• Aucun résultat trouvé

Subduction, bassin avant‐arc et sédimentation  de marge active

I.2.    Les bassins d’avant‐arc

I.2.3.   Les types de sédimentation

I.2.3.1.   Environnement de Plates‐formes

 

Chaque  plate‐forme  présente  une  architecture  particulière  qui  est  fonction  de  l’accommodation écologique et de la morphologie héritée de la zone. La morphologie des systèmes  carbonatés  littoraux  se  répartit  en  deux  principaux  modèles  suivant  la  distribution  des  faciès,  la  pente sédimentaire et l’attachement (ou non) à une masse continentale que sont les rampes et les 

plates‐formes  s.s.  (Tucker,  1990 ;  Handford  and  Loucks,  1993 ;  Wright  and  Burchette,  1996)  (Figure 

I.10).  

 

F ig ur e   I.   10 Morphologie des rampes carbonatées et de plate‐forme au sens stricte d’après Tucker (1990), 

Handford and Loucks (1993) et Wright and Burchette (1996). 

Les  sédiments  des  plates‐formes  carbonatées  peu  profondes  se  développent  dans  la  zone  euphotique  (Pomar,  2001b).  Elles  enregistrent  les  discontinuités  engendrées  par  les  variations  cycliques  de  haute  fréquence  et  de  faible  amplitude  du  niveau  marin  ou  des  évènements  catastrophiques (e.g.  Éruption volcanique). Ces variations sont marquées sur ces plates‐formes par  des  surfaces  émersives  ou  érosives  remarquables,  des  discontinuités  ou  des  interruptions  de  sédimentation.  Ces  surfaces  sont  des  repères  chronostratigraphiques  régionaux,  nécessaires  à  l’étude  de  l’évolution  spatio‐temporelle  de  la  plate‐forme.  Les  systèmes  récifaux  sont  d’excellents  marqueurs paléoenvironnementaux et paléobathymétriques. Le mode de croissance de ces systèmes  récifaux  est  fonction  du  taux  de  création  d’espace  disponible  (accommodation)  et  du  taux  de 

croissance récifale (Davies et al., 1992 et Neumann and Macintyre, 1985). Les paramètres physiques  et écologiques qui contrôlent la mise en place des plates‐formes carbonatées sont synthétisés dans  la Figure I.11. 

 

F ig ur e   I.   11  Synthèse  des  paramètres  physiques  et  écologiques  contrôlant  l’édification  des  plates‐formes 

carbonatées d’après Pomar (2001b). 

I.2.3.2.   Environnement de Bassin : Les systèmes turbiditiques 

 

Les  systèmes  turbiditiques  dominent  abondamment  au  niveau  des  marges  actives  et  correspondent  au  type  de  sédimentation  les  plus  complexes.  Ils  se  développent  avec  des  courants  turbides  générés  par  un  écoulement  gravitaire,  ainsi  ils  associent  transport  et  accumulation  de  sédiments du glacis à la plaine abyssale des bassins profonds. 

D’après  la  classification  de Mutti  and  Normark  (1991),  les  éléments  architecturaux  des  systèmes 

turbiditiques chenalisés sont les suivants : les surfaces d’érosion, les complexes chenaux‐levées et les  lobes. 

 

I.2.3.2. 1.  Les surfaces d’érosion 

 

Les ravines sont des vallées sous‐marines relativement rectilignes de faible largeur (~100‐200 

m) et profondeur (~5‐50 m maximum). Elles se situent sur le rebord et la pente du plateau  continental (ou insulaire) et ne sont pas rattachées à un réseau fluviatile. Ce sont des zones  où  l’érosion  domine  et  peut  évoluer  spatialement  sur  la  marge  au  cours  du  temps.  Leur  origine  est  souvent  associée  à  des  déstabilisations  du  rebord  du  plateau  sous  forme  de  glissement ou à des courants de turbidité (Izumi, 2004).   

Les canyons sous‐marins permettent la canalisation des apports sédimentaires. Ce sont des  vallées incisées caractérisées par des pentes latérales abruptes et un fort gradient de pente.  Ils ont une section en V (ou U), avec des profondeurs variables, atteignant ~1000 m à 3000  m. Ils constituent des zones où l’érosion domine et assure le transfert des sédiments vers les  grands fonds. Les canyons sont généralement anciens et leur formation est liée à l’évolution  de  la  marge  (comme  des  surrections  ou  des  changements  de  pente).  Une  relation  entre  la  présence  de  canyons  et  le  gradient  de  pente  du  talus  a  été  proposée  par  Twichell  and 

Roberts (1982) sur la marge américaine. Leur position spatiale est stable sur le long terme et 

l’érosion  qu’ils  engendrent  provoque  des  hiatus  sédimentaires  de  plusieurs  millions  d’années. 

 

 

I.2.3.2.2.  Les complexes chenaux‐levées 

 

La morphologie des chenaux est contrôlée par les processus de dépôt et d’érosion produits  par les écoulements turbiditiques. On en distingue deux types : (1) Les chenaux érosifs développent  peu de levées construites associées et leur section présente une forme en U ou en V caractéristique.  (2)  Les  chenaux  de  dépôt  présentent  des  morphologies  qui  sont  influencées  par  la  nature  des  apports (Piper and Normark, 2009). 

 

Il  est  admis  que  les  chenaux  dans  lesquels  transite  du  matériel  grossier  (sable  et  graviers)  sont  larges  et  rectilignes.  Ils  sont  peu  marqués  bathymétriquement  à  cause  de  levées  peu  ou  pas  développées. En revanche, les chenaux transportant du matériel fin sont étroits, sinueux, creusés et  présentent  des  dépôts  de  levées  développés ;  leurs  sinuosités  étant  contrôlées  par  la  valeur  de  la 

pente et la nature des apports (Clark et al., 1992). 

En  sismo‐stratigraphie,  la  surface  d’érosion  associée  au  chenal  montre  une  incision  nette  dont  le  contraste d’impédance est amplifié par les sédiments grossiers à la base du chenal. 

Les levées sont construites par débordement de la fraction fine formant le sommet des écoulements  turbiditiques. Elles peuvent s’étendre sur plus de 50 km de part et d’autre de l’axe du chenal. Elles se  développent  sur  les  flancs  du  chenal  et  présentent  souvent  une  importante  dissymétrie  qui  s’explique par des courants transverses à l’écoulement ou à la force de Coriolis.  

Les  sédiments  observés  dans  les  levées  sont  souvent  des  argiles  et  des  silts  organisés  en  séquence  de  dépôt  à  lamines  horizontales.  Contrairement  au  chenal,  il  n’y  pas  ou  peu  de  surfaces  d’érosion  en  base  de  séquence.  Le  flanc  interne  (coté  chenal),  à  forte  pente,  est  soumis  à  des  processus  d’érosion  et  de  glissement  en  masse  qui  peuvent  alimenter  les  écoulements.  Le  flanc  externe  (coté  levée)  est  caractérisé  par  des  pentes  faibles,  soumises  à  des  processus  de  dépôt.  Généralement,  les  levées  externes  présentent  des  champs  de  dunes  sédimentaires  ou  « sediment  waves » (e.g . Carter et al., 1990 ; Normark et al., 1980 ; Normark et al., 2002). 

 

 

I.2.3.2.3.  Contrôle des systèmes turbiditiques 

 

Les  facteurs  qui  contrôlent  les  systèmes  turbiditiques  sont :  la  tectonique,  la  nature  des  apports,  l’eustatisme  et  le  climat.  En  domaine  de  marge  active,  le  facteur  prédominant  est  essentiellement  la  tectonique.  Celle‐ci  aura  un  impact  sur  la  morphologie  du  plateau  continental  (et/ou  insulaire)  et  du  bassin ainsi  que  sur  le  déclenchement  des  courants  de  turbidité  et  la  déstabilisation de pente.  Un second facteur associé aux courants superficiels peut aussi influencer ces courants de turbidité.  En effet, au niveau des plateaux continentaux et insulaires, les courants tidaux et littoraux peuvent  améliorer l’alimentation des têtes de canyon en redirigeant les apports sédimentaires vers le bassin  (e.g. Romans et al., 2009).  En revanche dans les bassins profonds, les courants de fonds ou de contours peuvent intervenir en  agissant  sur  les  accumulations  distales  des  systèmes  turbiditiques.  Ils  peuvent  localement  avoir  un  rôle  dans  l’organisation  des  dépôts  en  pied  de  pente  et  remanier  partiellement  ou  totalement  les  dépôts pour former les contourites (e.g. Carter et al., 2004). 

Chapitre II