Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The present study addresses the question of increasing need in water supply. One line of research consists in investigating karst aquifers that represent significant water supplies for the areas around the Mediterranean. This work aims at developing a methodology of predictive evaluation of karst distribution and karst thickness within the carbonate massifs. It is based on the study of the Tethysian carbonate platform from the area of Montpellier, South of France. This area underwent a polyphased, complex, tectonic evolution, involving successive karst forming events. The approach is based on the relationships between eustacy and geodynamics, on one hand, and base-level variation recorded within palaeokarsts, on the other hand. Sedimentary fill of palaeokarsts allows to identify distinct karstification phases and sometimes to date them. It is a marker of base-level variations, which we attempt to quantify, that is responsible for karst formation and karst filling and sealing. For three palaeokarsts of regional extent, we analyze : karst sedimentary-fill, the distribution along upstream-downstream profile, the vertical extension of palaeokarsts, indicative of the base-level lowering. - The " Bauxite palaeokarst " results from the two-stage evolution of the " Isthme Durancien " : i) Bauxitic weathering of the Neocomian cover over the southern Massif Central , related to an inversion during Barremian ; ii) ≥1600 m uplift and exhumation during Aptian-Albian, inducing erosion of alterites, upstream, and deposition of detrital bauxites, downstream. - The " Early Paleocene palaeokarsts with marine sedimentary-fill " indicate base level variations of more than 350m in the upstream area. It is suggested here that such base-level variations, exceeding eustacy and recorded in tabular undeformed series, result from desiccation-flooding events in an endoreic silled basin. - The " Miocene palaeokarst with Cevennes-sourced sediment-fill " records a Serravalian-Tortonian base-level drop, depicted by canyon incision in the hinterland of the Gulf of Lion Margin. Uplift values of ≥ 400m upstream, about 250m in an intermediate area and 10's of m downstream, are measured. The present 3D geometry and distribution of carbonate massifs (exposed and covered) are modeled in the study area, from the Cevennes to the Mediterranean. The 3D geological model integrates seismic reflection, borehole and gravimetric data. Tectonic restoration of a N-S section, extracted from the 3D model, allows to reconstruct paleo-base-levels with respect with the carbonate massifs, at different stages of deformation and successive phases of karstification. The 3D paleo-flows through carbonates across the study area, are thus constrained, especially during the Messinian desiccation stage. Application of the results to hydrogeology leads to the following : - Uplift of upstream hinterland (Cretaceous, Miocene) produces large amplitude karsts, but they do not make significant reservoirs. - Karstification responsible for the development of important and deep karst reservoirs is related to desiccation of endoreic basins (early Paleocene and Messinian). - Theses two events have produced two main deep karst reservoirs, with a gravimetric signature : (1) Upstream of Montpellier Thrust, between Pic St Loup, Les Matelles Fault and Hérault Basin, a deep karsts developed over 900m thickness in the Malm limestone, during Paleocene. (2) Downstream (south) of Montpellier Thrust, the coastal karsts extend offshore over more than 10km, they are sealed by a thick Miocene to Quaternary cover, and they result from the Messinian event.
Cette étude s'inscrit dans un contexte de demande croissante en ressources en eau, conduisant à mieux contraindre et estimer la distribution des aquifères karstifiés qui représentent une ressource importante, notamment sur le pourtour méditerranéen. Le but de ce travail est d'élaborer une méthode prédictive de la distribution de la karstification et de l'épaisseur de massifs carbonatés karstifiés, notamment pour les karsts profonds. La méthodologie est développée à partir de l'étude des karsts de la plateforme carbonatée téthysienne du Languedoc montpelliérain; région qui a subi une histoire tectonique complexe et polyphasée, entrainant des phases de karstification successives. Elle est basée sur la compréhension des relations entre eustatisme, géodynamique et niveau de base, enregistrées par les paléokarsts de la région. Le remplissage sédimentaire des paléokarsts permet d'identifier les épisodes de karstification et de les dater ; c'est un marqueur des variations -que l'on cherche à quantifier- du niveau de base local responsable de la formation et du comblement des karsts. On analyse 3 paléokarsts d'extension régionale dont on peut étudier : le remplissage karstique, la distribution le long de profils amont-aval et l'extension verticale indicatrice de l'amplitude de l'abaissement du niveau de base dont il est issu. On en déduit les causes géodynamiques à l'origine de leur formation: - Le " paléokarst des bauxites " à remplissage caractéristique, résulte de l'évolution en 2 phases de " l'Isthme Durancien " : altération bauxitique de la couverture néocomienne sur le sud du Massif Central, liée à une inversion au Barrémien, suivi d'une surrection ≥ 1600m à l'Aptien-Albien, causant l'érosion des altérites en amont et le dépôt des bauxites détritiques en aval. - Le " paléokarst à remplissage marin paléocène inférieur " indique des variations du niveau de base local ≥350m dans la zone amont sud-cévenole. On propose que ces variations de niveau de base d'amplitude très supérieures aux variations eustatiques et dans une zone faiblement déformée, résultent d'assèchements et d'ennoiements d'un bassin endoréique à seuil. - Le " paléokarst à remplissage détritique d'origine cévenole ", enregistre la chute du niveau de base au Serravalien-Tortonien, qui se traduit par l'incision de canyons dans l'arrière-pays de la marge du Golfe du Lion. On détermine une surrection de plus de 400 mètres à l'amont, près de 250m dans les blocs faillés intermédiaires et quelques dizaines de mètres dans la zone avale. En parallèle, on établit la géométrie et la distribution actuelles des massifs carbonatés dans la zone d'étude (y compris sous couverture), en construisant un modèle géologique 3D, des Cévennes à la Méditerranée. On intègre les données de sismique réflexion, de forages et les données gravimétriques. La restauration tectonique séquentielle d'une coupe Nord-Sud extraite du modèle géologique permet d'appréhender la position des paléo-niveaux de base par rapport aux massifs carbonatés, pour chaque époque de karstification. On déduit l'organisation 3D des paléo-écoulements à travers la géométrie complexe des massifs carbonatés languedociens, notamment pendant l'évènement messinien. En terme d'évaluation de la ressource en eau, on déduit que: - Les surrections de l'arrière-pays (Crétacé " moyen ", Miocène) produisent des karsts de grande amplitude, mais ne constituent pas de réservoirs significatifs. - La karstification à l'origine de réservoirs exploitables importants et profonds est créée par l'assèchement de bassins endoréiques, qui ont affecté la région au Paléocène inférieur et au Messinien . - Ces deux évènements sont à l'origine de deux principaux réservoirs karstiques profonds qui ont une signature gravimétrique : (1) En amont du chevauchement de Montpellier, entre le Pic Saint Loup, la faille des Matelles et le bassin de l'Hérault, le karst profond se développe sur une épaisseur atteignant 900m, et est attribuée à l'événement du Paléocène. (2) Au Sud du chevauchement de Montpellier les karsts côtiers s'étendent jusqu'à plus de 10 km au large, scellés par une épaisse couverture Miocène et Plio-Quaternaire, et résultent de l'événement Messinien.
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Éditeur(s) : HAL CCSD Carnets de Geologie
Résumé : International audience
Des associations d'ostracodes provenant de la région d'Antsiranana, ex Diego-Suarez, dans le N de Madagascar ont été étudiées au niveau systématique. Dans l'intervalle Albien-Turonien moyen, 29 espèces appartenant à 21 genres ont été reconnues, 10 nouvelles espèces, un nouveau genre (Malagasyella) et un nouveau sous-genre (Hemiglenocythere) ont été créés. L'Albien ainsi que le Cénomanien inférieur se caractérisent par des associations bien différenciées. D'un point de vue paléoécologique, la succession des faunes d'ostracodes montre une baisse progressive du niveau de la mer d'un milieu de bassin-talus à l'Albien à un environnement de plate-forme externe au Turonien. Pendant cette période les faunes d'ostracodes de Madagascar montrent de fortes affinités avec celles de l'Inde (Rajasthan) ce qui mène à proposer l'existence de province faunistique indo-malgache.
ISSN: 1765-2553

hal-00386005
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Éditeur(s) : HAL CCSD Société Géologique de France
Résumé : International audience
The seaward extension of onshore formations and structures were previously almost unknown in Provence. The interpretation of 2D high-resolution marine seismic profiles together with the integration of sea-bottom rock samples provides new insights into the stratigraphic, structural and paleogeographic framework of pre-Messinian Salinity Crisis (MSC) deposits of the Provence continental shelf. Seven post-Jurassic seismic units have been identified on seismic profiles, mapped throughout the offshore Provence area and correlated with the onshore series. The studied marine surface and sub-surface database provided new insights into the mid and late Cretaceous paleogeography and structural framework as well as into the syn-and post-rift deformation in Provence. Thick (up to 2000 m) Aptian-Albian series whose deposition is controlled by E-W-trending faults are evidenced offshore. The occurrence and location of the Upper Cretaceous South-Provence basin is confirmed by the thick (up to 1500 m) basinal series downlaping the Aptian-Albian unit. This basin was fed in terrigenous sediments by a southern massif (" Massif Méridional ") whose present-day relict is the Paleozoic basement and its sedimentary cover from the Sicié imbricate. In the bay of Marseille, thick syn-rift (Rupelian to Aquitanian) deposition occurred (>1000 m). During the rifting phase, syn-sedimentary deformations consist of dominant N040 to N060 sub-vertical faults with a normal component and N050 drag-synclines and anticlines. The syn-rift and early post-rift units (Rupelian to early Burdigalian) are deformed and form a set of E-W-trending en echelon folds that may result from sinistral strike-slip reactivation of N040 to N060 normal faults during a N-S com-pressive phase of early-to-mid Burdigalian age (18-20 Ma). Finally, minor fault reactivation and local folding affect post-rift deposits within a N160-trending corridor localized south of La Couronne, and could result from a later, post-Burdigalian and pre-Pliocene compressive phase.
Cadre tectonostratigraphique des formations anté-pliocènes du plateau continental de Provence (golfe du Lion oriental, SE France) Mots-clés. – Géologie marine, Tectonostratigraphie, Stratigraphie sismique, Paléogéographie crétacée, Rifting oligo-miocène, Compression post-rift Résumé. – Le prolongement en mer des formations et des structures provençales était jusqu'alors largement inconnu.L'interprétation de profils de sismique-réflexion marine 2D et l'intégration de dragages et carottages du fond-marin ont permis d'apporter des éléments nouveaux concernant le cadre stratigraphique, structural et paléogéographique des dé-pôts anté-Messiniens du plateau continental de Provence. Sept unités sismiques post-jurassiques ont été identifiées sur les profils sismiques, cartographiées à travers le plateau continental et corrélées avec les séries affleurant à terre. Une épaisse unité apto-albienne (jusqu'à 2000 m) dont le dépôt est contrôlé par des failles E-W a été mise en évidence en mer. L'existence d'un bassin subsident au Crétacé supérieur sur le plateau continental de Provence a été confirmée par le développement d'une épaisse série de bassin (jusqu'à 1500 m) reposant en downlap sur l'Apto-Albien. Le socle mé-tamorphique de l'écaille de Sicié et sa couverture sédimentaire peut être considéré comme une relique allochtone du « Massif Méridional » ayant alimenté le Bassin sud-provençal en éléments terrigènes au Crétacé supérieur. Dans la rade de Marseille, une épaisse unité syn-rift (Rupélien à Aquitanien) a été mise en évidence (>1000 m), structurée en une série de synformes en échelon d'axe E-W et affectée par des failles d'orientation dominante N040 à N060. Sur le flanc sud des synformes, la formation de plis d'axe N050 est associée à une déformation syn-sédimentaire. La formation des synformes en échelon d'axe E-W résulterait d'une réactivation en décrochement des failles N040 à N060 pendant une phase de compression N-S dont l'âge est compris entre le Burdigalien inférieur et moyen (18-20 Ma). Enfin, les dépôts post-rift sont affectés par des déformations mineures (réactivation de failles et plis associés), le long d'un couloir d'orientation N160 à l'ouest de la baie de Marseille, attribuables à une phase de compression post-burdigalienne et anté-pliocène.
ISSN: 0037-9409

hal-01463727
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DOI : 10.2113/gssgfbull.187.4-5.187

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Sand intrusions (or injectites) are most often the product of post-depositional remobilization of sand leading to its injection into the surrounding rocks. While injectites were recognized for the first time nearly 200 years ago, their emplacement process has been studied for a couple of decades only, since the concepts of deep sea depositional environments have allowed us to better understand their emplacement processes. However, these processes are still relatively poorly understood. Our approach is based on the study of injectites in the Lower Congo Basin from seismic and well data, which we compare to a fossil system in the SE France basin. We have shown that: (1) In buried turbidite channel systems draping deposits on the channel flanks and terraces of channels have the same geophysical signature as 'wing-like' injectites. Finally, the only criterion for identifying seismic injectites is the presence of bedding-discordant seismic reflections, and in the best case the associated uplift of the overlying seismic reflectors. (2) Seismic-scale conical and saucer-shaped sand injectites have been identified in the Lower Congo Basin. The remobilization is likely due to overpressuring induced by the buoyancy effect of hydrocarbons trapped in the margins of a lobe buried underneath 160 m of sediment, followed by the sudden injection of fluidized sand associated with fault reactivation of faults (with a possible role of nearby salt diapirs). (3) A network of injectites (dykes, sills/wings and laccoliths) was formed in the Vocontian basin during the late Albian and/or early Cenomanian, from a lower-middle Albian turbidite channel. The emplacement is probably due to the early compartmentalization of the channel during its burial and the increase of the sedimentation rate generating overpressure; and the subsequent large influx of deep fluids triggering injection. The injection of sand was polyphased: a first episode formed the sills and another emplaced the dykes. Sills/wings and dykes propagated about 2 km laterally away from the parent sand body and about 200 m up to the surface, revealing a much more extended lateral than vertical reach, contrary to the classically accepted idea from the interpretation of seismic data. (4) The emplacement of this large network of injectites was governed by hydrofracturing. Therefore, its morphology is dependent on the host rock heterogeneity (isotropy, fractures), the paleo-stress orientation (ó3 = NW-SE) and the burial depth of the source (300-600 m) at the time of injection. The study of this fossil network allows us to define the relationship between morphology of the injected network and stress state at the time of injection. This relationship can be extrapolated to constrain the morphology of subsurface networks beyond seismicvisibility. (5) Sands injected into low permeability lithologies bear evidence to a major event of fluid escape in the studied basin, but also channeled fluids long after their formation. In this way, injectites both attest to specific episodes of fluid migration in sedimentary basins and contribute to long-lived re-routing of migrating fluids once emplaced. The injection of sand is associated with the sudden escape of fluids, probably resulting from a significant tectonic and/or sedimentary event; in addition, the architecture of injectite networks is governed by the local paleo-stress and heterogeneity in the host rock. Consequently, characterizing injectite networks is an important step in understanding the plumbing systems of continental margins, i.e. the post-depositional evolution of sedimentary basins.
Les intrusions sableuses (ou injectites) sont le plus souvent le produit de la remobilisation post-dépositionnelle des sédiments et de l'injection du sable dans les roches environnantes. Bien que reconnues pour la première fois il y a près de 200 ans, elles ne sont réellement étudiées que depuis quelques dizaines d'années, depuis que les concepts sur les environnements de dépôt dans les domaines marins profonds nous permettent de mieux comprendre les processus de mise en place. Cependant, ces processus restent encore aujourd'hui relativement mal compris. Notre approche repose sur l'étude d'injectites dans le bassin du Bas-Congo a partir de données de sismique et de puits que nous comparerons a un système fossile dans le bassin du SE de la France. Nous avons montre que : (1) Dans des systèmes de chenaux turbiditiques enfouis, les dépôts de drapage sur les marges et terrasses de chenaux présentent la même signature géophysique que les injectites de type "wing". Finalement, le seul critère sismique d'identification des injectites est la présence de réflexions sismiques sécantes vis-a-vis de la stratigraphie associée dans le meilleur des cas au soulèvement des réflecteurs sismiques sus-jacents. (2) Des injectites d'échelle sismique en forme de cône et d'assiette ont été identifiées dans le bassin du Bas-Congo. La remobilisation résulte probablement des pressions anormales induites par l'effet de flottabilité des hydrocarbures piégés dans les marges d'un lobe enfoui sous 160 m de sédiment, puis de l'injection soudaine du sable fluidise associée a la réactivation de failles (possible rôle des diapirs de sel a proximité). (3) Un réseau d'injectites (dykes, sills/wings et laccolites) s'est formé dans le bassin Vocontien entre la fin de l'Albien supérieur et/ou le début du Cénomanien, depuis un chenal turbiditique de l'Albien inférieur-moyen. La mise en place résulte probablement de la compartimentalisation précoce du chenal au cours de son enfouissement et de l'augmentation du taux de sédimentation générant la surpression et de l'apport ulterieur d'importante quantité de fluides profonds déclenchant l'injection. L'injection du sable a été polyphasée : une première injection a formé des sills et une suivante des dykes. Les sills/wings et les dykes se sont propagés latéralement au chenal source sur environ 2 km et vers la surface sur environ 200 m, mettant en évidence une forte remobilisation latérale plutôt que verticale, contrairement a l'idée classiquement admise a partir de l'interprétation des données sismiques. (4) La formation de ce large réseau d'injectites a été gouvernée par des mécanismes d'hydrofracturation. Par conséquent, sa morphologie a été dépendante des hétérogenéités de la roche hôte (milieu isotrope, fracture), des directions de paléo-contraintes (ƒÐ3 = NWSE) et de la profondeur d'enfouissement de la source (300-600 m) au moment de l'injection. L'étude de ce réseau fossile permet de définir les relations entre morphologie du réseau injecté et état de contraintes au moment de l'injection. Cette relation peut être extrapolée de façon à contraindre la morphologie des réseaux de subsurface au-delà de la visibilité sismique. (5) Les sables injectés dans des lithologies de faible perméabilité témoignent d'un épisode d'échappement de fluide important dans les bassins étudiés mais ont aussi guide les fluides longtemps après leur formation. Les injectites contribuent ainsi a l'initiation épisodique et la pérennisation de migrations de fluides dans les bassins sedimentaires. Le processus d'injection est associé a l'échappement brutal de fluides, résultant vraisemblablement d'un évènement tectonique et/ou sédimentaire important, et l'architecture des réseaux d'injectites est gouverné par les paléo-contraintes locales et les hétérogénéités de la roche hôte. Par conséquent, la caractérisation des réseaux d'injectites est une étape importante dans la compréhension de la plomberie des marges, c'est-a-dire l'évolution post-dépôt des bassins sédimentaires.
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : National audience
Un ensemble de données sur l’environnement géologique despéridotites de la Zone Nord-Pyrénéenne a été obtenu dans lecadre des programmes ANR Pyramid et RGF-BRGM consacrésà l’évolution géodynamique des Pyrénées. Ces données représententdes contraintes indispensables pour l’étude des processus del’exhumation du manteau, de l’amincissement de la croûte continentaleet de sa disparition complète lors de l’ouverture desbassins transtensifs albo-cénomaniens. On y trouve : (1) de nouveauxlevés géologiques de détail autour des lherzolites de Lherz-Freychinède-Vicdessos-Bestiac-Prades et d’Urdach-Les Pernes et(2) des analyses multi-méthodes des métasédiments de la couvertureprérift et du socle paléozoïque adhérent au manteau :composition des assemblages du métamorphisme HT, températuresmaximales par spectrométrie RAMAN sur la m.o., fabriquede la calcite par EBSD, inclusions fluides et isotopes stables dansles marbres et veines associées, datations U-Th-Pb in situ. Cesdonnées permettent d’estimer les conditions thermiques lors de laremontée du manteau et de sa mise à l’affleurement. Nous montronsune variabilité remarquable de l’Ouest vers l’Est.A l’Ouest, le manteau est exhumé à l’Albien sup. - Cénomanieninf. en perçant une couverture mésozoïque prérift qui n’a pas étéchauffée à plus de 250C. La croûte continentale supérieure y estréduite en lames ductiles extrêmement amincies puis cataclaséeset remaniées sur le fond ultrabasique avec des fragments de manteauet de la couverture prérift, durant le dépôt du flysch noir. Latempérature augmente au cours du Cénomanien (480C) dans leszones où le manteau n’a pas été mis à l’affleurement. Le Triassupérieur se transforme profondément (talc-chlorites) et perd sacomposante évaporitique. La couverture prérift décollée joue unrôle majeur comme couvercle isotherme, suivi en cela par les flyschsalbiens puis cénomaniens.A l’Est, le manteau perce à travers une couverture chauffée localementà plus de 600C. Le Keuper y est réduit à quelquesdécimètres de grès et brèches riches en saphirine. La croûtesupérieure a été presque totalement éliminée tectoniquement, maisdes granulites sont remaniées à côté des péridotites et des marbresdans les brèches recouvrant le manteau exhumé.Ces données de terrain représentent les contraintes de base pourconstruire les modèles d’amincissement crustal. La variabilitémise en évidence (gradient thermique et présence ou absence decroûte profonde remaniée) ne permet pas de proposer un modèled’amincissement simple et unique. Cependant, toutes ces donnéesindiquent que la croûte moyenne à supérieure se comporteductilement sous les écrans thermiques de la couverture prériftet synrift, mobiles sur le Keuper. Un modèle de marge passivedistale faisant appel à des blocs continentaux rigides de type ”extensional allochthons ” ne peut s’appliquer ici. Sur la base deces données géologiques, nous mettons donc en avant un nouveaumodèle de type marge distale chaude plus ou moins transtensive.
RST 2016, livre des résumés
Caen, France

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