Processus d'amincissement crustal en contexte transtensif : L'exemple du golfe de Gascogne et des Pyrénées basques

par Suzon Jammes

Thèse de doctorat en Géophysique

Sous la direction de Gianreto Manatschal.

Soutenue en 2009

à Strasbourg .


  • Résumé

    Le Golfe de Gascogne s’est ouvert à l’Aptien-Albien en contexte transtensif et constitue aujourd’hui un bassin océanique en forme de V. A la pointe de ce système de propagation océanique plusieurs bassins de rift, présentant des évidences d’amincissement crustal extrême se sont formés (bassins de Parentis, Arzacq-Mauléon et Cantabrique). Au cours de la compression pyrénéenne active entre le Santonien et l’Oligocène, les bassins méridionaux de Mauléon et Cantabrique ont été fortement réactivés et intégrés dans la partie occidentale des Pyrénées. Au contraire, au nord-ouest le bassin de Parentis a été peu réactivé permettant ainsi la préservation des structures de rift. Ce contexte permet d’étudier les processus permettant d’amincir la croûte et la chronologie de ces événements à l’aide d’observations géologiques dans le bassin de Mauléon et en utilisant des données géophysiques et de forages dans les bassins de Parentis et d’Arzacq. Dans ce travail, je décris à partir d’une approche multidisciplinaire et multi-échelle les structures de rift observées à l’échelle de l’affleurement et du bassin et je propose un modèle numérique capable de décrire l’évolution du système dans le temps et l’espace. Les résultats principaux sont :1) l’identification d’un détachement qui exhume au fond de la mer des roches issues de la croûte moyenne et du manteau;2) la reconstruction et la réinterprétation de l’évolution du rifting dans le Golfe de Gascogne : celui-ci présente une évolution polyphasée initiée par une phase d’étirement (Trias-Jurassique) qui se poursuit par une phase transtensive active entre le Jurassique terminal et l’Aptien inférieur. Celle-ci a fortement influencé le développement des phases postérieures d’amincissement et d’exhumation en préstructurant le système;3) la mise en évidence de la forte influence des couches ductiles présentes dans la croûte (croûte moyenne) et dans les sédiments (sel triasique) sur la structuration du rift et la géométrie des bassins. Enfin, il est clair que l’héritage de cet épisode de rifting joue un rôle majeur dans la réactivation et la formation de l’orogène pyrénéen.

  • Titre traduit

    Extreme crustal thinning in a transtensional setting : The example of bay of Biscay-Western Pyrenees


  • Résumé

    The Bay of Biscay represents a V-shaped oceanic basin that opened in Aptian-Albian time within a transtensional setting. In front of this propagating ocean several rift basins preserve evidence for extreme crustal thinning (e. G. Parentis, Arzacq-Mauleon, Cantabrian basins). During the subsequent Pyrenean compression in Santonian to Oligocene time, the southern Mauleon and Cantabrian basins were strongly reactivated and became part of the western Pyrenees meanwhile the Parentis basin located further to the northwest, was only weakly reactivated and preserved the major structure related to rifting. This situation enables to study the processes and timing of extreme crustal thinning with geological methods on land (southern Mauleon basin) and in using geophysical and drilling data in the northern Arzacq and onshore in the Parentis basin. In my study I was able to describe, based on a multidisciplinary and multiscale approach the rift structures from the outcrop to the basin scale and to propose a numerical model that can describe the evolution of these basins in time and space. The major results obtained are:1) the discovery and proposition that mantle and mid crustal rocks were exhumed along top-basement detachment faults to the seafloor;2) the reconstruction and reinterpretation of the rift evolution in the Bay of Biscay showing a polyphase evolution that initiated with a stretching phase (Triassic-Jurassic) continued in a transtensional phase occurring between latest Jurassic to Early Aptian time and playing a major rule in pre-structuring the area during final thinning and exhumation in Aptian to Albian time;3) the finding that ductile layers in the crust (middle crust) but also in the sediments (Triassic salt) are important in controlling the final rift structures and basin geometries. Finally, it is clear that the rift-related inheritance played a major role during reactivation and formation of the Pyrenean orogen.

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  • Détails : 1 vol. (280 p.)
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