Etude terre-mer de la transition syn-rift/post-rift sur les marges de l'océan Liguro-Provençal : Apports de la modélisation géologique 3D et de la chronostratigraphie intégrée - TEL - Thèses en ligne
Thèse Année : 2008

Land-Sea study of Liguro-Provençal basin syn-rift/post-rift transition: 3D modelling and integrated chronostratigraphy

Etude terre-mer de la transition syn-rift/post-rift sur les marges de l'océan Liguro-Provençal : Apports de la modélisation géologique 3D et de la chronostratigraphie intégrée

Résumé

Emerged and immerged margins of Liguro-Provençal basin (Occidental Mediterranean Sea) can supply essential information on continental passive margins. It consists of young margins (oligo-aquitanian) which result from the Corsica-Sardinia rotation block. The evolution of these margins is simpler than those of the bigger oceans: their youth increases the upholding of a high subsidence rate which creates accommodation for sediments. The evolution of conditional deposits, linked with the external or internal factors, is well recorded peculiarly in the Aquitano-Burdigalian carbonated system. Studying these deposits comes down to studying the initial steps of young margin subsidence. The aim of this work is to characterize the stratigraphical and sequential record at the syn-rift/post-rift transition on the Liguro-Provençal opposed margins in order to reconstitute the evolution. To reach this goal, a 3D geological model at margin scale has been built. In this way, an integrated chronostratigraphical study (bio-magnetostratigraphy, radiochronostratigraphy) on both margins has been realized. This study is completed with outcrops georeferenced cartography with the interpretations of onshore and offshore seismic lines close to cartographied domains. Integration of all data in the geomodelling software gOcad allows us to build an onshore-offshore 3D geological model with an optimum temporal calibration on both margins. We have managed to determine the syn-rift/post-rift evolution of Liguro-Provençal ocean (paleogeographical maps of the main steps are proposed): North margin: - a syn-rift period from the Oligocene to the Aquitanian (~33 to 20.4 Ma) where the deposits are formed in inherited structure of pre-rift story either in the reactivated or not basins with NNE-SSW orientation or in synforms Mesozoic “gutter” with E-W orientation. The subsidence origin is tectonic. The first marine transgression is dated from the Upper Oligocene (Chron C6Cr). - the post-rift period is subdivided in two phases. A first phase Early Burdigalian (20.4 to ~18.5 Ma) characterized by weak marine transgression and subsidence. The deposits are still localized in syn-rift basins. A second phase from Middle Burdigalian to Upper Miocene is characterized by a global transgression which reached some high top of Gulf of Lion (Sirocco). Thermic subsidence is strong and important volume of prograding sediments is formed. South margin : The working of the Sardinian margin corresponds to the working of an intra-arc domain with a tectonic activity present until the Middle Burdigalian. The beginning of syn-rift period is uncertain probably Oligocene sup. – Aquitanian in the northern studied part of Sardinia whereas is dated Early Oligocene in the southern part. In the literature, the first transgression in the South is dating of Upper Oligocene whereas in the North we have dated it from Early Burdigalian. There is a shift of the working of the basins from the South to the North. However, the Middle Burdigalian transgression is global and synchronous at the Sardinian scale and moreover, at the scale of both margins. At the geodynamical global scale, we propose to link the weak subsidence of Early Burdigalian with the persistence of a strong thermic activity. This activity could be in relation with an important accretion in the Liguro-Provencal due to the fast Corsica-Sardinian block rotation. Strong subsidence observed from the Middle Burdigalian could be linked to the slowing down of the Corsica-Sardinian block which involves a decreasing of accretion and thermic activity and therefore a strong cooling.
Les marges émergées et immergées du bassin Liguro-provençal (Méditerranée Occidentale) peuvent fournir des informations fondamentales sur le fonctionnement des marges continentales passives. Il s’agit de marges jeunes (oligo-aquitaniennes) qui résultent de la rotation du micro-continent Corso-Sarde et dont l’histoire est plus simple que celles des marges des grands océans: leur jeunesse favorise en effet le maintien d'un taux de subsidence non négligeable et donc la création d'espace pour l'accumulation des sédiments au cours du temps. L’évolution des conditions de dépôt, en relation avec les variations des facteurs de contrôles externes et internes, y est finement enregistrée particulièrement dans les systèmes carbonatés aquitano-burdigaliens. Etudier ces modalités de dépôt revient donc à étudier les étapes initiales de la subsidence d’une marge jeune. L'objectif des travaux est de caractériser l'enregistrement stratigraphique et séquentiel au passage syn-rift/post-rift sur les deux marges opposées de l’océan Liguro-provençal pour en reconstituer l'évolution. Pour atteindre cet objectif, un modèle géologique 3D à l’échelle de la zone d’étude sur les marges Nord et Sud de l’océan Liguro-Provençal a été construit. Dans ce cadre, une étude chronostratigraphique intégrée (bio-magnétostratigraphie, radiochronologie) sur les deux marges a été réalisée. Cette étude est complétée par une cartographie géoréférencée des affleurements ainsi que l’interprétation de profils sismiques offshores et onshores jouxtant les domaines cartographiés. L’intégration de toutes ces données au sein du géomodeleur gOcad a permis la construction d’un modèle géologique 3D terre-mer avec un calibrage temporel optimal sur chacune des marges. Nous avons pu ainsi reconstituer l’évolution syn-rift/post-rift de l’océan Liguro-Provençal (des cartes paléogéographiques des principales étapes sont proposées): Sur la marge Nord : - une période syn-rift de l’Oligocène à l’Aquitanien (~33 à 20.4 Ma) où les dépôts sont déposés dans les structures héritées de l’histoire pre-rift soit dans des bassins réactivés ou non orientés NNE-SSO ou dans des « gouttières » synformes mésozoïques d’orientation E-O. La subsidence est d’origine tectonique. La première transgression marine est datée de l’Oligocène sup. (Chron C6Cr). - une période post-rift est divisée en deux phases. Une première phase Burdigalien inf. (20.4 à ~18.5Ma) caractérisée par une transgression marine et une subsidence thermique faible. Les dépôts restent localisés dans les bassins syn-rift. Une deuxième phase Burdigalien moy. à Miocène sup. caractérisée par une transgression marine généralisée atteignant certains points hauts du Golfe du Lion (Sirocco). La subsidence thermique est importante et un volume de dépôts progradants considérables est déposé. Sur la marge Sud : Le fonctionnement de la marge Sarde correspond à celui d’un domaine intra-arc avec une activité tectonique présente jusqu’au Burdigalien moy. Le début de la période syn-rift est mal contraint, probablement d’âge Oligocène sup. ? à Aquitanien dans la partie étudiée, au NO de la Sardaigne, alors qu’il est Oligocène inf. dans la partie Sud de la Sardaigne. Dans la littérature, la première transgression dans le Sud est datée de l’Oligocène sup. alors que dans le Nord nous l’avons datée du Burdigalien inf. Il y a ainsi une migration du fonctionnement des bassins du Sud vers le Nord. La transgression du Burdigalien moy. en revanche est généralisée et synchrone à l’échelle de la Sardaigne. A l’échelle géodynamique globale, nous proposons de relier la subsidence faible du Burdigalien inf. avec le maintien d’une activité thermique importante. Cette activité serait en liaison avec une accrétion importante au sein du bassin Liguro-Provençal liée à la rotation rapide du bloc corso-sarde. La subsidence importante observée à partir du Burdigalien moy. serait liée au ralentissement de la rotation du bloc corso-sarde impliquant une diminution de l’accrétion et de l’activité thermique des marges et donc un refroidissement important.
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Citer

Julien Oudet. Etude terre-mer de la transition syn-rift/post-rift sur les marges de l'océan Liguro-Provençal : Apports de la modélisation géologique 3D et de la chronostratigraphie intégrée. Stratigraphie. Université de Provence, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01619980⟩
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