Littérature scientifique sur le sujet « Sédimentation (géologie) – Tertiaire (ère géologique) »

L'évolution géodynamique oligo-néogène de l' Altiplano au niveau du "Coude d'Arica", est caractérisée par déformation compressive et volcanisme importants. Dans la partie orientale de la chaîne (Bolivie), le raccourcissement est bien documentée (190-280 km), et il explique une croûte très épaisse (65 km). Dans la partie occidentale (Nord du Chili), cependant, l'histoire géologique n'est pas bien connue et est en partie controversée. L'étude de la région d'Arica, sur trois transects régionaux (au 1:50. 000), permet de proposer un model représentatif d'évolution géodynamique pour l'Altiplano occidental. L'Oligocène (-35-26 Ma) est caractérisé par une sédimentation fluviatile, enregistrée dans la partie la plus profonde de la Dépression Centrale. Les dépôts, atteignant 500m d'épaisseur, recouvrent en discordance angulaire une surface d'érosion régionale peu accidentée. Ils sont poligéniques et proviennent de l'Est, de l'érosion d'une proto-Cordillère Occidentale. Ils sont affectés par des chevauchements subverticaux à vergence Ouest. L'Oligocène terminal-Miocène précoce (26-19 Ma) est une période intensive de volcanisme effusif et explosif. A l'Est (Cordillère Occidentale), l'arc volcanique est représenté par au maximum de 2. 500 m d'andésites, dacites et ignimbrites rhyolitiques, intercalées de niveaux alluviales et lacustres. Cet arc, très actif, a été associé à la formation des caldeiras d'effondrement. A l'Ouest (Précordillère et Dépression Centrale), les dépôts d'avant-arc sont représentés par jusqu'à 1. 000 m d'ignimbrites rhyolitiques (extra-caldeira), avec intercalations fluviatiles et lacustres. Dans la Cordillère de la Côte, une sédimentation alluviale oligo-miocène est enregistrée dans des bassins restreints (<200 fi d'épaisseur). Au cours de ce cycle, on ne note pas d'indices d'une activité tectonique importante, sauf un plissement faible dans la Cordillère Occidentale. Le Néogène (,. . . ,18-0Ma) est caractérisé par un volcanisme andésito-dacitique, principalement effusif, développé dans la Cordillère Occidental avec un volume modeste par rapport à la période antèrieur. Ce volcanisme est accompagné d'une tectonique compressive importante associé à sédimentation fluviatile syntectonique relativement restreinte. La déformation est représentée par un système de plis et de chevauchements à vergence Ouest impliquant le socle, dont le raccourcissement minimum est estimé à 7 km. Cette déformation s'est développée surtout dans la partie ouest de la Cordillère Occidentale, entre 18 et 5 Ma avec des réactivations mineures pendant le Plio-Quaternaire. Ceci implique une vitesse de racourcissement horizontal, pendant le Néogene, de l'ordre de O,54km/Ma. Au niveau de la Dépression Centrale, pendant le Miocène, une sédimentation fluviatile et lacustre est représentée par au maximum de 350 m de dépôts volcanogéniques provenant de l'Est. Vers 12 Ma, la sédimentation fluviatile s'est arrêté et une surface de pédimentation régionale s'est mis en place. Postérieurement l'avant-arc a été affectée par une forte incision (atteignant 1. 000 m) concentrée sur un petit nombre de vallées. L'événement coincide avec un important changement climatique qui a induit la désertification d'Atacama, accompagné d'une baisse eustatique (au maximum de 200 m). Pendant le Miocène supérieur-Quaternaire, cependant, la forte incision n'est pas expliquée seulement par effects exogènes. Un soulèvement majeur (-800 m) de l'avant-arc s'est donc produit. Le soulèvement et l'abrasion marine ont généré un abrupt côtier, tandis que dans les vallées incisées se sont déclenché d'importants glissements de terrain. La déformation contemporaine de l'avant-arc est localisée au niveau de failles et de plis flexures larges, associés à la propagation aveugle de chevauchements subverticaux avec des déplacements verticaux importants (jusqu'à 850 m) et des raccourcissements négligeables (jusqu'à 100 m). Le soulèvement de la Précordillère s'est produit entre 12 et 10 Ma, et il a été suivi d'un mega-glissement gravitaire. Les roches volcaniques oligo-néogènes d'Arica sont calco-alcalines fortement potassique, et leur composition varie peu au cours du temps. Cependant, on note un enrichissement croissant en éléments lithophiles, une participation de plus en plus importante du grenat comme phase résiduelle dans la croute inférieure, et une diminution relative du taux de fusion partiel dans la source mantélique. Par ailleurs, l'évolution structurale et le bilan érosion-sédimentation montrent que la Cordillère Occidentale d'Arica a été soulévée et soumise à l'érosion depuis l'Eocène. Au cours de la période considérée (Olîgo-Néogène), l'épaississement crustal de l'AltipIano occidental a donc été relativement lent par rapport à l'Altiplano oriental et non seulement liée à des processus tectoniques
The oligo-neogene geodynamic evolution of Altiplano, at the latitude od "Codo de Arica", is characterised by an important compressive defonnation and volcanism. In the eastern part of the chain (Bolivia), the shortening is weIl documented (190-280 km), and it explain a very thick crust (65 km). However, in the western part, the geological history is not weIl known and in part controversial. The study of the Arica region, on three regional transects (to scale 1:50. 000), permit to propose a representative model for the geodynamic evolution of the western Altiplano. The Oligocene (-35-26 Ma) is characterised by fluvial sedimentation, recorded in the deeper part of the Central Depression. The deposits, up to 500 m thickness, cover a topographically smooth regional unconformity. They are polymictic and provene from the East, from the erosion of a proto-Cordillera Occidental. They are cut by subvertical west-vergent faults. The Late Oligocene-Early Miocene (26-19 Ma) is a period of intense effusive and explosive volcanism. To the East (Cordillera Occidental), the volcanic arc is represented by a maximum of 2. 500 m of andesites, dacites and rhyolitic ignimbrites, with alluvial and Iacustrine intercalations. This arc, very actif, was asociated to formation of collapse calderas. To the West (Precordillera and Central Depression), the fore-arc deposits are represented by up to 1. 000m of rhyolitic ignimbrites (extra-caldera), with fluvial and lacustrine intercalations. In the Coastal Cordillera, oligo-miocene alluvial sedimentation is recorded in restricted bassins (<200 m thickness). Throughout this cycle, no evidence has been found for important tectonic compressive activity, except in a gentle folding in the Cordillera Occidental. The Neogene (--18-0Ma) is characterised by a andesite-dacitic volcanism, mainly effusif, developed in the Cordillera Occidental with a modest volume respect to the previous period. This volcanism was coeval of restricted fluvial syntectonic sedimentation. The deformation is represented by a west-vergent thrusts and folds system, involving the basement, and with a minimum shortening estimate to he 7 km. This deformation developed essentially in the west part of the Cordillera Occidental, between 18 and 5 Ma with Plio-Quaternary little reactivations. This implies a velocity of horizontal shortening, during Neogene, close to 0,54 km/Ma. In the Central Depression, during Miocene, fluvial and lacustrine sedimentation is represented by a maximum of 350 m of volcanoclastic deposits, which provene from the East. Close 12 Ma, the fluvial sedimentation ceased and a regional pedimentation surface developed. Afetr it, the fore-arc was afected by strong incision (down to 1. 000 m) concentrated in a few valleys. The event would he associated to a regional climatic change, which have induced the desiccation of Atacama, coeval with an eustatic descent (maximum of 200 m). During Late Miocene-Quaternary, however, the incision is not only explain by exogene phenoma. Therefore, un major uplift (--800 m) of the fore-arc is infered. The uplift and marine abrasion have generated an abrupt coastal cliff, and in the incised valleys produced important ground-mass collapses. The coeval deformation ofthe fore-arc is located at the fault and gentle tlexure-folds associated to the blind propagation of the subvertical faults, which induce important vertical displacement (up to 850 m) and negligeable shortening (up to 100 m). The uplift of the Precordillera produced between 12 and 10 Ma, and it has been followed by a giant gravitational collapse. The Oligo-Neogene volcanic rocks ofArica are high-potassium calc-alkaline, and its composition do not vary significantly with time. However, we note an increasing enrichment of lithophiles elements, a more important participation of gamet as residual phase in the lower crust, and a relative decreasing ofthe partial fusion rate in the mantle source. On the other hand, the structural evolution and the erosion-sedimentation balance show that the Cordillera Occidental of Arica region bas been uplif and exposed to erosion since Eocene. In the considered period (Oligo-Neogene), the crustal thickning of the western Altiplano was slow respect to the eastern Altiplano and not only associated to the tectonic processus

L'Altiplano est un haut plateau caractéristique des Andes Centrales entre 10°S et 27°S. C'est un bassin original de par ses dimensions et sa position dans un contexte orogénique. Il constitue un bassin sédimentaire intramontagneux qui a enregistré les étapes de la déformation de l'orogène andin. L'étude a pour objectif de proposer un modèle évolutif du bassin et de ses bordures. Nous avons pris en compte les données de la géophysique et de géologie (tectonique, sédimentation, géomorphologie). Nous nous sommes intéressés aux relations tectonique-érosion-sédimentation qui représentent les trois variables principales pour résoudre l'équation régissant la genèse et le fonctionnement d'un bassin continental déformé. L'étude lithostratigraphjque des séries tertiaires permet de proposer un agencemern en six séquences pour les formations tertiaires de l'Altiplano : Séquence 1 : Eocène-Ologocène inférieur ; 2 : Oligocène supérieur-Miocène inférieur ; 3 : Miocène moyen 4 : Miocène supérieur; 5 : Pliocène inférieur ;6 : pliocène supérieur-Pléistocène. Le découpage séquentiel de la série stratigraphique permet de mettre en place un diagramme chrono-stratigraphique de la sédimentation tertiaire sur l' Altiplano et ses bordures qui met en évidence les variations des espaces de sédimentation. L'étude structurale montre que les déformations compressives sur l'Altiplano sont principalement issues d' une tectonique tangentielle de couverture et/ou de dans les parties centraIes et orientales et d' une tectonique de réactivation de failles de socle dans les parties occidentales. L'analyse détaillée des dispositifs, à partir de sismique réflexion, a mis en évidence la présence d'hétérogénéités tectoniques ou sédimentaires qui ont influencé les formations compressives andines. La répartition et les orientations de ces hétérogénéités permettent de proposer un nouvel agencement tectonique de l' Altiplano, La structuration des Andes Centrales est liée à deux processus majeurs qui sont l' épaississement crustal tectonique et l'épaississement par sous-plaquage de matériel crustaI érodé. Ces processus sont les conséquences des mécanismes de raccourcissement tectonique et d'érosion crustale de la marge Chilienne qui permettent l'accomodation du déplacement aux limites, lié à la cinématique d'ouverture de l'Altlantique. La compétition entre les deux mécanismes permanents aux limites du système andin (ouverture de l'Atlantique à l' Est et érosion crustale à l'Ouest) détermine l'activation du raccourcissement crustaI. Dans ce contexte, les Andes centrales ne sont des chaînes de subduction que par le contrôle qu'exerce la surface de subduction sur les modalités des variations du phénomène d'érosion crustale.

Les séismes sont à l'origine d'évènements sédimentaires gravitaires (turbidites) dont l'étude permet de reconstituer l'histoire mal connue de la paléosismicité des marges continentales. L'analyse d'une série de carottes de sédiments, collectées stratégiquement dans trois systèmes turbiditiques de la marge en subduction Hikurangi de Nouvelle-Zélande, permet d'établir les caractéristiques, les facteurs de contrôle et les mécanismes déclencheurs de la sédimentation gravitaire des derniers 18,000 ans. La succession sédimentaire comprend quatre lithofaciès et modes de dépôt : hémipélagite (sédimentation marine), turbidites (courants de turbidité), débrites (débris flows) et tephra (retombée de cendres volcaniques), dont l'organisation générale dépend de la morphologie de la marge et des fluctuations glacio-eustatiques. Les crues, les éruptions volcaniques et les « slope failures » sont les trois mécanismes déclencheurs des turbidites. Plus de 90% sont déclenchées par des « slope failures » en haut de pente (150 – 1,200 m) à la suite de séismes. L'adaptation d'un modèle empirique de stabilité de pente suggère que ces turbidites représentent l'enregistrement sédimentaire des ruptures répétées de trois failles actives, dont l'interplaque, et correspondent à des séismes de Mw≥7. 3 avec un temps de retour de 150±50 ans. Parmi ces turbidites co-sismiques, 20 montrent une synchronicité de déclenchement sur l'ensemble de la marge et un volume important. Elles correspondent à des ruptures de la zone interplaque de Mw 7. 5 – 8. 4, dont les temps de retour montrent une phénomène de clustering où alternent les périodes actives à faible temps de retour (305 – 610 ans), et les périodes de quiescence à temps de retour élevé (1480 – 2650 ans). Ce calendrier paléosismique intégré aux modélisations en cours devrait permettre de mieux appréhender l'aléa sismique et les risques pour la population
Earthquakes are known to trigger gravity flows and turbidites along continental margins. These deposits provide meaningful tools to establish long-term paleo-earthquake records. The detailed analysis of a series of sediment cores, collected strategically in three distinct sedimentary basins along the Hikurangi subduction margin of New Zealand, allows the characterisation of gravity flow sedimentation since 18,000 years, as well as the identification of the controlling parameters and the triggering mechanisms of turbidites. The sedimentary record is comprised of alternating lithofacies and depositional modes, namely hemipelagite (marine sedimentation), turbidites (turbidity currents), debrites (debris flows), and tephra (ash fall), which are controlled by margin morphology and glacio-eustatic fluctuations. Floods, volcanic eruptions and slope failures are the three triggering mechanisms of turbidites along the margin. More than 90% of them are triggered by slope failures from the upper slope (150-1,200 m deep) consecutively to earthquakes. The adaptation of empirical relationships to evaluate slope stability suggests that these turbidites are the sedimentary record of repetitive ruptures of three active faults, including the plate interface, and correspond to Mw≥7. 3 earthquakes occurring with a return time of 150±50 years. Amongst theses turbidites, 20 show a synchronicity of trigger across the entire margin and are more voluminous. They correspond to ruptures on the plate interface, which generate Mw7. 5-8. 4 earthquakes. Return times show a clustering of interface earthquakes with alternating active periods of low return time (305-610 years) and quiescence periods of high return time (1480-2650 years). Integrated to ongoing simulations, this earthquake calendar would provide new constraints to ascertain the seismic hazard

Ce mémoire présente une analyse des séries sédimentaires néogènes et quaternaires ainsi que des processus tectoniques et tectono-sédimentaires qui permettent d'esquisser l'évolution dynamique du bassin d'Alcoy. Le secteur étudié appartient au domaine Prébétique bétiques externes. Dès l'Aquitanien, la région est soumise à un régime sédimentaire marin. Mais c'est à partir du Burdigalien inférieur, qu'un stade de raccourcissement N 130-N 140 est à l'origine de l'individualisation du bassin. De grands effondrements contrôlés par des failles NW-SE tranchent des plis anciens de direction bétique WSW-ENE. A la fin de la sédimentation transgressive du Burdigalien supérieur, le bassin subit de nouveau un raccourcissement d'une direction sub-méridienne qui provoque une remobilisation des anciens plis entrainant un approfondissement du milieu de sédimentation. Puis durant le Langhien, un raccourcissement N 130-N 140 induit une instabilité qui se matérialise par de nombreux phénomènes gravitaires et la déformation synforme du sillon du Baradello, contrôlée par le jeu inverse composante sénestre de la faille N 50 d'Alcoy. L’arrêt des déformations, qui est marqué par une discordance des dépôts du Sérravallien sur ceux du Langhien, favorise au cours de cette période une transgression sur l'ensemble des zones qui étaient émergées au Langhien. La présence d'une nouvelle discordance, entre le Serravallien et le Tortonien inférieur, atteste une reprise de l'activité tectonique en raccourcissement ayant pour conséquence un gauchissement des marges et une réduction de la profondeur du milieu de sédimentation. L’émersion définitive du bassin marin intervient au cours du Tortonien, avec l’édification de structures chevauchantes de grande ampleur et le rejeu d'accidents anciens qui indiquent une direction de raccourcissement sub-méridienne. Après ces évènements tectoniques, s’installe un lac progressivement comblé au Messinien en raison d’un ralentissement de la subsidence et du développement d’épandages détritiques fluviatiles progradant depuis les bordures. Le remblaiement du bassin exoncé s’achève durant le Plio-Quaternaire et le surcreusement actuel par le réseau hydrographique traduit un exhaussement régional
This thesis offers an analysis of sedimentary neogene and quaternary sequences and tectonic and tectono-sedimentary process, which allow to outline the dynamic evolution of the alcoy basin. The area, which has been studied, belongs to the internal Prebetic part of the external betic Cordillera. Since the Aquitanian, the area has been submited to a marine sedimentary regime. But, it is from the lower Burdigalien that a period of a N 130-N 140 shortening is the reason of the individualism of the basin. Bigs cavings, checked by NW-SE faults, slice old folds betic direction of which is WSW­ENE. At the end of the transgressive upper Burdigalian sedimentation, the basin is subjected again to a shortening, direction of which is sub-meridian, which brings up a re-mobilization of the old folds, with a deepening of sedimentary environment. After, during the Langhian, a N 130-N 140 shortening is the cause of a tectonic instability, which appears by many gravitary phenomena and a synclinal strain of the Baradello trench, checked up by a reverse move with a small left strike­slip of the N 50 Alcoy fault. The stop of stains, which is shown by a discordance of the Serravallian deposits over the Langhian deposits, is the reason, during this period, of a transgression over all the emergent areas during the Langhian. The presence of a new discordance between the Serravallian and the lower Tortonian is the proof of a revival of the tectonic activity (shortening) and consequently of a warping margin, and of a decrease of the depht of the sedimentary environment. The final emersion of the marine basin takes place during the Tortonian with the erection of overthrusting and important structures and the resetting of old ground features, which give an indication of a sub-meridian shortening. After these tectonic events, a lake is appearing, gradualy filled up during the Messinian, because the subsidence is slowing down and because the flood plains progressing since the border rims are spreading out. The filling of the exundated basin does end during the Plio-Quaternary and the present digging by the drainage pattern makes clear a regional lift up

La cartographie et l'analyse des formations sedimentaires constituant la plaine cotiere du rio grande do sul montent l'existence de quatre systemes de depot "barriere littorale / depression lagunaire" mis en place au cours du quaternaire. La comparaison de la chronologie relative des temoins sedimentaires holocenes avec les courbes de variation du niveau marin etablies dans d'autres secteurs du littoral bresilien, permet de proposer, pour cette region, une courbe similaire durant les 6000 dernieres annees. Un modele d'evolution paleogeographique de la plaine cotiere, du pliocene a l'actuel, est etabli a partir de ces donnees

La cartographie et l'analyse des formations sedimentaires constituant la plaine cotiere du rio grande do sul montent l'existence de quatre systemes de depot "barriere littorale / depression lagunaire" mis en place au cours du quaternaire. La comparaison de la chronologie relative des temoins sedimentaires holocenes avec les courbes de variation du niveau marin etablies dans d'autres secteurs du littoral bresilien, permet de proposer, pour cette region, une courbe similaire durant les 6000 dernieres annees. Un modele d'evolution paleogeographique de la plaine cotiere, du pliocene a l'actuel, est etabli a partir de ces donnees

L'accident d'Estella d'orientation sub-méridienne a constitue un trait majeur de l'histoire géologique de la région d'Estella (Pyrénées SW). En réponse a l'évolution du schéma des contraintes, ce trait structural majeur a donc constamment guide l'évolution géologique (subsidence, paléogéographie, déformations. . . ). C'est par l'analyse des séries sédimentaires et notamment par des approches paléogéographiques que le rôle de cet accident est mis en évidence. Subsidence du compartiment occidental cantabrique au crétacé supérieur. Effacement progressif de ce schéma paléogéographique a partir du maestrichtien en liaison avec le développement des raccourcissements Pyrénées (NNE-SSW). Subsidence du compartiment oriental au biarritzien (bassin de Pampelune). Subsidence du bassin de l'ebre au sannoisien sous l'effet du contraste isostatique croute sud-pyrénéenne épaissie par les raccourcissements pyrénéens croute normale de l'Ebre. Subsidence différentielle de part et d'autre de l'accident d'Estella. Accentuation des phénomènes compressifs (raccourcissements n 160#oe) au chattien, responsables d'un mouvement senestre et de montées halocinétiques le long de l'accident d'Estella

Six unites sismiques majeures (a-f) ont ete identifiees sur la plate-forme et la pente continentale au large du rhone. La serie sedimentaire (b-f), d'age quaternaire superieur, decrit des cycles sedimentaires sur la pente associes aux cycles de changement du niveau marin. Un cycle sedimentaire elementaire complet est constitue (1) d'une sub-unite inferieure transparente qui se correle sur la plate-forme avec un prisme de bas niveau perche et (2) d'une sub-unite superieure litee qui se correle sur la plate-forme avec une surface d'erosion. La serie b-f correspond au complexe superieur de l'eventail du rhone. Le remplissage sedimentaire de la vallee sous-marine de ce complexe est divise en trois sub-unites (1) une sub-unite inferieure chaotique, une sub-unite intermediaire transparente et (3) une sub-unite superieure lenticulaire a facies lite correle vers l'aval avec le neofan, un lobe sableux discordant sur la levee ouest de l'eventail du rhone. Le neofan et la sub-unite superieure forment un systeme turbiditique confine. Les datations disponibles ont ete projetees sur une courbe eustatique haute resolution. L'unite a a ete deposee durant la derniere transgression et le haut niveau actuel. La sub-unite litee de b, dont l'epaisseur atteint 110 m, a ete deposee entre 6 ka a 9 ka durant la chute du niveau marin de grande ampleur (-80 a -125 m) du stade isotopique 2. Le remplissage de la vallee sous-marine s'est effectue entre 21 ka bp et 11 ka bp. Les deux systemes etudies (plate-forme-pente et eventail sous-marin) ont fonctionne en phase pendant la majeure partie des periodes de chute. La divergence entre les deux systemes a commence avant la fin de la periode de chute, a proximite du minimum eustatique. Sur l'eventail du rhone, les datations sur les levees indiquent que le systeme chenalise a modifie son fonctionnement vers -21 ka bp, tandis que la sedimentation active sur la pente s'est poursuivie jusqu'a 16-18 ka bp. La date de 21 ka bp correspondrait a la date de connexion effective de la vallee incisee avec le canyon du petit-rhone, a l'origine d'un changement de la dynamique des courants de turbidite transitant dans le canyon et la vallee sous-marine. La divergence entre les deux systemes a continue pendant la periode de transgression et peut etre de haut niveau. Entre 11-16 ka bp, 2 m de sediments au maximum ont ete deposes sur la pente contre 75 m dans le systeme chenalise. Depuis 11 ka bp, seuls 20-30 cm de sediments se sont deposes sur la pente et dans la vallee. La mise en place des principaux depots gravitaires est synchrone de la derniere phase de depot de la sub-unite litee de l'unite b sur la pente. Les variations brutales du taux de sedimentation sur le rebord de la plate-forme et la pente sont considerees comme le principal facteur de declenchement des instabilites gravitaires