Analyse des échofaciès du sondeur de sédiment, 3,5 kHz (Chirp)

Le sondeur de sédiment est une méthode de sismique réflexion à très haute résolution permettant de visualiser les géométries sédimentaires entre 0 et 75 m de profondeur sous le fond marin avec une résolution verticale de 25 à 50 cm en fonction de la nature du sédiment et de son état de consolidation. La correspondance temps-profondeur est effectuée avec une vitesse de 1,7 km.s-1 (Austin et al., 1986). Les profils sismiques obtenus permettent alors de compléter les informations de surface données par la carte de réflectivité sur les premiers centimètres de sédiments uniquement. Les données de Chirp ont une résolution spatiale suffisante pour permettent une calibration des échofaciès avec la lithologie type des carottes de surface.

Les échofaciès rencontrés peuvent être ordonnés selon la continuité spatiale et la géométrie des réflexions. Dans cette étude 11 échofaciès sont identifiés et groupés selon 5 grandes classes (notées I à V, fig. 2.7) : lités continus ou distincts (I.1, I.2 et I.3), lités discontinus ou indistincts (II.1 et II.2), hyperbolique (III.1), combinés (IV.1, IV.2 et IV.3) et transparent (V.I et V.2). La correspondance avec les échofaciès de Mullins et al. (1979 et 1984) décris dans la partie 1 (fig. 1.57) est donnée figure 2.7. Les échofaciès sont cartographiés le long des profils sismiques et ensuite interpolés de proche en proche de manière à obtenir une cartographie continue de leur répartition spatiale dans la zone d’étude (fig. 2.8).

 Les échofaciès lités continus ou distincts (I)

Les échofaciès lités continus montrent une réflexion du fond marin nette ainsi que des réflexions sous-jacentes distinctes et parallèles entre elles (fig. 2.7).

 L’échofaciès de type I.1 est caractérisé par une très bonne pénétration du signal dans le sédiment pouvant atteindre 10 à 60 m de profondeur. Après 60 m, les réflexions diminuent en amplitude du fait de l’atténuation du signal. Ce faciès est présent dans l’extrémité nord-ouest de la zone d’étude et dans la majeure partie des terrasses des canyons.

 L’échofaciès de type I.2 pénètre moins profondément, entre 5 et 15 m de profondeur et présente une base nette, de forte amplitude, qui isole le faciès lité continu d’un faciès sous-jacent diffus. Ce faciès se situe sur quelques terrasses et à certaines embouchures de canyon. Il est également présent à l’extrémité est de la zone d’étude au niveau d’une des zones distales en dépôt.

Ces deux échofaciès sont très bien calibrés par les carottes de la mission Carambar (2010) car ils concernent presque la moitié des prélèvements. Les carottes indiquent pour ces deux types d’échofaciès un faciès de boue de péri-plate-forme non indurée et bioturbée avec des intervalles plus grossiers de 1 à 10 cm pouvant être corrélés aux réflexions subparallèles de forte amplitude (table 2).

 Enfin l’échofaciès de type I.3 montre quelques réflexions peu marquées dans un ensemble transparent. Ce faciès est localisé uniquement sur la pente supérieure en amont des canyons et à l’intérieur du MTC. Il présente dans son ensemble une faible pénétration, entre 1 et 5 m, mais peut atteindre 20 m dans la partie la plus proximale de la zone d’étude à 150 m de bathymétrie sur l’uppermost slope. Les carottes CARGC-01, 02 et 09 prélevées lors de la mission Carambar 1.5

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Figure 2.7 (page précédente) : Classification des échofaciès du sondeur de sédiment 3,5 kHz (Chirp) de la zone d’étude avec les équivalences des échofaciès définis par Mullins et al., (1979 et 1984).

Figure 2.8 (page précédente): Cartographie des échofaciès du sondeur de sédiment 3,5 kHz (Chirp). En arrière fond la carte de pente permet de visualiser les principaux éléments architecturaux.

 Les échofaciès lités discontinus ou indistincts (II)

Les échofaciès indistincts sont caractérisés par une réflexion du fond marin très nette en dessous de laquelle le signal ne pénètre que faiblement dans le sédiment et présente deux types de réflexions sous-jacentes caractéristiques de deux échofaciès distincts (fig. 2.7).

 L’échofaciès de type II.1 montrent des réflexions sous-jacente diffuses. Ce faciès est présent sur la pente supérieure au-dessus de 500 m de bathymétrie et sur la pente inférieure jusqu’à 1100 m de bathymétrie. Il n’y a pas de carotte pour calibrer cet échofaciès. Cependant d’après les premières interprétations de l’imagerie acoustique EM302 et des précédentes études (faciès IIB de Mullins et al., 1984) ce faciès semble correspondre à des surfaces très indurées de type hardground

synonyme d’une période de non dépôt.

 L’échofaciès de type II.2 est caractérisé par des réflexions litées frustres discontinues qui semblent parallèles entre elles.Ce faciès est localisé dans la continuité de l’échofaciès II.1 que ce soit sur la pente supérieure dessous de 500 m de bathymétrie (fig. 2.9) ou sur la pente inférieure en-dessous de 1100 m de bathymétrie (fig. 2.10). Dans sa partie proximale le faciès II.2 peut être calibré par la carotte CARKS-26 et dans sa partie distale par la carotte CARKS-33. La carotte CARKS-26 correspond à de la boue contenant des nodules lithifiés, tandis que la carotte CARKS-33 montre de la boue de péri-plate-forme très bioturbée avec des niveaux riches en argile (table. 2).

Figure 2.9 : Illustration de la transition entre les échofaciès II.1 et II.2 le long de pente supérieure. La transition de faciès à lieu entre 450 et 500 m de bathymétrie.

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Figure 2.10 : Illustration de la transition entre les échofaciès II.1 et II.2 le long de pente inférieure. Dans ce cas, la transition de faciès est à environ 1100 m de bathymétrie.

 Les échofaciès hyperboliques (III)

L’échofaciès III.1 est caractérisé par de grandes hyperboles irrégulières superposées avec un aspect diffus associées à des réflexions hyperboliques de plus forte amplitude (fig. 2.7). Ces types d’hyperboles sont identifiés au niveau des monts carbonatés d’eau froide.

 Les échofaciès combinés (IV)

Les échofaciès combinés correspondent à un mélange des trois groupes de faciès précédents, lité continu, lité discontinu et hyperbolique (fig. 2.7).

 L’échofaciès IV.1 correspond à un faciès hyperbolique recouvert par un faciès avec quelques réflexions dans un ensemble transparent (échofaciès I.3). Cet échofaciès est présent dans le talweg des canyons où l’aspect hyperbolique est causé par les reliefs très escarpés. La benne CARG-05 prélevée dans le canyon 18 montre la présence de boue de péri-plate-forme (table 2).

 L’échofaciès IV.2 est la combinaison d’un faciès hyperbolique et du faciès diffus II.1. Ce faciès, présent en dessous de 950 m de bathymétrie, montre des hyperboles très irrégulières, cette fois-ci caractéristiques de l’irrégularité du fond marin entrecoupé, entre autres, par les sillons distributaires dans ce secteur. Les carottes CARKS 30 et 31 font moins de 4 m de long et sont prises respectivement à l’embouchure du canyon 4 et dans un sillon distributaire. De ce fait elles sont peu représentatives de la lithologie générale qui caractérise cet échofaciès.

 L’échofaciès IV.3 est la combinaison d’un faciès hyperbolique et du faciès diffus II.2. Tout comme le faciès précédent l’aspect hyperbolique résulte d’un fond marin très irrégulier dans cette partie de la zone d’étude. La carotte CARKS-32 indique de la boue de péri-plate-forme avec des niveaux riches en argile (table 2).

 Les échofaciès transparents (V)

Les faciès transparents se caractérisent par une réflexion du fond marin très marquée et continue et une forme de lentille. La variabilité de la base du corps transparent permet de distinguer deux échofaciès.

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 L’échofaciès de type V.1 présente, à la base du corps lenticulaire, des réflexions peu marquées dans un ensemble diffus. Ce faciès est présent sur la partie distale de la pente inférieure au niveau des zones de dépôt. Il est calibré par la carotte CARGC-25 de la mission Carambar 1.5 qui indique un sable moyen à grossiers avec des débris coquilliers, de nombreux foraminifères et des ptéropodes (table.2).

 En revanche l’échofaciès de type V.2 montre à la base du corps lenticulaire une limite érosive séparant le corps transparent de l’unité sous-jacente diffuse. Ce faciès est présent uniquement en face du glissement n°1. Dans ce cas, l’échofaciès est calibré par la carotte CARKS-23 caractérisée par un intervalle de sable fin à moyen de 50 cm intercalé dans de la boue de péri-plate-forme (table.2).

Table 2 : Faciès sédimentaires correspondants aux échofaciès de la zone d’étude. Pour la localisation des carottes voir la figure 2.8.

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