages for recognizing the textural characteristics of lineaments, and that Canada's RADARSAT will offer significant improvement and flexibility for the imaging parameters needed for lineament mapping.

Additional information

Notes on contributors

Ahmed Mahmood

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Ahmed Mahmood is with the RADARSAT Program, Canadian Space Agency, Saint-Hubert (Québec) J3Y 8Y9.