Caractérisation sédimentologique et distribution des dépôts syn-orogéniques miocènes des Chaines Subalpines (Royans-Vercors-Chartreuse-Bauges), du Jura méridional et du Bas-Dauphiné : cadre chronologique et tectonostratigraphique
Auteur / Autrice : | Amir Kalifi |
Direction : | Bernard Pittet, Jean-Loup Rubino |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Géologie |
Date : | Soutenance le 08/06/2020 |
Etablissement(s) : | Lyon |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation (Lyon ; 1999-....) |
Partenaire(s) de recherche : | établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....) |
Laboratoire : Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (Lyon ; 2011-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Cathy Quantin-Nataf |
Examinateurs / Examinatrices : Bernard Pittet, Jean-Loup Rubino, Thierry Dumont, Jean-Yves Reynaud, Éric Deville, Cécile Lasserre, Cécile Robin | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Dumont, Jean-Yves Reynaud |
Mots clés
Résumé
Bien qu’étudiée depuis plus d’un siècle, l’évolution de la cinématique et de la chronologie de la déformation des zones externes de la chaîne alpine fait encore débat (e.g. ; Leloup et al., 2005; Dumont et al., 2008; Bellahsen et al., 2012, 2014). Cette étude propose d’apporter de nouvelles réponses à travers l’étude et la caractérisation des dépôts syn-orogéniques du bassin d’avant-pays des Alpes occidentales. En effet, le Miocène des massifs subalpins septentrionaux, du Jura méridional, du Royans, du Bas-Dauphiné et de la Bresse, a fait l’objet d’une étude multidisciplinaire ayant pour objectif la mise en place d’un calendrier tectono-stratigraphique robuste à l’échelle du bassin. C’est à la lumière de la stratigraphique séquentielle appliquée à des données de terrains et des données de puits, de 134 âges 87Sr/86Sr, combinée à des datations magnétostratigraphiques et biostratigraphiques, qu’un découpage séquentiel précis (11 séquences de dépôts datées à +/- 0.5 Ma en moyenne) est proposé en cohérence avec la stratigraphie du Miocène des bassins voisins (bassin molassique Rhodano-provençal et bassin molassique Suisse). Pour ce faire, un modèle d’évolution des processus sédimentaires au cours d’une séquence de dépôt a été préalablement proposé. La zone d’étude a ensuite été subdivisée en 12 zones et une série sédimentologique type a été proposée pour chaque zone. Ces 12 zones sont regroupées en 4 domaines bien définis à partir du remplissage sédimentaire propre à chaque zone : (i) le domaine interne, où les séquences de dépôts S1 à S3 sont présentes (~21.3 à 15Ma), (ii) le domaine médian, avec les séquences de dépôts S2a à S5 (~17.8 à 14Ma), (iii) le domaine externe, avec les séquences S2a à S8 (~17.8 à 8-7Ma), (iv) et le cas particulier du domaine « bressan » avec les séquences S6 à S8 (~ 11.55 à 8-7Ma). Pour inscrire cette distribution spatio-temporelle des dépôts dans un contexte tectonique, une étude structurale a été menée en parallèle. Celle-ci a permis d’identifier cinq Zones de failles (ZF) majeures à partir de données de terrains et de données de sous-sol. Une corrélation a pu être démontrée entre les domaines de dépôts (i), (ii) et (iii) et les ZF1, ZF2 et ZF3, indiquant ainsi une interaction entre le contexte tectonique et la distribution spatiale des dépôts. En effet, à partir de l’évolution spatio-temporelle de la distribution des dépôts dans un contexte structural bien défini, de l’identification d’évidences de dépôts syn-tectoniques et de la migration du dépocentre, un calendrier de la déformation précis caractérisé par trois phases majeures est proposé: (i) une phase compressive WNW/ESE qui débute à l’Oligocène (P2) qui implique la ZF1. Celle-ci limitera par la suite la transgression du Miocène à l’Est, (ii) une phase compressive W-WNW/E-ESE (P3) qui implique le chevauchement basal du massif de Belledonne et les ZF2 à ZF5 en surface. Cette phase débute à 17.2 +/- 0.2 Ma et se prolonge au minimum jusqu’à 12 Ma. En surface, le front de déformation se propage rapidement d’Est en Ouest, et il faut 3.5 Ma pour que les ZF2 à ZF5 s’activent les unes après les autres. (iii) une ultime phase tortonienne qui débute entre (P4) moins bien cernée, qui semble surtout impliquer un mouvement vertical dans les massifs sub-alpins, et un mouvement horizontal dans le Jura. La phase P3 marque un changement paléogéographique majeur. La mer Miocène est rapidement chassée vers l’Ouest, en relation directe avec la mise en place de bassins de type « Piggy-back » transportés sur les ZF naissantes. Enfin, des reconstructions paléogéographiques sont proposées, intégrant notamment le Bassin molassique suisse (BMS) au Nord et le Bassin molassique rhodano provençal (BMRP) au Sud. La phase P3 paraît correspondre à un événement tectonique majeur à l’échelle des Alpes, provoquant la migration vers l’Ouest et le Nord des dépocentres avec le retrait de la mer par le Sud dans le BMS, et l’inondation de la vallée du Rhône dans le BMRP