Corrélations latérales et «offshore»

Les travaux stratigraphiques détaillés ont été récemment complétés pour trois secteurs du bloc de faille de Pirgaki-Mamoussia. Ce sont : le travail présenté ici pour la région au Sud d'Aigion, Ford et al. (2007b et Figs 1.6 et 2.32) pour la région des gorges de Vouraikos, et Rohais et al. (2007a,b ; 2008 et Figs 1.8 et 2.33) pour la région d'Akrata. Ces travaux sont ici intégrés dans un schéma stratigraphique cohérent, basé sur des corrélations latérales (Fig. 2.34). Ce schéma clarifie l'histoire de ce bloc de 30 km de long. Les corrélations seront réalisées groupe par groupe, en utilisant les définitions des différents groupes utilisées dans cette étude.

Les corrélations latérales s’effectuent donc sur un même bloc de faille. Toutes les coupes sont alignées sur le sommet de l’Unité du prérift (Fig. 2.34).

A l'Est du secteur d'étude, l'unité basale (Formation de Ladopotamos, > 300 m) comprend des corps de conglomérat et de grès interstratifiées avec une proportion variable de siltites rougeâtres (Ford et al., 2007b). Cette formation représente un réseau fluviatile avec des paléocourants dirigés vers le N et NE. Elle est corrélée ici avec les dépôts fluvio-lacustres de la Formation de Melisia (colonne A et B, Fig. 2.34). Un calcaire blanc d'épaisseur de 25 m et un micro-conglomérat côtier (Formation de Katafugion, faciès de plage, Fig. 2.31) se trouvent au-dessus de la formation de Ladopotamos et documentent une transgression marine (Fig. 2.31). Elle est suivie par l'Unité de Derveni comprenant des faciès fins (siltites-argilites), probablement marins de 100 à 150 m. Ford et al. (2007b) placent la limite supérieure du Groupe inférieur au milieu de l'Unité de Derveni. Nous proposons ici que cette limite doit être placée entre la succession fluviatile de Ladopotamos et les sédiments d'influence marine de Katafugion (colonne C, Fig. 2.34). Plus à l’Est encore, dans le secteur d'Akrata (colonne D, Fig. 2.34), l'unité basale consiste en des dépôts alluviaux grossiers (Formation d'Exochi, 80 m et Fig. 2.32) suivie par une série conglomératique-gréseuse de caractère fluvio-lacustre (Formation de Valimi, 200 m) et une succession plus fine de caractère lacustre à marine (formation d'Aiges, 50 m ; Rohais et al., 2007a). La transition entre la succession continentale inférieure et la succession marine se trouve au milieu de la formation d'Aiges.

Cette corrélation latérale du Groupe inférieur permet de proposer une période de dépôt de caractère continental, en cohérence avec les premiers dépôts du rift à l'Est (Rohais et al., 2007b) et au Sud (Ford et al., in prep ; Collier & Jones, 2003). Pendant le dépôt de ce groupe, le taux d’apport sédimentaire compense le taux de création d’espace d’accommodation. Les datations de Rohais et al. (2007b) indiquent que le Groupe inférieur a un âge compris entre le Pliocène supérieur et le Pléistocène moyen (4 à 1,5 Ma). La diminution de la granulométrie du Groupe inférieur d'Est en Ouest suggère que les sources principales se situaient plus à l'Est et que la faille de Pirgaki-Mamoussia avait une influence minimale pendant cette période.

Le Groupe moyen est surtout caractérisé par la mise en place des Gilbert-deltas géants. Les deltas de Selinous (environ 400 m), Kerinitis (> 600 m), Vouraikos (> 800 m) et Platanos (400 m) peuvent être corrélés latéralement (Fig. 2.34) car (i) ils se sont tous déposés dans le «hangingwall» immédiat de la faille de Pirgaki-Mamoussia, (ii) leur sommets se trouvent tous vers 800 m d'altitude aujourd'hui et, (iii) leurs faciès et architectures stratigraphiques sont semblables (Ford et al., 2007b ; Backert et al., en révision). Les âges proposés par Rohais et

al. (2008) et par Ford et al. (2007b) pour cette période sont également en accord, compris entre le Pléistocène inférieur et le Pléistocène moyen. Les faciès de prodelta, latéralement équivalents à ces deltas conglomératiques, se trouvent dans la Formation de Zoodhochos, dans l’Unité de Derveni (Ford et al., 2007b) et dans la Formation d'Aiges (Rohais et al., 2007b). Les bases de tous ces deltas sont érosives. La présence des surfaces d’érosion à la base de chaque delta géant qui incisent les unités sous-jacentes de prodelta reste difficile à expliquer simplement. Cela implique tout d'abord une chute drastique du niveau marin relatif dont l'origine est inconnue. Ensuite il est nécessaire d'avoir une forte accommodation pour permettre le développement des Gilbert deltas géants.

L'évènement transgressif à la transition entre le Groupe inférieur et le Groupe moyen est le témoin d'un changement majeur dans l’évolution du rift. Le transport de sédiments se fait du Sud vers le Nord, les conditions deviennent marines et le flux sédimentaire augmente. Malgré une forte valeur, cet apport de sédiment ne compense plus le taux de création d’espace d’accommodation. Ce groupe stratigraphique documente la période principale de subsidence sur la faille de Pirgaki-Mamoussia.

Les deltas sont alimentés par les sources ponctuelles du «footwall» avec un espacement moyen de 6.5 à 9 km. La symétrie de l'organisation de ces quatre deltas avec les deux deltas les plus épais au centre (Kerinitis et Vouraikos) et les deltas moins volumineux (Selinous et Platanos) sur les deux cotés, semble conforme avec les modèles numériques de Hardy & Gawthorpe (1998), où la taille et la forme des deltas dans le "hangingwall" d'une faille normale sont contrôlées par la variation de déplacement sur la faille (maximum au centre, diminuant vers les limites de faille).

Le delta de Kolokotronis, reposant par une base érosive directement au dessus du delta de Kerinitis (Fig. 2.4 et colonne B, Fig. 2.34) représente une situation unique sur toute la marge Sud du rift de Corinthe. L’absence de delta du Groupe supérieur au-dessus du delta de Vouraikos pourrait être reliée à un taux de subsidence plus élevé sur le hangingwall de la faille de Kerinitis. Bien que Ford et al. (2007b) n’aient pas distingué formellement l’équivalent du Groupe supérieur tel que défini dans cette étude, ces auteurs présentent les mêmes types de dépôt. Il s’agit de deltas récents (par exemple, le delta de Trapeza, Fig. 2.1), des terrasses marines ainsi que de sols rouges. Le Groupe supérieur est donc corrélable depuis la région de Melisia à la zone de Diakopfto (Fig. 2.34). Cette corrélation peut être poursuivie vers l’Est où Rohais et al. (2007a) ont identifié les mêmes dépôts qu’à l’Ouest et plus particulièrement le delta récent d'Akrata qui a également une base érosive (colonne D, Fig. 2.34). La période de mise en place proposée par Rohais et al. (2007b) et par Ford et al. (2007b) se situe entre 0,7 Ma et l’actuel.

Un soulèvement généralisé du bloc de faille de Pirgaki-Mamoussia lié au transfert de la distension vers le Nord (faille d'Helike) est documenté par l'histoire de ce groupe. Malgré un soulèvement estimé entre 1.1 mm/a et 0,9 à 1 mm/a (McNeill & Collier, 2004), les quatre grandes rivières ayant alimenté les deltas du groupe moyen, ont maintenu leur cours vers le Nord jusqu'à aujourd'hui.

L’étude de coupes sismiques «offshore» a permis de mettre en évidence une surface de discordance datée à 0,4 Ma (Bell et al., 2008) séparant deux unités, l’unité inférieure reposant en discordance sur l’Unité du prérift. Sachpazi et al. (2003) suggèrent un intervalle de sédimentation entre 0,5 et 0,6 Ma. La surface de discordance pourrait donc s’être mise en place il y a 0,4 à 0,6 Ma. Sachpazi et al. (2003) précisent que la formation des cinq horizons qui constituent l’unité supérieure a été sous l’influence de l’eustatisme. Or les cycles eustatiques de 100 ka sont majoritaires au Pléistocène moyen. Il est par conséquent suggéré que l’unité supérieure représente le Groupe supérieur identifié sur la marge Sud. L’unité inférieure pourrait être ainsi corrélée au Groupe moyen. Aucune autre surface de discordance n’ayant été identifiée dans l’unité inférieure, le Groupe inférieur ne semble pas avoir été enregistré en domaine «offshore». Le bassin du secteur rivière Meganitas – rivière Kerinitis semble avoir été fermé au Nord pendant cette période.

Selon Rohais et al. (2007a), pendant le dépôt des Formations Exochi et Valimi

(Groupe inférieur), le taux d’apport sédimentaire compense le taux de création d’espace d’accommodation. La Formation Valimi enregistrerait un évènement transgressif majeur. La Formation Aiges est le témoin de changements dans l’évolution du rift. Le transport de sédiments se fait du Sud vers le Nord, les incursions marines sont plus nombreuses et le taux d’apport sédimentaire ne compense plus le taux de création d’espace d’accommodation. Dans la région d’Aigion, le passage de dépôts fluvio-lacustres (Formation de Melisia) à des dépôts de Gilbert-delta implique une forte augmentation du taux de création d’espace d’accommodation. Cette augmentation est généralisée entre Aigion et Derveni.

En effet, d’après Rohais et al. (2007a), la limite entre le Groupe inférieur et le Groupe moyen est caractérisée par un phénomène transgressif majeur au Pléistocène inférieur. La fin de la période de dépôt du Groupe inférieur est caractérisée par une hausse du niveau marin relatif enregistrée par la Formation Katafugion (Ford et al., 2007b). Au Pleistocène inférieur, des changements importants dans le rift de Corinthe sont marqués à la fois par un déplacement vers le Nord du dépocentre, un soulèvement du sud de la région de Diakopfto ainsi qu’une augmentation du taux d’apport sédimentaire (Ford et al., 2007b). D’après Ford et al. (2007b), la présence de la surface d’érosion à la base du Groupe moyen implique tout d’abord une baisse du niveau marin relatif avant une augmentation permettant la création d’espace d’accommodation nécessaire à la mise en place du delta du Vouraikos. Cette période de chute du niveau marin relatif n’a pas été décrite par Rohais et al. (2007a). L’enregistrement d’une chute du niveau marin relatif précédant l’augmentation dans le secteur de Diakopfto peut s’expliquer par un taux de subsidence moins élevé dans cette zone que vers l’Est du Golfe. Ford et al. (2007b) privilégient une cause tectonique locale aux changements des conditions dans le bassin plutôt qu’un changement climatique global.

En accord avec Ulicny et al. (2002), Rohais et al. (2007a) proposent une tranche d’eau initiale minimale de 300 m permettant d’initier le dépôt du Gilbert-delta de l’Evrostini. L’amplitude eustatique correspondant à cette période étant trop faible pour permettre de générer la bathymétrie initiale de 300 m, Rohais et al. (2007a) suggèrent une augmentation du taux de subsidence. L’organisation des Gilbert-deltas géants varie d’Ouest en Est. Ils sont disposés parallèlement à la côte dans la région d’Aigion-Diakopfto et sont limités au Sud par la faille de Pirgaki-Mamoussia. Par contre, dans la zone Akrata-Derveni, les deltas ont davantage une répartition Nord-Sud. Cette différence de répartition pourrait s’expliquer par un plus grand nombre de failles ayant différentes directions dans le secteur Est par rapport au secteur Ouest caractérisé par des failles de directions globalement parallèles aux failles majeures. La connectivité des segments de failles semble être équivalente entre les deux zones. Une autre explication possible est la variation de la localisation de la zone d’approvisionnement sédimentaire avec le temps pendant le dépôt du Groupe moyen comme le présentent Rohais et al. (2007a). L’évolution tectonique différente dans le secteur Est (Rohais et al., 2007a) doit être induite par une répartition ainsi qu’un comportement différent des failles. Ceci a sans doute participé à la migration du Sud vers le Nord des Gilbert-deltas géants.

Tout comme dans la région du secteur d’étude, il y a 800 ka (Ford et al., 2007b), le delta du Vouraikos a commencé à être soulevé. Ce soulèvement se poursuit actuellement. Rohais et al. (2007a) proposent que pendant le dépôt du Groupe supérieur, les Gilbert-deltas précédemment développés dans le Groupe moyen, sont incisés. Par exemple, le delta de l’Evrostini a été soulevé et des sols rouges se sont déposés sur les topsets avant 0,4 Ma. A l’Est, une inversion du réseau de drainage vers le Sud a entraîné une réduction de l’apport sédimentaire vers la côte (Rohais et al., 2007a). De petits Gilbert-deltas se forment pendant cette période, qui se trouvent actuellement à une altitude de 200 m. Rohais et al. (2007a) suggèrent également deux déplacements successifs de la côte vers le bassin. Lors du premier, la côte a migré vers le Nord de 5 km entre le dépôt du Groupe moyen et celui du Groupe supérieur équivalent à une chute du niveau marin relatif de 600 m. Le deuxième a été d’une amplitude de 1 km correspondant à une chute du niveau marin de 200 m. Ces deux déplacements sont liés au soulèvement de la marge sud associé à la migration vers le Nord de l’axe du graben (Rohais et al., 2007a). L’étape de mise en place du Groupe moyen correspond à une succession de progradations de Gilbert-deltas du Sud vers le Nord liée à la migration progressive de l’activité des failles vers le Nord (Rohais et al., 2007a). Le delta de l’Evrostini a enregistré une bathymétrie maximale d’environ 500 m (Rohais et al., 2007a).

Durant toute la période de dépôt du Groupe moyen, le taux d’apport sédimentaire a toujours dépassé le taux de création d’espace d’accommodation avec une partie distale du bassin appauvrie en sédiments.

Bien que le secteur rivière Meganitas – rivière Kerinitis s’inscrive dans l’évolution générale de la marge Sud du rift de Corinthe, entre les villes d’Aigion et de Derveni, rythmée par le dépôt des Groupes inférieur, moyen et supérieur, il constitue une zone singulière. Cette singularité s’exprime pendant le dépôt du Groupe inférieur et durant celui du Groupe supérieur. Le Groupe inférieur est marqué par un épisode lacustre (Fig. 2.23) généralisé sur le secteur. La particularité du Groupe supérieur provient de la mise en évidence d’une succession d’épisodes d’érosion et de comblement dans un contexte de soulèvement.