Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The Neogene geodynamics evolution of the south-Alboran realm in western Mediterranean has been clarified, based on sedimentological and chronostratigraphical studies. This work focuses on three main themes of research, the first is to establish the moments for the opening and closing of the North Rifian Corridor by studying two Neogene basins of the southern edge of the Alboran sea. The second, aims to understand the behavior of these two basins face a major event in the history of the Mediterranean: The Messinian Salinity Crisis. Finally, the third theme aims to understand the modalities Post-MSC reflooding in the southern part of the Alboran realm.The late Miocene evolution of the North Rifian Corridor is clarified on the basis of chronostratigraphic studies of the Neogene Boudinar and Arbaa Taourirt basins (northeastern Morocco). The marine sediments deposited in the Boudinar basin between the early Tortonian and the late early Messinian (10 Ma to 6.1 Ma) and in the late Tortonian-earliest Messinian interval in the Arbaa Taourirt basin. Palaeoenvironmental data record a major drowning in association with extensive tectonics in the Boudinar basin during the early Messinian at ~7.2 Ma. At the same time, prograding conglomerates and sandstones developed over the late Tortonian marls in the Arbaa Taourirt basin. During the late-early Messinian, a shallowing trend occurred in the Boudinar basin. Thus, the North Rifian Corridor opened at ~7.2 Ma ensuring Atlantic-Mediterranean connections, then was progressively restricted during the late-early Messinian and totally closed at ~6.1 Ma. New sedimentological and paleontological studies of the late Messinian-early Pliocene deposits in the Boudinar basin provide new information on the Messinian Salinity Crisis (« MSC ») and the Zanclean reflooding in the Alboran sea. The Messinian erosional surface « MES » is of late Messinian age and was emplaced in subaerial settings. It is polygenic, its original geometry is locally preserved and was re-shaped by the Pliocene transgressive surface. Above the « MES », the Boudinar basin infill is characterized by a wide variety of facies from continental settings to lower offshore conditions. Two major sets are recognized: a latest Messinian-Zanclean set that constitutes a transgressive-regressive megasequence interrupted at the top by a tectonic unconformity, and an Plio-Quaternary regressive set. During the late Messinian Zanclean interval, four successive depositional models were documented. They record major changes in palaeoflow and paleogeography related to base-level fluctuations. No Gilbert-type delta has ben identified at Boudinar. the beginning of base-level rise is marked by normal regressions and by the formation of several lacs and fan-delta complexes on the margins of the basin in the late Messinian and befor the marine reefloding in the early Zanclean. The marine reflooding of the basin appears later, with a transgressive surface of ravinment and a thick package of transgressive deposits. These transgressive deposits onlap over all previous deposits. The major part of the basin infill did not issue from an inner landward position (south of the basin) but from the northwestern side of the basin, i.e. near the Mediterranean. Sediments were subsequently reworked by storms and transported by longshore-drift towards the south. a maximum flooding surface is found several tens of metres above the « MES ». This fiding is consistent with a progressive and not a catastrophic early Zanclean flooding of the westernMediterranean after the Mediterranean base-level fall.
Sur la base d’études sédimentologiques et chronostratigraphiques dans les bassins de Boudinar et d’Arbaa Taourirt (Rif oriental, Maroc), l’évolution géodynamique néogène du domaine sud-Alboran en Méditerranée occidentale a été clarifiée. Ce travail est axé sur trois grandes thématiques de recherche. La première vise à l’établissement d’un cadre chronostratigraphique pour l’ouverture et la fermeture du Couloir Nord Rifain, par l’étude de deux bassins nèogènes de la bordure sud de la mer d’Alboran. La deuxième, vise à comprendre le comportement de ces deux bassins face à un événement majeur de l’histoire de la Mediterranée : la Crise de salinité messinienne. Finalement, la troisième vise à comprendre les modalités de remise en eau de la Méditerranée après la Crise : le reenoiement pliocène. L'évolution du Couloir Nord Rifain au Miocène supérieur est clarifiée sur la base des études chronostratigraphiques des bassins néogènes de Boudinar et d'Arbaa Taourirt (Maroc Nord oriental). Les sédiments marins miocènes se sont déposés entre le Tortonien inférieur et le Messinien inférieur (10 à 6.1 Ma) dans le bassin de Boudinar et entre le Tortonien supérieur et le Messinien inférieur dans le bassin d'Arbaa Taourirt. Les données paléoenvironnementales enregistrent un ennoyage important du bassin de Boudinar en relation avec une tectonique extensive pendant le Messinien inférieur (~7.2 Ma). En même temps, des conglomérats et de grès progradants se sont développés au-dessus des marnes tortoniennes dans le bassin d’Arbaa Taourirt. Le bassin de Boudinar a subi un désapprofondissement au Messinien inférieur. Ces résultats indiquent que le Couloir Nord Rifain s’est ouvert à ~7.2 Ma assurant les communications entre l’Atlantique et la Méditerranée, puis a subi une restriction progressive pendant le Messinien inférieur avant d’être totalement fermé à ~6.1 Ma.De nouvelles études sédimentologiques et paléontologiques des dépôts Messinien supérieur-Pliocène inférieur dans le bassin de Boudinar fournissent des informations sur la Crise de salinité messinienne (« MSC ») et le réennoiement zancléen dans la Mer d'Alboran. L’un des marqueurs majeurs de la Crise est identifié : la surface d’érosion messinienne « MES ». Elle est d'âge Messinien supérieur et a été mise en place dans des conditions subaériennes. Sa géométrie originale n’est préservée que localement et a été remodelée par la surface transgressive du Pliocène inférieur. Au dessus de la « MES » le remplissage sédimentaire du bassin de Boudinar est caractérisé par une grande variété de faciès allant des conditions de dépôts continentales jusqu’à des conditions d’offshore inférieur. Deux ensembles majeurs sont reconnus : un ensemble messinien terminal-zancléen qui constitue une mégaséquence transgressive-regressive, interrompue au sommet par une discordance tectonique, et un ensemble plio-quaternaire regressif. Durant l’intervalle Messinien terminal-Zancléen, quatre modèles de dépôts successifs ont été documentés enregistrant des changements majeurs de paléocourants et de paléogéographies, liés aux fluctuations de niveau de base. Nous n’avons pas identifié de Gilbert delta à Boudinar. La remontée du niveau de base est marquée par une régression normale et par le développement des lacs et de complexes de fan-deltas sur les marges du bassin pendant le Messinien supérieur, avant l’inondation marine au Zancléen basal. Le réennoiement marin du bassin apparait plus tard avec une surface de transgression ravinante et par d’épais dépôts transgressifs, en onlap sur tous les dépôts précédents. La majeure partie du remplissage sédimentaire du bassin n’est pas reçue des reliefs de la bordure sud du bassin, mais du côté Nord-Ouset au bord de la Méditerranée. Les sédiments sont alors remaniés par les tempêtes et transportés vers le sud par la dérive littorale. Une surface d’inondation maximale a été identifiée à plusieurs dizaines de mètres au-dessus de la « MES ». Ceci suggère un ennoiement progressif et non catastrophique, après la chute du niveau de base méditerranéen.
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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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Résumé : Le projet METYSS (Messinian Event in the Tyrrhenian from Seismic Study) concerne le bassin tyrrhénien occidental le long de la côte est-sarde et s'intègre dans le cadre d'une étude comparative des marqueurs sismiques de la Crise de Salinité Messinienne (CSM) à l'échelle du bassin méditerranéen. La mer tyrrhénienne est un bassin arrière-arc néogène lié à la subduction calabraise. Le rifting débute sur la marge est-sarde au cours du Tortonien et du Messinien, impliquant au moins localement une contemporanéité des dépôts de la CSM avec les processus de rifting qui segmente la marge en plusieurs sous-bassins. Cette région est donc particulièrement adaptée à la caractérisation et à l'organisation des dépôts messiniens en contexte de tectonique active. L'identification des marqueurs de la CSM et la détermination de leurs caractéristiques spatio-temporelles (faciès, géométrie, distribution et relations) ont été effectuées à partir de l'interprétation de 1200 km de profils sismiques multitraces HR acquis en 2009 lors de la campagne METYSS-1 sur le N/O "Téthys II". L'un des premiers résultats est que l'on retrouve dans cette zone les marqueurs caractéristiques de la CSM, comparables à ceux déjà observés dans le bassin méditerranéen occidental : surfaces d'érosion (MES, TES, BES) et unités messiniennes typiques (UU: Upper Unit; MU: Mobile Unit). La réalisation des cartes de répartition de ces unités sismiques permet d'en déterminer la variabilité spatiale, et notamment d'affiner celle de la couche de sel (MU), par rapport aux données pré-existantes. Ainsi, le long de la partie haute de la marge est-sarde, la rareté de l'unité MU et la présence des UU semblent indiquer que cette zone se situait à une profondeur intermédiaire pendant la crise. Inversement, plus profondément dans le bassin, l'épaisseur importante de la couche de sel sous les UU, témoigne d'une profondeur déjà conséquente de cette zone durant la CSM. On remarque également que dans le secteur nord de la zone d'étude, la répartition de MU est contrainte par les blocs basculés, le sel étant confiné dans les sous-bassins qui segmentent la marge. Dans le secteur sud, la répartition de la couche de sel est plus homogène dans le bassin profond, et est déformée par une tectonique salifère active. A terme, nous souhaitons utiliser les marqueurs de la CSM pour reconstituer les paléo-connexions et paléo-profondeurs des différents bassins de la zone, mais également comprendre les interactions entre tectonique crustale, tectonique salifère, et sédimentation. L'objectif est aussi de restituer l'évolution tectono-sédimentaire de la marge est-sarde depuis 6Ma.
13ème Congrès Français de Sédimentologie
Dijon, France

hal-00657315
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Éditeur(s) : Elsevier
Résumé : We present new results from the MARADJA'03 cruise depicting the geological structures offshore central and western Algeria. Using swath bathymetry and seismic reflection data, we map and discuss the offshore limits of the Internal Zones corresponding to relics of the AIKaPeCa domain that drifted and collided the African plate during the Miocene. We identify large reverse faults and folds that reactivate part of these limits and are still active today. The morphology of the westernmost NE-SW margin suggests a former strike-slip activity accommodating a westward block translation responsible for the shift of the Internal Zones towards the Moroccan Rif.
Nous présentons les résultats récents de la campagne MARADJA'03, qui visent à mettre en évidence les structures géologiques dans le domaine marin au nord-ouest de l'Algérie. Grâce aux données de bathymétrie multifaisceau et de sismique réflexion, nous cartographions et discutons les limites en mer des Zones internes correspondant aux reliques du domaine AlKaPeCa qui a dérivé, puis est entré en collision avec la plaque africaine au Miocène. De grandes failles inverses et plis, actifs dans le champ de contrainte actuel, réactivent certaines de ces limites. La marge ouest-algérienne, orientée NE¿SW, indique la présence d'une ancienne activité en décrochement ayant accommodé la translation des Zones internes vers l'ouest.
Comptes Rendus Geoscience (1631-0713) (Elsevier), 2006 , Vol. 338 , N. 1-2 , P. 80-91

Droits : 2005 Académie des sciences Published by Elsevier SAS
http://archimer.ifremer.fr/doc/2006/publication-1211.pdf
DOI:10.1016/j.crte.2005.11.009
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/1211/