Interactions entre le front sud-atlasique et la marge est-tunisienne (Chott-Golfe de Gabès) : analyse tectono-sédimentaire, cinématique de failles et coupe équilibrée

Relationship between the southern Atlas foreland and the eastern margin of Tunisia (Chotts-Gulf of Gabes) : tectono-sedimentary, fault kinematics and balanced cross section approaches

• Auteur / Autrice : Mohamed Gharbi
• Direction : Olivier Bellier, Nicolas Espurt, Amara Masrouhi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences de l'environnement
• Date : Soutenance le 17/12/2013
• Etablissement(s) : Aix-Marseille en cotutelle avec Université de Sfax (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Frizon de Lamotte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mohamed Ben Youssef, Jacques Déverchère
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Roure

Mots clés

Mots clés contrôlés

Failles (géologie)

Relief inverse

Rifts

Tunisie

Marges continentales

Mots clés libres

Marge passive sud téthysienne

Rifting

Inversion tectonique

Cinématique des failles

Changements de régime

Coupe équilibrée

Tunisie

L’avant-pays sud atlasique

South Tethyan margin

Rifting

Tectonic inversion

Southern Atlas foreland

Fault analysis

Stress change

Balanced cross section

Tunisia

Résumé

L'architecture structurale de l’avant-pays sud atlasique tunisien est caractérisée par un style tectonique mixte résultant de la réactivation de failles normales connectées avec le socle, de la mise en place de décollements dans la couverture sédimentaire ainsi que d’un diapirisme non négligeable. La géométrie et l’orientation des structures extensives préexistantes, issues du rifting Trias à Turonien, contrôlent la déformation de la couverture sédimentaire au cours des phases compressives d’âge fini-mésozoïque et cénozoïque. En effet, la marge tunisienne a enregistrée une longue période de rifting, de la fin du Permien-Trias jusqu’au Turonien. Une inversion tectonique s’est initiée probablement pendant le Crétacé supérieur. Les compressions tectoniques tertiaires se sont produites au cours de trois périodes: l’Eocène, le Mio-Pliocène et le Plio-Quaternaire. Notre étude montre une variation temporel du champ de contrainte régional, d’un régime tectonique compressif de direction NW-SE d’âge Mio-Pliocène à un régime tectonique compressif de direction N-S à NNE-SSW d’âge Quaternaire à l’actuel. Ce changement de régime tectonique a lieu, soit à la fin du Pliocène, soit au début du Quaternaire. Et une variation spatiale du champ de contrainte, de la compression (Domaine atlasique de la Tunisie) à la transtension (Golfe de Gabès), semble se faire progressivement du Nord vers le Sud-Est. Cette étude souligne le rôle prépondérant des failles profondes héritées et acquises au cours de l'évolution de la marge passive sud téthysienne. Dans ce domaine, la restauration de notre coupe équilibrée montre un raccourcissement modéré en surface de l’ordre de 8.1 km (~7,3%).

The structural architecture of the Tunisian foreland consists in a mixed tectonic style with deep-seated basement faults, shallower décollements within sedimentary cover and salt diapirism. Structural geometry and orientation of the pre-existing Triassic-Turonian extensional structures controlled subsequent contractional deformation within the sedimentary cover. The rifting of the margin started in the late Permian–Triassic and continued up to the Turonian. From the inversion of the successive compressions, the development of ENE-trending thrust-related anticlines such as the Orbata and Chemsi structures are controlled by the reactivation of the inherited Mesozoic faults. Geologic data from this region indicate that the positive tectonic inversion occurred probably during Late Cretaceous period. The Cenozoic tectonic compressions in the southern Atlassic domain occurred during three periods: Late Eocene, Late Miocene and Plio-Quaternary. The Fault kinematic analysis reveals a temporal change in states of stress that occurred during the Late Cenozoic. A paleostress (Miocene-Pliocene) state is characterized by a regional compressional tectonic regime with a mean N134±09°E trending compressional axis (σ1). A modern (Quaternary to present-day) state of stress also corresponds to compressional tectonic regime with a regionally mean N05±10°E trending horizontal σ1. This study underlines the predominant role of inherited basement structures acquired during the evolution of the southern Tethyan margin, and their influence on the geometry of the Atlassic fold-and-thrust belt. At the southern Atlas of Tunisia our restoration shows a surface shortening of ~8.1 km (~7.3%).