Evolution tectono-sédimentaire d’une marge obductée : l’exemple de la Nouvelle-Calédonie et de son domaine offshore (Sud-Ouest Pacifique)

Tectono-sedimentary evolution of an obducted margin : the example of New Caledonia and its offshore domain (South West Pacific)

• Auteur / Autrice : Aurélien Bordenave
• Direction : Philippe Razin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science et technologie (sciences de la terre, sciences de l'eau, sciences de l'image)
• Date : Soutenance le 05/07/2019
• Etablissement(s) : Bordeaux 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Montaigne-Humanités (Pessac, Gironde ; 2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géoressources et Environnement (Pessac)
• Partenaire(s) de recherche : : Institut polytechnique de Bordeaux (Talence ; 2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Yves Lagabrielle
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Leroy, Cécile Robin, Samuel Etienne, Julien Collot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Leroy, Cécile Robin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pacifique (océan ; sud-ouest)

Géophysique marine

Bassins sédimentaires

Tectonique

Nouvelle-Calédonie

Sédimentologie

Mots clés libres

Zealandia

Nouvelle-Calédonie

Crétacé supérieur

Paléogène

Turbidites

Obduction

Zealandia

New Caledonia

Upper Cretaceous

Paleogene

Turbidite

Obduction

Résumé

La marge active Est Gondwanienne s'est développée dans un contexte de subduction de type andine entre le Permien et le Crétacé inférieur. Suite à une période de rifting régional au Crétacé supérieur, qui précède l'océanisation de la Mer de Tasman, le continent Zealandia se détache du Gondwana. A l'Eocène, un événement tectonique majeur entraine l'obduction de matériel mantellique sur la marge Nord-Est du continent Zealandia, qui affleure aujourd'hui en Nouvelle-Calédonie (NC). L’enregistrement de ces événements tectoniques est accessible dans les bassins Ouest calédoniens dans lesquels d’épaisses séries sédimentaires se sont déposées. La longue période de subduction Phanérozoïque est principalement enregistrée par le dépôt de séries de turbidites volcanoclastiques (« grauwackes ») tandis que les périodes de rifting et de post-rift sont associées au dépôt de formations fluvio-deltaïques passant latéralement à des dépôts turbiditiques. La période pré/ syn-obduction, encore mal comprise et complexe, s’enregistre par une épaisse série gravitaire syn-tectonique (« Flysch ») sur laquelle reposent des formations mixtes silici-carbonatées en contexte récifal et lagunaire à terre, et turbiditique en mer. Ces séries sédimentaires sont aujourd’hui relativement bien cartographiées et identifiées à terre, mais leur étude détaillée d’un point vue sédimentologique fait toujours défaut. L’analyse de la carotte du puits onshore Cadart-1 qui échantillonne 1950 m des séries syn-rift à syn-obduction et des nombreux affleurements de la côte Ouest de la Grande Terre permettra d’apporter de nouveaux éléments sur les faciès, les géométries et les architectures de ces différentes séries. Aussi, une approche terre-mer est proposée en s’appuyant sur la nouvelle carotte IODP 371 U1507 et sur le nouveau jeu de données sismiques de la campagne TECTA acquis dans le Bassin de Nouvelle-Calédonie. L’objectif principal est d’améliorer la connaissance de l’histoire tectonique et sédimentaire de la Nouvelle-Calédonie à partir des enregistrements sédimentaires des bassins ouest-calédoniens, d’en déduire leur évolution paléogéographique en lien avec l’histoire géodynamique régionale. Sur un plan plus fondamental cette étude apportera des nouveaux éléments permettant de mieux comprendre les mécanismes de l’obduction. D’un point de vue appliqué, ce travail permettra également d’apporter des informations essentielles sur les potentielles roches mères, réservoirs et couvertures du système pétrolier des bassins de la Nouvelle-Calédonie.

From Permian to Early Cretaceous the eastern Gondwana margin was an Andine subduction context. Late Cretaceous widespread regional rifting affects this region and precedes Cretaceous to Eocene seafloor spreading of the Tasman Sea, leading to the isolation of the Zealandia continent. During the Eocene, a major tectonic event affects the entire region and leads to the obduction of mantellic material on the northeastern margin of Zealandia, which presently outcrops in New-Caledonia. The stratigraphic records of these tectonics events are accessible within the western New-Caledonian basins, in which very thick sedimentary series were deposited and are now visible through onland outcrops. The Phanerozoic eastern Gondwana subduction episode is recorded by volcanoclastic turbidites whereas rifting and post-rift phases are associated with fluvial-estuarian deposits capped by deeper deposits. The complex pre to syn-obduction phase is recorded by a very thick syntectonic gravity flow unit (“Flysch”), composed of turbidites originating from various siliciclastic and carbanoceous sources. These sedimentary series are well mapped and identified in New-Caledonia, but a detailed sedimentological description and interpretation is still lacking. Core descriptions from the CADART well which recovered 1930 meter of “flysch” series, combined with outcrop descriptions should bring new insight onto the sedimentary facies, geometries and stratigraphic architecture of these series. Following this, we focused on newly acquired data in the New Caledonian Basin, including new multichannel seismic data acquired during the TECTA cruise as well as new drilling data performed in 2017 during IODP Expedition 371. The main objective of this study is to improve the knowledge of the tectonic history of New Caledonia, from these sedimentary records. On a fundamental aspect, this study will allow to better understand the obduction mechanisms. In addition, this study should provide new information on the potential petroleum system of New-Caledonian basins.