Les séquences et processus sédimentaires associés 1. Les processus contouritiques

L’étude détaillée de l’agencement des faciès précédemment décrits permet de proposer une séquence-type de dépôt constituée d’une unité inférieure granocroissante et d’une unité supérieure granodécroissante. En fonction de la granularité atteinte par les dépôts les plus grossiers, cette séquence-type se décline en trois variantes (fine, moyenne et grossière) qui, à elles seules, permettent d’illustrer la quasi totalité des séquences sédimentaires observées dans le Golfe de Cadix (Figure IV-8).

Figure IV-8. Représentation schématique des séquences-types « fine » (A, carotte CADKS04/150-280 cm), « moyenne » (B, carotte CADKS04/60-160 cm) et « grossière » (C, carotte MD9923-38/650-740 cm).

La séquence-type « fine » est la séquence la plus fréquemment rencontrée au sein des carottes étudiées (CADKS16 / 24 / 25, MD9923-37 / 38 / 41). Généralement d’épaisseur décimétrique à métrique, elle se caractérise par la succession des faciès argilo-silteux, silto-argileux mottled, argilo-silteux, les contacts entre ces faciès étant très progressifs et diffus (Figure IV-8A).

La séquence-type « moyenne » se présente sous la forme de dépôts d’épaisseur

décimétrique à plurimétrique (carottes CADKS16 / 17, MD9923-37 / 38 / 41). Elle se caractérise par la succession des faciès argilo-silteux, silto-argileux mottled, sablo-argileux mottled, silto-argileux mottled, argilo-silteux (Figure IV-8B). Comme pour la séquence-type « fine », l’absence de contact net ou érosif montre que le passage d’un faciès à un autre s’effectue de façon progressive. La succession de ces séquences dans les carottes se caractérise parfois uniquement par l’alternance des termes silto-argileux mottled et sablo-argileux mottled (carottes CADKS17, MD9923-38 / 41).

La séquence-type « grossière », plus rarement observée dans les carottes étudiées (CADKS09 / 11 / 17, MD9923-38), se présente sous la forme d’épais dépôts pluridécimétriques à plurimétriques. Elle se caractérise par la succession des faciès argilo-silteux, silto-argileux mottled, sablo-argileux mottled, sablo-argilo-silteux, silto-argileux mottled, argilo-silteux (Figure IV-8C). Le passage du faciès argilo-silteux au faciès sablo-silteux, puis du faciès sablo-silteux au faciès argilo-silteux peut s’effectuer par alternance de faciès silto-argileux mottled et sablo-silto-argileux mottled, la base et le sommet de cette séquence pouvant par conséquent être assimilée à une succession de séquence-types moyennes. Le faciès sableux peut parfois être observé dans la partie sommitale de l’unité granocroissante et ainsi représenter le terme le plus grossier de la séquence-type « grossière » (carottes CADKS09 / 11). Là encore, la succession entre ces différents faciès s’effectue progressivement, même s’il est fréquent d’observer des limites beaucoup plus franches à la base des faciès sablo-silteux et sableux.

Dans chacune des trois séquences précédemment décrites, l’unité inférieure apparaît généralement beaucoup plus épaisse que l’unité supérieure (Figure IV-8). Le dépôt de ces trois séquences se caractérise par une évolution qualitative et quantitative des deux modes granulométriques. Durant la mise en place de l’unité granocroissante, les modes silteux ou sableux deviennent progressivement les modes principaux et évoluent parallèlement vers des granularités plus grossières. Dans le même temps, le mode argileux qui ne change sensiblement pas de granularité évolue progressivement en mode secondaire. Le schéma inverse caractérise la mise en place de l’unité granodécroissante.

Malgré la présence d’unités granocroissantes et granodécroissantes fréquemment observées dans les dépôts hyperpycnaux (Mulder et al., 2001a; Mulder et al., 2001b), l’absence de bases de séquences nettes ou érosives, d’érosions intra-séquentielles, de structures dynamiques bien individualisées, ainsi que la présence d’une bioturbation très marquée et d’ichnofaciès variés confèrent aux trois séquences-types précédemment décrites une origine contouritique (Faugères et al., 1984; Gonthier et al., 1984; Mulder et al., 2002). Dans la suite de ce mémoire, ces trois séquences seront donc désignées comme séquence contouritique fine,

séquence contouritique moyenne et séquence contouritique grossière. Dans ces séquences,

l’unité granocroissante est liée à une augmentation de la compétence du courant de fond, contrairement à l’unité granodécroissante qui caractérise une diminution de celle-ci (e.g., Gonthier et al., 1984; Faugères et al., 1986; Llave et al., 2006; Voelker et al., 2006). La partie la plus grossière de la séquence contouritique soulignerait ainsi le maximum d’intensité du courant de fond. La dissymétrie d’épaisseur des deux unités suggère une phase d’accélération du courant plus progressive que sa phase de décélération.

II.2.2. Les processus gravitaires

Bien que les dépôts contouritiques représentent la quasi totalité des enregistrements sédimentaires que nous avons à notre disposition, deux séquences dont l’origine ne peut être attribuée aux courants de contour ont été mises en évidence au cours de ce travail.

Figure IV-9. Photographies, image rX et courbes granulométriques d’une succession de séquences SG1 (carotte CADI2KS17/38-88 cm). Noter en microscopie le granoclassement inverse en base de séquence.

La première séquence SG1 (Figure IV-9), d’épaisseur centimétrique à pluricentimétrique se compose uniquement du faciès sableux et n’est observée qu’au sein de la carotte CADI2KS17 prélevée dans le chenal d’Aveiro.

Cette séquence présente une base nette à érosive et se caractérise par la présence de nombreuses laminations obliques typiques des structures dynamiques rencontrées dans les séquences turbiditiques (Mulder et al., 2002). Le granoclassement frustre observé ici peut s’expliquer par l’absence des termes grossiers et fins caractérisant les séquences turbiditiques classiques (Bouma, 1962). A l’échelle microscopique, l’absence de lamines obliques et le granoclassement inverse observé à la base de la séquence érodant le faciès silto-argileux mottled traduit une augmentation importante des forces de friction et le caractère laminaire de la base de l’écoulement.

La seconde séquence SG2 (Figure IV-10), d’épaisseur centimétrique à pluridécimétrique n’est observée qu’au sein de la carotte CADKS18 prélevée sur le flanc d’une dépression bordant la ride de Guadalquivir. Cette séquence uniquement composée du faciès silto-argileux à galets de vase présente une base érosive. La présence d’une matrice cohésive et de nombreux éléments hétérogènes organisés plus ou moins grossièrement en lits suggère une dynamique laminaire lors de la mise en place de cette séquence qui peut être assimilée à une débrite.

Figure IV-10. Photographies et image rX de la séquence SG2 (carotte CADKS18/107-139 cm).

II.3. La stratigraphie