Academic literature on the topic 'Algerian basin'

The Mediterranean Salt Giant (MSG) is a thick layer of Messinian evaporites (up to 4 km) that is thought to be deposited during an extreme paleo-environmental event known as the Messinian Salinity Crisis (MSC). After decades of research, there is not yet a consensual model explaining the emplacement and the evolution of the MSG. This is due to the absence of samples of the deep offshore MSG. Past scientific drilling operations were limited to the topmost MSG records because of the risks of intersecting zones of hazardous fluids and overpressure linked to evaporites. The European project SALTGIANT, in which the work of this thesis fits into, is dedicated to understanding the formation of the MSG and its implications for the microbial life, the drilling hazards and the geo-economics of the Mediterranean region and the history of oceanography. In that framework, this thesis aims to improve our seismic images of the offshore MSG and to use the new results to update our understanding of the Messinian salt tectonics. This work is focused on the Algerian basin, in the south-western Mediterranean Sea, where the salt was deposited in an already contractional tectonic setting. I compile, reprocess, and interpret legacy academic seismic data acquired in the central Algerian basin. The re-processing is designed to improve as much as possible the salt and pre-salt structures. It relies on an integrated approach combining geophysics and geological interpretation to iteratively build the velocity model. The new results display a better imaging of salt structures and the seismic facies variations. They shed a new light on the tectono-sedimentary evolution of the central Algerian basin, highlighting the presence of seismic fluid indicators evidencing an active fluid circulation in the basin and its margins. Interpretation of the new seismic sections is done following the most recent nomenclature of the MSC seismic markers. New isochores and thickness maps are produced and compared with the spatial distribution of the salt structures. I interpret contractional salt tectonic structures, such as buckle folds, squeezed diapirs and related salt sheets as evidence of regional thick-skinned shortening episodes. I suggest that extensional stage of the salt system (where the deformation is driven by gravity loading) was short-lived, and that many salt structures were driven by contractional tectonic loading during the Plio-Quaternary. I demonstrate that the initial shortening-related salt deformation in the late Messinian was focussed along the Algerian margin and later shifted outward toward the Balearic margin in the Plio-Quaternary. The shifting of the deformation front is interpreted to be a result of the thickening and strengthening of the overburden. The second peak of deformation may have reactivated faults along the Emile-Baudot escarpment with thick-skinned deformation. I also observe a variation in the intensity of the salt deformation along the margin from SW to NE, which I associate to variable tectonic loading applied along the Algerian margin or the pre-shortening distribution of salt. Fluid indicators are imaged within the Plio-Quaternary of the Algerian basin. They could be thermogenic or biogenic gas sourced from the Messinian Upper Unit, or from the pre-salt, migrating through a hydro-fractured salt. The new results also evidence numerous volcanic structures within the Formentera basin. The distribution of this volcanic edifice could affect fluid circulation, resulting in small-wavelength surface HF anomalies observed locally.

This study presents an integrated evaluation of the burial and thermal history of an exhumed (uplifted and eroded) basin, and investigates the implications for the evolution of reservoir quality of the Ordovician sandstone in the Illizi Basin, Algeria. Complementary techniques including sonic compaction analysis, apatite fission track analysis, thermal maturity analysis, fluid inclusion microthermometry, and sandstone petrography are integrated to provide calibration for burial and thermal history models and diagenetic forward modelling, in order to predict variations in sandstone reservoir quality across the study area. The Illizi Basin has been structurally modified due to multiple exhumation events, including the uplift of the Hoggar Massif, which resulted in exhumation of the flanking sedimentary basins over a distance of 1,500 km from north to south. This study presents new apatite fission track data and analyses that constrain the onset of major exhumation in the Illizi Basin to the Eocene with exhumation magnitudes estimated to be 1-1.4 km in the study area. The study area contains a multi trillion cubic foot gas-condensate accumulation within a large four way dip closure. Hydrocarbon generation occurred during two main phases in the Carboniferous and the Mesozoic, but ceased during Cenozoic exhumation. Due to the Cenozoic tilting of the Illizi Basin in response to the uplift of the Hoggar Massif to the south, the present-day structural trap is interpreted to have formed after the main hydrocarbon generation phases. Therefore, alternative charging mechanisms of this post-peak burial trap are required and explored. In addition, new fluid inclusion data provides evidence of a significant fluid flow event within the Illizi basin, triggered by Cenozoic exhumation. Brines hosted present-day in the Ordovician sandstone in the study area are shown to be genetically linked to Triassic-Liassic evaporites deposited over 400 km to the north. Overpressure dissipation during exhumation is proposed to be a potential driving mechanism for the late stage remobilization of deep brines. A major pre-drill risk in many North African Paleozoic plays relates to sandstone reservoir quality, largely due to extensive quartz diagenesis. The Ordovician reservoir in the study area is characterised through petrography and core analysis, and the impact of burial and thermal history on the reservoir quality is investigated through diagenetic forward modelling. Results indicate that facies and variations in thermal history are a major control on preserving reservoir quality. This study demonstrates the importance of integrating the burial and thermal history, depositional facies and diagenetic history during predictive reservoir quality studies, particularly in exhumed basins where the burial and exhumation history may be complex, and present-day depth or geometry is not indicative of the past. Methodologies and implications from this study could be applied to exhumed basins in general.

Les données de la campagne océanographique SOMBA-GE2014, nous ont permis de mettre en évidence la présence des gyres algériens via des mesures de courant. Les radiales de température et salinité obtenues à travers le bassin ont permis la visualisation de l'influence des gyres algériens sur la répartition hydrologique. En effet des eaux levantines intermédiaires jeunes s'étendent depuis la veine d'eau remontant le plateau sarde vers l'intérieur du bassin algérien, sous forme de patchs. Des climatologies du cœur de la LIW et de WIW couvrant la période 1960 à 2017 dans le bassin Algéro-Provençal, ont été produites grâce à la base de données Méditerranéenne de profils de température et salinité et des nouvelles méthodes de détection. Un transport de LIW vers l'ouest, depuis la veine sud de la Sardaigne vers l'intérieur du bassin algérien en suivant la périphérie des gyres algériens est mis en évidence par cette climatologie et confirmé par la corrélation croisée du signal de refroidissement observé durant les années 80. L'estimation des tendances des caractéristiques de la LIW et WIW contribuent à documenter leur évolution. L'accélération du réchauffement observée dans tout le bassin à partir de 2010 est alarmante. Les observations par les gliders ont permis d'appuyer nos conclusions quant à l'efficacité des structures de méso et de sous-méso échelle pour le transport des masses d'eaux vers l'intérieur du bassin Algérien. En effet nous avons observé des parcelles de WIW, LIW et WMDW à l'intérieur du bassin Algérien dont les caractéristiques sont plus marquées que les eaux adjacentes<br>Data from the SOMBA-GE2014 oceanographic cruise, allowed us to highlight the presence of Algerian gyres via current measurements. The temperature and salinity sections obtained across the basin allowed the visualization of the influence of the Algerian gyres on the hydrological distribution. Indeed, young intermediate Levantine waters extend from Saridinian LIW vein towards the interior of the Algerian basin, in the form of patches. LIW and WIW core climatologies covering the period 1960 to 2017 in the Algerian-Provençal basin were produced using the Mediterranean database of temperature and salinity profiles and new detection methods. A westward transport of LIW from the southern vein of Sardinia to the interior of the Algerian basin following the periphery of the Algerian gyres is highlighted by this climatology and confirmed by the cross-correlation of the cooling signal observed during the 1980s. The estimation of trends of LIW and WIW characteristics help to document their evolution. The acceleration of warming observed throughout the basin from 2010 is alarming. Glider observations have supported our conclusions regarding the effectiveness of mesoscale and submesoscale structures for the transport of water masses into the interior of the Algerian basin. Indeed, we observed WIW, LIW, and WMDW parcels within the Algerian Basin with more pronounced characteristics than adjacent waters

La marge algérienne est un domaine complexe, bordé au sud par les zones internes des Maghrébides (AlKaPeCa) qui chevauchent les zones externes telliennes vers le sud. La partie offshore de ce système constitue un bassin d‘arrière arc où s‘est déposée une série sédimentaire mio-pliocène reposant sur un substratum de nature et d‘origine variables spatialement. L'objectif de ce travail a consisté à analyser et modéliser le fonctionnement des systèmes pétroliers et à quantifier les volumes d‘hydrocarbures accumulés. Avant de procéder aux différentes modélisations numériques, stratigraphiques et thermiques, un modèle géologique conceptuel a été élaboré sur la base des données de géologie de terrain et de sismiques. La continuité terre- mer du socle kabyle a permis une extrapolation stratigraphique entre des formations oligo-miocènes en affleurement et les unités acoustiques définies dans le bassin offshore. L‘analyse tectonique dans les deux domaines a abouti à une évolution en trois phases : (1) syn-rift où le bassin a été ouvert en transtension à partir de l‘Oligocène supérieur-Aquitanien, (2) phase post-rift durant laquelle il y a eu le développement des bassins intra-arcs, la collision AlKaPeCa- Afrique et le magmatisme, (3) phase d‘inversion où la marge devient active essentiellement à partir du Quaternaire. En définissant l‘ensemble des éléments des systèmes pétroliers avec des incertitudes variables, la simulation du fonctionnement de ces derniers par modélisation de bassin 2D/3D a montré des possibilités d‘accumulation d‘huile et de gaz majoritairement près de la marge, entre 20 et 65 km de la côte avec un maximum de portée de 70 km dans le golfe de Bejaia<br>The Algerian margin is a complex domain, limited to the south by the Maghrebian internal zones (AlKaPeCa) that overthrust the external Tellian zones southward. The offshore part of this system constitutes a back-arc basin, where a mio-pliocene sedimentary series were deposited over a substratum of laterally variable origin and nature. The goal of the present work consisted in analyzing and modelling the petroleum system at work and calculating hydrocarbon volumes. Before proceeding to different numerical basin, stratigraphic and thermal modelling, a conceptual geological model is required and was performed based on field geological studies and stratigraphic and structural interpretations of the seismic profiles. The extension of the continental crust beyond the foot of the margin, allows determining a chronostratigraphic model by extrapolation of the outcroping oligo-miocene formations onshore to the acoustic pre-messinian units defined in the offshore basin. Besides, a tectonic analysis in both onshore and offshore domains gave rise to three main steps of evolution: (1) syn-rift phase where the basin was opened by transtension since Late Oligocene- Aquitanian, (2) post-rift phase in which intra-arc basins were developed, AlKaPeCa and Africa docked and magmatism activity took place, (3) inversion phase where the margin became active mainly since Quaternary times. After defining the different petroleum system elements taking into account variable uncertainties, the 2D/3D petroleum system model depicts possibilities of oil and gas accumulations mainly close to the margin, between 20 to 65 km from the coastline to the north with a maximum range of 70 km in the Bejaia Gulf

L'inversion des marges passives apparaît comme le premier stade vers l'initiation de nouvelles zones de subduction. Cette étape cruciale dans la tectonique des plaques soulève néanmoins encore de nombreuses questions. L'étude des marges actuellement réactivées en compression apparaît ainsi comme essentielle pour mieux comprendre ce processus. Ces marges sont peu nombreuses, situées dans des contextes géodynamiques variés, et les facteurs déterminant leur évolution mal contraints. Située au nord de l'Afrique, la marge algérienne fait partie de ces rares exemples potentiels à travers le monde. L'évolution de cette marge formée au Miocène en contexte d'arrière-arc s'intègre dans le puzzle complexe de l'histoire de la Méditerranée occidentale. Elle est depuis quelques millions d'années réactivée en compression dans le cadre de la convergence lente entre les plaques européenne et africaine, générant un potentiel sismogène fort au nord de l'Algérie. La relative jeunesse du bassin algérien, la charge sédimentaire, les forces aux limites compressives, constituent des conditions favorables à la formation d'une future subduction. A la suite des travaux menés depuis une dizaine d'années, les principales lacunes de connaissances identifiées portent sur (1) la structuration profonde du bassin algérien et de sa marge sud (type de marge, nature du socle,dimension et nature de la transition océan-continent, style et distribution de la déformation compressive), et (2) l'histoire de l'évolution cinématique et géodynamique du bassin, ce qui limite à l'heure actuelle une analyse approfondie des modalités d'inversion de cette marge. L'étude menée se focalise sur la marge centre-algérienne, dans le secteur de Tipaza (à l'ouest d'Alger), un endroit clé pour la compréhension des mécanismes d'ouverture du bassin algérien. Le traitement et l'analyse de nouvelles données de sismique profonde grand-angle et multitraces acquises dans le cadre du projet franco-algérien SPIRAL (Sismique Profonde et Investigations Régionales en Algérie, 2009) ont notamment permis de déterminer la structure crustale du bassin algérien et de sa marge sud, ainsi que la structuration pseudo-3D d'une structure spécifique au secteur d'étude constituée par le haut topographique sous-marin de Khayr-al-Din. L'analyse de la structure profonde de la marge indique un certain nombre de structures héritées de son évolution complexe : (1) une croûte de nature continentale de plus de 15 km d'épaisseur sur le haut de marge (banc de Khayr-al-Din), (2)une croûte fine de nature océanique de 5-6 km d'épaisseur dans le bassin incluant des vitesses légèrement élevées à sa base (7,2 km/s - 7,3 km/s), (3) des similitudes avec des marges formées dans des contextes de déformation transformante, (4) un approfondissement progressif de l'ensemble de la pile sédimentaire et l'épaississement des sédiments Plio-Quaternaire, depuis le bassin profond distal vers le pied de marge,coïncidant avec (5) une flexuration à grande longueur d'onde du socle. Les résultats obtenus apportent de nouvelles contraintes sur (1) la géométrie et la nature de la marge et du bassin, (2) l'évolution de la marge,suggérant une histoire multiphasée comprenant un stade de rifting et/ou d'accrétion océanique, suivi d'un épisode de déformation coulissante tardive liée à la migration du bloc Alboran vers l'ouest, et d'une reprise en compression distribuée du bassin profond au haut de la marge au Plio-Quaternaire; (3) les modalités de réactivation qui se traduisent par des chevauchements aveugles néoformés à pendages sud, notamment au pied du banc de Khayr-al-Din, suggérant un soulèvement du banc de 0,2 mm/an à 0,75 mm/an au Plio-Quaternaire et un début d'écaillage crustal<br>The inversion of passive margins appears to be one of the first steps towards the initiation of new subduction zones. This crucial step in plate tectonics nevertheless still raises many questions. The study of margins currently reactivated by compressional tectonics is thus essential to better understand this process. These margins are uncommon, located in different geodynamic settings, and the factors determining their evolution are poorly constrained. The Algerian margin, located in North Africa, is one of handful of modern examples worldwide. The evolution of this margin, rifted during the Miocene, in a back-arc setting, is part ofthe complex puzzle of the western Mediterranean. Since a few million years, the margin has suffered inversion and compression in the framework of slow on going convergence between the European and African plates. This convergence generates moderate to strong earthquakes in North Algeria. The relatively young age of the Algerian basin, the large sediment load, and the compressive forces, constitute favorable conditions to the formation of a future subduction zone. Studies from the past ten years indicate, that themain unresolved questions are related to (1) the deep structure of the Algerian basin and its southern margin (the type of margin, the nature of the basement, the dimension and nature of the ocean-continent transition, the style and the distribution of the compressional deformation), and (2) the history of the kinematic and geodynamic evolution of the basin. All of these unknowns have prevented a complete and thorough analysis of modalities of the Algerian margin inversion. This study focuses on the Central Algerian margin, in the area of Tipaza (West of Algiers), a key region to understand the mechanism of the opening of the Algerian basin. Processing and analysis of a deep wide-angle and multichannel seismic new data set acquired in the context of the French-Algerian project SPIRAL (Sismique profonde et Investigation Régionales en Algérie, 2009)have enabled us to determine the crustal structure of the Algerian basin and its southern continental margin,as well as the pseudo-3D structure of a specific feature in the study area: the submarine topographic highformed by the Khayr-al-Din bank. The analysis of the deep structure of the margin reveals features inherited from its complex evolution: (1) a crust of continental nature of more than 15 km thick at the upper margin(Khayr-al-Din Bank), (2) a thin crust of oceanic nature, 5-6 thick in the deep basin, including slightly high velocities at its base (7.2 km/s - 7.3 km/s), (3) similarities with margins formed in context of transform deformation, (4) a progressive deepening of the whole sedimentary cover and the thickening of the Plio-Quaternary sediments, from the distal deep basin towards the margin foot, coeval with (5) a long wavelengthflexuration of the basement in the basin. Results from this study provide new constraints on (1) the geometryand nature of the margin and the basin, (2) the evolution of the margin, suggesting a multiphased history including a stage of rifting and/or oceanic spreading, a transcurrent episode due to the westward migration of the Alboran block, and a diffuse Plio-Quaternary compressional reactivation distributed from the deep basinto the upper margin; (3) the mechanisms of the reactivation marked by newly formed south-dipping blind-thrusts, especially at the foot of the Khayr-al-Din bank, and suggesting a Plio-Quaternary uplift of the bankof 0.2 mm/y to 0.75 mm/y and the early stages of imbricate thrusting of crustal scales

La marge algérienne est un domaine complexe, bordé au sud par les zones internes des Maghrébides (AlKaPeCa) qui chevauchent les zones externes telliennes vers le sud. La partie offshore de ce système constitue un bassin d‘arrière arc où s‘est déposée une série sédimentaire mio-pliocène reposant sur un substratum de nature et d‘origine variables spatialement. L'objectif de ce travail a consisté à analyser et modéliser le fonctionnement des systèmes pétroliers et à quantifier les volumes d‘hydrocarbures accumulés. Avant de procéder aux différentes modélisations numériques, stratigraphiques et thermiques, un modèle géologique conceptuel a été élaboré sur la base des données de géologie de terrain et de sismiques. La continuité terre- mer du socle kabyle a permis une extrapolation stratigraphique entre des formations oligo-miocènes en affleurement et les unités acoustiques définies dans le bassin offshore. L‘analyse tectonique dans les deux domaines a abouti à une évolution en trois phases : (1) syn-rift où le bassin a été ouvert en transtension à partir de l‘Oligocène supérieur-Aquitanien, (2) phase post-rift durant laquelle il y a eu le développement des bassins intra-arcs, la collision AlKaPeCa- Afrique et le magmatisme, (3) phase d‘inversion où la marge devient active essentiellement à partir du Quaternaire. En définissant l‘ensemble des éléments des systèmes pétroliers avec des incertitudes variables, la simulation du fonctionnement de ces derniers par modélisation de bassin 2D/3D a montré des possibilités d‘accumulation d‘huile et de gaz majoritairement près de la marge, entre 20 et 65 km de la côte avec un maximum de portée de 70 km dans le golfe de Bejaia<br>The Algerian margin is a complex domain, limited to the south by the Maghrebian internal zones (AlKaPeCa) that overthrust the external Tellian zones southward. The offshore part of this system constitutes a back-arc basin, where a mio-pliocene sedimentary series were deposited over a substratum of laterally variable origin and nature. The goal of the present work consisted in analyzing and modelling the petroleum system at work and calculating hydrocarbon volumes. Before proceeding to different numerical basin, stratigraphic and thermal modelling, a conceptual geological model is required and was performed based on field geological studies and stratigraphic and structural interpretations of the seismic profiles. The extension of the continental crust beyond the foot of the margin, allows determining a chronostratigraphic model by extrapolation of the outcroping oligo-miocene formations onshore to the acoustic pre-messinian units defined in the offshore basin. Besides, a tectonic analysis in both onshore and offshore domains gave rise to three main steps of evolution: (1) syn-rift phase where the basin was opened by transtension since Late Oligocene- Aquitanian, (2) post-rift phase in which intra-arc basins were developed, AlKaPeCa and Africa docked and magmatism activity took place, (3) inversion phase where the margin became active mainly since Quaternary times. After defining the different petroleum system elements taking into account variable uncertainties, the 2D/3D petroleum system model depicts possibilities of oil and gas accumulations mainly close to the margin, between 20 to 65 km from the coastline to the north with a maximum range of 70 km in the Bejaia Gulf

The Collo Basin, a small coastal aquifer, consists of three different alluvial units characterized by different hydraulic properties. If adequately managed, alluvial unit No. 3, being the best aquifer, is capable to supply domestic water for the city of Collo in the short and the long run as well. The estimated rate of water withdrawal from unit No. 3 exceeds more or less that of direct recharge by precipitation, causing hence a lowering of the water table. Consequently, recent chemical analyses of water samples show that groundwater is, to some extent, further contaminated by sea water. Therfore, it is time for local authorities to take some legal measures prohibiting any additional well drillings in this area as to prevent a possible disaster until all hydrological parameters are identified with certain degree of accuracy.

Dans le bassin de l'ahnet, la productivite ne semble pas etre reliee a des variations lithologiques dans les reservoirs. Dans ces vastes structures de l'ahnet central, la presence de gaz a ete prouvee mais seuls quelques puits ont donne un debit raisonnable. Cette productivite aleatoire est probablement reliee a la distribution spatiale des fractures dans le reservoir. Pour verifier plusieurs hypotheses, nous avons utilise une approche combinant plusieurs concepts pour repondre a des problemes poses par le geologue principalement, le processus de deformation, la prediction des zones fracturees et la repartition spatiale de la fracturation a l'echelle du reservoir. Cette approche combine plusieurs methodes incluant la modelisation analogique, la modelisation numerique ainsi que la modelisation geometrique qui utilise le comportement fractal des familles de failles pour extrapoler a l'echelle du reservoir. La technique experimentale de modelisation analogique nous a permis de choisir un modele qui restitue au mieux le processus de deformation et l'initiation des failles majeures dans les structures de l'ahnet central. Les outils numeriques nous ont aide a repondre aux questions posees sur la formation des anticlinaux et a l'origine possible de la variation de la distribution des fractures naturelles. Les differents tests de modelisation geometrique nous ont permis de choisir un reseau de failles subsismiques le plus plausible et de distinguer les zones ou la repartition spatiale de ce type de failles est le plus dense. Les methodes d'analyse de la courbure nous ont permis de distinguer les zones a forte densite de courbure et leur repartition spatiale sur la structure. Des tests de simulations de l'ecoulement ont ete realisees apres simulation a trois dimensions du reseau de fractures le plus probable.

A cheval sur des domaines varies, le bassin-versant de l'oued tafna s'etend sur presque la moitie de l'oranie nord-occidentale et comprend deux ensembles structuraux: un ensemble atlasique au sud et un ensemble alpin au nord, ce dernier ayant connu en outre une activite volcanique importante, mio-plio-quaternaire. Il a commence a acquerir ses traits morphogeniques des la fin du miocene ce, dans un contexte sec, avec un amont en grande partie karstique et un aval a dynamisme volcanique effusif au mio-pliocene, puis phreatomagmatique au pliocene et au quaternaire. Ce dernier a laisse une morphologie craterique (mars et cones stromboliens) en basse tafna. Au pliocene et au quaternaire, les mouvements tectoniques (differencies dans le temps), ajoutes aux variations climatiques, sont a l'origine des reliefs actuels: degagement d'escarpements de ligne de faille modeles par la suite en versants par recul, ablation ou glaciplanation, puis faconnement de deux generations de grands glacis (d'erosion surtout) dans lesquels va s'enfoncer le reseau hydrographique, laissant des interfluves tabulaires, etages localement, en moyenne tafna. D'epaisses alluvions fluviatiles pliocenes et cinq terrasses alluviales quaternaires temoignent d'une dynamique alluviale dont les traits ont varies dans le temps. Sept paleosols rouges (cinq sont quaternaires) sont des marqueurs de phases paleobioclimatiques humides, mais a traits mediterraneens. De meme, les depots lacustres plio-quaternaires en moyenne tafna et les tufs et travertins des retombees (nord surtout) des mcs de tlemcen