Environnement sédimentaire, stratigraphie séquentielle et paléogéographie du Paléozoique de succession pré-Khuff dans le sud de l'Iran (Zagros et le Golfe Persique)

Sedimentary environment, sequence stratigraphy and paleogeography of Paleozoic Pre-Khuff succession in southern Iran (Zagros and Persian Gulf)

• Auteur / Autrice : Afshin Asghari
• Direction : Emmanuelle Vennin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre
• Date : Soutenance le 15/12/2014
• Etablissement(s) : Dijon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biogéosciences (Dijon) - Biogéosciences
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Deconinck
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-François Buoncristiani
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Boulvain, Jean-Yves Reynaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Zāgros (Iran ; massif)

Persique, Golfe (région)

Stratigraphie séquentielle

Paléoclimatologie

Paléogéographie

Paléozoïque

Mots clés libres

Paléozoïque

Pré-Khuff

La région de Zagros

Iran

Plate Arabique

Faciès sédimentaires

Environnement de dépôt

Stratigraphie séquentielle

Paléogéographie

Paléoclimats

Palaeozoic

Pre-Khuff

Zagros area

Iran

Arabian Plate

Sedimentary facies

Depositional environment

Sequence stratigraphy

Palaeogeography

Palaeoclimate

Résumé

Au cours du Précambrien et du Paléozoïque, la zone Zagros faisait partie de la plate-forme Arabe. La succession Paléozoïque du Zagros s’étend du Cambrien au Permien. La zone d'étude se situe entre le Lurestan et le Fars au sud et le Golfe Persique. Au Paléozoïque, dans le secteur du Zagros, la série stratigraphique comprend quatre séquences de second ordre (ou cycles tectonostratigraphiques) séparées par d’importantes discordances. L’eustatisme est le principal facteur déterminant les changements d’espace d’accommodation, même si localement dans l'Ouest du Haut Zagros, le rôle de la tectonique régionale et des mouvements diapririques est important. Le premier cycle (Ordovicien) est composé des Fomrations Seyahou (Floien-Katien) et Dargaz (Hirnantien). Il enregistre une évolution depuis des milieux profonds à peu profonds de plate-forme siliciclastique. La Formation Seyahou est découpée en sept séquences de troisième ordre et la Formation Dargaz correspondant à des dépôts glaciogènes comprends deux séquences de troisième ordre. Le deuxième cycle (Silurien inférieur) correspond à la Formation Sarchahan. Il est caractérisé des environnements marins peu profonds à profonds comprenant des marnes riches en matière organique. Il est composé par deux séquences de dépôt de troisième ordre. Localement à Kuh e Gahkum, la base de cette Formation enregistre des dépôts peu profonds de transition continental-marin dont la présence est attribuée à la mise en place d’un diapir dans le secteur. Le troisième cycle (Dévonien) correspond à la Formation Zakeen. Les dépôts évoluent depuis des environnements continentaux à marins. La fin du Dévonien est marqué par des environnements marins carbonatés dans le sud de la région du Fars et dans le Golfe Persique. Il est divisé en trois séquence de troisième ordre. L’absence de la Formation Zakeen à Kuh e Surmeh et Kuh e Siah, et sa présence dans les régions voisines (Naura, West Agar, etc ...), suggèrent une activité diapirique, expliquant l’érosion locale des séries sédimentaires. Le dernier cycle de la succession pré-khuff dans la zone d'étude correspond à la Formation Faraghan du Permien inférieur. Il surmonte une discontinuité attribué au jeu de l'orogenèse Hercynienne et est déposé dans toute la région du Zagros et dans le Golfe Persique. La Formation Faraghan correspond à des environnements de plaine côtière à marins et est divisé en trois séquences de troisième ordre.La succession du Paléozoïque est marquée par plusieurs discordances majeures. Elles résultent de: (i) variations majeures du niveau marin en lien avec des variations glacioeustatiques comme pour le cas de la glaciation Hirnantien à la fin de l’Ordovicien et celle du Carbonifère; (ii) Un soulèvement du Moyen-Orient à la fin du Silurien associé aux mouvements épeirogéniques et à une baisse importante du niveau de la mer; et (iii) l'orogenèse Hercynienne allant de la fin du Dévonien à Carbonifère. Localement, les discordances peuvent aussi s’expliquer par le jeu de remontée diapirique induisant une érosion locale, comme c’est le cas dans les secteurs de Kuh e Surmeh et de Kuh e Gakhum pour des periodes de temps différentes.

During the Precambrian and trough the Palaeozoic, the Zagros area was part of the Arabian platform (Beydon, 1993). The Palaeozoic succession of the Zagros extends from Cambrian to well-developed Permian deposits. The study area ranges from the Lurestan to Southern Fars onshore and to the Persian Gulf offshore wells. From Ordovician to Early Permian Palaeozoic succession of the Zagros area comprises four second-order tectonostratigraphic depositional cycles separated by major unconformities. Eustatic sea-level variation is the main controlling factor for accommodation space changes, whereas in West High Zagros and Kuh e Gahkum, the role of regional and salt tectonic activities may be also important. The first cycle (Ordovician) is composed of the Seyahou (Floian-Katian) and Dargaz (Hirnantian) Formations. They are characterized by deep- to shallow-water (offshore to shoreface) siliciclastic deposits. The Seyahou Formation contains seven 3rd-order depositional sequences. The glaciogenic Dargaz Formation consists of one 3rd- order sequence. The second cycle (Early Silurian) corresponds to the Sarchahan Formation is composed of two 3rd-order depositional sequences. They are characterized by deep-marine offshore to upper offshore environments. Locally in Kuh e Gahkum the base of the Formation presented continental fan delta deposits due to the salt tectonic activity.The third cycle (Devonian) corresponds to the Zakeen Formation and divided in three 3rd-order depositional sequences. It started with the deposition of continental to near-shore marine clastic deposits. In Late Devonian, it evolved to carbonate marine deposits in the south of Fars area and the Persian Gulf. The lack of Zakeen Formation in Kuh e Surmeh and Kuh e Siah, and is presence in neighboring areas (Naura, Aghar, etc…), suggests structural salt plug activities (Jahani, 2008). This megasequence is capped by a major unconformity related to the Hercynian orogeny.The last deepening-upward cycle of the Pre-khuff succession in the study area is the Early Permian Faraghan Formation. It capped the Hercynian orogeny and deposited throughout the Zagros area from Lurestan (west) to Bandar Abbas (East) areas as well as in Persian Gulf. The Faraghan Formation divided into three 3rd-order depositional sequences and deposited in coastal plain to shallow-marin near-shore environment. Basinward, in the deeper part (e.g. Kuh e Faraghan), they are replaced by marine upper offshore deposits. The Palaeozoic succession is marked by several major unconformities associated with hiatus. They resulted from: (i) major sea level drops at the end of the Ordovician related to the Hirnantian glaciation (Ghavidel Syooki et al., 2011) and of during the Carboniferous related to the southern Hemisphere glaciation (Golonka, 2000); (ii) An uplift of the Middle East area at the end of the Silurian associated with epeirogenic movements (Ala et al., 1980; Berberian and King, 1981; Al-Sharhan and Nairn, 1997) and a major sea level drop at the end of Silurian (Al-Husseini, 1991,1992; Sharland et al., 2001; Konert et al., 2001; Haq and Al-Qahtani, 2005); and (iii) impact of the Hercynian orogeny spanning from the Late Devonian up to the Carboniferous (Al-Hosseini, 1992; Sharland et al., 2001; Konert et al., 2001, Faqira et al., 2009).