Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The Franceville Basin (2.1 Ga) in southeastern Gabon, hosts a black shale series well preserved (FB Formation) which represents an exceptional example of unmetamorphised Paleoproterozoic sediment strata. This basin includes the protore of one of the largest Mn-oxide laterite ore worldwide, mined by Eramet-Comilog. The aim of this this work is to determine formation conditions of this protore and to characterize the global sedimentary evolution of the FB Formation which include the protore. This 75 m thick protore is constituted of Mn carbonate-rich black shales which represent a potential ore deposit for the future. It was drilled, on the Bangombé plateau, during a recent campaign of 24 boreholes with an average depth of 125 m.Through multidisciplinary study on these cores and key outcrops of the basin, this work focuses on : i) the depositional environment of the Mn-protore and FB Formation ; ii) the processes of formation of the Mn-carbonates at 2.1 Ga and iii) the architecture and distribution of Mn-rich levels of the protore on the Bangombé Plateau.A detailed sedimentological and petrological study allowed us to redefine the division of the FB into nine units, named U1 to U9 from the base to the top. These units show a fine upward cycle up to U5 and a reverse coarse loop until U9. This division leads to a new interpretation to propose an evolution from a shoreface depositional environment controlled by deltaic currents (U1) to an offshore depositional environment with anoxic conditions (U2). In this basin, a system of submarine fan is developed, feeding a network of sand injections (injectites) covering the Bangombé plateau (70 km²) and with a thickness of 150 m affecting U4 to U7, including the Mn-protore. The protore depositional environment formed below the wave base limit (U4, U5 and U6) in a starved basin, controlled by biochemical sedimentation allowed the formation of Mn-carbonates. The end of starved basin, would allow the re-opening of the detrital input into the offshore basin (U7). This basin is then filled by storm bar deposits intersected by deltaic sub-aquatic channels (U8). The U9 unit corresponds to a quiet lagoon environment, allowing the multicellular organism development for the first time on the planet.A geochemical study allowed the characterization of the depositional environment of Mn-carbonates as an anoxic to sub-oxic and alkaline environment. For the first time, we showed that the manganese carbonates, present as bacteriomorph forms, are precipitated from the seawater by the mediated photosynthetic cyanobacterial activity, which allows CO2 / HCO3 depression of the environment and a local increase of pH. The cyanobacterial activity is controlled by the absence of bottom currents, which increase the detrital input. This would stop the activity of the cyanobacteria and thus would lead to the decrease of the Mn-concentration along the protore.Finally, well-log and a sequential correlation analyses allowed us to detail spatial and timing repartition of FB Formation deposit, controlled by a tectono-sedimentary model. We propose two- tectono-sedimentary phases. A first syn-tectonic phase (U1 to U3) controls the depocentres and sedimentation gaps. Turbidite coarse deposits are located in the most subsident part, clay deposits rather on the slope and carbonates on shoals. A second post-tectonic phase (U4 to U7) allows isopach deposits. The Mn-protore formed during the post-tectonic phase. However, it shows a variable thickness due to subsidence to the north of the Bangombé plateau. So, on the Bangombé plateau, Mn-contents increase towards the south, whereas the protore thickness increases towards the NNE. Moreover sand injectites decrease Mn-content in the eastern part of the Bangombé plateau and impact on the economic evaluation of the Mn-carbonates. Currently, the protore is structured by post-sedimentary faults, which lead to a non-continuity of the high Mn levels on the Bangombé plateau.
Le Bassin de Franceville situé au SE du Gabon présente une série de black shales (Formation FB) d'âge Paléoprotérozoïque (2,1 Ga) surmontant les grès de la Formation FA. Ce bassin peu déformé et non métamorphique représente une archive exceptionnelle des processus de dépôt de cette période de l’histoire de la Terre où la vie commence à se développer. En particulier, la Formation FB contient le protore d'un gisement mondial d'oxydes de manganèse exploité par la société Eramet-Comilog. L’objectif de ce travail est de préciser les conditions de formation de ce protore et de le replacer dans l’histoire du remplissage du bassin. Ce protore d'une épaisseur moyenne de 75 m est constitué de carbonates de manganèse ; il a fait l'objet d'une récente campagne de 24 forages carottés d'une profondeur moyenne de 125 m sur le plateau de Bangombé.A travers une approche pluridisciplinaire comprenant l'étude de ces forages et des affleurements clefs du bassin, ce travail porte sur la caractérisation i) de l'environnement de dépôt du protore et des séries qui l'encadrent (du toit du FA au toit du FB) ; ii) du mode de formation des carbonates de Mn à 2,1 Ga et iii) de l'architecture et de la répartition des hautes teneurs en Mn du protore qui représente un gisement potentiel du futur.L’étude pétro-sédimentaire détaillée a permis de distinguer neuf unités (U1 à U9) au sein de la Formation FB organisées suivant un cycle rétrogradant jusqu’à U5 puis progradant jusqu’à U9. Ce découpage montre une évolution du milieu de dépôt depuis un domaine de shoreface contrôlé par des courants deltaïques (U1) évoluant vers des dépôts d’offshore restreint (U2). Ce bassin enregistre ensuite un système de chenaux-levées turbiditiques (U3) qui alimentent un réseau d'injectites reconnu sur l’ensemble du Pl. de Bangombé et qui traverse 150 m de série (U4 à U7) en affectant le protore et ainsi les teneurs en Mn. L'environnement de dépôt du protore (U5 et U6) marque l’isolement du bassin qui devient affamé et contrôlé par une sédimentation biochimique à l’origine du dépôt des carbonates de Mn. L'Unité 7 correspond à la réouverture des apports détritiques en domaine d'offshore supérieur puis en domaine de shoreface dominé par des dépôts de tempêtes et de chenaux sous-aquatiques deltaïques (U8), et enfin lagunaire (U9) dans lequel apparaissent les premiers métazoaires de l’histoire de la planète, suivant une séquence régressive.Une étude géochimique a permis de préciser les conditions de dépôt du protore qui se forme en milieu alcalin anoxique à sub-oxique. Dans ce milieu, nous montrons pour la première fois une précipitation directe des carbonates de Mn sous forme bactériomorphe induite par l'activité photosynthétique des cyanobactéries qui consomment le CO2/HCO3 et conduisent à une augmentation du pH favorable à la formation des carbonates de Mn. L'activité cyanobactérienne est conditionnée par l’absence de courants de fond qui augmentent la turbidité du milieu et stoppent cette dernière.Les corrélations diagraphiques et séquentielles permettent de préciser la répartition spatiale et temporelle du FB permettant ainsi de replacer le protore dans l’histoire tectono-sédimentaire du bassin. Une première phase syn-tectonique (U1 à U3) contrôle l’épaisseur et la mise en place de dépôts turbiditiques dans les parties subsidentes, de dépôts argileux sur les pentes et de dépôt de carbonates sur les hauts-fonds. La seconde phase post tectonique (U4 à U7) permet la mise en place de dépôts relativement isopaques, bien que le protore enregistre une subsidence plus importante au nord du Pl. de Bangombé. On observe ainsi, sur le Plateau de Bangombé, des teneurs en Mn qui augmentent vers le sud alors que l’épaisseur du protore augmente vers le NNE. Postérieurement au dépôt du FB, le protore est structuré par des failles qui le compartimentent en touches de piano limitant ainsi sa continuité sur le Plateau de Bangombé.
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Éditeur(s) : Université de Brest
Résumé : The channel-lobe transition zone has been studied in two turbiditic systems: the Amazon channel-mouth lobe complex at the termination of the last eight channel-levee systems and the Neochannel termination, the last active channel of the Petit-Rhone turbidite system. - In the two cases, the internal geometry and stacking pattern of the deposits show a significant control of the configuration (size and shape) of the receiving basins, their morphology (gradients and subtle gradient changes), and their degree of confinement. - The Amazon and Petit-Rhone systems, with lobes built after the Last Glacial Maximum and the ensuing sea-level rise, evidence the major impact of external forcings (climatic events and eustatic variations) that induce variations in sediment fluxes delivered to the deep basin and therefore exert a control on channel-mouth lobes construction. The channel-mouth lobes of the Amazon and Petit-Rhone systems, even if they are located at great distances from the river mouths, at the termination of the turbidite systems and in areas characterised by subtle morphological variations, are both constrained by combined internal (accommodation and compensation) and external factors (post-glacial deconnection between the fluvial system and the deep basin).
La zone de transition chenal-levées/lobes a été étudiée dans 2 systèmes turbiditiques : le complexe de lobes à la terminaison des 8 derniers chenaux de l'éventail de l'Amazone et la terminaison du Néochenal, dernier chenal de l'éventail du Petit-Rhône. - Dans les deux cas, l'agencement des dépôts et leur évolution dans l'espace et le temps révèlent un fort contrôle de la configuration des réceptacles (taille et forme), de la morphologie des fonds (pentes et taux de changement des pentes) et du degré de confinement. - Les systèmes de l'Amazone et du Petit-Rhône, dont les lobes se sont construits à partir du Dernier Maximum Glaciaire et lors de la remontée du niveau marin qui a suivi, ont en outre permis de souligner l'impact majeur, sur la mise en place des lobes terminaux, de certains forçages externes (événements climatiques et variations eustatiques), qui déterminent les variations des flux sédimentaires arrivant au bassin. Ainsi, bien que situés à des distances considérables des sources fluviatiles et dans des zones distales où les variations de relief sont très ténues, les lobes terminaux de ces deux grands systèmes turbiditiques se sont révélés contraints à la fois par des processus internes (processus de compensation) et par des processus externes (déconnexion post-glaciaire du fleuve et du bassin).

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
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http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/6796/

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 : 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 : Cette étude se situe dans la perspective de l'analyse de l'évolution post-messinienne de la marge ouest-tyrrhénienne (programme Metyss). Les pentes accidentées des reliefs granitiques au dessus de la vallée du Cedrino sont couvertes de l'amont vers l'aval par des blocs chaotiques, des accumulations de poudingues et brèches polygéniques ou monogéniques qui sont irrégulièrement cimentées et, plus localement, par des séquences gravelo-sableuses granoclassées de crues torrentielles dessinant des structures en auge. Plus bas, d'autres séquences plutôt sablo-silteuses correspondent à des éventails de chenaux anastomosés de plaine alluviale. En transgression sur ces dépôts de piedmont ou plus ou moins directement sur un socle granitique ou encore schisteux, plusieurs faciès marins composés aussi de sables granitiques relativement bien triés sont observés en bordure d'un golfe. L'ensemble des dépôts ont livré une microfaune permettant de leur attribuer un âge Pliocène supérieur et parfois proche de la limite Pliocène-Pléistocène. Ils correspondent à des environnements bathymétriques variés (littoral côtier, pro-delta, plateforme ou haut de pente) qui se succèdent verticalement sur seulement quelques dizaines de mètres. Les successions observées ne correspondent pas à des séquences transgressives classiques: en plusieurs cas, la séquence débute par un dépôt relativement profond, puis montre des oscillations variables avec des tendances très littorales, avant l'émersion finale, ailleurs la séquence marine est réduite à un seul dépôt littoral. Ces séquences dont les termes sont variables dans l'espace impliquent une activité tectonique synsédimentaire qui est attestée par plusieurs accidents et par des éboulements de falaise. Enfin, tous ces dépôts marins et continentaux sont cachetés par un ensemble de coulées basaltiques d'âge pléistocène. Les accumulations détritiques marines évoquent des corps sableux de type " Gilbert delta ". Cette étude montre que de tels édifices n'existent pas tout au moins à l'échelle de cette zone périlittorale. En effet, la géométrie des corps sableux n'est pas orientée vers la mer, mais présente des directions variables dictées par les axes gravitaires de plus grande pente, puis par des basculements post-sédimentaires d'origine tectonique. Par ailleurs, des lambeaux résiduels d'une surface d'érosion renfermant des blocs, des galets ou des nummulites oxydées de l'Éocène, ou encore des microfaunes allant de l'Oligocène jusqu'au Miocène moyen pourraient correspondre à la surface d'érosion messinienne. Cette marge est-sarde est cependant atypique dans la mesure où les premiers témoins d'une transgression n'apparaissent qu'à partir du Pliocène supérieur.
13ème Congrès Français de Sédimentologie
Dijon, France

hal-00657312
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The Deep Basin of the Gulf of Mexico (DBGM) extends over eastern Mexico, the southeastern part of the United States, west of the Atlantic Ocean. This study, based on the interpretation and integration of seismic profiles, exploration wells and outcrop studies, focus on the deep part of the Gulf of Mexico, where bathymetry varies from 200 to 3750 m, thus comprising both the continental slope and the abyssal plain. The first part of this thesis focus on the description of the sedimentary infill of the western part of the Gulf of Mexico, in the Veracruz State, and to its geodynamic controls. The geodynamic evolution of the Deep Basin of the Gulf of Mexico (DBGM) begins during the Triassic-Jurassic with the break-up and the opening of a continental rift, in the southern part of the North American lithospheric plate. This opening induced a relative movement of the Yucatan Block towards the southeast. This intra-continental rifting episode was followed by a stage of post-rift thermal subsidence in the basins of the continental margin in the west, coeval with oceanic accretion in the DBGM. The thermal subsidence of the margin was subsequently modified by the Laramian orogeny, which impacted strongly the overall architecture of the margin as well as its litho-stratigraphic evolution, inducing the deposition of siliciclastic deposits in various morphotectonic provinces: i.e., near the tectonic front of the Sierra Madre Oriental (SMO), within the adjacent Chicontepec foreland basin, over the Tuxpan Platform (Golden Lane), across the continental slope and up to the deep abyssal plain, these two last morphotectonic provinces belonging to the DBGM. During the Early Paleogene, the effects of the thermal subsidence of the passive margin were stressed by the tectonic load of the Laramian orogen (i.e., the Sierra Madre Oriental, SMO), thus allowing the development of a foreland basin flexural. In this geodynamic framework, the main sedimentary transfers developed from the tectonic front "SMO" in the west, towards the DBGM in the east, the main source for clastic sediments being linked to the erosion of the "SMO" mountains. During the Paleocene and the Early Eocene, the architecture of the silici-clastic syn-tectonic sediments deposited in submarine fans was characterized by sliding, turbidites with A and B Bouma facies, as well as levees and channels. After the stop of the flexural subsidence, the thermal subsidence of the passive margin resumed during the Late Eocene, the Oligocene and the Neogene, allowing the development of a new sedimentary prism, prograding eastwards toward the DBGM. This sedimentary infill was again made up of levees-channels, sand bars and delta systems. During the Neogene, an extensional system with listric faults and roll-over features developed across the slope of the DBGM, due to an active detachment developing within overpressured Eocene-Oligocene clays. This gravitational gliding of Neogene series accounted also for the development of compressional features at the toe of the slope. Approximately 60% of the Miocene siliciclastic sediments have been trapped in growth strata and slope basins associated with this complex gravitational system, ranging from river-delta features towards gravity slides associated with slump facies. The second part of this thesis aims at a quantification of these various processes, including the construction of balanced cross sections, forward Thrustpack kinematic modelling coupling the development of a basal detachment, lithospheric flexure, erosion and sedimentation, as well as subsequent stratigraphic modelling with the Dionisos software, the later aiming at predicting the sand versus clay ratios in Neogene siliciclastic deposits of the DBGM and its surroundings.
Le bassin profond du Golfe du Mexique (BPMG) est localisé à l'est du Mexique, au sud-est des États-Unis et à l'ouest de l'Océan Atlantique. Cette étude de la partie profonde du Golfe du Mexique est basée sur l'intégration de données de sismique, de forages pétroliers et d'études de terrain; elle comprend toute la pente continentale et la plaine abyssale, avec une bathymétrie qui varie de 200 à 3750 m. La première partie de cette thèse est consacrée à la description du remplissage sédimentaire de la bordure occidentale du Golfe du Mexique, dans le secteur de Veracruz, en liaison avec son évolution géodynamique. L'évolution géodynamique du BPMG commence au Trias-Jurassique avec la rupture et la propagation d'un rift continental, dans le secteur sud de la plaque nord américaine. Cette ouverture et le déplacement relatif vers le sud-est du bloc crustal du Yucatan sont à l'origine du BPGM. Cette géodynamique de rift continental est suivie d'une étape post-rift accompagnée de l'océanisation du bassin. Les bassins de la marge passive ont poursuivi leur évolution sous l'effet de la subsidence thermique à l'ouest du Golfe du Mexique, tandis que de la croûte océanique se formait dans le BPGM. Cette subsidence thermique de la marge a ensuite été perturbée par l'orogénèse Laramienne, qui a remodelé l'architecture stratigraphique silico-clastique des dépôts du Tertiaire entre les éléments morphotectoniques suivants: lefront tectonique de la Sierra Madre Orientale (SMO), le bassin d'avant-pays Chicontepec, la Plateforme de Tuxpan-Faja de Oro, la pente continentale et la plaine abyssale, ces deux dernières provinces morphotectoniques appartenant au BPGM. Pendant le Paléogèneinférieur, les effets de la subsidence thermique de la marge passive ont été accentués par la charge tectonique de l'orogénèse laramienne (SMO), permettant ainsi le développement d'un bassin flexural d'avant-pays. Au cours de cette étape, les principaux transferts sédimentaires se sont effectués du front tectonique "SMO" vers le BPGM. La source principale de sédiments clastiques est liée à l'érosion de la chaîne de montagnes "SMO". Pendant le Paléocène et l'Éocène inférieur, l'architecture des premiers sédiments silico-clastiques syn-tectoniques déposés dans des éventails sous-marins sont caractérisés par des figures de glissement, des faciès turbiditiques A et B de Bouma, des chenaux-levées. Après l'arrêt de la subsidence flexurale, la subsidence thermique de la marge passive s'est poursuivie pendant l'Éocène supérieur, l'Oligocène et le Néogène, permettant le développement d'un nouveau prisme sédimentaire progradant. Les remplissages sédimentaires sont encore constitués de chenaux et de levées, avec des barres de sable associées à des systèmes deltaïques sur la plateforme. Pendant le Néogène, un système de failles listriques s'est développé sur la pente du BPGM, au-dessus d'une surface de décollement située, dans la région d'étude, dans les argiles de l'Éocène-Oligocène. Ce système de failles de croissance a piégé plus de 60% des sédiments silico-clastiques du Miocène. Ce remplissage sédimentaire évolue latéralement de faciès fluviaux deltaïques vers des faciès de pente affectés de glissements gravitaires et associés à des turbidites. La deuxième partie de cette thèse est consacrée à une approche quantitative basée sur des modélisations structurales (coupes équilibrées et modélisations cinématiques directes avec Thrustpack, couplant décollement gravitaire, flexure lithosphérique, érosion et sédimentation), puis sédimentaires (prise en compte des transferts de matériel clastique depuis la partie émergée de la chaîne jusqu'au bassin profond, à l'aide du logiciel Dionisos, afin de mieux comprendre les processus de piégeage des sédiments grossiers dans les structures de croissance et les bassins perchés de la marge.
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Éditeur(s) : HAL CCSD Société géologique de France
Résumé : International audience
The central part of the Gulf of Lions shoreline is characterized by many coastal wetlands that resulted from the interaction between a process of shoreline regularization by migrations of littoral barriers and a slow filling of the back-barrier areas by the riverine and marine inputs. Analyses of Late-Holocene deposits with a very high-resolution multi-proxy study of two sediment cores, allow us to reconstruct the evolution of this coastal system. Two main Holocene sediment units are identified overlying a Pliocene carbonate continental formation. The lower unit consists of sandy and pebbly marine sediments deposited around 7800 B.P., during the final stand of the last sea level rise. Just above, the upper unit displays lagoonal grey clay silts with shells and some intercalated layers of silty sands related to paleostorm events. The age model was established from radiocarbon dating, for the oldest part of the core. Over the last century, sedimentation rates were calculated using the CFCS Pb-210 model, together with Cs-137 data. Radiocarbon data show an increase in he accumulation rate from the base to the top of cores. Marine sand units related to the last transgressive deposit allow to refine the curve of Holocene post-glacial sea level rise. Sedimentological and faunal analyses associated with chronological data provide a means for reconstructing the Late-Holocene paleoenvironments along this part of the coast and suggest that the final closure of the coastal lagoon by the sandy barrier occurred at around 730 +/- 120 yr cal B.P. The beginning of this closure, together with the progradation of the coastal plain, could be responsible for the decline in economic activity of the Lattara harbour during the Roman period.
La partie centrale du littoral du golfe du Lion est caractérisée par de nombreuses lagunes qui résultent de l'interaction entre un processus de régularisation du trait de côte par migration de barrières littorales et d'un lent remplissage des zones situées en arrière des barrières par des apports continentaux et marins. Les analyses des dépôts tardi-holocènes avec une étude multi-traceurs à très haute résolution de deux carottes sédimentaires nous permettent de reconstruire l'évolution de ce système côtier. Deux unités sédimentaires holocènes sont identifiées recouvrant une formation pliocène carbonatée. L'unité inférieure est constituée de sables et de galets d'origine marine déposés vers 7800 B.P., durant les stades ultimes de la dernière remontée marine. Audessus, l'unité supérieure montre des dépôts d'argile et de silt gris coquilliers d'origine lagunaire, dans lesquels sont intercalés des niveaux de sable silteux révélant la présence d'événements de tempêtes. Le modèle d'âge est établi à partir de dates radiocarbones pour les parties les plus anciennes des archives sédimentaires, tandis que pour le dernier siècle, les taux de sédimentation sont calculés en utilisant le modèle CFCS pour le 210Pb, associé aux données de 137Cs. Les données 14C montrent une augmentation du taux d'accumulation depuis la base jusqu'en surface des carottes. Les unités de sables marins liées aux dépôts de la dernière transgression marine permettent de préciser la courbe post-glaciaire de remontée du niveau marin. Les analyses sédimentologiques et faunistiques associées aux données chronologiques fournissent une méthode permettant de reconstituer les paléoenvironnements littoraux tardi-holocènes dans la zone d'étude et suggèrent que la fermeture finale de ces lagunes par le cordon sableux survient autour de 730 ± 120 ans cal B.P. Le début de cette fermeture, associée à la une progradation deltaïque, pourrait être responsable du déclin des activités économiques du port de Lattara durant la période Romaine.
EISSN: 1777-5817

halshs-00740923
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DOI : 10.2113/gssgfbull.181.1.27