Transcript Christine Authemayou

e
24
Réunion
des Sciences
THÈME 3. DYNAMIQUE INTERNE
27-31 octobre 2014 de la Terre
est le seul volcan à émettre actuellement des laves natrocarbonatitiques.
L’objectif de ce projet est de comprendre la genèse et l’évolution de
ces magmas alcalins à fort potentiel économique, ainsi que de connaitre
le fonctionnement et l’organisation du système magmatique présent à
l’Oldoinyo Lengai. Une série de xénolites émis lors de l’éruption explosive de 2007-2008, récoltés sur les flancs du volcan, nous permettent
d’apporter de nouvelles contraintes aux modèles existants. La pétrologie
des enclaves indique qu’elles sont des cumulats de bordure de chambre
magmatique (mushy zone) ; elles permettent donc une étude directe des
processus qui ont lieu au sein de la chambre. Tous les minéraux présents
contiennent des inclusions magmatiques, permettant ainsi de remonter
au liquide initial et de suivre l’évolution des compositions au cours de
la différentiation. Le moment où le processus d’immiscibilité et l’enrichissement en REE associé se produisent est identifié par la présence de
globules carbonatitiques piégés dans ces inclusions magmatiques. Les
expériences en platine microthermométrique permettent de déterminer
une température de fusion d’∼350˚C du liquide carbonatitique, alors
que le liquide silicaté fond à 800-850˚C. L’homogénéisation totale des
inclusions magmatiques n’est pas possible, mais le processus d’immiscibilité est identifié comme se produisant à des températures supérieures
à 1050˚C, en effet, la thermobarométrie indique que le magma phonolitique coexistant avec les globules carbonatitique a été piégé à ∼1050˚C
et ∼1.5 kbar.
3.3.5
(o) The granite-pegmatite connection : insight from mica trace element chemistry
3.3.6
(o) Imagerie LIDAR et datation U-Pb des
structures tectoniques et magmatiques hercyniennes immergées de l’archipel de Molène (NO Bretagne)
Christine Authemayou1 , Bernard Le Gall1
1
Keynote communication : Évolution temporelle des mécanismes de génèse de la croûte
continentale juvénile
1
2
LDO, Plouzané
Des données de haute résolution LIDAR et sonar multifaisceaux
(SHOM/IFREMER) acquises dans l’archipel de Molène en Bretagne
Occidentale, ont fourni une image exceptionnelle de la structure du toit
du socle hercynien immergé. A partir de ces données bathymétriques,
d’échantillons in situ et d’une analyse structurale à terre, une carte
de trajectoire des structures magmatiques et tectoniques a été réalisée.
Cette étude terre/mer propose un modèle cinématique en deux phases
soulignant le rôle d’une zone de relai entre deux grandes zones de cisaillement ductiles E-W, le cisaillement Nord Armoricain et le cisaillement des Pierres Noires. Leur activité est contemporaine dans un régime
tectonique transtensif, synchrone à des intrusions magmatiques tel que
le granite de Saint Renan et le complexe gabbro-dioritique de Groac’h
Zu daté à 314-320 Ma (datation U-Pb zircon/monazite). Cet événement
est postérieur à la formation de la schistosité régionale au cours d’un régime tectonique transpressif. Notre étude souligne le rôle clef de la tectonique décrochante synchrone d’un magmatisme intrusif au cours de
l’exhumation tardi-orogénique de la partie NO de la ceinture Varisque
Armoricaine.
3.3.7
Arnaud Villaros1 , Sarah Deveaud2 , Michel Pichavant1
Résumés de la RST2014
ISTO, Orléans
BRGM, Orléans
Hervé Martin1
1
Micas are ubiquitous minerals within granitic and pegmatitic rocks. The
presence and the composition of micas are believed to depend strongly on the magma they crystallised from. We studied major and trace
elements, using both electron microprobe and Laser Ablation ICP-MS,
within primary micas (biotite, muscovite and lepidolite) from the different granitic phases of the St Sylvestre leucogranite complex (Western
French Massif Central), and associated pegmatitic plugs intrusive in the
granite. The granite can be biotite-only, biotite-muscovite or muscoviteonly. Compositions of granitic micas do not vary significantly except
for the muscovite-only facies that has a slightly higher F-rich content.
Pegmatitic biotite is quite homogenous within single bodies but records
a considerable compositional change within the entire pegmatitic field
ranging from F-poor (similar to granite) towards F-rich. Pegmatitic muscovite appears rather homogeneous in major element composition with
only a slightly higher Li-mica content than most granitic muscovite.
Trace elements contents in muscovite are lower than in biotite but compositional trends are very similar to trends observed in biotite contents.
While the variation observed within micas from the pegmatite can be
related to a magmatic differentiation, facies variation within the granite
may be related to changes in magma parameters such as f(O2) and thus
are probably not related to differentiation processes. From here it appears that granite and pegmatite, even though spatially associated, may
follow different evolutions and may not be genetically linked despite
common characters. Differences of trace element concentration between
biotite and muscovite in pegmatite can either be the consequence of partition coefficient between biotite and muscovite or a diachronous crystallisation of muscovite and biotite. Additionally the reduced variability in muscovite structural formulae emphasizes a lack of sensitivity of
muscovite with respect to magmatic differentiation.
LMV, Clermont-Ferrand
L’extraction de la croûte continentale à partir du manteau a débuté il y
a au moins 4,35 Ga et se poursuit encore aujourd’hui dans les zones de
subduction. Toutefois, si l’environnement géodynamique est probablement resté le même, les mécanismes pétrogénétiques et les sources ont
changé au cours du temps.
A l’Archéen (4,0-2,5 Ga), les gradients géothermiques plus élevés que
de nos jours ont permis aux basaltes subductés d’atteindre leur température de fusion hydratée avant de s’être déshydratés. En conséquence
la source de la croûte continentale archéenne (TTG = tonalite, trondhjémite, granodiorite) avait une composition basaltique. L’étude des
variations géochimiques des TTG montre que la profondeur de fusion a
augmenté au cours du temps ainsi que les interactions entre les magmas
TTG et les péridotites du coin de manteau.
A la limite Archéen-Protérozoïque (∼2,5 Ga), la production de chaleur
interne a diminué, résultant en des gradients géothermiques plus faibles.
Les TTG disparaissent et laissent la place aux sanukitoïdes. Les taux
de fusion des basaltes sont tellement faibles que les liquides felsiques
produits sont totalement consommés par les interactions avec le manteau. C’est la fusion subséquente de ce manteau métasomatisé par des
magmas TTG qui est la source des sanukitoïdes.
Après ∼2,5 Ga, la Terre est devenue trop froide de telle sorte que les
basaltes subductés se déshydratent avant de pouvoir fondre. Ce sont
les péridotites mantelliques métasomatisées, non plus par des magmas
TTG, mais par des fluides qui donnent naissance à la croûte continentale
moderne de composition andésitique à granodioritique.
Ces changements des mécanismes juvéniles de genèse de la croûte
continentale, sont la conséquence directe du refroidissement de notre
planète. A cette évolution se superpose celle des mécanismes de recyclage. En effet, au fur et à mesure de sa croissance la croûte continentale
136
e
24
Réunion
des Sciences
THÈME 3. DYNAMIQUE INTERNE
2
27-31 octobre 2014 de la Terre
1
GEC, Cergy Pontoise
TOTAL, Paris-La Défense
1
La Pangée s’est formée par agglomération progressive de blocs continentaux à partir de la fin du Précambrien. Dans cette configuration de
continent unique, qui a existé plusieurs fois au cours de l’histoire de la
Terre, tous les continents sont réunis en un seul et occupent un demihémisphère limité par un grand cercle passant par les pôles. A peine
formée, à la fin du Carbonifère (320 Ma), la Pangée va commencer à
se fragmenter. Un premier épisode de rifting continental au Carbonifère
Supérieur-Permien Inférieur conduit à la formation de la Néo-Téthys
mais n’altère pas la configuration globale de la Pangée qui reste confinée dans son hémisphère. Un second épisode de rifting avorté a lieu à
la transition Permien-Trias. La désintégration du super-continent se déroule ensuite en deux étapes conduisant à l’ouverture de l’Atlantique
Central et de l’Océan Indien au Jurassique Inférieur puis à l’ouverture
de l’Atlantique Sud au Crétacé Inférieur. En analysant de façon pragmatique les caractéristiques de premier ordre des systèmes de rifts avortés
comme de ceux qui ont conduit aux ruptures océaniques, on constate
que les rifts d’un âge donné partagent de nombreux attributs communs.
Ces différences dans les modalités du rifting suggèrent que les mécanismes profonds qui les régissent ont été, eux aussi, différents. On discutera des hypothèses envisageables.
3.5.8
(o) The north Libyan margin (Cyrenaica) :
A complex passive margin of the SouthTethys
Stavros Arsenikos1 , Christian Blanpied2 , Dominique Frizon De
Lamotte3 , Geoffroy Mohn3 , Nicolas Chamot-Rooke1
1
2
LGE, Paris
TOTAL, Paris-La Défense
3
GEC, Cergy-Pontoise
Résumés de la RST2014
TOTAL-Scientific and Technical Center Jean Féger, Pau
2
TOTAL, Paris-La Défense
Since the hydrocarbon discoveries deep-offshore Brazil (Tupi field),
Ghana (Jubilee field) or Namibia (Kudu field), deep rifted margins became a major target for industry. They triggered an acquisition of highresolution data and exploration wells never seen before that fed both
exploration concepts and more fundamental rift genetic models. If these
initial discoveries were exploration game changers, failures are unfortunately more common than economic discoveries and still challenge the
usual approaches to define zones of interest worldwide. In numerous
cases, drilling results pointed out the unexpected and highly variable
evolutions of rifted segments in 3D, enhancing the necessity to develop
and better integrate genetic approaches to become more predictive and
hopefully successful. Better assessing the presence and evolution of petroleum plays in each rift genetic domain may help to derisk ongoing
exploration along deepwater rifted margins worldwide.
Beyond these points, the aim of this presentation is to show how far fundamental research and exploration issues are converging in deepwater
rifted margins to challenge the current frontiers of successful exploration.
3.5.10
(o) Deep structure of the Santos Basin-São
Paulo Plateau System, SE Brazilian margin
Mikaël Evain1 , Frauke Klingelhoefer1 , Philippe Schnurle1 , Caesar
Rigoti2 , Alexandra Afilhado1,3 , Afonso Loureiro4 , Daniela Alves4 ,
Massinissa Benabdellouahed1 , Agnes Baltzer1 , Reinhardt Fuck5 , Jose
Soares5 , Carlos Corela4 , Luís Matias4 , Maryline Moulin1 , Adriano
Viana1 , Daniel Aslanian1
1
The South-Tethys margin (Eastern Mediterranean) has recorded polyphased extensional episodes since the Paleozoic, leading to the establishment of open spaces between the African and Eurasian margins.
Once the African and Eurasian plates started to converge, these open
spaces progressively closed, thus leading to contractional tectonics.
Along the North Libyan front (Cyrenaica), the passive margin has been
affected both by the initial rifting episodes and the compressional events
that followed. The latter have been acute during the Late Cretaceous
(Santonian) and especially during the Early Cenozoic (Eocene).
The complex tectonic evolution of this margin provides valuable evidence in the effort to decipher the geodynamic history of the southern
South-Tethys margin. We present here seismic interpretations, which
illustrate these events and provide constraints concerning their age.
Equally, we discuss the causal links of the Cenozoic compressional
events in relation with the northern domains (i.e. the Hellenic subduction).
Finally, we illustrate data from the offshore domain of the eastern Sirt
Basin. The latter, in contrast with the Cyrenaica margin, has recorded
a continuous subsidence since the Mesozoic and has recorded almost
no compression evidence during the Africa/Eurasia convergence. Subsequently, we discuss this important decoupling between these domains
(Sirt Basin and Cyrenaica), which remains a puzzling question in the
geodynamic evolution of the area.
3.5.9
2
IFREMER, Plouzané
PETROBRAS/Research and Development, Rio de Janeiro, Brésil
3
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, Lisboa, Portugal
4
Instituto Dom Luiz, Lisboa, Portugal
5
Universidade de Brasilia, Brésil
The nature of the basement underlying the Santos Basin-São Paulo Plateau System (SSPS), in the SE Brazilian margin, has long been debated.
Hypothesis such as thin continental crust, thick oceanic crust, and exhumed material have all been proposed based on more than forty years of
geophysical data acquisition. According to a recent kinematic study, all
these hypothesis can equally explain horizontal movements constrained
in the region. In 2011, the SanBa seismic experiment was conducted in
order to shed new light on the crustal structure and nature of the SSPS.
We will present five velocity models based on the modeling of coincident reflection and refraction seismic data. These models allow us to
precisely divide the SSPS in six domains. Their structure and nature
will be discussed. A seventh domain, a triangular shape region of located in the SE of the SSPS, is discussed in a companion abstract by
Klingelhoefer et al.
3.5.11
(o) Input of new data and concepts for the
exploration of deep rifted margins
Emmanuel Masini1 , Jean-Claude Ringenbach1 , Aurélien Virgone1 ,
François Sapin1 , Patrick Unternehr2 , Jean-François Ballard1 , Raymi
Castilla1 , Patrick Chaffel1
(o) Nouvelles données tectoniques contraignant les mécanismes d’ouverture du
Golfe de Californie
Anna Bot1 , Laurent Geoffroy1 , Christine Authemayou1 , David
Graindorge1
1
151
LDO, Plouzané
e
24
Réunion
des Sciences
THÈME 3. DYNAMIQUE INTERNE
27-31 octobre 2014 de la Terre
Le Golfe de Californie (GOC) constitue une limite de plaque divergente
de direction ∼ N150E entre la plaque Nord-Américaine et la plaque
Pacifique avec un taux d’ouverture d’environ 47mm/an selon une orientation NW-SE. La divergence oblique au sein du Golfe est supposée
effective depuis l’arrêt de la subduction de la plaque Farallon sous la
plaque Nord-Américaine (∼ 12 Ma ; Stock and Hodges, 1989), avec début de l’accrétion océanique à partir de ∼ 3,6Ma (De Metz, 1995).
Des données de terrains récentes permettent d’entrevoir une nouvelle
manière d’appréhender l’ouverture du Golfe de Californie en termes
d’âge et de mode d’accommodation de la déformation oblique en extension. Les formations volcano-sédimentaires du Comondù datées entre
25 et 20 Ma montrent une importante déformation en extension syndépôt. Cette déformation orientée ∼ N065E fait commencer l’extension continentale alors que la subduction était encore active. Des indices géomorphologiques et structuraux concordants mettent en outre
en évidence au sud de la péninsule une déformation majeure en extension pure de direction ∼ N115. Elle est associée au fonctionnement de
détachements contrôlant notamment la mise en place précoce du bassin
de San Jose Del Cabo au Miocène moyen à supérieur. Cette déformation
serait liée à la structuration de marges passives en lien avec la propagation vers le NE de la dorsale Est-Pacifique. Ces déformations précoces
jusqu’à présent non identifiées sont reprises ensuite par différentes déformations déjà caractérisées. On discutera de la variabilité des styles et
directions d’extension au cours du temps lors de la formation du GOC
en fonction des directions cinématiques aux limites du système.
3.5.12
(o) Architecture of basement highs at
deep-water hyper-extended rifted margins : a comparison of fossil and presentday rifted margins
Isabelle Haupert1 , Gianreto Manatschal1 , Alessandro Decarlis1 ,
Geoffroy Mohn2 , Patrick Unternehr3
1
IPG Strasbourg
GEC, Cergy Pontoise
3
Total, Paris-La Défense
2
The increasing number of high quality refraction and reflection seismic surveys enables to image the crustal structure of hyperextended rift
domains buried underneath thick sediments. Of particular interest are
basement highs that lie oceanwards of the necking zones, referred to as
« residual H Blocks » or « outer highs ». These blocks are often at deepwater and sealed by thick post-rift sediments, which make their study
difficult. As a consequence, only few have been drilled and at present it
is not clear how and when these basement highs form and what is their
thermal and isostatic evolution. That’s why we chose to study the Briançonnais domain in the Alps that we consider as a field analogue of such
a basement high in a deep-water rifted margin. The aim or our study is
to compare the field results with examples from the South-Atlantic and
Indian oceans imaged in reflection seismic sections.
Numerous previous studies investigated the Alpine overprint of the
Briançonnais domain during its emplacement in the Alpine orogen. However few studies investigated the pre-Alpine structures and the possible inter-relationship of inherited rift structures and Alpine structures ?
In our study we mapped Alpine and pre-Alpine structures and studied
their relationship to the observed stratigraphic evolution. The first results show that the major Alpine structures in the Briançonnais domain
reactivated mainly pre-Alpine rift-related structures. The structural evolution and the change in vergence across the Briançonnais domain are
likely controlled by the crustal architecture of the former rifted margin.
The results of these studies will enable to propose restorations of the
Briançonnais domain in the Alps that can be compared to the structures
imaged across basement highs at hyperextended domains along the Atlantic and Indian margins. This approach will enable to better define
Résumés de la RST2014
and understand the structural and stratigraphic architecture of basement
highs at present-day rifted margins and to investigate their 3D evolution.
3.5.13 Keynote communication : Importance des
processus post-orogéniques pour la formation des marges passives : influence de
l’évènement Permien sur le rifting Jurassique de la Téthys Alpine
Geoffroy Mohn1,2 , Benoit Pétri2,3 , Emilien Oliot2 , Suzon Jammes4 ,
Gianreto Manatschal2
1
GEC, Cergy Pontoise
2
IPG Strasbourg
3
Faculty of Earth and Life Sciences, VU Amsterdam, Pays-Bas
4
Institute for Geophysics, University of Texas at Austin, États-Unis
Les processus de rifting amenant à la déchirure continentale succèdent
généralement à un cycle orogénique. Ainsi, cette contribution a pour but
de caractériser l’importance de l’héritage structural, lithologique et thermique issu des processus orogéniques et notamment post-orogénique
pour la formation des marges passives.
Le domaine Alpin enregistre la transition de l’orogène varisque carbonifère, au collapse post-orogénique permo-carbonifère, puis au rifting
jurassique, menant à la formation de la Téthys Alpine. En particulier,
l’évolution post-orogénique permienne représente un évènement clé affectant fortement et durablement la composition, l’architecture et donc
la rhéologie de la croûte continentale et du manteau sous-continental.
En effet, la croûte supérieure enregistre la formation de bassins sédimentaires intracontinentaux associés à un magmatisme généralement
acide, la croûte moyenne est affectée par une forte déformation et la
mise en place de plutons acides et mafiques, enfin la croûte inférieure
est caractérisée par un sous-placage gabbroïque localement associé à un
métamorphisme de HT.
Cet héritage post-orogénique va avoir un rôle majeur contrôlant l’évolution du rifting jurassique : 1) les bassins de rift jurassique peuvent
localement réactiver les structures permiennes, 2) les structures tectoniques accommodant l’amincissement crustal durant le rift jurassique
vont préférentiellement se localiser et réactiver des zones de cisaillement permiennes, 3) les plutons mafiques permiens pourront représenter des corps rigides échappant à la déformation extensive jurassique.
En conclusion, la croûte continentale et plus généralement la lithosphère
vont être fortement modifiées lors des processus post-orogéniques. Ces
résultats ont des implications importantes pour la compréhension de la
localisation de la déformation durant le rifting et plus généralement pour
la caractérisation des mécanismes d’extension de la lithosphère continentale.
3.5.14
(o) The interaction between deformation
and magmatism in propagating hyperextended rift systems : Examples from the
southern North Atlantic
Michael Nirrengarten1 , Gianreto Manatschal1 , Nick Kusznir2
1
2
IPG Strasbourg
Geology and Geophysics, School of Environmental Sciences,
University of Liverpool, Royaume-Uni
Rifting is the tectonic process leading to the formation of continental
rift basins, to lithospheric breakup and to the onset of seafloor spreading. This process is recorded in rifted margins as well as in large
hyper-extended rift basins. However, as shown in bathymetric or gravity maps the relations between hyper-extended basins, rifted margins
152
e
24
Réunion
des Sciences
THÈME 2. PROCESSUS SÉDIMENTAIRES 27-31 octobre 2014 de la Terre
2.2.1
(o) Quantification de la subsidence et
du réajustement isostatique messinien à
partir de paléomarqueurs sédimentaires :
exemples en Méditerranée Occidentale
Marina Rabineau1 , Estelle Leroux1,2,3 , Romain Pellen3 , Daniel
Aslanian3 , Stéphane Molliex4 , Christian Gorini1 , Maryline Moulin3 ,
Francois Bache5 , Laurence Droz1 , Tadeu Dos Reis6 , Jean-Loup
Rubino7 , Francois Guillocheau 8
1
LDO, Plouzané
2
iSTeP, Paris
3
IFREMER, LGG, Plouzané
4
IFREMER, LES, Plouzané
5
Santos Ltd Opportunity Capture, Australie
6
UERJ, Rio de Janeiro, Brésil
7
TOTAL-Scientific and Technical Center Jean Féger, Pau
8
Géosciences Rennes
Passive margins are characterised by an important tectonic and thermal subsidence, which favours a good preservation of sedimentary sequences. This sedimentation in turn enhances the subsidence because of
loading effects. We present here a direct method based on sedimentary
markers seen on seismic data, to evaluate total subsidence rates from the
coast to the outer shelf and to the deep basin in the Gulf of Lion, from
the beginning of massive salt deposition up to present day (the last circa
6 Ma) with minimal theoretical assumptions.
On the shelf, the Pliocene-Quaternary subsidence shows a seaward tilt
reaching a rate of 240 m/Ma (± 15 m/Ma) at the shelf break (70
km from the present day coastline) (i.e. a total angle of rotation of
0.88˚(0.16˚/Ma). We also quantifed for the first time the Messinian salinity crisis isostatic rebound of the outer shelf. This value is reaches up to
1.3 km of uplift during the crisis around the Herault-Sète canyon heads
(around 1.8 km/Ma). On the slope, we also find a seaward tilting subsidence from Km 90 to Km 180 with a measured angle of 1.41˚. From 180
Km to the deepest part of the basin, the total subsidence is then almost
vertical and reaches 960 m/Ma (± 40 m/Ma) during the last 5.7 Ma (±
0.25 Ma) in the deepest part of the basin.
The subsidence is organised in three compartments that seem related to
the very deep structure of the margin during the opening of the Liguroprovencal basin. These very high total subsidence rates enable high sedimentation rates along the margin with sediments provided by the Rhône
river flowing from the Alps, which in turn enable the detailed record of
climate evolution during Pliocene-Quaternary that make of the Gulf of
Lion a a unique archive.
These results have been extended in 3D during Estelle Leroux PhD but
also onland during Stéphane Molliex postdoc and towards the Valencia basin were similar measurements are under process within Romain
Pellen PHD (see their respective presentations).
2.2.2
(o) Quantification de la dénudation dans les
bassins versants des marges du Golfe du
Lion et de Corse orientale
Stéphane Molliex1,2 , Marina Rabineau1 , Gwenael Jouet1 , Didier
Bourlès3 , Estelle Leroux1,2 , Julien Moreau1,3 , Nicolas Freslon1,3 ,
Daniel Aslanian1 , Christine Authemayou2 , Laetitia Leanni3
1
Géosciences Marines, Plouzané
2
LDO, Plouzané
3
CEREGE, Aix-en-Provence
Les marges françaises, de part les nombreuses études réalisées lors de
ces dernières années, constituent de formidables laboratoires naturels
pour étudier et quantifier les processus de dénudation, de transfert, et de
75
Résumés de la RST2014
sédimentation dans une approche « source to sink ».
Le Golfe du Lion est le réceptacle d’un bassin versant de plus de 120
000 km2 qui draine différentes unités structurales comme les Alpes, les
Pyrénées et le Massif Central. La marge orientale de Corse est quant
à elle alimentée par des bassins de taille beaucoup plus réduite (1000
km2 ) qui drainent 2 unités structurales, le domaine alpin (schistes lustrés et ophiolites) et le domaine hercynien (granite et roches volcaniques
acides) constituant respectivement les parties aval et amont du bassin.
Dans cette étude, plusieurs méthodes de quantification des taux de dénudation ont été utilisées : (i) la compilation des données de flux sédimentaires actuels directement mesurées dans les rivières, (ii) les mesures de
concentration en nucléides cosmogéniques 10Be à l’échelle des bassins
versants, (iii) l’estimation des volumes érodés à partir de MNTs, (iv)
l’estimation des volumes sédimentaires déposés au niveau des marges.
L’étude de ces deux systèmes de taille très différente s’avère très complémentaire.
Les résultats montrent une bonne cohérence entre les différentes méthodes. Si le système du Golfe du Lion s’avère principalement contrôlé
par l’impact des morphologies glaciaires à différentes échelles de temps
quaternaires, c’est principalement la lithologie et la végétation qui
semblent contrôler la dénudation actuelle en Corse. A l’échelle du
Quaternaire, des variations entre les différentes périodes climatiques
peuvent être mises en évidence en Corse, tandis que la plus faible résolution des données dans le golfe du Lion ne met en valeur qu’un doublement des taux de dénudation depuis 1 Ma par rapport au Pliocène.
2.2.3
(o) Quantification des flux sédimentaires
détritiques et de la subsidence du bassin
provencal depuis 23 Ma
Estelle Leroux1,2,3 , Marina Rabineau1 , Daniel Aslanian2 , Christian
Gorini3 , François Bache4 , Stéphane Molliex1 , Cécile Robin5 ,
Laurence Droz1 , Didier Granjeon6 , Maryline Moulin2 , Jeffrey Poort3 ,
Jean-Loup Rubino7 , Jean-Pierre Suc3
1
LDO, Plouzané
Geosciences Marines, Plouzané
3
ISTeP, Paris
4
GNS Science, Lower Hutt, Nouvelle-Zélande
5
Geosciences Rennes
6
IFP Energies Nouvelles, Rueil-Malmaison
7
TOTAL-Scientific and Technical Center Jean Féger, Pau
2
Bien que le Golfe du Lion et le Bassin Provençal aient été l’objet de
recherche intensive à toute échelle de temps et d’espace, les budgets
sédimentaires et les mouvements verticaux depuis la formation de la
marge demeuraient mal contraints ou sources de controverses. Ils sont
ici quantifiés à partir de l’interprétation de nombreux profils sismiques,
d’après les concepts de stratigraphie sismique et séquentielle [Vail et al.,
1977], complétée par des données de forages et de sismique réfraction,
et validée par des modélisations stratigraphiques avec Dionisos [Granjeon & Joseph, 1999]. La continuité stratigraphique entre le domaine
de plate-forme et le bassin profond établie, la vision complète du remplissage sédimentaire de la marge permet de déceler une augmentation
très forte (X2) des apports détritiques autour de 1 Ma en liaison avec les
changements climatiques de la révolution Mi-Pléistocène et le changement de fréquence et d’amplitude des cycles eustatiques. L’accélération
mondiale (par 3) des flux terrigènes il y a 5 Ma, défendue par de nombreux auteurs et corrélée aux grandes orogénèses (ici alpine), est également observée dans notre bassin. L’enregistrement sédimentaire fournit
en outre de précieux indicateurs des mouvements verticaux de la marge
depuis le rifting (Rabineau et al., 2014). Les trois domaines de subsidence différentielle mis en évidence se corrèlent en effet aux grands
domaines structuraux sous-jacents identifiés grâce aux données de sismique grand angle (Aslanian et al., 2012, Moulin et al., soumis) : (1) le
e
24
Réunion
des Sciences
THÈME 1. PROCESSUS DE SURFACE
27-31 octobre 2014 de la Terre
W. Les paléo-reliefs N-S représenteraient ainsi le drainage de la terminaison sud de Taiwan avant la dernière phase d’émersion de la péninsule
d’Hengchun. La taille de la zone perturbée suggère ici davantage les
conséquences d’un sous-charriage associée à la collision arc-continent.
1.1.4
des datations U/Th, met évidence trois unités aux comportements tectoniques très variés : surrection uniforme, basculement et plissement. La
cinématique d’un anticlinal est exprimée par la dilatation et condensation graduelle des séquences récifales. Si cette dilatation est suffisante,
comme dans le coeur de l’anticlinal où la surrection est la plus rapide,
les bas niveaux marins apparaissent. Les variations latérales rapides des
taux de surrections montrent que la cinématique est le facteur essentiel
du développement des séquences récifales, mais aussi de la morphologie actuelle. Ces observations, explorées à l’aide de modèles numériques de croissance récifale révèlent l’existence de plusieurs régimes :
les vitesses de surrection nulles ou modérées favorisent le développement de larges récifs sur les plateformes du MIS 5a et MIS 5c. Les récifs deviennent plus étroits lorsque les vitesses de surrection deviennent
rapides, puis presque inopérants. L’augmentation des vitesses de subsidence inhibe également la croissance récifale, au profit de plaines alluviales et de mangroves.
(o) Les réseaux de drainage développés sur
les séquences de terrasses coralliennes quaternaires de l’île de Sumba (Indonésie),
marqueurs de la déformation verticale
Maëlle Nexer1 , Christine Authemayou2 , Bernard Delcaillau1 , Kevin
Pedoja1
1
2
M2C, Caen
LDO, Plouzané
Les taux de soulèvement sont souvent utilisés pour comprendre les processus géodynamiques à l’échelle de la lithosphère. La quantification
des mouvements verticaux quaternaires requiert généralement l’utilisation de marqueurs morphologiques datables tels que les terrasses marines ou fluviatiles. Cependant de nombreuses recherches récentes s’attachent à développer des méthodes de morphologie quantitative permettant l’obtention d’informations tectoniques directement à partir de l’analyse du réseau de drainage actuel. Le domaine côtier est une interface
idéale pour contraindre les taux de soulèvement à partir de l’analyse des
terrasses marines. L’objectif de ce travail est de déterminer l’existence
d’une corrélation entre la maturité du relief côtier et les taux de soulèvement. Nous avons pour cela choisit de nous focaliser sur l’île de Sumba,
située dans une zone de transition entre une subduction océanique et
une collision arc-continent. Les taux de soulèvement (faibles à modérés) ont été contraints à l’aide de l’altitude des terrasses coralliennes. Le
climat et l’homogénéité de la lithologie de ces zones côtières nous ont
permis d’isoler l’influence du soulèvement tectonique sur la morphologie du drainage. Huit indices morphométriques ont été calculés à partir
de l’analyse de MNT (relief résiduel, incision, SL index, Ksn, intégrale
hypsométrique, aire drainée, relief géophysique, facteur de forme des
bassins). Les taux de corrélation entre ces différents paramètres et les
taux de soulèvement ont révélé la sensibilité de chacun face au signal
tectonique. Cette analyse permet de mieux comprendre l’érosion des
zones littorales recouvertes de récifs coralliens soumis à un forçage tectonique et ainsi, de cibler les meilleurs paramètres morphométriques
utilisables lors d’une analyse tectonique en contexte géographique.
1.1.5
Résumés de la RST2014
1.1.6
(p) Reorganization and incision dynamics
of West African Rivers since the Eocene
Jean-Louis Grimaud1,2 , Dominique Chardon1 , Delphine Rouby1 ,
Anicet Beauvais3
2
1
GET, Toulouse
St Anthony Fall Lab, Minneapolis, États-Unis
3
CEREGE, Aix-en-Provence
Surface dynamics of non-orogenic domains (platforms, shields and
post-rift divergent margins) reflects the response of the largest exposed landmass to climate change and lithospheric deformation. In these
slowly eroding contexts, drainage evolution and incision dynamics exert
a first-order role in sediment exports to the continental margins. Our understanding of such drainage systems on geological time scales is still
very poor because their incision ranges are rarely detectable by lowtemperature thermochronology and/or the lack of reliable geological
markers of their past base levels. Here we investigate the map pattern
and longitudinal profile evolution of the West African rivers based on
dated and regionally correlated incision markers recording stepwise dissection of a low-relief Eocene topography at ca. 24, 11 and 6 Ma.
Reconstruction the Eocene and Lastest Oligocene (ca. 24 Ma) topography of West Africa combined with paleogeographic sedimentary environment maps shows that the current river catchments of the sub region
had already acquired their current configuration by the end of the Oligocene and most probably since 30 Ma, following the dissection of a
marginal upwarp by a short coastal river. The spatial stability of both the
river outlets and divides imposed increasing concavity of the river long
profiles through time. Incision remained mostly below 10 m/my with a
mean around 5 m/my. Rivers evolved by spatially contrasted adjustment
of river segments bounded by recurrent lithogenic knickzones with apparently no simple relation to base level change. Therefore, knickzones
may not be used as gauges of base level falls, as implied in most models of river profile adjustment to surface uplift. Very slow incision has
however allowed amplification of the Hoggar swell and flexural uplift
of the continental margin to be recorded by river profiles by long wavelength warping.
(o) Relations entre vitesses de surrection,
séquences de récifs fossiles, et morphologie
littorale actuelle : l’exemple de Buton, SE
Sulawesi
Laurent Husson1 , Kevin Pedoja2 , Antoine Bezos3 , Anne-Morwenn
Pastier3 , Maëlle Nexer2 , Christine Authemayou4 , Mary Elliot3 ,
Caroline Dumoulin3 , Gaël Choblet3 , Vincent Regard5 , Edwige
Pons-Branchu6
1
ISTerre, Grenoble
2
M2C, Caen
3
LPG, Nantes
4
LDO, Plouzané
5
GET, Toulouse
6
LSCE, Gif-sur-Yvette
1.1.7
(p) Geomorphologic evidences for Pliocene
shortening in the Southern Neuquén Basin
(40˚S, Argentina)
Damien Huyghe1,2 , Bertrand Nivière1 , Cédric Bonnel1
L’archipel de Buton présente une archive récifale inégalée, avec des séquences comprenant jusqu’à 40 terrasses de paléo-récifs superposées
jusqu’à 700 mètres d’altitude. La cinématique de déformation, quantifiée par des mesures altimétriques (dGPS) et bathymétriques (sonar), et
1
2
9
LFC-R, Pau
GET, Toulouse
e
24
Réunion
des Sciences
THÈME 1. PROCESSUS DE SURFACE
1.3.4
27-31 octobre 2014 de la Terre
(o) Contribution sur l’architecture du cordon de galets de la pointe du Hourdel et son
évolution temporelle (Baie de Somme, 80)
Martin Livet1 , Josselin Roué1 , Olivier Bain1 , Pascale Lutz1
1
Institut Polytechnique LaSalle Beauvais, Beauvais
Cette étude porte sur l’évolution et l’architecture de la cellule hydrosédimentaire de la pointe du Hourdel. Ce travail a été réalisé dans le
cadre du Mémoire d’Initiation à la Recherche, de la formation en géologie de l’Institut Polytechnique LaSalle Beauvais. La zone d’étude correspond à la partie septentrionale d’un cordon de galets, long de seize
kilomètres. Ce cordon est situé entre la ville d’Ault et le Hourdel ; il
sépare ainsi la Manche de l’ensemble des Bas-Champs, situés sous le
niveau de la mer. L’objectif principal de ce travail est de caractériser
la partie terminale de cette cellule hydro-sédimentaire, longue de neuf
cents mètres. Pour ce faire deux campagnes de relevé topographique
ont été réalisées en septembre 2011 puis en février 2012. Lors de la première mission de terrain, mille neuf cent quatre-vingts points de mesure
topographique ont permis le nivellement de l’enveloppe supérieure du
poulier avant la période hivernale. De plus, une campagne géophysique
réalisée à l’aide d’un géoradar muni d’une antenne blindée de 500Hz
a permis d’imager les structures internes du cordon, sur une longueur
cumulée de mille cinq cent mètres. L’interprétation de cinq profils radar
d’une longueur moyenne de cinquante mètres a permis de mettre en évidence différentes structures sédimentaires tels que des litages obliques
progradant vers le Nord et l’Est, des surfaces d’érosions et des chenaux
tidaux. La deuxième campagne de terrain a permis l’acquisition de mille
quatre cent cinquante points de nivellement. L’intégration, sur le logiciel ArcGis, des données topographiques des deux campagnes a permis
de caractériser les zones en érosions et en accrétions spécifiques aux périodes de tempête. De plus une progradation de vingt-deux mètres vers
l’Est a aussi été mise en évidence.
1.3.5
(o) Evolution morphodynamique pluriannuelle des falaises littorales de la pointe de
Caux (Haute-Normandie)
Sylvain Elineau1,2 , Anne Duperret1,3
1
LOMC, Université du Havre
2
GMGL, Vannes
3
IUEM, Plouzané
A l’échelle de la Côte d’Albâtre (Haute-Normandie), la pointe de Caux
est formée de falaises (90m de haut) constituées d’une embase argilosableuse surmontée par de la craie. Ce linéaire côtier s’étend sur environ
20km de long et présente un talus d’éboulis pérenne et continu, dont le
volume total est estimé à 36,7 millions de m3.
Récemment, le glissement du Fond du Val (Février 2013) et l’effondrement de Saint-Jouin-Bruneval (Juillet 2013) ont mis en évidence une
dynamique gravitaire active et événementielle sur ce secteur côtier. Cependant, les reports d’événements gravitaires historiques couplées à des
relevés Lidar aérien indiquent un gradient d’intensité nord-sud de l’activité gravitaire (type de glissements, volumes impliqués), en liaison avec
les formations lithologiques constituant la falaise.
Sur la période 1985-2008, le recul moyen du sommet de falaise est estimé à 18 cm/an tandis que le pied de falaise (talus d’éboulis) avance
ou recule en fonction du type de mouvement gravitaire. Les taux de recul actuel couplés au volume de talus accumulés laissent à penser que
le talus s’est formé sur plusieurs centaines d’années, témoignant d’une
dynamique jeune et active.
La présence d’un talus d’éboulis et d’un cordon de galets en pied de falaise limite les actions marines en pied de falaise. Seul 10% du linéaire
Résumés de la RST2014
côtier est atteint par les hautes mers de vives-eaux. Cependant, les relevés haute-résolution LiDAR montrent des reculs ponctuels de pied de
talus pouvant atteindre 1m/an entre 2008 et 2011, bien au-delà des taux
d’érosion moyens du sommet de falaise. Ces érosions ponctuelles d’origine marine sont suspectées de localiser les futurs mouvements de terrain affectant l’ensemble de falaise, par diminution de l’effet de butte de
pied.
L’étude spatio-temporelle des événements gravitaires historiques et actuels montre une évolution différentielle de l’ensemble de la côte contrôlée par la lithologie des falaises et modulée par les agents météo-marins.
1.3.6
(o) La plateforme littorale de la pointe
de Penmarc’h (Sud Finistère) : impact de
la tectonique sur son évolution morphologique à long terme.
Céline Raimbault1 , Anne Duperret1 , Bernard Le Gall2 , Christine
Authemayou2 , Brigitte Van Vliet-Lanoë2 , Stéphane Molliex2 , Vincent
Regard3
1
LOMC, Le Havre
LDO, Plouzané
3
GET, Toulouse
2
Un MNT Terre-Mer haute-résolution (< 1 m) de la zone littorale du sudFinistère centré sur la pointe rocheuse de Penmarc’h a été réalisé grâce
à la fusion de différentes données : LiDAR terrestre et bathymétrique
(projet Litto3D SHOM, IGN, IFREMER) couplés à du sonar interférométrique (campagne CROCOLIT). Cette cartographie permet l’imagerie de la plateforme littorale actuelle, qui se présente comme une surface
sub-horizontale de grande extension (max 5 km de large), limitée en mer
par un escarpement de 40 m.
La côte rocheuse de Penmarc’h est constituée par un granite hercynien à
relief émoussé (topographie max de 70m au centre du Pays Bigouden),
dont l’altitude devient très faible (de 0 à 30m) au sud de la péninsule.
La côte est bordée au nord par un escarpement de 10m de haut, continu
et sinueux orienté globalement NW-SE. Cet escarpement est interprété
comme un paléo-trait de côte, délimitant une large paléo-plateforme marine altérée de 7 km de large. L’ensemble de la paléo-plateforme est
inclinée vers le SE de 0.05ˇr indiquant un basculement tectonique responsable de son immersion partielle et dont la signification régionale
est à discuter. L’analyse de la fracturation met en évidence deux directions structurales préférentielles (NE-SW et NNW-SSE) dont certaines
localisent l’érosion, ainsi que deux zones structurales de part et d’autre
d’une faille orientée NNW-SSE. Cette structure probablement hercynienne se parallélise en amont avec l’escarpement suggérant un contrôle
structural partiel du paléo-trait de côte.
Ainsi, l’héritage structural et la tectonique à grande longueur d’onde
semblent en partie expliquer la morphologie de la plateforme littorale de
la Pointe de Penmarc’h. La chronologie des événements reste toutefois
à être précisée. Une étude par nucléides cosmogéniques 10Be permettra
de déterminer les conditions de réoccupation de la paléo-plateforme au
cours des derniers stades interglaciaires.
1.3.7
(p) Dynamics of the turbidity maximum
zone in the tidal rivers of the Gironde estuary : 9 years of continuous in situ monitoring
Isabel Jalón Rojas1 , Sabine Schmidt1 , Aldo Sottolichio1
1
23
EPOC, Talence