Les têtes de canyon sous-marins du delta du Niger : contrôles structurels, remplissage sédimentaire et évolution cénozoïque

The submarine canyon heads of the Niger delta : structural controls, sedimentary infilling and Cenozoic evolution

• Auteur / Autrice : Vivian Onyinyechukwu Oguadinma
• Direction : Jean-Yves Reynaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre et de l'univers
• Date : Soutenance le 16/12/2022
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Océanologie et de Géosciences (LOG)
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Tribovillard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Viviane Bout-Roumazeilles, Hervé Gillet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Migeon, Nathalie Babonneau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Méthode sismique-réflexion

Diapirs

Géomorphologie structurale

Pléistocène

Stratigraphie séquentielle

Roches réservoirs (géologie pétrolière)

Niger, Delta du (Nigeria)

Sédiments (géologie) -- Transport

Mots clés libres

Canyon sous-marin

Contrôles structuraux

Remplissage sédimentaire

Sub-Marine canyon

Structural control

Sedimentary infilling

Résumé

Les canyons sous-marins sont des corridors majeurs pour le transfert des sédiments des continents vers les bassins sous-marins profonds. Considérés comme des structures de transit scellées par des boues distales, les canyons ont peu fait l'objet de prospective en termes de géologie de réservoir. La source des sédiments, le moment des apports, les mécanismes de transport dans les canyons sous-marins diffèrent d'une marge à l'autre en fonction des contextes climatique et géodynamique, ce qui en fait un vaste champ d'étude. Ce travail présente les résultats d'une étude sismique 3D haute résolution d'un canyon du SE du delta du Niger, le canyon de Galabor. Le volume sismique étudié, calé au puits (gamma ray et calibration biostratigraphique), a été et exploré à travers (i) des coupes verticales réalisées le long et en travers des thalwegs du canyon et (ii) des cartes d'attributs sismique des horizons-clés. Après une revue bibliographique, deux articles soumis au BSGF sont présentés dans ce mémoire. Le premier article se concentre sur la géomorphologie sismique et les relations entre la déformation gravitaire (argilocinèse, failles de détachement) et la dynamique du canyon. Le confinement des écoulements turbiditiques dans des ensellements bordés par des reliefs diapiriques explique une grande partie du piégeage du sable dans le haut de pente. Les processus de chenal sont responsables du tri et de la concentration de sable dans des ceintures méandriformes qui débordent largement de l'incision initiale. Le deuxième article concerne la stratigraphie séquentielle. Deux séquences de dépôt de 100 000 ans sont identifiées, séparées par un horizon daté à 0,99 Ma. Dans chaque séquence, le sable n'est pas sourcé par une vallée incisée mais par l'érosion régressive sous-marine de deltas de bordure de plateforme. Le sable est en bypass dans le cortège de chute, dominé par des écoulements de débris boueux, et stocké dans le cortège de bas niveau. Le cortège transgressif, épais et formant une excellente couverture au-dessus du réservoir sableux, est dominé par une sédimentation fine hémipélagique et le cortège de haut niveau est absent. Des questions demeurent, comme celle du sourçage du sable et des transformations de l'écoulement entre les mécanismes gravitaires et tractifs.

Submarine canyons are major corridors for transferring sediments from continents to deep submarine basins. Considered transit structures sealed by distal mud, canyons have little perspective in reservoir geology. The source of the sediments, the timing of inputs, and the transport mechanisms in submarine canyons differ from one margin to another depending on the climatic and geodynamic contexts, making it a vast field of study. This work presents the results of a high-resolution 3D seismic survey of a south-eastern submarine canyon in the Niger Delta, the Galabor Canyon. After a literature review, two articles submitted to BSGF are presented in this dissertation. The first article focuses on seismic geomorphology and the relationships between gravity deformation (shale ridges, detachment faults) and canyon dynamics. The seismic volume studied, wedged at the well (gamma ray and biostratigraphic calibration), was explored through (i) vertical sections along and across the thalwegs of the canyon and (ii) seismic attribute maps of key horizons. The confinement of turbiditic flows in intra slope basin bordered by shale ridges explains much of the trapping of sand at the upper slope. Channel processes are responsible for sorting and concentrating sand in meander belts that extend far beyond the initial incision. The second article concerns sequential stratigraphy. Two 100,000-year-old deposition sequences are identified, separated by a dated horizon of 0.99 Ma. In each sequence, the sand is not sourced by an incised valley but by the regressive submarine erosion of shelf-edge deltas. The sand is bypassed in the falling stage system tract, dominated by mass transport deposits, and preserved in the low stand system tract. The transgressive system tract, which is thick and forms an excellent seal above the sandy reservoir, is dominated by fine hemipelagic sedimentation and the high stand system tract is absent. Questions such as sediment source and flow transformations between gravity and tractive mechanisms remain unanswered.