2. 3 Les chenaux et les complexes chenaux/levées
B. L ES ENVIRONNEMENTS DE DEPOT DE LA PLATE - FORME DE LBB
2. Cadre stratigraphique de la pente nord de LBB
Les premières données de subsurface de la pente nord de LBB ont été acquises lors de la mission E-3A-79 à bord du R/V Eastward en 1979. Environ 1350 km de sismique Haute Résolution monotrace
permettent une première analyse sismo-stratigraphique de la zone d’étude (Van Buren et Mullins, 1983) (fig. 1.60). Quelques années plus tard un calage lithostratigraphique est rendu possible grâce aux forages de quatre puits ODP aux sites 627, 628, 629 et 630 couplés à de nouvelles acquisitions de sismiques multitraces (Leg 101, Austin et al., 1986 ; Harwood and Towers, 1988) (fig. 1.60).
Figure 1.60 : Localisation des données de subsurface à l’origine des précédentes études de la pente nord de LBB avec les profils sismiques monotrace de la mission E-3A-79 (lignes vertes), les profils sismiques multitraces de la mission ODP Leg 101 (lignes bleues) et des puits ODP Leg 101 (cercles jaunes).
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La mission E-3A-79, R/V Eastward (Van Buren et Mullins, 1983)
Van Buren et Mullins (1983) définissent quatre séquences de dépôt (NLBB-4 à NLBB-1) (fig. 1.61) et proposent une corrélation avec les séquences sismiques du Blake Plateau (BP-4 à BP-1) définies par
Shipley et al. (1978) (fig. 1.37).
La séquence NLBB-4 (Pré-Campanien) n’est pas définie par des terminaisons de réflexion mais par une anomalie d’amplitude (Van Buren et Mullins., 1983). A l’ouest de la zone d’étude les réflexions de NLBB-4 sont parallèles, continues et de forte amplitude avec un intervalle de vitesse de 4,56 km.s-1 interprété comme caractéristique d’un environnement de plate-forme interne. A l’est de la zone d’étude, les réflexions sont subparallèles à chaotiques et discontinues, elles suggèrent une déformation structurale (fig. 1.61B).
La séquence NLBB-3 (Campanien-Maestrichtien) est définie à son sommet par des terminaisons de réflexion de la séquence NLBB-2 en downlap et un intervalle de vitesse à 3,03 km.s-1 (fig. 1.61B). La séquence NLBB-2 (Paléocène–Oligocène supérieur) est définie à son sommet par des troncatures d’érosion et des terminaisons de réflexion de la séquence NLBB-1 en downlap. L’intervalle de vitesse
de cette séquence est de 2,4 km.s-1 et son épaisseur peut atteindre 880 m au niveau de la pente supérieure mais diminue rapidement dans la partie distale pour atteindre 280 m en pied de pente (fig. 1.61B). Le faciès sismique de cette séquence évolue du sud au nord. Dans la partie proximale, les réflexions sont de faible amplitude, semi-continues, ondulantes et parallèles et sont caractéristiques d’un faciès de boue de péri-plate-forme (Van Buren et Mullins., 1983). En revanche, dans la partie distale, les réflexions sont chaotiques et discordantes suggérant la présence de dépôts issus d’écoulements gravitaires (fig. 1.61B).
Enfin, la séquence NLBB-1 (Oligocène supérieur–actuel) est définie à son sommet par l’actuel fond marin et montre un intervalle de vitesse compris entre 1,7 km.s-1 et 2 km.s-1. La séquence NLBB-1 présente la même variation de faciès proximale-distale que la séquence sous-jacente NLBB-2 (fig. 1.61B).
A partir de ces observations Van Buren et Mullins (1983) proposent une reconstitution géologique de la pente nord de LBB. Selon les auteurs, les séquences NLBB-4 et 3 correspondent à la plate-forme interne dans la partie occidentale de la zone d’étude, tandis que la partie orientale est interprétée comme un environnement plus profond. Ceci suggère que la mise en place de la pente de LBB est diachrone avec au sud-est la présence d’un domaine profond antérieur au Santonien et un approfondissement de la marge nord-ouest effectif après le dépôt de la séquence NLBB-3 à la fin du Crétacé. Ce diachronisme semble être lié à l’ouverture du Canyon de Great Abaco à l’est de la zone
d’étude (Mullins et al., 1982). Une fois le Blake Plateau complètement ennoyé, une pente carbonatée se
met en place sur l’ensemble de la marge nord de LBB. La séquence NLBB-2 marque la transition entre un milieu de plate-forme interne à un milieu profond avec la mise en place de dépôts chaotiques en
downlap sur NLBB-3. Depuis le début du Cénozoïque jusqu’à nos jours, de la boue de péri-plate-forme
s’accumule le long de la pente supérieure avec la présence de nombreux glissements et de dépôts gravitaires en pied de pente. La sédimentation de pente est interrompue uniquement à l’Oligocène supérieur (top NLLB-2) par une surface d’érosion majeure interprétée comme le résultat d’une chute du niveau marin (fig. 1.61A).
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Figure 1.61 : Analyse sismo-stratigraphique de la pente nord de LBB à partir des données de sismique multitraces de la mission E-3A-79 à bord du R/V Eastward (adapté d’après Van Buren et Mullins, 1983). A. Corrélation des séquences de dépôt NLBB et BP et de la courbe eustatique de Vail et al. (1977). B. Interprétation des lignes 4 et E et leur localisation. C. Bloc diagramme schématique des morphologies de surface et des séquences sismiques.
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Mission ODP Leg 101 (Austin et al., 1986)
La mission ODP du Leg 101 avait pour objectif de préciser l’évolution sédimentaire de la pente nord de LBB au Cénozoïque. A partir des enregistrements stratigraphiques aux sites 627, 628 et 629 et de la sismique multitrace, il est possible d’évaluer l’origine des apports boueux, la nature et les processus à l’origine des dépôts gravitaires.
Les datations des sédiments sont issues d’une analyse biostratigraphique à partir des foraminifères planctoniques, des nannofossiles calcaires et des radiolaires. Les zonations utilisées sont indiquées dans le tableau suivant :
Les puits aux sites 627, 628 et 630
Trois sites de forage localisés selon un transect proximal-distal (fig. 1.60) le long de la pente nord de LBB permettent de caractériser l’évolution sédimentaire de cette pente carbonatée depuis le Crétacé Inférieur. A partir du rapport initial du Leg 101 (Austin et al., 1986), des logs synthétiques sont établis pour les sites 627, 628 et 630 (fig. 1.62). Des descriptions complémentaires ainsi que des mesures de plusieurs paramètres physiques sont disponibles en annexe C.
Le puits 627 à 1025 m de bathymétrie pénètre 536 m de sédiment jusqu’à des dépôts de l’Albien avec un taux de récupération de 65% (fig. 1.62). L’analyse lithostratigraphique permet de définir six unités de dépôt notées I à VI des plus récentes aux plus anciennes. L’unité VI, à la base, est constituée de dolomie et de gypse de l’Albien caractéristiques d’un environnement de plate-forme interne. L’unité V composée de craies marneuses marque un approfondissement de l’environnement de dépôt d’une plate-forme interne vers un environnement néritique (< 200 m) effectif entre l’Albien supérieur et le Cénomanien moyen. L’unité IV représente une section condensée de calcaire poreux indiquant une période de non dépôt ou d’érosion. Cette unité est approximativement datée du Coniacien inférieur au Santonien. L’unité III marque le début de la sédimentation pélagique au sud du Blake Plateau durant le
Campanien supérieur. La craie qui compose cette unité est dominée par des foraminifères planctoniques et des nannofossiles. Son sommet est caractérisé par une surface de hardground
marquant un hiatus stratigraphique entre le Campanien et le Paléocène. L’unité II comprend de la craie et de la boue calcaire du Paléocène et de l’Eocène. Le passage entre l’unité II et l’unité I est caractérisé par un hiatus stratigraphique majeur entre l’Eocène et le Miocène inférieur. La base de l’unité I correspond à une débrite (IC) de 35 m d’épaisseur surmontée de boue non lithifiée et partiellement lithifiée à foraminifères planctoniques du Miocène moyen (IB). Enfin la sous-unité IA est marquée par une augmentation des apports de la plate-forme à partir du Miocène supérieur. Cette sous-unité est composée de slumps, de débrites et de turbidites intercalées avec de la boue de péri-plate-forme.