Le processus d'avulsion : enregistrement stratigraphique et sédimentologique : application aux éventails turbiditiques de l’Amazone et du Zaïre

par Sandra Mansor

Thèse de doctorat en Géosciences marines

Sous la direction de Laurence Droz.

Soutenue en 2009

à Brest .

mots clés

• Éventail sous-marin
• Amazon Fan
• Chenal-levées
• Harps
• Zaïre Fan
• Avulsion d’un chenal
• Lobes d’avulsion
• Courants de turbidité -- Amazone (cours d'eau)
• Courants de turbidité -- Congo (cours d'eau)
• Géomorphologie fluviale
• Turbidites

Résumé

Grâce aux données de forages ODP du Leg 155, corrélées aux coupes sismiques haute résolution de la campagne Lobestory d’Ifremer, l’éventail géant de l’Amazone est devenu une zone privilégiée pour étudier l’évolution des systémes chenaux-levées et le processus d’avulsion qui régit l’architecture des systémes turbiditiques. Les travaux antérieurs avaient montré que le processus d’avulsion est un des processus fondamentaux de la construction des édifices turbiditiques. Il aboutit au changement brutal du cours d’un chenal et à son abandon en aval du point d’avulsion. Ce processus et les phénoménes qui en découlent (courants non-confinés, rupture de profil d’équilibre du chenal, etc. ) sont à l’origine d’une distribution sédimentaire particulière, avec des dépôts grossiers (HARPs) en semelle des chenaux. Dans le travail présenté, les paquets de réflecteurs de fortes amplitudes (HARPs) situés à la base de ces systèmes fortement aggradant, ont pu étre caractérisés en sismique comme la superposition de 4 corps sismiques élémentaires correspondant à des processus de mise en place distincts. Ils peuvent étre décrits comme une amalgamation de petites unités sableuses, chenalisées ou non, mises en place pa une succession de courants de turbiditié très sableux et de haute densité. L’étude sismique et bathymétrique de corps particuliers repérés dans l’éventail du Zaïre a permis de compléter notre connaissance des premiers (effondrement de la levée) et derniers stades (abandon du chenal père et début d’aggradation du chenal fils aprés dépôts des HARPs). Ces résultats ont permis de préciser les modèles d’avulsion proposés jusqu’ici.

Titre traduit

Avulsion process in turbidite systems : stratigraphic and lithologic records : application to the Amazon and Zaïre turbidite systems

Résumé

Our study focuses on the avulsion process, the key process for the depocenter migration of stacked channel-levee systems in the deepsea. To present, the avulsïon process has been explained as the abandonment of a channel (parent channel) and the birth of a new one (new channel). A true indice of avulsion has been given by the detection of the HARPs, a seismic term known since the 80s for highamplitude reflection packets at the base of new channel-levee systems. The HARPs are suggested, in analogy to the studies from ODP Leg 155 of the Amazon Fan, to be sandy deposits in lows adjacent to breached parent channels. Our present work, by re-visiting the Amazon Fan with multichannel high-resolution seismic data, highlights the great complexity of the HARPs architecture and their lithological heterogeneity. The study of some specific zones within the Zaïre Fan allowed revealing both the earliest stages of an avulsion process related to levee breaches and first splays linked to unconfined flows on the levee, and the latest stage of this process, with the first levee deposition and evolution following the HARPs deposition. These results provide new insights for the understanding of the processes involved during an avulsion event (levee breach, HARPs accumulation, levee aggradation). By describing the inter-relationship of the different architectural sub-bodies of the HARPs and giving details on both the earliest and latest stages of the avulsion, our results also provide clues to refine the previous conceptual models and reach a higher resolution knowledge of this process.