Enregistrement sédimentaire de la déformation et réponse des systèmes sédimentaires dans un bassin d'avant chaîne : Exemple du bassin d'Aquitaine au Paléogène.
Résumé
La convergence Ibérie-Eurasie, à l'origine de l'orogenèse pyrénéenne, enregistre trois phases d'accélérations (Vissers et Meijer, 2012): au Crétacé supérieur, à l'Yprésien supérieur ainsi qu'au Bartonien. Ces différents stades d'accélérations sont séparés par des phases de ralentissement de la convergence, au Paléocène et au Lutétien.
Bien que la déformation finie de l'avant-pays nord Pyrénéen soit connue, les âges précis des déformations, le caractère mono et polyphasé et la réponse des systèmes sédimentaires (accommodations, flux, forçages) restent à caractériser. Ce travail se base sur de nouveaux profils sismiques qui permettent de préciser les géométries qui étaient principalement caractérisées par l'interprétation séquentielle sur diagraphies. Cette vision 3D apporte un nouvel éclairage sur l'organisation séquentielle et l'évolution du bassin d'Aquitaine au Paléogène.
Du Danien à l'Eocène basal, la sédimentation est dominée par des plateformes carbonatées, en continuités paléogéographiques du Crétacé supérieur. Le domaine Sud Aquitain connait par la suite un ennoiement généralisé d'Ouest en Est (Serrano, 2001), associé à une phase majeure d'érosion sous-marine. Elle s'exprime par de grandes incisions, non décrites jusqu'à présent (atteignant localement le Crétacé supérieur) et par une forte condensation des dépôts en domaine distal.
Le bassin connait ensuite (Yprésien- Lutétien) une réorganisation tant dans les systèmes sédimentaires que sur le plan paléogéographique avec le développement de systèmes silicoclastiques de type deltaïque progradant d'Est en Ouest, classiquement décrit dans la littérature (Sztrakos, 2005 ; Serrano, 2001 et Dubreuih et al., 1995).
Trois grandes séquences y sont identifiées. Contrairement aux interprétations précédentes identifiant de simples progradations, les profils sismiques montrent que ces séquences sont marquées par des phases de suppression d'espaces disponibles, enregistrées sous la forme de prismes de bas niveau. Ces bas niveaux présentent des géométries en régressions forcées à proximité de certaines rides salifères, probablement en lien avec la réactivation des structures durant l'Yprésien supérieur.
Ces régressions forcées ne permettent pas la préservation des dépôts d'environnements fluviatiles (Sables de Lussagnet) classiquement rattachés à ces prismes sédimentaires. Nous faisons l'hypothèse que ces faciès sont à rattacher à une période de dépôt différente.
Le Lutétien supérieur est caractérisé par une sédimentation carbonatée à affinité récifale qui témoigne d'une diminution du flux terrigène. L'analyse des lignes sismiques a permis de mettre en évidence une forte érosion de la partie Ouest de cette plateforme synchrone du creusement de vallées incisées plus à l'Est. La chute du niveau marin relatif à l'origine de ces érosions entraine le dépôt, vers l'ouest, de sédiments terrigènes marins qui transitent probablement par ces vallées incisées en amont du profil de dépôt.
Au Bartonien, une transgression affecte le sud du bassin d'Aquitaine. Elle permet la mise en place de systèmes mixtes terrigènes/carbonatés en domaine marin et conduit également à un remplissage transgressif des paléovallées. C'est au cours de cette période que serait préservé la majorité des faciès fluviatiles réservoirs (Sables de Lussagnet).
La zone connait ensuite une généralisation de la continentalisation avec le dépôt d'une puissante série molassiques principalement d'âge Priabonien à Oligocène.
L'approche en stratigraphie sismique et en stratigraphie séquentielle à partir d'une couverture sismique dense, a permis de préciser l'évolution des systèmes sédimentaires du bassin au Paléogène face aux forçages tectoniques et aux variations des flux sédimentaires. Elle a également permis d'admettre des faits nouveaux et inédits : l'existence d'une discontinuité majeure à la transition Paléocène supérieur-Yprésien supérieur, une série progradante de type bas niveau/régression forcée à l'Yprésien, une discontinuité base bartonienne et un remplissage transgressif des incisions d'âge Bartonien. Les différents changements dans la dynamique sédimentaire, ont également pu être reliés à des événements majeurs de l'évolution de la chaîne.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)