Reconstruction des paléo-drainages des bassins précoces péri-orogéniques (Crétacé terminal-Paléocène) à partir des dépôts fluviatiles dans le système pyrénéen oriental

Reconstruction of paleo-drainages of early peri-orogenic basins (Late Cretaceous-Palaeocene) from fluvial deposits in the eastern Pyrenean system

• Auteur / Autrice : Constance Vinciguerra
• Direction : Philippe Razin, Sophie Leleu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science et Technologie (Terre, Eau, Image)
• Date : Soutenance le 16/01/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Montaigne-Humanités (Pessac, Gironde ; 2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géoressources et Environnement (Pessac)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Bourquin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Razin, Sophie Leleu, Sébastien Castelltort, Frédéric Christophoul, Laurie Barrier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Castelltort, Frédéric Christophoul

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bassins sédimentaires

Paléocène

Crétacé supérieur

Pyrénées

Stratigraphie

Mots clés libres

Sédimentation continentale

Architecture de bassin

Reconstruction de drainage

Source des sédiments

Chemo-stratigraphie

Continental sedimentation

Basin architecture

Drainage reconstruction

Sediment sourcing

Chemo-stratigraphy

Résumé

Lors de la phase précoce de l’orogène pyrénéen, la localisation et le calendrier de la mise en place des premiers reliefs pyrénéens restent incertains. L’enregistrement des dépôts continentaux du Crétacé terminal au Paléocène dans les bassins péri-orogéniques du système pyrénéen oriental permet d’observer les architectures fluviatiles pour (1) reconstruire les paléo-drainages, (2) estimer les localisations des paléo-reliefs, et (3) contraindre et comparer les flux sédimentaires dans le système. L’étude a été menée dans le Bassin de Tremp (Espagne), dans les Corbières, en Languedoc et en Provence (France). La première partie de ce travail correspond à l’analyse sédimentologique et la cartographie des objets permettant de réaliser des modèles de dépôts et d‘estimer la provenance des sédiments. La deuxième partie de ce travail consiste à améliorer le calage stratigraphique de ces séries continentales grâce à une analyse des variations du δ13Corg réalisée sur deux coupes de part et d’autre des Pyrénées Orientales (Orcau-Talarn, en Espagne et Saint-Ser en Provence) du Campanien au Danien, en comparant le signal à des coupes de références marines. Ce travail a permis de montrer que du Campanien au Maastrichtien inférieur, les flux majeurs sont enregistrés dans la zone sud des Corbières et dans le bassin de Tremp ; au Maastrichtien supérieur, des flux locaux émanent de petits reliefs actifs ; à la transition Crétacé-Tertiaire, l’ensemble de la zone enregistre une période lacustre plus importante dans le domaine nord ; au Dano-Sélandien, le système enregistre un flux majeur au nord du Bassin de Tremp et dans l’ ouest des Corbières, tandis que les petits reliefs actifs forment encore des sources locales dans toutes la zone septentrionale. Ainsi les paléo-drainages montrent que la majorité des sédiments proviennent en début d’orogenèse d’abord des zones externes, et d’une zone proto-axial orientale, disparue lors de l’ouverture du Golfe du Lion, puis la ré-activation d’anciennes structures au Nord et l’émersion des nappes au Sud engendrent la production locale de sédiments et le partitionnement des flux. Il faut attendre le Thanétien moyen voire l’Eocène pour enregistrer des sédiments de la zone axiale, soit environ 26 Ma après le début de la convergence.

During the Pyrenean early orogenic phase of the Pyrenees, the location of the first Pyrenean reliefs and the timing of their establish development remain uncertain. The records of continental deposits from Late Cretaceous to Palaeocene in the peri-orogenic basins of the eastern Pyrenean system allows the definition of various fluvial architectures that lead to (1) reconstruct paleo-drainages, (2) estimate paleo-relief locations, and (3) constrain and compare sediment fluxes in the system. The study was conducted in the Tremp Basin (Spain), and in Corbières, in Languedoc and in Provence (France). The first part of this work corresponds to the sedimentological analysis and fluvial object mapping allowing the characterisation of depositional models and the estimation of sediment provenance. The second part of this work consists in improving the stratigraphic calibration of these continental series using the δ13Corg variations carried out on two sections on both sides of the Eastern Pyrenees (Orcau-Talarn, in Spain and Saint-Ser in Provence). Values were measured on Campanian to Danian deposits and compared to the signal of reference marine sections. This work shows that from the Campanian to the Lower Maastrichtian, the major fluxes are recorded in the southern area of the Corbières and in the Tremp Basin; in the Upper Maastrichtian, local fluxes emanated from small active reliefs; at the Cretaceous-Tertiary transition, the whole area records a lacustrine phase more important in the northern area; during the Dano-Selandian, the system records a major flux from the north of the Tremp Basin and in the west of the Corbières, while the small active reliefs still form local sources in the northern domain. Thus the paleo-drainages show that the majority of the sediments come at the beginning of the orogeny first from the external zones, and from an eastern proto-axial zone, disappeared during the opening of the Gulf of Lion. Then the re-activation of old structures in the north and the emergence of major thrusts in the south generated local production of sediments and partitioned fluxes. It is only during the mid-Thanetian or the Eocene that sediments were shed in the basins sourced from the axial zone, about 26 Ma after the beginning of the convergence.