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Nicolas Backert
Ce travail a pour but d’étudier l’interaction entre tectonique et sédimentation sur un bloc de faille, d’une largeur de 6 km et d’une superficie d’environ 130 km2, dans le rift de Corinthe. L’analyse de détail de la stratigraphie synrift et de l’architecture sédimentaire, en relation avec le réseau de failles normales, sur la côte Sud du Golfe de Corinthe est utilisée pour définir les étapes d’évolution du remplissage synrift et de la tectonique. Une étude de terrain, intégrant la cartographie à différentes échelles des formations sédimentaires synrifts, des failles normales ainsi que le levé de logs sédimentologiques a été entreprise. Les logs de détail sont interprétés en terme de faciès et d’associations de faciès, puis en dynamique de dépôt conduisant à la reconnaissance des différents environnements de dépôt. Le réseau de failles normales est composé de failles majeures (rejet vertical > 1000 m), d’orientation ONO-ESE et de failles mineures synthétiques, antithétiques ou obliques (150 m < rejet vertical < 1000 m). La stratigraphie synrift est divisée en trois groupes stratigraphiques (inférieur, moyen et supérieur), représentant une épaisseur minimale de 1624 m. Les dates proposées proviennent de corrélations latérales. Le Groupe inférieur (3,6 à 1,5 Ma) est composé de sédiments fluvio-lacustres, le Groupe moyen (1,5 à 0,7 Ma) comporte les Gilbert-deltas géants et leur faciès fins associés, le Groupe supérieur (0,7 Ma à l’actuel) est formé de Gilbert-deltas récents à actuels ainsi que de formations superficielles. Le Groupe inférieur correspond à l’initiation de l’activité tectonique et les groupes moyen et supérieur à l’accroissement de cette activité. Des corrélations latérales vers l’Est mettent en évidence que la zone d’étude présente une histoire géologique singulière. La surface supérieure de l’Unité du prérift présente une paléotopographie héritée de la structuration de la chaîne de montagnes des Hellénides (Oligocène-Miocène). La phase d'extension précoce (Groupe inférieur) est caractérisée par une très faible subsidence assurée par l’activité précoce de la faille de Pirgaki, ainsi que par des failles mineures. Le Groupe inférieur est en outre caractérisé par la présence d’un lac, dans lequel peuvent arriver des dépôts grossiers d’origine fluviatile. La transition avec la phase d'extension principale (Groupe moyen) est marquée par un approfondissement du bassin ainsi que par une augmentation du taux de subsidence, en raison de la connexion des failles de Pirgaki et de Mamoussia par la faille de Kerinitis. La phase d'abandon et de soulèvement du bloc (Groupe supérieur), marqué par le soulèvement du "footwall" de la faille d’Helike, est caractérisé par trois évènements de creusement-comblement. Le delta de Kerinitis est un Gilbert-delta dérivé du "footwall" de la faille de Pirgaki et dominé par les conglomérats. Il présente une surface de 15 km2, un rayon de 3,8 km, une hauteur minimale de 600 m et contient un volume de sédiments d’environ 9 km3. Il affleure selon une coupe naturelle tripartite. Il se serait déposé en 500 ou 800 ka dans la période Pléistocène inférieur-Pléistocène moyen, en milieu marin. Les dix-neuf faciès décris caractérisent un large éventail de processus sédimentaires. Ils sont répartis dans quatre associations de faciès (topset, foreset, bottomset, prodelta). L’association de faciès de topset est la plus riche et présente localement une sous-association de faciès de milieu marin et de transition fluviatile-marin. L’architecture stratigraphique est composée de onze Unités Stratigraphiques (SU) séparées par onze Surfaces Stratigraphiques (KSS). Dans un contexte de création continue d’espace d’accommodation (A), il est proposé que les SU se déposent pendant les maxima et les périodes de chute du niveau marin. Les KSS, marquée par des transgressions, se mettent en place pendant des périodes d’augmentation du niveau marin. Le taux d’apport sédimentaire (S), relié au signal eustatique, augmenterait pendant les phases de chute eustatiques. L’architecture stratigraphique (les géométries) et la répartition spatiale des faciès du Gilbert-delta de Kerinitis apportent des informations précises sur les variations de A pendant la période de dépôt de cet édifice. Il a été possible de contraindre l’influence relative (approche qualitative, utilisant le rapport A/S) des paramètres majeurs que sont la subsidence tectonique et l’eustatisme sur l’architecture stratigraphique. Un modèle d’évolution de ce delta en quatre étapes est proposé. Ces étapes sont reliées à l’initiation, à la croissance et au blocage brutal des failles limitant le delta, ainsi qu’au signal eustatique. Le signal eustatique générant des SU est à plus haute fréquence que le signal tectonique, générant les étapes de construction du delta. Le proto-delta est constitué de foresets en zone proximale. La transition entre le proto-delta et le delta inférieur est marquée par une période de A < 0, expliquée par une chute eustatique. Le delta inférieur est composé de SU de faible épaisseur, présentant un motif géométrique en progradation accentuée et enregistrant un faible déplacement sur le système de failles. Le delta médian présente des SU superposées verticalement, dont le motif géométrique évolue d’une progrado-aggradation à une progradation accentuée. Une surface d’érosion majeure, incisant le delta sur 120 m, d’origine sous-marine (canyon ou déstabilisation gravitaire) a été identifiée dans le delta médian. La fin du delta médian a enregistré le maximum d’activité du système de failles de Pirgaki et de Kerinitis. Le delta supérieur montre un motif géométrique en progradation pure, enregistrant le blocage brutal de la faille de Pirgaki. L’interprétation des surfaces d’érosion montre qu’elles représentent des phénomènes mineures et autocycliques qui postdatent les périodes d’augmentation de A. |
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