S©dimentation des marges continentales

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  • SSdimentation et structure des marges continentales dimentation et structure des marges continentales Techniques dTechniques dexplorationexploration

    ETOPO 1

    Isabelle Thinon (BRGM)

  • Mercredi 19 octobre 2011 - ISTO I. Thinon BRGM

    Points abordPoints abordss

    > Gnralits et dfinition dune marge continentale> Structure et architecture sdimentaire des marges Les Marges continentales passives

    non-volcanique

    Volcanique

    Les modles de formation du rift la marge

    Les Marges continentales transformantes

    Les Marges continentales actives

    > Sdimentation sur les marges continentales > Pourquoi tudier les marges> Mthodes dinvestigations

  • Mercredi 19 octobre 2011 - ISTO I. Thinon BRGM

    QuQuestest--ce quce quune marge continentale?une marge continentale?

    Cest une bordure de continent

    Cest une zone de transition entre un continent, constitu de crote continentale et une plaque

    ocanique, constitu de crote ocanique.

    ETOPO 1

    Les marges continentales recouvrent 11% de la surface de la Terre

    1. Marges continentales passives

    2. Marges continentales transformantes

    3. Marges continentales actives

    12 plaques lithosphriques*3 frontires de plaque

    * Plaque lithosphrique: Ensemble rigide form de la crote et de la partie superficielle du manteau suprieur comprise entre la surface et 70-150 km de profondeur. Les plaques reposent sur lasthnosphre, un milieu solide, ductile. Elles sont dlimites par des zones actives ou limites de plaques. Actuellement, il y en a 12.

    Frontire divergenteExtension au niveau de la dorsale

    Frontire transcurrenteGlissement entre plaque le long dun dcrochement ou dune faille transformante

    Frontire convergentezone de subduction

  • Mercredi 19 octobre 2011 - ISTO I. Thinon BRGM

    Golfe du Lion. Source (Ifremer, SHOM)MNT (BRGM)

    Marge continentale passiveMarge continentale passive

    Connaissance avant et aprs 1990

  • Mercredi 19 octobre 2011 - ISTO I. Thinon BRGM

    Golfe du Lion. Source (Ifremer, SHOM)MNT (BRGM)

    Marge continentale passiveMarge continentale passiveDfinitions et gnralits

    Marge continentale passive (ou stable):

    -Zone de transition entre une masse continentale et la

    crote ocanique, qui se cre au sein de la mme plaque

    lithosphrique.

    -Elle ne prsente pas dactivit sismique et volcanique.

    -Induite par des contraintes de distension lointaines

    (~perpendiculaire laxe du rift)

    -Issue dune phase de rifting qui a aboutit la rupture

    lithosphrique et laccrtion ocanique

    formation de 2 marges continentales passives dites

    marges conjugues.

    -Lieu o la crote continentale samincie (30 -> 0 km)

    -Lieu o les sdiments transitent du continent la plaine

    abyssale.

    Tirs des cours de Barriers

  • Mercredi 19 octobre 2011 - ISTO I. Thinon BRGM

    O sont-elles ?

    -Ocan atlantique-Ocan Arctique-Ocan Indien occidental-Australie-Antarctique-Mditerrane occidentale : Corse, Sardaigne, Provence (golfe du Lion)

    Golfe du Lion. Source (Ifremer, SHOM)MNT (BRGM)

    Marge continentale passiveMarge continentale passiveDfinitions et gnralits

  • Mercredi 19 octobre 2011 - ISTO I. Thinon BRGM

    Sa morphologie

    -Plateau continental: 0 200 mPente trs faible (~0.1), Largeur (5 1500 km), Epaisseur crustale (~30-35 km)

    -Pente continentale (talus): 200 4000 mPente importante (1-5) et troite (10 100 km), Entaille de canyons sous-marins, lieu de lamincissement crustal (30 qq km).

    -Glacis continental: 25005000 mAccumulation de sdiments au pied de la pente

    -Plaine abyssale : 2500- 5000mSocle: crote ocanique proximit de la pente, lieu de la Transition Ocan/Contient (TOC)

    Golfe du Lion. Source (Ifremer, SHOM)MNT (BRGM)

    Marge continentale passiveMarge continentale passiveDfinitions et gnralits

    Carte bathymtrique

  • Mercredi 19 octobre 2011 - ISTO I. Thinon BRGM

    Marge continentale passiveMarge continentale passiveDfinitions et gnralits

    Reconstruction cinmatique (Gueguen, 1990)Fermeture du bassin liguro-provenalDaprs Gueguen(1990)

    2 types de marges continentales en fonction de la quantit de sdiments dposs

    -Marges maigres (ex: Marge armoricaine du Golfe de Gascogne)

    -Marges nourries (ex: Marge du Golfe du Lion, Marge du Gabon)

    2 types de marges continentales en fonction de la largeur de lamincissement crustal

    -Marge troite (< 50km): Marge de Provence, Marge armoricaine (Golfe de Gascogne)

    -Marge large (> 100km) : Golfe du Lion

    SO africaine daprs Sranne et Anka (2005)Marge armoricaine daprs Montadert et al. (1979)

  • Mercredi 19 octobre 2011 - ISTO I. Thinon BRGM

    Golfe du Lion. Source (Ifremer, SHOM)MNT (BRGM)

    Marge continentale passiveMarge continentale passiveStructures

    Diversit des structures partie distale de la marge et TOC

    Mutter et al. (1987)

    Connaissances avant 1990

    1. Marges continentales passives non-volcaniques

    2. Marges continentales passives volcaniques

    Marge non-volcanique

    Marge volcanique

    Connaissances aprs 1990

    Gernigon et al. (2005)

  • Mercredi 19 octobre 2011 - ISTO I. Thinon BRGM

    Golfe du Lion. Source (Ifremer, SHOM)MNT (BRGM)

    Marge continentale passiveMarge continentale passiveStructures

    Diversit des structures partie distale de la marge et TOC

    Marge non-volcanique- C.C. amincie caractrise par une succession de blocs basculs vers locan -C.C. directement adjacente la crote ocanique-TOC est abrupte

    1. Marges continentales passives non-volcaniques

    2. Marges continentales passives volcaniques

    Mutter et al. (1987)

    Connaissances avant 1990

    Marge non-volcanique

    Marge volcaniqueMarge volcanique-C.C. amincie caractrise par des blocs inclins vers le continent. -Prsence dune masse volcanique paisse au niveau de la TOC.

  • Mercredi 19 octobre 2011 - ISTO I. Thinon BRGM

    Golfe du Lion. Source (Ifremer, SHOM)MNT (BRGM)

    Marge continentale passiveMarge continentale passiveStructures

    Diversit des structures partie distale de la marge et TOC

    1. Marges continentales passives non-volcaniques

    2. Marges continentales passives volcaniques

    Au niveau de la TOC

    Marge non-volcanique

    -TOC : zone de dimension non ngligeable-Crote transitionnelle ni ocanique, ni continentale (Manteau serpentinis exhum) entre la crote ocanique et la C.C. amincie

    Marge volcanique-SDR-Corps sous-plaqu de vitesse lev (> 7 km/s)

  • Mercredi 19 octobre 2011 - ISTO I. Thinon BRGM

    Sa structure

    -La TOC tait suppose abrupte.

    -C.O. issue d'une accrtion lente l'axe d'une dorsale.

    -C.C. amincie, caractrise par une succession de blocs basculs bords par des failles normales (listriques)

    -L'architecture sdimentaire respecte la nomenclature classique pr-, syn- et post-rift, (Prosser, 1993).

    Marge continentale passive Marge continentale passive nonnon--volcaniquevolcaniqueStructure connaissance la fin du 20me sicle

    CM16 (Montadert et De Charpal, 1979)Thinon, 1999

    Partie proximalePartie distale

    Rebord de plateau

    Thinon, 1999

    Coupe perpendiculaire la marge des Entres de la Manche (Golfe de Gascogne)

  • Mercredi 19 octobre 2011 - ISTO I. Thinon BRGM

    La squence sdimentaire est gnralement subdivise en trois catgories:

    -Les sdiments prrifts (antrift): dpt avant toute dformation lie au rifting. Tout comme la C.C., ils sont faills et basculs durant la phase de rifting.

    -Les sdiments synrifts : dpt au cours du rifting (s.s.), pendant lactivit tectonique dextension. Forment des ventails sdimentaires au pied de la faille bordire.

    -Les sdiments postrifts : premiers sdiments tre dposs sur la crote ocanique. Ils recouvrent la marge, en lissant la topographie. Ils sont sub-horizontaux sans aucun paississement ou convergence de rflecteurs.

    : les sdiments synrifts peuvent apparatre comme des sdiments postrifts: Ex 1) un taux de sdimentation trop faible limite lenregistrement des mouvements tectoniques; 2) Des failles aux gomtries plates ne favorisent pas la rotation du bloc.

    La sparation entre les sdiments pr- et synrift et les sdiments post-rift = la discordance sdimentaire du breakup.

    Dfinition initiale: surface de non dpt ou drosion dont le hiatus sdimentaire est significatif. Elle spare des sdiments plus anciens de sdiments plus jeunes (Falvey, 1974; Driscoll et al., 1995),

    Considrer comme limite temporelle et spatiale de la rupture continentale (indicateur de la fin du rifting)

    !D:\TEMP\Images_marges\sismi3b.gif

    Marge continentale passiveMarge continentale passiveArchitecture sdimentaire zone proximale

    Daprs Peron-pinvidic- 2006

    Exemple dimage sismique (Marge ouest-ibrique)

  • Mercredi 19 octobre 2011 - ISTO I. Thinon BRGM

    Nouvelles observations mise en cause des concepts bass sur larchitecture sdimentaire

    Intervalles sdimentaires syn- et post-rifts :

    Les structures en ventail , interprtes comme squence synrift , non limites au domaine continental, mais galement observes dans la TOC et sur la crote ocanique.

    Pour une meilleure caractrisation des diffrentes phases de rifting, distinguer les sdiments "syn-formation de la marge proximale", "syn-formation de la marge distale", "syn-basculement des blocs continentaux", syn-exhumation mantellique"

    terme utilis = sdiments syn-tectoniques (Peron-Pinvidic, 2006)

    Discordance sdimentaire de breakup

    Selon Peron-Pinvidic (2006)

    La discordance sdimentaire de breakup nest pas une limite temp