Academic literature on the topic 'Déformations synsédimentaires'

The Elatina Fm. records the younger Cryogenian ice age in the Adelaide Rift Complex (ARC) of South Australia, which has long-held the position as the type region for this low-latitude glaciation. Building upon a legacy of work, we document the pre- and syn-glacial sedimentary rocks to characterize the dynamics of the glaciation across the ARC. The Elatina Fm. records an array of well-preserved glacial facies at many different water depths across the basin, including ice contact tillites, fluvioglacial sandstones, dropstone intervals, tidal rhythmites with combined-flow ripples, and turbidites. The underlying Yaltipena Fm. records the pro-glacial influx of sediment from encroaching land-based ice sheets. The onset of the glaciation is heralded by the major element ratios (Chemical Index of Alteration) of the pre-glacial facies across the platform that show a reduction in chemical weathering and a deterioration in climate towards the base of the Elatina Fm. The advancing ice sheets caused soft-sediment deformation of the beds below the glacial diamictite, including sub-glacial push structures, as well as sub-glacial erosion of the carbonate unit beneath. Measured stratigraphic sections across the basin show glacial erosion up to 130 m into the carbonate platform. However, δ13C measurements of carbonate clasts within the glacial diamictite units were used to assess provenance and relative timing of δ13C acquisition, and suggest that at least 500 m of erosion occurred somewhere in the basin. Detrital zircon provenance data from the Elatina Fm. suggest that glacial sediment may have been partially sourced from the cratons of Western Australia and that the Whyalla Sandstone, even if stratigraphically correlative, was not a sediment source. The remainder of the Elatina Fm. stratigraphy mostly records the deglaciation and can be divided into three facies: a slumped sandstone, dropstone diamictite, and current-reworked diamictite. The relative sea level fall within the upper Elatina Fm. requires that regional deglaciation occurred on the timescale of ice sheet – ocean gravitational interactions (instant) and/or isostatic rebound (~104 years). Structures previously interpreted as soft-sediment folds within the rhythmite facies that were used to constrain the low-latitude position of South Australia at the time of the Elatina glaciation are re-interpreted as stoss-depositional transverse ripples with superimposed oscillatory wave ripples. These combined-flow ripples across the ARC attest to open seas with significant fetch during the initial retreat of local glaciers. In addition, this interpretation no longer requires that the magnetization be syn-depositional, although we have no reason to believe that the low-latitude direction is a result of remagnetization, and positive reversal tests and tectonic fold tests are at least consistent with syn-depositional magnetization. Together, these paired sedimentological and chemostratigraphic observations reveal the onset of the glaciation and advance of the ice sheet from land to create a heavily glaciated terrain that was incised down to at least the base of the pre-glacial Trezona Fm.SOMMAIRELa Formation d’Elatina représente la phase précoce de l’âge glaciaire du Cryogénien de l’Adelaide Rift Complex (ARC) dans le sud de l’Australie, région qui a longtemps été la région type de cette glaciation de basse latitude. À partir d’un legs de travaux, nous nous sommes appuyés sur l’étude des roches sédimentaires préglaciaires et synglaciaires pour caractériser la dynamique de la glaciation à travers l’ARC. La Formation d’Elatina renferme une gamme de faciès glaciaires bien préservés correspondant à différentes profondeurs d’eau à travers le bassin, dont des tillites de contact glaciaire, des grès fluvioglaciaires, des intervalles à galets de délestage, des rythmites tidales avec des combinaisons de rides d’écoulement, et des turbidites. La Formation sous-jacente de Yaltipena est constituée de sédiments proglaciaires provenant de lentilles de glace en progression. Le début de la glaciation est reflété dans les ratios des éléments majeurs (indice d’altération chimique) des faciès préglaciaires de la plateforme qui montre une réduction de l’altération chimique et une détérioration du climat à l’approche de la base de la Formation d’Elatina. La progression des nappes de glace a entraîné une déformation des lits de sédiments meubles sous la diamictite glaciaire, montrant entre autres des structures de poussée sous-glaciaires ainsi que de l’érosion sous-glaciaire de l’unité de carbonate sous-jacente. Les mesures de coupes stratigraphiques à travers le bassin montrent que l’érosion glaciaire a enlevé jusqu’à 130 m du carbonate de la plateforme. Toutefois, les signatures isotopiques δ13C de fragments de carbonate dans les unités de diamictites glaciaires utilisées pour établir la provenance et la chronologie d’acquisition relative de la signature δ13C des fragments, permet de penser qu’il y a eu au moins 500 m d'érosion quelque part dans le bassin. Les données de provenance sur zircons détritiques de la Formation d’Elatina permettent de penser que les sédiments glaciaires provenaient partiellement des cratons de l'Australie occidentale et que le grès de la Formation de Whyalla, bien que stratigraphiquement corrélé, n'a pas été une source de sédiments. Ce qui reste de la stratigraphie de la Formation d’Elatina représente principalement la déglaciation, laquelle peut être divisée en trois faciès : un grès plissé, une diamictite à galets de délestage, et une diamictite remaniée par des courants. La baisse du niveau relatif de la mer dans la partie supérieure de la Formation d’Elatina suppose une déglaciation régionale sur une échelle de temps de l’ordre de celle de la nappe de glace – interactions gravitationnelles de l’océan (instantanées) et/ou rebond isostatique (~ 104 ans). Des structures décrites précédemment comme des plis de sédiments mous dans des faciès de rhythmites qui impliquait une position de basse latitude pour l'Australie du Sud à l'époque de la glaciation Elatina, sont réinterprétées comme des rides sédimentaires transverses asymétriques avec des rides de vagues oscillatoires superposées. Ces combinaisons de rides d’écoulement à travers l’ARC confirment l’existence d’un milieu marin ouvert d’une ampleur certaine au moment de la retraite initiale des glaciers locaux. En outre, cette interprétation ne nécessite plus que la magnétisation soit synsédimentaire, bien que nous n'ayons aucune raison de penser que l’orientation magnétique de basse latitude soit le résultat d’une ré-aimantation, et que les tests de réversibilité positifs et les tests de plissement tectonique sont au minimum conformes à une magnétisation synsédimentaire. Ensemble, ces observations sédimentologiques et chimiostratigraphiques mettent en lumière le début de la glaciation et l'avancée du couvert de glace continental menant à une région fortement englacée qui a été incisée jusqu'à à la base de la Formation préglaciaire de Trezona.

Lors de leur enfouissement les series sedimentaires se compactent. Ce qui se traduit par une diminution de volume et d'epaisseur des sediments due a la decroissance de la porosite consecutive a l'expulsion des fluides. Durant ce processus, les sediments, encore plastiques, sont susceptibles de se deformer de maniere souple puis cassante par simple phenomene de compaction differentielle. Ce mecanisme peut-il conduire a la creation de structures tectoniques et sedimentaires ou bien encore a la modification de la geometrie de structures preexistantes? pour le definir, des structures singulieres d'echelle pluridecametrique situees dans le sud-est de la france sont etudiees et caracterisees. Puis, la decompaction pas-a-pas des series sedimentaires permet de restituer les geometries de ces structures a differentes etapes du depot, de retrouver les configurations successives qui sont comparees aux configurations actuelles, fort differentes. Grace a cette demarche, l'origine exacte des structures est definie et la part de la deformation due a la compaction est distinguee. Une approche plus theorique est conduite a partir de modeles. En simulant un enfouissement progressif, les deformations acquises par des series sedimentaires placees sur des substrats de formes variees sont suivies, par le biais des marqueurs. Les resultats obtenus a partir des exemples de terrain et des modeles prouvent que la compaction differentielle peut conduire a la creation de deformations comparables a des deformations d'origine tectonique et qu'elle peut etre un element essentiel pour l'interpretation et la comprehension de certaines structures

Les bassins d'avant-pays alpins constituent des domaines où il est possible de caractériser et de quantifier les relations entre la tectonique et la sédimentation. . Nous avons ciblé notre étude sur les bassins marins paléogènes d'Annot, Barrême et Saint--Antonin dans le domaine externe des Alpes méridionales. Les nouvelles études biostratigraphiques montrent un diachronisme insoupçonné entre le système d'Annot/Saint-Antonin et le bassin de Barrême, et des taux de sédimentation contrastés dans le temps et dans l'espace. L'analyse verticale de faciès aboutit à proposer un découpage en cortèges sédimentaires. Nous observons des évolutions semblables et synchrones de l'enregistrement des séquences de dépôts, entre les bassins d'Annot et Saint-Antonin, et entre les différents systèmes deltaïques de Barrême. L'intégration des données biostratigraphiques nous permet de corréler le découpage séquentiel entre les bassins, mais également avec les standards chronostratigraphiques. L'histoire marine des bassins paléogènes de l'arc de Castellane est compatible avec la superséquence TA4. Cependant la déformation active dans les bassins d'avant-pays, tout d'abord liée à la subsidence tectonique du foredeep puis à la surrection, conduit à une modulation de l'enregistrement eustatique. La subsidence tectonique amplifie les remontées et atténue les chutes eustatiques. Ce processus est diachrone et d'intensité variable. La surrection, également diachrone, entraîne une baisse progressive de l'espace disponible et génère un régime de régression forcée. Là où la déformation plicative est marquée (à Saint-Antonin et à Barrême), la superposition des oscillations du niveau marin génère des éventails synsédimentaires. Une approche pluridisciplinaire nous a permis d'apprécier les interférences localisées entre les mécanismes structuraux, sédimentaires et eustatiques, entraînant ainsi des architectures variées du remplissage sédimentaire des bassins d'avant-pays paléogène des Alpes-méridionales

La marge passive ouest africaine, postérieure à l'ouverture de l'Atlantique sud, offre un exemple très spectaculaire de glissement gravitaire synsédimentaire post-aptien à actuel sur une épaisse couche d'évaporites. Les données issues de l'exploration pétrolière intensive menée depuis plus de 20 années servent ici de base pour une analyse cinématique et mécanique des structures caractéristiques résultant des interactions entre déformation et sédimentation et entre déformation fragile de la couverture sédimentaire et déformation ductile du sel aptien : horsts et grabens, blocs basculés, rollovers, anticlinaux de croissance, failles inverses, plis diapirs comprimés ... Des expériences en laboratoire sur modèles analogiques fragiles-ductiles sont utilisés pour étudier les modalités de développement de la zonation de la déformàtion extensive en arrière du glissement et compressive au front. L'origine et l'évolution des structures de croissance en "rollover" sont étudiées en termes d'instabilités mécaniques: naissance, croissance et déclin. Cette particularité plus méthodologique du tr~vail aboutit (1) à une nouvelle définition de failles dites "listriques" et de leurs significations, (2) à une identification des modes de déformation des anticlinaux en "carapace de tortue" et (3) à une modélisation des modalités de la déformation dans le décollement ductile basal avec, en particulier, une identification pour la première fois de la signification des rouleaux de sel ("salt rollers") à la base des failles. L'analyse combinée de l'imagerie sismique des structures et de leur simulation en laboratoire aboutit à des règles d'interprétation cinématique et ou mécaniques pour l'étude des systèmes d'extension-compression résultant des glissements gravitaires superficiels et leurs application potentielle en exploration pétrolière.

Le remaniement sédimentaire sous forme de glissements synsédimentaires est un témoin de l'évolution géodynamique à long terme d'un bassin sédimentaire. Cette étude, réalisée dans le Bassin vocontien (SE France), dans le contexte paléogéographique d'une vallée sous-marine, a cherché à mettre en évidence le rôle des propriétés initiales du sédiment dans le phénomène de glissement. L'essentiel des travaux réalisés concerne les alternances marno-calcaires et leurs remaniements (slumps) pendant l'Hauterivien. La biostratigraphie des slumps a été réalisée grâce à l'abondance des ammonites. Pour caractériser la lithologie originelle de la tranche affectée par le glissement, une coupe composite représentative a été construite à partir de différentes coupes exemptes de slumps. La corrélation entre cette coupe composite et la coupe de Serres-Montclus, suivie d'une interprétation en temps, a permis de distinguer d'une part deux types du matériel glissé (alternance très marneuse et alternance riche en calcaire), et d'autre part de suggérer que les changements climatiques provoquent une condition (indirecte) favorable à la génération des glissements (cycles de Milankovitch). L'hétérogénéité de la masse glissée et des structures internes caractéristiques dans les slumps ont mis en évidence un mécanisme de désintégration (incomplète) par cisaillement dans les intervalles marneux. Une configuration initiale de la tranche affectée a été restaurée par une décompaction sommaire. Les éléments de base pour une modélisation géomécanique du comportement d'un massif hétérogène à alternance marno-calcaire, en cours de lithification sur la pente, ont été mis en place.

La couverture paléogène du Pelvoux (zone externe des Alpes occidentales françaises) a été étudiée du col du Lautaret au Champsaur oriental. Une analyse séquentielle, une étude des micro faciès et des microfaunes ont été réalisées sur 49 coupes complètes levées dans cette région après qu'une cartographie détaillée en ait été dressée. Une analyse structurale fine et une étude géochimique ont complété l'examen de quelques secteurs . .\ :. La trilogie nummulitique (dépôts successifs de sédiments de nature calcaire puis marneuse et enfin gréseuse) est transgressive sur le socle cristallin du Pelvoux ou sur des lambeaux de Mésozoïque conservés malgré les érosions antérieures. La découverte d'une microfaune bartonienne dans le SE du massif (où le plus souvent la base du Paléogène est priabonienne) et les reconstitutions paléogéographiques que nous avons effectuées, permettent de cerner le diachronisme de la transgression qui chemine du S vers le N et d'E .Un détritisme omniprésent se manifeste dans la série,provoqué par deux facteurs : 1- une alimentation en débris fins provenant, d'une part, des affleurements de Cristallin constituant à l'époque un Pelvoux embryonnaire, et d'autre part, des nappes internes qui se mettent en place dans la partie orientale du bassin marin tertiaire. 2- une alimentation en détritiques grossiers,d'origine très locale et liée à l'existence de fractures à jeu synsédimentaire Nl70-l8O. L'héritage structural triasique, liasique, néocrétacé et/ou paléocène, joue un rôle fondamental dans la paléogéographie éocène de cette région, comme d'ailleurs lors de la structuration postnummulitique du Pelvoux. Il consiste plus particulièrement en une fracturation probablement issue du rifting téthysien (N30- 40 et NI70- I8O) et, à l'E, par la reprise en chevauchement avant le Nummulitique, de grands accidents subméridiens tel celui du rocher de l'Vret. La situation géographique de ce dernier au front du poinçon que représente le Pelvoux, a permis son écaillage postérieurement au dépôt des sédiments tertiaires. Au SE, on observe la reprise dextre de fractures N50- 60, le faisceau des Grésourières qui s'engagent dans l'accident d'Ailefroide (N30-40) dont le jeu décrochant permet le chevauchement du Sirac vers l'WSW sur le synclinal de Morges . Ces déformations s'accompagent d'un train de plis dans les Grès du Champsaur, d'une schistosité de flux et d'un étirement des Marnes nummulitiques qui constituent un niveau au décollement privilégié dans la série tertiaire, et enfin de dissolutions importantes dans les calcaires nummulitiques. Tous ces phénomènes sont essentiellement liés à la progression des nappes internes versl'extérieur de l'orogène . Ils sont beaucoup plus discrets au N où l'on note seulement le jeu sénestre du faisceaude failles du Lautaret N110, symétrique de celui de Grésourières, au sud du poinçon du Pelvoux.

La Formation Ayabacas est une unité resédimentée, affectée de déformations spectaculaires, qui affleure irrégulièrement dans les Andes du sud du Pérou. Elle résulte du collapse sous-marin, aux alentours de la limite Turonien-Coniacien (~91-89 Ma), de la quasi-totalité de la plate-forme carbonatée qui s'était mise en place au cours de deux transgressions, entre l'Albien inférieur et l'Albien supérieur (~108,5 - ~102 Ma) pour la première, et entre le Cénomanien supérieur et le Turonien supérieur (~95 - ~90 Ma) pour la seconde. Le collapse a affecté une surface d'au moins 80 000 km2 et les dépôts, parfois absents à l'amont, atteignent plus de 500 m d'épaisseur à l'aval. Il a été déplacé, au cours d'un événement unique à l'échelle des temps géologiques, un volume de matériaux estimé à > 10 000 km3. Ces dimensions, de l'ordre de celles des glissements sous-marins géants récents, font du collapse Ayabacas le plus grand glissement sous-marin fossile actuellement connu.
Le collapse s'organise du NE au SW en six zones basées sur les faciès de déformation, en relation avec deux importants systèmes structuraux d'échelle lithosphérique (une septième zone, à l'extrême NE, correspondant aux dépôts non déstabilisés). Dans les parties amont du collapse (zones 1 à 3, au NE), les dépôts forment une méga-brèche, avec des éléments de taille décamétrique à kilométrique (principalement des nappes et des radeaux calcaires, souvent plissés plastiquement ; plus rarement des blocs rigides dérivés de formations crétacées et paléozoïques) flottant dans un mélange de petits clastes carbonatés ou siliciclastiques et de matériaux pélitiques rougeâtres. Ce mélange de matériaux enclins à se liquifier et à se déformer plastiquement a servi de semelle de glissement aux plus gros éléments. Ces zones se caractérisent également par des déformations et des faciès bréchiques quelle que soit l'échelle d'observation. Les parties aval, au SW, sont exclusivement carbonatées, avec un empilement de masses calcaires de tailles croissantes, une disparition de la semelle de glissement très ductile et une organisation croissante des dépôts marquant un amortissement du collapse.
Le collapse Ayabacas, qui s'est produit sur une marge qui paraissait a priori stable, est atypique comparé aux autres glissements actuels ou fossiles. Intervenant immédiatement avant la rapide continentalisation du bassin d'arrière-arc sud-péruvien, et donc l'émergence des Andes, le collapse est une des conséquences de changements géodynamiques à l'échelle de la cellule de convection mantellique du Pacifique, qui ont notamment entraîné une brusque modification des conditions de subduction dans le sud du Pérou. Ce bouleversement a provoqué une flexure de la lithosphère de l'arrière-arc et un découpage du substratum ante-Ayabacas en blocs basculés par des failles normales, créant des pentes favorables au collapse de la plate-forme.

L'analyse sédimentologique des Grès d'Annot affleurant au NW du massif de l'Argentera-Mercantour amène à distinguer deux domaines de sédimentation actuellement séparés par la faille du Camps des Fourches. Chaque domaine correspond à un cône sous-marin profond avec des directions d'alimentation en provenance du SE. Le cône ouest-Argentera constitue le remplissage d'une dépression étroite structurée en grande partie pendant le dépôt des Calcschistes à Globigérines. Le cône nord*Argentera s'est développé par progradation dans un bassin ouvert. Dans les deux domaines, la complexité des relations Grès d'Annot - Schistes à blocs traduit un changement brutal de la paléogéographie lié au soulèvement des Alpes internes. L'étude pétrographique et la typologie des zircons des grès et des conglomérats de la série ouest-Argentera révèlent le caractère corso*sarde de ce matériel dont la patrie d'origine est probablement à rechercher dans les prolongements orientaux de ce massif (ou dans la partie sud du domaine des "cordillières nummulitiques"). Les sources d'apport proposées jusqu'ici par divers auteurs sont donc remises en question: Argentera (socle et couverture), Maures-Estérel, Flysch à Helminthoïdes, ... Ces résultats s'accordent assez bien avec une position originelle plus orientale des séries étudiées et permettent de proposer un schéma paléogéographique de l'ensemble du domaine des Grès d'Annot au Nummulitique.