Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
The Tyrrhenian Sea is usually interpreted to be a Neogene back-arc basin that opened by continental rifting and oceanic spreading caused by the eastward migration of the Apennine subduction system during Miocene and Pliocene times. Rifting of the southern Tyrrhenian Sea started first along the Eastern Sardinian margin during the middle to late Miocene times, including the Messinian. The "METYSS" project aims at better constraining the relationships between crustal tectonics, salt tectonics and sedimentation from Messinian times to present-day. The "METYSS 1" cruise (2009) allowed to acquire about 1200 km of HR seismic-reflection profiles along the Eastern Sardinian margin, Western Tyrrhenian Sea. This data set clearly illustrates that this area has been highly dissected during the rifting stage by N-S trending normal faults delineating ridges and basins, as previously described. The Messinian seismic markers (UU and MU) locally display fan-shaped stratal geometries, but the mechanism responsible for such geometries, salt tectonics or rifting, has yet to be carefully deciphered. We also mapped the spatial distribution of the mobile salt. The highly variable thickness of the small confined salt basins may be related to the initial pre-Messinian basin geometry, to the fact that salt deposition was syn-rift or to salt movement. Southeastward, salt tectonics is vigorous in unconfined basins and appears to have started early during the UU deposition. More surprisingly, our data demonstrate that some of the major faults have been significantly reactivated during the post-rift period, up to late Quaternary time, as shown by bathymetric scarps and associated debris flows. Moreover, some of this post-rift deformation can be evidenced within the Plio-Quaternary sequence by a regional unconformity. The post-Miocene deformation style varies greatly between different areas of the margin, and can also be strongly influenced by the presence or absence of mobile Messinian salt.
ISSN: 0040-1951

hal-00996665
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00996665
DOI : 10.1016/j.tecto.2013.12.015

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
The current interpretation of the Messinian Salinity Crisis (MSC) involves the deposition of peripheral or marginal evaporites in onshore basins as well as the erosion of the margin and the deposition of thick evaporites in deep basins. The so-called intermediate basins are formed in domains between the onland outcrops and the deep basins. The Balearic Promontory is a bathymetric high located between the deep Algerian and Liguro-Provençal basins and the onland Spanish basin. The SIMBAD project aims to investigate the spatial variability of the MSC-related deposits and to assess the extent of post-MSC reactivation over the Balearic Promontory. We present here the first results of the SIMBAD high-resolution seismic survey (January 2013) which imaged for the first time a thin MSC-related unit widely distributed in small sub-basins over the Balearic Promontory.Borehole analyses have shown that this unit could be correlated with primary gypsum formations linked to the peripheral evaporites. Locally, in the Central Depression between Mallorca and Ibiza islands, a thicker MSC unit is observed whose lowermost transparent part could correspond to a salt layer. Geometrical relationships suggest that the MSC in the Central Depression could postdate the primary gypsum. The occurrence of a halite layer in the Central Depression, at depths of 1000 to 1500 m, favours the hypothesis that the evaporites precipitated passively in closed or partially closed perched sub-basins, possibly as a result of evaporative drawdown at different depths and possibly diachronously, at least with respect to the deep-basin evaporites.
ISSN: 0264-8172

hal-01364255
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01364255
DOI : 10.1016/j.marpetgeo.2014.09.008

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
https://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/hal-00657312

Éditeur(s) : HAL CCSD
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
https://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/hal-00657315

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The Tyrrhenian Sea is usually interpreted to be a Neogene back-arc basin that opened by continental rifting and oceanic spreading caused by the eastward migration of the Apennine subduction system from Tortonian to Pliocene times. Rifting of the Tyrrhenian Sea started first along the Eastern Sardinian margin during the Tortonian-Messinian times. The " METYSS " project aims at better constraining the relations between crustal tectonics, salt tectonics and sedimentation from Messinian times to present-day. The " METYSS 1 " cruise (2009, R/V "Téthys II"-INSU) allowed us to obtain about 1200 km of high-resolution seismic reflection profiles along the SE Corsican margin, and along the upper and middle parts of the Eastern Sardinian margin, Western Tyrrhenian. This new dataset clearly illustrates that this area has been highly dissected during the rifting stage by N-S trending normal faults delineating ridges and basins, as previously described. The Messinian seismic markers (UU and MU) locally display fan-shaped stratal geometries, but the mechanism responsible for such geometries, i.e., salt tectonics or rifting, has yet to be carefully deciphered. We also mapped the spatial distribution of the mobile salt (MU). The highly variable thickness of the confined salt basins may be related to the initial pre-Messinian basin geometry or to the fact that sediment deposition was syn-rift. Southeastward, salt tectonics appears highly vigorous. More surprisingly, our data demonstrate that some of the major faults have been significantly reactivated during the post-rift period, up to late Quaternary time. Such recent fault activity has been recorded by bathymetric scarps and associated footwall debris flows. Moreover, some of this post-rift deformation can be evidenced within the Plio-Quaternary sequence by a regional unconformity. The post-Miocene deformation style varies greatly between different areas of the margin, and can also be strongly influenced by the presence or absence of mobile Messinian evaporites (MU).
13ème Congrès Français de Sédimentologie
Dijon, France

hal-00657310
https://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/hal-00657310

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Le projet terre-mer METYSS a pour objectif de comprendre les effets immédiats et différés de la Crise de Salinité Messinienne (CSM) ainsi que les relations tectonique et sédimentation sur la marge est-sarde. Cette marge résulte de l'ouverture de la Mer Tyrrhénienne à partir du Tortonien et jusqu'au Messinien (c. 9 à 5 Ma). Des bassins profonds existaient déjà au Messinien dans le domaine tyrrhénien, comme l'atteste l'identification, à partir des données sismiques, d'épaisses séries évaporitiques messiniennes (Gaullier et al., 2009). Le principal canyon creusé dans la marge est connecté en amont avec le golfe d'Orosei, où affleurent à terre les seuls dépôts pliocènes connus. Dans la région d'Orosei, ces dépôts correspondraient donc potentiellement au remplissage de la partie amont des incisions liées à la CSM, lors de la remise en eau de la Méditerranée, comme c'est le cas en de nombreux endroits du pourtour méditerranéen (Clauzon, 1982). Les investigations de terrain MeTySar-2010 montrent que le principal fleuve actuel, le Cedrino, suit le cours d'une paléovallée qui incise le soubassement granitique et ses altérites. Ces dépôts ont été érodés (au Messinien ?) puis remaniés lors d'une transgression marine. Les microfaunes, présentes dans les faciès marins fins, indiquent un âge Pliocène supérieur (Giresse et al., ce congrès). Cette série marine présente des pendages de l'ordre de 20 à 30 ° qui s'organisent selon une direction NNE-SSW, subparallèle aux structures tectoniques majeures associées au rifting de la marge est-sarde. Le basculement des séries pliocènes est scellé par un ensemble de coulées volcaniques dont les plus anciennes sont datées du Quaternaire ancien. La cartographie et la caractérisation des dépôts mettent en évidence un paléo-relief orienté NNE-SSW qui contrôle la répartition des unités sédimentaires. Ces résultats suggèrent que l'activité tectonique post-messinienne participe au contrôle de l'architecture et de la paléogéographie des séries pliocènes dans ce secteur. Aucune trace de dépôts marins du Pliocène Inférieur, ni de Gilbert deltas s.s. n'a été relevée à terre. La transgression observée au Pliocène supérieur sur cette bordure du bassin implique 1) une position haute de la marge au Pliocène inférieur, et 2) une forte subsidence de ce secteur de la marge au Pliocène moyen. Cette subsidence serait la conséquence de l'activité tectonique post-rift, par ailleurs mise en évidence en mer grâce à deux campagnes récentes (METYSS 1 et 3, Gaullier et al., ce congrès).
13ème Congrès Français de Sédimentologie
Dijon, France

hal-00657307
https://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/hal-00657307

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : The current interpretation of the Messinian Salinity Crisis (MSC) involves the deposition of the so-called “peripheral or marginal” evaporites in onshore basins, as well as the erosion of the margins and the formation of thick evaporites in the deep parts of the basins. The present study focuses on intermediate depth basins, i.e. located between the onshore outcrops and the deep basins. Indeed, the Balearic Promontory shows small stepped basins filled with MSC deposits between its western extremity on the Alicante shelf and its eastern end around the Menorca block. New and already available seismic reflection profiles and onshore data allow us to investigate the nature and geometrical relationships of these deposits in the area between the islands of Ibiza and Mallorca.Our observations suggest the existence of three MSC-related units in this area. The lowermost transparent seismic unit can be interpreted as a 100 to 200-m-thick salt layer deposited in the deepest part of the Central Mallorca Depression. These evaporites pass laterally and upward into a thin-bedded seismic unit, which could be lithologically equivalent to the Upper Evaporites of the deep basins. All around the borders of the Central Mallorca Depression, this bedded seismic unit onlaps a Slope Unit which shows bedded to chaotic and rafted facies. The Messinian continental shelf is eroded and incised by a valley extending from the Palma onshore area to the Mallorca downslope domain.Our results suggest the presence offshore of at least two generations of diachronous MSC deposits. The observation of salt on a continental high and the widespread MSC deposits on the margins of the Central Mallorca Depression call into question the location of halite preferentially in the deep abyssal basins and the significance of the deep basin MSC units that onlap onto the Margin Erosional Surface (MES), as observed all around the passive margins of the Northwest-Mediterranean Basin. The dual terminology used for peripheral/deep MSC evaporites cannot be applied to any of the MSC units found in the study area.
ISSN: 0025-3227

hal-01115656
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01115656
DOI : 10.1016/j.margeo.2014.10.001

Éditeur(s) : HAL CCSD Wiley-Blackwell
Résumé : This study describes normal fault zones formed in foreland arkosic turbidites (the Grès d'Annot Formation, SW French Alps) under deep diagenesis conditions (~200 °C) and highlights the occurrence of two markedly different fault-rock types: (1) the foliated fault rocks of the Moutière-Restefond area; and (2) the dilatant fault rocks of the Estrop area. The deformation of (1) is dominated by intra- and transgranular fracturing, pressure solution of quartz and feldspar grains and syn-kinematic phyllosilicate precipitation resulting from feldspar alteration. The combination of these mechanisms results in a strongly anisotropic strain with intense shortening normal to the foliation (pressure solution) and extension parallel to the foliation (quartz- and calcite-sealed extension veins). This deformation implies local mass transfer that may be achieved without (or with limited) volume change. The deformation of (2) is expressed as dilatant quartz-sealed veins and breccia textures in which the main mechanisms are transgranular fracturing and quartz precipitation. Type (2) implies fault volume increase, isotropy of deformation and mass transfer at distances larger than in type (1). This study discusses the origins of (1) and (2) and shows that the permeability of (1) is anisotropic, with higher values than the host rocks parallel to the Y main deformation axis (i.e. perpendicular to the slip vector), whereas the permeability of (2) is isotropic and equivalent to that of the host rocks.
ISSN: 0954-4879

hal-01115177
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01115177
DOI : 10.1111/ter.12100

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
In order to better constrain the relationship between tectonics and sedimentation of the Eastern Sardinian Margin, from the Messinian to the present day (METYSS project), a lithostratigraphic study was carried out on the Late Neogene deposits along the Cedrino Valley (eastern Sardinia). The late Neogene evolution is documented from sedimentological and tectonic analysis, biostratigraphic dating, and by mapping and logging stratigraphic sections. Previous authors have differentiated an early Pliocene marine formation from an older continental formation, possibly Miocene, the entire system being covered by late Pliocene to Quaternary lava flows. Preliminary biostratigraphic data suggest the absence of the lowermost Pliocene, based on the absence of Globorotalia margaritae and the presence of Globorotalia puncticulata, implying a sediment age between 3.81 and 2.41 Ma. At the foot of the Fiuli cliff, some mud clasts include a coccolith microflora, Tortonian in age, suggesting reworking. The Pliocene marine deposits consist of a single filling sequence instead of a succession of superimposed sequences as we would expect during this period of time; the occurrences of terms rarely respect the usual transgressive-regressive succession. Contrasting bathymetric environments (fore-shore, pro-delta, shelf or upper slope) can be abruptly superimposed on top of the other, along few meter thick intervals. A rapidly flooded term is observed in several sites and indicates a spatial variability over only a few kilometers distance. Some deep water deposits are in the middle of the infilling Pliocene sequence, whereas shallower water deposits can be repeated along a vertical section, or even interrupted by emersion. These marked differences can express syn-, or possibly post-sedimentation tectonic uplifts. The 10–25° bed dips originated through local tectonic uplift. At Fiuli, the geometry of the bedding planes is indicative of tilting toward the west, in a direction opposite to the one observed at Onifai. These Pliocene series form a wide syncline with an approximately NNE–SSW axis. This morpho-structural behavior appears to be largely atypical of this East-Sardinian coastal area.
ISSN: 1040-6182

hal-01134707
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01134707
DOI : 10.1016/j.quaint.2014.11.022

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : International audience
RST 2008
Nancy, France

hal-00569242
https://hal-mines-paristech.archives-ouvertes.fr/hal-00569242