Datation des repères de la série miocène

Deux tendances peuvent être dégagées de l’analyse des forages (Tramontane, Mistral, Autan dans l’annexe forages) :

• Tout d’abord, les environnements de dépôts passent d’une plate-forme littorale aquitanienne à une plate-forme moyenne au miocène moyen. Cela indique un approfondissement du milieu.

• Ensuite, le milieu devient de moins en moins profond jusqu’à atteindre un faciès laguno-lacustre au Tortonien, juste sous la surface d’érosion messinienne.

Dans cette série, nous avons identifié plusieurs réflecteurs comme repères intra-miocène. Ils représentent des réflecteurs de fortes amplitudes ou séparent des limites de faciès sismique. Ces réflecteurs ont été corrélés jusqu’aux forages.

Le réflecteur identifié d’extension régionale le plus ancien (repère intra-miocène 1) est caractérisé par un fort contraste d’impédance acoustique sur l’ensemble de la plate-forme. Ce réflecteur de forte amplitude recouvre en conformité des sédiments datés de l’Aquitanien. Ces sédiments correspondent à l’intervalle 2415-3290 m sur Tramontane (voir annexe forages). Il s’agit de marne silteuse à gréseuse, gris sombre, indurée, fréquemment litée. Les faunes indiquent un milieu de plate-forme littorale. Sur Mistral (3015-3440 m), on peut voir des intercalations calcaires et gréseuses, le milieu correspondrait à un environnement de plate-forme littorale à moyenne. Ces dépôts aquitaniens se déposent en onlap contre le substratum ou contre les « premiers dépôts ». Il pourrait s’agir des premiers dépôts marins aquitaniens également décrits dans le Miocène de Camargue.

Les dépôts sus-jacents au repère intra-miocène 1 ont été atteints par les forages Calmar, Tramontane et Mistral. Les interprétations des environnements de dépôt indiquent que le

miocène 5 sur Mistral pour atteindre un environnement de plate-forme moyenne. L’intervalle compris entre le repère intra-miocène 1 et le repère intra-miocène 5 est daté du Miocène inférieur (Burdigalien) à la fin du Miocène moyen (Serravalien). Le repère intra-miocène 1 est donc daté à la transition Aquitanien-Burdigalien.

Le réflecteur intra miocène 1 se prolonge souvent vers l’est par une surface plane, érosive sur les premiers dépôts oligo-aquitaniens (tronqués) ou plus souvent directement sur le substratum (Figure V-8). La mer burdigalienne arase les reliefs pyrénéens avant la déformation alpine. Cette surface d’abrasion (entre autres) à été utilisée par Champion et al (2000) pour caractériser la déformation post-miocène en Provence. La surface diachrone correspondante est délimitée par l’Étang de Berre et le plateau de Valensole à l’est, et par le Mont Ventoux au nord. Nous interprétons la surface plane prolongeant le réflecteur intra-miocène 1 comme une surface de ravinement transgressive (première abrasion marine à l’échelle de toute la plate-forme) en rapport avec la transgression burdigalienne connue à Terre (voir le Chapitre VIII:A.1).

D’autres surfaces d’érosion situées entre le Miocène moyen et le Miocène supérieur (entre 15,8 Ma et 11 Ma) ne peuvent souvent pas être distinguées les unes des autres. Ces surfaces pourraient correspondre aussi à des cycles régressifs-transgressifs à l’intérieur du Miocène. Elles se présentent sous la forme de surfaces topographiques aplanies, qui tronquent les structures.

A partir du repère intra-miocène 4 sur Tramontane et 5 sur Mistral, l’environnement de dépôt devient brutalement littoral à saumâtre pour des séries datées du Miocène supérieur (Serravalien-Tortonien). Ces séries sont tronquées à leur sommet par la surface d’érosion messinienne. Elles pourraient correspondre aux indices d’une restriction des communications entre la Méditerranée et l’Atlantique avant la crise messinienne. L’épaisseur importante de séries érodées par la surface d’érosion messinienne ne permet pas d’avantages d’interprétations dans cette zone.

Figure V-24: carte en épaisseur temps double du miocène post-rift et anté-messinien. La zone hachurée représente la zone de progradation de la plate-forme miocène. La diminution d’épaisseur en aval de cette zone hachurée est le résultat de l’érosion sus-jacente (base de l’unité M) liée à l’événement messinien.

E. Conclusion

Ce chapitre décrit la structuration de la marge du golfe du Lion et les géométries des dépôts miocènes anté messiniens. Nous avons mis l’accent sur plusieurs points importants :

• Les directions structurales majeures et la segmentation de la marge

Nous avons vu que plusieurs directions structurales majeures sont présentes dans le golfe du Lion. Ces directions sont à mettre en relation avec l’héritage structural de la marge dont nous avons parlé dans le Chapitre I. Plusieurs zones ont été identifiées depuis la plate-forme jusqu’au bassin profond. La transition entre ces deux zones extrêmes peut se faire de différentes manières, ce qui suggère une segmentation de la marge.

• La nature du substratum

La question de la nature du substratum dans les parties déprimées de la plate-forme (le Graben Central par exemple) est une question toujours d’actualité. Les forages pétroliers se trouvent uniquement sur des reliefs de socle et seul l’analyse sismique peut nous renseigner sur cette question. Cette analyse nous amène à proposer une nature paléozoïque sur les reliefs de socle du domaine pyrénéen et une nature mésozoïque dans les zones déprimées et sur les reliefs provençaux. Une grande partie de ce que nous considérons Mésozoïque était auparavant attribué à des sédiments synrift. Cette nouvelle interprétation (où le golfe du Lion n’est pas dénudé de sa couverture mésozoïque) est en adéquation avec un taux de compression pyrénéen de moindre importance dans le golfe du Lion qu’au niveau des Pyrénées (Chapitre I:D.2).

• La sédimentation syn-rift

Nous avons identifié les premiers sédiments déposés sur le substratum et pouvant correspondre à des dépôts synrift. Leur épaisseur est plus importante dans le graben de Vistrenque Maritime, au débouché de la Camargue. Ces sédiments sont caractérisés par un environnement de dépôt continental à littoral et par une surface d’érosion majeure à leur sommet. Nous discuterons des implications de la présence d’une telle surface (Chapitre VIII:).

• La plate-forme miocène

La plate-forme miocène est bien identifiée. Elle a été forée à plusieurs endroits et des sédiments aquitaniens à tortoniens ont été atteints. Cette plate-forme prograde vers le bassin, nous avons pu cartographier son rebord. Plusieurs réflecteurs remarquables nous servent de repères géométriques et de datation. Elle est entaillée à son toit de différentes manières dans le Graben Central et sur sa pente. Nous verrons que cette érosion est liée à l’événement

• Les différentes surfaces d’érosion

De l’érosion affecte l’ensemble de la mégaséquence cénozoïque du golfe du Lion. Depuis le substratum jusqu’au toit de la plate-forme miocène. Les surfaces d’érosion peuvent être confondues, la plus récente reprenant les plus anciennes. Nous avons différentié trois périodes principales d’érosion. Il s’agit de la limite Oligo-Aquitanienne (surface d’érosion au sommet des premiers dépôts), la surface d’abrasion marine de la transgression burdigalienne bien connue a Terre (aplanissement du substratum dans le prolongement d’un réflecteur situé à la transition Aquitanien-Burdigalien) et de l’érosion messinienne dont nous parlerons dans le chapitre suivant (érosion majeure au toit de la plate-forme miocène).

Toutes ces observations ont des implications directes sur la formation et l’évolution de la marge du golfe du Lion. Nous reviendrons sur ces points dans la troisième partie de ce mémoire.

CHAPITRE VI: LA CRISE MESSINIENNE DES MARGES