Marge Golfe du Lion - Géosciences Montpellier
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Michel Séranne Géosciences Montpellier www.gm.univ-montp2.fr 12 février 2007 NASA: inondations décembre 2003 L’ouverture du Golfe du Lion et la géodynamique de la Méditerranée Occidentale Méditerranée: une mer au milieu des montagnes • Méthodes / Théorie • Des Pyrénées au Golfe du Lion • L’évolution de la Méditerranée Occidentale Extension : - rifting - séparation des plaques - formation de marge Rapprochement des plaques = subduction Cas des Andes Amérique du sud Japon Andes Prisme d’accrétion Fosse Cas du Golfe du Lion Mer marginale Modifié d’après J.C. Bousquet Outils de terrain: Photo aérienne (IGN) St Mathieu faille Garrigues Affleurements rocheux Cultures Argiles,marnes Couche de calcaire Photo aérienne + observations et mesures de terrain ==> cartographie géologique Outils de terrain: Coupe : interprétation en profondeur Cartographie géologique Bassin de St Mathieu de Tréviers Benedicto , 1996 Structures en surface Brêches contre la faille bordière (cône alluvial) Sédimentologie Sables et conglomérats (réseau fluviatile) Calcaires à traces de plantes (ancien lac) Modèle synthétique de bassin en extension intégrant données structurales, stratigraphiques et sédimentologiques : « Relations tectonique - sédimentation » La structure des bassins et la distribution des faciès sont reliées ==> « relations tectoniques/sédimentation » ==> aspect prédictif Sismique réflexion: image brute NW SE Temps aller-retour (millisecondes) Bassin d’Alès 1km Sismique réflexion : interprétation en profondeur (modifié d’après Sanchis & Séranne, 2000) 1m (environ) Forages: age et profondeur des sédiments Carottes : échantillonnage en continu des terrains traversés par le forage • Méthodes • Des Pyrénées au Golfe du Lion • L’évolution de la Méditerranée Occidentale Etape préliminaire : Formation des Pyrénées (env 45Ma) Calcaire Crétacé 130Ma Calcaire Jurassique 145Ma Calcaire Crétacé 130Ma Brèches syntectoniques 45 Ma Chevauchement du Pic St Loup Séranne et al , 1995 La zone des rifts Oligo-Miocène se superpose à la zone de déformation Pyrénéenne (Eocène, 45Ma) Le rifting a fait disparaître une grande partie de la chaine Pyrénéo-Provençale, dans le Golfe du Lion 28Ma (Oligocène) : rifting du Golfe du Lion Bassin du Roussillon Sédiments Oligocène à actuel Faille normale bordière (au pied du relief) Albères (Socle Primaire) 1100m altitude 28Ma (Oligocène) : rifting du Golfe du Lion Faille Normale Jurassique 145Ma Chevauchement du Pic St Loup (Structure Pyrénéenne recoupée) Brèches et marnes syn-tectoniques 28Ma Bassin de Montarnaud (NW de Montpellier) 28Ma (Oligocène) : rifting du Golfe du Lion Miocène marin post-rift Oligocène Syn-rift Faille normale scellée par les dépôts Miocènes (Burdigalien) Plage de Sainte Croix (Côte Bleue) Chev au pyrén chement s é ens Mésozoïque Cinématique failles bordières de rift => direction d’extension Miroir de faille Brèches oligocènes Bassin de Narbonne Failles : direction de l’extension Compilation des orientations et des directions de mouvement sur les failles donne la direction d’extension régionale 1 2 3 4 5 Position des coupes figures suivantes Constructions de coupes géologiques Coupe géologique (données terrain+Sismique+forage) sismique réflexion interprétée 1 Benedicto, 1996 Décollement dans les argiles du Trias Socle non déformé pendant le rifting Les failles visible sont héritées du Mésozïque 3 2 Benedicto, 1996 4 0km NW Profil de sismique réflexion ECORS SE 5km 10km 15km 10km Séranne et al, 1995 4 sismique réflexion interprétée Forage GLP2 Sédiments 5 à 0 Ma Sédiments 20 Ma 10km Croûte continentale amincie 4 Moho (modifié d’après Séranne et al, 1995) Coupe géologique (Sismique+forage) Forage GLP2 Sédiments 5 à 0 Ma Sédiments 20 Ma 10km Croûte continentale amincie Moho Coupe géologique d’une marge passive: le Golfe du Lion (Séranne, 1999) Échelle verticale = échelle horizontale 5 5 Échelle verticale x 2 Où est la marge conjuguée ? Coupe géologique du Massif Central à la Sardaigne Séranne, , TRANSMED, 2004 Position avant 30 Ma Position actuelle Le Golfe du Lion résulte du déplacement du bloc Corso-Sarde Co up e Modèle géodynamique de formation du Golfe du lion 2: Migration de la subduction et de l’arc volcanique 3: extension d’arrière-arc 1: « roll-back » Europe Sardaigne Afrique RAPPEL ! Miocène-Pliocène Après l’épisode de rifting: sédimentation sur la plateforme 10km Env. 3.5km Socle+syn-rift Duvail et al, 2005 Profondeur du Moho (km) Épaisseur de la croûte Remontée du Moho -> amincissement cr. Continentale (Voir coupe 4) Epaisseur des sédiments (km) Cr. océanique modifié d’ près Chamot-Rooke et al, 1999 • Épaisseur maxi de sédiment -> zones amincies et cr. Océanique • dépôtcentre alimenté par Rhône • Méthodes / Théorie • Des Pyrénées au Golfe du Lion • L’évolution de la Méditerranée Occidentale Le Golfe du Lion dans l’évolution de la Méditerranée Occidentale Subduction naissante Collision Collision Subductio n naissante Collision Subductio n J.C. Bousquet Schéma structural actuel de la Méditerranée Occidentale (avec légende commune aux figures suivantes) d’après Séranne, 1999 Reconstitution géodynamique de la Méditerranée Occidentale (à partir de la chaine Pyrénéeo-Provençale) 50 Ma 0 50 Ma 0 50 Ma 0 50 Ma 0 50 Ma 0 50 Ma 0 50 Ma 0 Coupes (fig. suivantes) 50 Ma 0 coupes 40 Ma 0 d’après Séranne, 1999 40 Ma 0 d’après Séranne, 1999 40 Ma 0 d’après Séranne, 1999 40 Ma 0 d’après Séranne, 1999 40 Ma 0 d’après Séranne, 1999 Pour des informations plus complètes, voir ces références (d’où sont extraits la plupart des documents) Benedicto, A., Modèles tectono-sédimentaires de bassins en extension et style structural de la marge passive du Golfe du Lion (SE France), Doctorat thesis, 242 pp., Univ. Montpellier 2, 1996. Sanchis, E., and M. Séranne, Structural style and tectonic evolution of a polyphase extensional basin of the Gulf of Lion passive margin: the Tertiary Alès Basin, southern France, Tectonophysics, 322, 243-264, 2000. Séranne, M., The Gulf of Lion continental margin (NW Mediterranean) revisited by IBS: an overview, in The Mediterranean Basins : Tertiary extension within the Alpine Orogen, vol. Special Publication 156, edited by B. Durand, L. Jolivet, F. Horváth and M. Séranne, pp. 15-36, The Geological Society, London, 1999. Séranne, M., A. Benedicto, C. Truffert, G. Pascal, and P. Labaume, Structural style and evolution of the Gulf of Lion Oligo-Miocene rifting : Role of the Pyrenean orogeny, Marine and Petroleum Geology, 12, 809-820, 1995. Carminati, E., C. Doglioni, A. Argnani, G. Carrara, C. Dabovski, N. Dumurdzanov, M. Gaetani, G. Georgiev, A. Mauffret, S. Nazai, R. Sartori, V. Scionti, D. Scrocca, M. Séranne, L. Torelli, and I. Zagorchev, TRANSMED – TRANSECT III: a description of the section and of the data sources, in The TRANSMED Atlas. The Mediterranean Region from Crust to Mantle, vol. CD-ROM, edited by W. Cavazza, F. Roure, W. Spakman, G.M. Stampfli and P.A. Ziegler, pp. 141 & CD-Rom, Springer-Verlag, Berlin, 2004. Duvail, C., C. Gorini, J. Lofi, P. LeStrat, G. Clauzon, and T.A. Dos Reis, Pliocene-quaternary correlations between onshore and offshore domains at the Roussillon Basin level (eastern Pyrenees, France), Marine and Petroleum Geology, 22, 2005.
