Morphologie, architecture et mise en place d’un système carbonaté profond alimenté par un canyon

Morphology, architecture and establishment of a deep canyon supplied carbonated system

• Auteur / Autrice : Audrey Recouvreur
• Direction : Thierry Mulder
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sédimentologie marine et paléoclimats
• Date : Soutenance le 12/01/2021
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Environnements (Pessac, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (Talence, Gironde ; 1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean Borgomano
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Mulder, Emmanuelle Vennin, Stéphan Jorry, Christian Betzler, Emmanuelle Poli, Philippe Razin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuelle Vennin, Stéphan Jorry

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plates-formes carbonatées

Sédiments (géologie) -- Transport

Turbidites

Mots clés libres

Bahamas

Processus gravitaires

Turbidites

Carbonates

Canyon sous-Marin

Drift contouritique

Turbidites

Carbonates

Bahamas

Gravity processes

Submarine canyon

Contouritic drift

Résumé

L’analyse de la morphobathymétrie, de la réflectivité acoustique et de la sismique haute et très haute résolution des données acquises lors des campagnes océanographiques Carambar (2010 – 2017) a permis d’obtenir une vue d'ensemble de la morphologie et des processus de transferts sédimentaires, de la pente supérieure à la plaine abyssale d'un système carbonaté moderne : la pente nord-est du Little Bahama Bank (LBB). Ces travaux viennent compléter les résultats de Tournadour (2015), Chabaud (2016), et Fauquembergue (2018), notamment sur l’architecture profonde de ce système. La distribution spatiale des échofaciès et des faciès de réflectivité acoustique montrent une grande variété de structures, témoignant de l’activité de nombreux processus sédimentaires le long de la pente du LBB. Elle montre notamment l’existence d’une subsidence différentielle entre la partie orientale et occidentale du LBB. Les profils sismiques haute-résolution fournissent de nouveaux indices sur l'origine du Great Abaco Canyon, canyon carbonaté d'une profondeur inhabituelle. Des failles de direction N110, apparentées à la Great Abaco Fracture Zone, indiquent un contrôle structural sur l'emplacement du Great Abaco Canyon et sa physiographie actuelle. Ces structures suggèrent une réactivation néogène du réseau de failles pendant la croissance de la plate-forme, contrastant avec le calme tectonique apparent de la région décrit jusqu’alors. Le complexe chenal-lobe, sans expression bathymétrique, à l’embouchure du Great Abaco Canyon, montre qu’une période exceptionnelle d'exports gravitaires a largement contribué à l’activité du canyon au Miocène supérieur. L'architecture sismique du Blake Plateau montre une succession de faciès sismiques bien définis, séparés par des réflexions de grande amplitude interprétées comme des drifts contouritiques. La morphologie de ces drifts souligne l'apparition d'un courant oligo-miocène, s'écoulant vers le nord le long du bord du Blake Bahama Escarpment et à travers le Blake Plateau. Des monts carbonatés d’eaux froides, associés soit aux échappements de fluides, soit aux courants situés dans les paléo-dépressions topographiques, permettent de définir deux origines pour ces monts : les bioherms (type 1 & 2) et les chemoherms (type 3). L'association stratigraphique des monts avec les surfaces d'érosion est révélatrice des changements à grande échelle des courants de fond dans la zone.

The large acoustic data set acquired during the Carambar cruises (2010 – 2017) is composed of high resolution bathymetry, backscatter data and very-high resolution seismic lines which allow for an overview of the morphology and sediment transfer processes from the shallow upper slope to the abyssal plain of a modern carbonate system: the north-eastern slope of the Little Bahama Bank. This work completes the results from Tournadour (2015), Chabaud (2016), and Fauquembergue (2018), with a focus on the architecture of this deep system. Surficial distribution of the acoustic facies and echofacies reflects a wide variety of sedimentary processes along and across the slope. It demonstrates the occurrence of a differential subsidence affecting the eastern versus western part of the bank. High resolution seismic profiles give new clues on the origin of a giant carbonate canyon, the Great Abaco Canyon. N110-trending faults have been recognized on the seismic profiles crossing through the Great Abaco Canyon mouth and can be related to the Great Abaco fracture zone. These structures suggest a Neogene fault reactivation during platform growth, contrasting with the quiet tectonic period previously described on the region. The channel – lobe complex at the Great Abaco Canyon mouth has no bathymetric expression. It shows that exceptional mass-flow events largely contributed to an important sediment transfer in the canyon during the Upper Miocene. The seismic architecture of the southern part of the Blake Plateau shows a succession of well-defined seismic facies, separated by high-amplitude reflections, interpreted as stacked contouritic sequences. These contouritic drifts emphasize the occurrence of an Oligo-Miocene current flowing northward along the Blake Bahama Escarpment edges and across the Blake Plateau. Fluid-associated structures and current-associated mounds located in topographic lows allow the definition of two origins for mounds: bioherms (type 1 & 2) and chemoherms (type 3). The stratigraphic association of mounds with erosion surfaces is further indicative of large-scale changes of the activity of bottom currents in the zone.