Academic literature on the topic 'Bassins sédimentaires – Gabès (Tunisie)'

En climat méditerranéen, les ressources en eau des bassins sédimentaires sont rares. Pour limiter les écoulement de surface et recharger les nappes souterraines, des lacs collinaires ont été construits sous une pluviométrie annuelle comprise entre 250 et 500 mm. Des échantillons d'eau ont été prélevés dans le bassin versant d'El Gouazine, situé en Tunisie centrale, pour mieux expliciter le fonctionnement hydrochimique et la recharge de la nappe phréatique d'un lac collinaire très filtrant. Les eaux ont été échantillonnées à deux périodes distinctes (retenue presque asséchée et retenue pleine), en amont de la retenue dans le bassin versant et en aval dans l'aquifère alluvial. Trois faciès chimiques (bicarbonaté calcique, chloruré sodique et sulfaté calcique) caractérisent les eaux de nappe, l'eau de la retenue étant sulfatée calcique. La roche-mère et la nappe phréatique sont chimiquement très dépendantes. Les isotopes stables de l'eau montre que la nappe amont est peu profonde et d'origine météorique. L'eau de la retenue se mélange avec les eaux souterraines en conservant un caractère météorique en période d'écoulement et en acquérant un caractère évaporé en période d'assèchement. La nappe alluviale aval est alimentée par les eaux mélangées de la retenue. L'altération d'un affleurement gréseux forme un aquifère en rive gauche du lac expliquant en partie les pertes par infiltration. Les principaux processus géochimiques, qui se produisent au cours de l'écoulement de la nappe dans les formations superficielles, permettent une compréhension partielle du fonctionnement hydrochimique de la retenue et de son bassin versant.

Abstract La région de Kasserine, en Tunisie centrale, est depuis très longtemps considérée par de nombreux auteurs comme une terre émergée formant une île ou un archipel, depuis le Crétacé terminal jusqu’au Miocène moyen. Dans les années 1980, des dépôts continentaux y ont alors été découverts et datés de l’Eocène. Jusqu’à aujourd’hui, aucun dépôt marin plus vieux que le Miocène moyen n’était donc connu en Tunisie centrale et les seuls faciès marins attribués à l’Eocène, étaient ceux des bassins phosphatés formés en périphérie de la zone émergée. C’est dans la région du Djebel el Kébar, située sur la bordure est de la zone de Kasserine, qu’une étude détaillée des dépôts de la période Eocène moyen-Miocène a été menée. Dans la série étudiée, quatre discontinuités majeures se corrèlent sur l’ensemble du site. Entre ces discontinuités, se succèdent trois ensembles sédimentaires : carbonaté glauconieux et argileux (I), carbonate (II), sablo-conglomératique et argilo-sableux (III). Les résultats paléontologiques et biostratigraphiques Un important gisement à faune marine et continentale a été découvert au Djebel el Kébar dans les dépôts glauconitiques marins du premier ensemble sédimentaire (I). La faune, très riche, est alors constituée de nombreuses formes marines (sélaciens, raies, siréniens, etc.) et continentales (rongeurs, hyracoïdes et primate). Les datations inédites indiquent un âge bartonien, pour ces dépôts. Les résultats sédimentologiques Treize faciès ont été identifiés et cartographiés grâce à des conditions d’affleurement exceptionnelles au Djebel el Kébar. Les paléo-environnements ont été reconstitués et leur succession montrent le passage d’un milieu de plate-forme carbonatée très peu profonde dominée par la houle et influencée par les tempêtes et la marée, à un système sablo-conglomératique et argileux, fluviatile et d’embouchure estuarienne. L’évolution tectono-sédimentaire et séquentielle Un découpage séquentiel a été proposé, dans lequel, de part et d’autre de discontinuités essentiellement d’origine tectonique, trois séquences dont les durées (> 3 Ma), compatibles avec le second ordre de Vail et al. [1991], sont très partiellement préservées. Dans ces séquences, l’essentiel de la série étudiée se met en place dans les cortèges transgressifs et les prismes de hauts niveaux marins. Les zones fossilifères semblent alors associées à plusieurs épisodes de condensation, intervenant au sein d’un cortège transgressif d’un cycle de second ordre. Conclusion Le premier résultat inédit de ce travail a été de mettre évidence et de dater des dépôts marins plus anciens que le Miocène moyen au Djebel el Kébar, en Tunisie centrale. La zone étudiée n’est donc pas dans la partie émergée de la zone de Kasserine à l’Eocène. Entre le Bartonien et le Miocène inférieur, les faciès marins évoluent au sein d’un environnement de plate-forme carbonatée très peu profonde. Un événement majeur (flexuration couplée à une chute eustatique au Miocène) provoquerait ensuite un changement de profil de dépôts, l’arrivée de matériel terrigène grossier et l’installation d’un système sédimentaire fluviatile et d’embouchure sableuse. Enfin l’ensemble de la série sédimentaire enregistre des fluctuations tectono-eustatiques, responsables de plusieurs séquences de second ordre, partiellement préservées.

Les modèles analogiques de formation des bassins en pull-apart considèrent l’existence de discontinuités basales qui transmettent le mouvement de décrochement dans la couverture sus-jacente. Nous présentons ici une série de modèles réalisés selon un mode opératoire innovant, qui permet la formation de ce type de bassins au-dessus d'une couche visqueuse, par le seul effet de coulissements latéraux dans la couverture, indépendamment du socle. Ce travail est inspiré d’un exemple naturel, le bassin d'El Hamma-Gabes, en Tunisie centrale. Ce bassin correspond à une zone de relais extensif entre deux Couloirs de Décrochements Principaux (CCP) de direction N100-110. Ces couloirs font partie de l’expression en surface de la zone de cisaillement crustale dite « Accident Sud Tunisien ». Ils sont marqués par des cinématiques transtensives dextres pendant l’extension N80 du Crétacé supérieur, et transpressives dextres pendant les compressions N140 au cours du Néogène. Ces mouvements ont assuré et maintenu l’extension de la zone de relais au cours des événements tectoniques aussi bien extensifs que compressifs. Dans cette zone de relais la couverture sédimentaire est adhérente au substratum anté-triasique dans sa partie méridionale, en l’absence du trias supérieur évaporitique. La structuration en subsurface montre un dispositif en horst et graben qui se branchent aux (CCP). Deux méga-grabens sont identifiés : celui d’El Hamma à l’Ouest et celui de Chenchou à l’Est, séparés par le Horst de Jebel Hallouga. Chacun de ces grabens est structuré à son échelle, en une succession de horsts et graben de second ordre. En sections sismiques, des structures en « sabliers » formées par l’interconnexion dans les couches du Crétacé supérieur, de grabens séparés dans des niveaux sous-jacents, se développent dans la partie septentrionale de la zone de relais. Ces structures témoignent d’une extension plus prononcée que dans la partie méridionale, favorisée par un découplage couverture/socle lié à une présence d’évaporites Triasiques dans cette partie de la zone de relais. Les modèles analogiques montrent que : 1- Dans le cas d’une couverture reposant sur une couche visqueuse (silicone) également répartie dans la zone de relais, le pull-apart initié comporte deux grabens chacun connecté à l’extrémité de l’un des (CCP). Les failles bordières de ces structures montrent des tracés courbes. Leur orientation est celle de failles de type R au niveau de leurs jonctions au (CCP), et évolue vers celle de R’, en s’en éloignant. Des percements « diapiriques » se produisent le long des axes des grabens. La restauration des étapes de déformation permet de distinguer les trois stades de mise en place de ces diapirs : stade réactif associé à l’ouverture du graben, actif puis passif syn-cinématiques. Un effondrement du toit de diapir se produit à un stade avancé de la déformation quand la couche de sel est amincie alors que l’extension continue. Les structures en "sablier" se développent dans les couches syntectoniques par propagation vers le haut des failles normales et leur interférence. 2- Dans les modèles à variation latérale de la densité de la couche de décollement, l’extension dans la zone de relais parait plus accentuée dans la zone où la densité est la plus faible. Le graben connecté aux (CCP) du côté de cette zone est plus structuré. Aussi, les structures en sabliers n’apparaissent que dans cette zone à forte extension. Un diapirisme peut se produire à la jonction entre le bassin en pull-apart et le (CCP) de ce même côté. Une analyse de Corrélation d’Images Numériques appliquée à des modèles où la densité de la couche varie latéralement, permet de renseigner de manière quantitative et illustrée, la distribution des champs de déplacement et des taux de déformation, l’évolution spatio-temporelle de la déformation ainsi que la relation entre cette évolution et la rhéologie du niveau de décollement
Analogue models for the formation of pull-apart basin have involved basal discontinuities that transmit upward the movements and stresses into the overlying cover. Here we present a series of models realized according to an innovative conceptual model that allows the formation of pull-apart basins above a viscous layer, under the sole effect of lateral movement in the cover, independently of the basement.. This work is inspired by a natural example, the El Hamma-Gabes basin, , in central Tunisia.This Basin is an extensional relay zone between two main strike-slip corridors (CCP) of a N100-110 trend. These corridors are the surface expression of the crustal shear zone called "South Tunisian Accident". They are marked by right-lateral transtensional slip during the N80 extensional episode during the Upper Cretaceous, and right-lateral transpressional kinematics during the N140 compression episode during the Neogene. These movements ensured and maintained the extension of the relay zone during both extensive and compressive tectonic events. In the relay zone the sedimentary cover is directly coupled with its pre-triassic basement, in its southern part in the absence of the upper Triassic evaporites.The sub-surface structures shows a horst-and-graben system that connect to the main strike-slip corridors (CCP). Two mega-grabens are identified: the El Hamma graben to the west and (2) the Chenchou graben to the east, separated by the J. Hallouga Horst. Each one of these grabens is internally structured into a sequence of smaller-scale horsts and grabens. In vertical sections, "hourglass" structures formed by the along-strike interconnection of grabens affecting the Upper Cretaceous series develop in the northern part of the relay zone. These structures have an amount of extension greater than that in the southern part, and seem to result from greater decoupling between the cover and basement related to the presence of U Triassic evaporitic deposits in this northern part of the relay zone.Analogue models show that: 1- When a basal viscous layer (silicone) is uniformly distributed across the entire relay zone, the pull-apart basin that forms comprises two grabens, each one connected to the frontal end of one of the (CCP). The boundary faults of these structures have curved traces. Their obliquity is that of Riedel-R-type faults at the junction to the (CCP), and becomes accentuated to take the orientation of Riedel-R'-type faults, away from it. Diapirs occur locally along the graben axes. Restoration of the deformation stages allows us to evidence three successive stages of diapirism: reactive stage associated with the opening of the graben, active and then passive synkinematics. Collapse of the diapir roof occurs at an advanced stage of deformation once the salt layer is depleted but extension continues. The "hourglass" structures develop in the syntectonic layers by upward propagation of normal faults and their interference.2 - In models with lateral density change in the décollement’s density and viscosity, the amount of extension in the relay zone appears to be greater in the area having the lowest density. The graben connected to the (CCP) on the side of this zone is more structured. Also, hourglass structures appear only in this high extension zone. There, diapirism may occur at the junction between the pull-apart basin and the (CCP) on this same side.A Digital Images Correlation analysis applied to models where the density of the layer varies, allowed us to highlight, in a quantitative and illustrated way, the distribution of the displacement fields and of the deformation rate, its spatio-temporal evolution as well as the relation between this evolution and the rheology of the detachment level

Dans cette étude menée sur la côte méditerranéenne du Maroc, de l’Algérie, et de la Tunisie à une échelle spatiale et temporelle étendue (2200 km de côte et sur 100 ans environ), nous déterminons, par une approche « Source-to-sink », les relations existantes entre l’érosion produite dans les bassins versants et les sédiments transportés en suspension par les oueds, avec la redistribution de ces sédiments le long du rivage. Nous proposons un nouveau modèle empirique de transport sédimentaire en suspension le long des bassins versants de notre site d’étude. Nous déterminons alors l’impact des barrages sur les sédiments, puis nous estimons quantitativement quels sont les apports sédimentaires s’effectuant jusqu’à la mer. Nous analysons les caractéristiques morphologiques du littoral selon sa géométrie et les indices morphodynamiques issus de la littérature. Après avoir cartographié la position du trait de côte à différentes périodes, la cinématique du rivage est déterminée, ainsi que la dérive littorale. Ces analyses se basent sur le concept de cellule littorale. Nous terminons par une synthèse globale avant de tirer les conclusions principales sur les relations entre les bassins versants et les cellules littorales, telles que (1) le rôle de précurseur et de tampon sédimentaire joué par les deltas pour limiter l’érosion des plages en secteur aval de la cellule littorale, (2) les liens entre les apports sédimentaires des oueds avant-barrage avec le type de barre littorale, et (3) les liens entre les apports sédimentaires des oueds avant-barrage, minorés du volume de sédiment déplacé par la dérive littorale, avec la taille des deltas et le nombre de barres littorales
In this study conducted on the Mediterranean coast of Morocco, Algeria, and Tunisia at an extended spatial and temporal scale (2200 km of coastline and about 100 years), we determine, using a "source-to- sink ", the existing relationships between erosion produced in watersheds and sediment transported in suspension by wadis, with the redistribution of these sediments along the shoreline. We propose a new empirical model of suspended sediment transport along the watersheds of our study site. We then determine the impact of dams on the sediments, and then quantitatively estimate the sedimentary contributions to the sea. We analyze the morphological characteristics of the littoral according to its geometry and the morphodynamic indices from the literature . After mapping the position of the coastline at different periods, the kinematics of the shoreline is determined, as well as the shoreline drift. These analyzes are based on the concept of a littoral cell. We conclude with a general synthesis before drawing the main conclusions on the relations between watersheds and coastal cells, such as (1) the role of precursor and sediment buffer played by deltas to limit the erosion of beaches in the sector (3) the links between sediment inputs from pre-barrage wadis, minus the volume of sediment moved by the coastal drift, with the size of the deltas and the number of coastal bars

L’analyse stratigraphique et tectono-sédimentaire des séries sédimentaires du Paléozoïque qui remplissent le bassin de Ghadamès et son extension au nord, le bassin de Jefarah en Libye et en Tunisie, ont été étudiées. Ces formations appartiennent au cycle de Gondwana et sont, généralement, interprétées comme étant déposées dans un bassin cratonique tronqué par la discordance hercynienne. Cette étude est basée sur l’analyse des électrofaciès et des électroséquences dans plus de 130 puits. Les corrélations stratigraphiques entre puits sont basées sur la définition des cycles de 1er et de 2ème ordre. Cela a permis de comprendre l’évolution des environnements sédimentaires dans les deux bassins, de reconstituer des cartes isopaques de répartition des faciès et de reconstruire la paléogéographie des différentes unités stratigraphiques. Ces données permettent d'aborder la nature de la déformation et clarifient également le comportement des zones actives régionales élevées durant le Paléozoïque. La succession paléozoïque dans les bassins de Ghadamès et de Jefarah peut être divisée en cinq séquences de 1er ordre, délimitées par des discontinuités tectoniques majeurs avec une durée de séquence de 40 à 70 Ma. Dans ces cinq séquences, dix-huit séquences de 2ème ordre (10 à 40 Ma) ont été différenciées, décrivant les limites de séquence (SB), les surfaces d'inondation maximales (MFS) et les caractéristiques sédimentologiques. Vingt-huit puits ont été analysés afin d’identifier et d’évaluer les systèmes réservoirs paléozoïques dans les bassins Ghadamès et de Jefarah illustrant comment les propriétés réservoirs changent latéralement et verticalement dans le temps en fonction des environnements de dépôt. Deux logiciels ont été utilisés, le logiciel pétrophysique JLog pour l'analyse des propriétés réservoirs et PETREL pour la construction de modèles de corrélation stratigraphique. Les réservoirs dans la zone d'étude sont répartis sur une large gamme de réservoirs silicoclastiques s'étendant du Cambrien au Permien. Les hydrocarbures dans les bassins de Ghadamès et de Jefarah proviennent de deux roches mères principales, à savoir la Formation de Tanezuft du Silurien inférieure et la Formation d'Awaynat Wanin du Dévonien moyen-supérieur. Les neuf principaux réservoirs paléozoïques sont respectivement les formations de Hasawnah, de Hawaz et de Mamouniyat (Paléozoïque inférieure), d’Akakus, de Tadrart, d’Ouan Kaza et de Tahara (Paléozoïque moyen) et les Formations de M'rar et d’Asadjefar (Paléozoïque supérieur). Six sections transversales stratigraphiques dans la région ont été reconstruites pour illustrer les extensions verticales et latérales des réservoirs. L'ensemble de données acquises démontre que les propriétés réservoirs des séries paléozoïques sont influencées par les deux, les faciès et les environnements de dépôts
The sedimentology and tectonics and their relationship of the Paleozoic series that fill the Ghadames basin and its northern extension consisting of the Jefarah basin in Libya and Tunisia was studied. These formations belong to the Gondwana cycle and are typically interpreted as being deposited in a cratonic basin truncated by the Hercynian unconformity. This study is based on wells. The stratigraphic correlation between the wells is based on the definition of second order cycles. This allowed to produce isopach maps of facies distributions and to reconstruct the paleogeography of the different stratigraphic units. These data allow to address the nature of the deformation and also clarifies the behavior of active high regional areas during the Palaeozoic. The Paleozoic succession in the Ghadames and Jefarah basins can be divided in to five first order sequences, bounded by major tectonic unconformities with sequence duration of 40 - 70 Ma. Within these five sequences eighteen second order sequences (10 - 40 Ma) were differentiated, describing Sequence Boundaries (SB), Maximum Flooding Surfaces (MFS) and sedimentological characteristics. Twenty six wells with its geological well reports and well logs have been used in the study area, i.e. the Ghadames and Jefarah basins (Libya) illustrate how reservoir properties changes laterally and vertically through time (from a proximal to a distal sitting). Two softwares were used, JLog (version 4) petrophysical software for reservoir property analysis and PETREL (Schlumberger software 2014 version) for constructing stratigraphic correlation models. The Paleozoic reservoirs in the study area are spread over a large range of siliciclastic reservoirs with the prospective section extending from Cambrian to Permian. Hydrocarbons within the Ghadames and Jefarah basins originated from two major source rocks: i.e. the Lower Silurian Tanezoft Formation and Middle-Upper Devonian Aouinat Ounine Formation. The nine main Paleozoic reservoirs are respectively the Hassaouna, Haouaz and Memouniat Formations (Lower Paleozoic), Acacus, Tadrart, Ouan Kaza and Tahara Formations (Middle Paleozoic) and M’rar and Asadjefar Formations (Upper Paleozoic). Six stratigraphic cross sections through the area have been reconstructed to illustrate the vertical and lateral reservoir extensions. The dataset demonstrates that the Paleozoic reservoir properties are influenced by both, depositional facies and position within the paleogeographical setting (from proximal to distal part)

L'évolution tectonique de l'avant-pays de la chaîne alpine de Tunisie comporte une étude paléotectonique et néotectonique qui utilise la Méthode de l'Inversion des données sur les systèmes de failles (Carey & Brunier 1974; Carey 1976) afin de définir les champs de contraintes régionaux à différentes époques. L'étude microtectonique des failles contemporaines de la sédimentation (failles synsédimentaires) a permis de mettre en évidence la succession des états de paléo-contraintes au cours du Mésozoïque et du Cénozoïque. Ainsi, ont été reconnu avec une bonne cohérence : -Au Permo-carbonifère, une extension NE-SW (failles normales E-W et NS et les grabens NW-SE) -Au Trias, une extension NE-SW (Horsts, grabens et demi-grabens NW-SE) -Au Jurassique, une extension N-S (Failles normales proches de E-W) -Au Néocomien-Barrémien, extension NE-SW (Horsts et des grabens NW-SE) -Au cours de l'Albo-Aptien, une compression proche de E-W (paléo-anticlinaux N20E) -Au Vraconien-Cénomanien inférieur, une extension NE-SW (failles normales NE-SW) -Au Cénomanien supérieur, une compression locale proche de E-W (Failles inverses subméridiens) -Au Coniacien-Santonien, une compression locale proche de N-S (décrochements conjugués) -Au Campanien, une distension NE-SW (failles normales NW-SE) -Au Paléocène supérieur-Eocène, une compression NW-SE (paléo-plis et failles inverses NE-SW) -A l'Oligocène, une extension proche de NE-SW (failles normales et grabens NW-SE ) -Au Langhien-Serravallien, une extension ENE-WSW (failles normales et grabens N120 à N140 E). Ces épisodes paléo-tectoniques sont associés à des montées diapiriques et/ou volcaniques. Au cours du plissement tortonien (" phase atlasique "), les failles normales anciennes proches de E-W et N-S sont réactivées en décrochements E-W dextres et N-S sénestres. Ce système de décrochements engendrent des plis en échelon et découpe l'Atlas tunisien selon les réseaux de décrochements de Riedel de Types D, R, R'. Un essai de zonation tectonique néogène a permis de dégager les variations spatiales du régime tectonique à différentes époques du Langhien-Serravallien, Tortonien et Messinien-Pliocène. L'étude néotectonique et sismotectonique a permis de mettre en évidence une succession des états de contraintes du Pléistocène à l'Actuel, avec : -Au Villafranchien (Pléistocène inférieur) une phase de plissement (NW-SE à NNW-SSE) donne des plis dans les bassins molassiques, le Sahel et sur les bordures des décrochements majeurs E-W et N-S. -Au Pléistocène supérieur, la compression NW-SE à N-S se poursuit avec des failles inverses dans le Nord et un système de décrochements E-W dextres et N-S sénestres dans l'Atlas et le Sahel. A partir des données de la sismicité et de l'archéosismicité, une zonation sismotectonique a été proposée. Elle permet de distinguer deux (2) grandes provinces de déformations actuelles : une province à déformation compressive à décrochante-compressive, localisée dans la zone de collision du Nord du pays et une province à déformation distensive à décrochante distensive, située dans le domaine de l'intra-plaque de l'avant-pays (Atlas central et méridional).