Le piégeage stratigraphique lié à l'incision des systèmes turbiditiques par des canyons à remplissage argileux, ou par des MTCs

Stratigraphic trapping linked to the incision of turbidite systems by mud-filled canyons or MTCs

• Auteur / Autrice : Louison Mercier
• Direction : Sébastien Migeon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la planète et de l'univers
• Date : Soutenance le 21/07/2022
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Géoazur (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marc Lardeaux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Migeon, Jean-Marc Lardeaux, Jean-Noël Proust, Thierry Mulder, Jean-Loup Rubino, Massimo Dall'Asta, Gueorgui Ratzov
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Noël Proust, Thierry Mulder

Mots clés

Mots clés contrôlés

Turbidites

Annot (Alpes-de-Haute-Provence)

Grès

Pièges stratigraphiques (géologie pétrolière)

France (sud-est)

Niger, Delta du (Nigeria)

Canyons

Mots clés libres

Canyons

Pièges stratigraphiques

Grès d'Annot

Delta du Niger

MTCs

Turbidites

Canyons

Stratigraphic traps

Annot sandstones

Niger Delta

MTCs

Turbidites

Résumé

Le propos de ce travail était l'étude du piégeage combiné à dominante stratigraphique, par les canyons sous-marins à remplissage argileux, en incision au sein des séries silicoclastiques deltaïques ou turbiditiques, et contrôlés par des failles normales antérieures ou syn-sédimentaires. Ce travail a donc nécessité l'étude de canyons du delta du Niger oriental dans leur ensemble, à partir de données de subsurface, et celle plus locale d'affleurements dans les formations des Grès d'Annot et des Schistes à blocs.Une étude morphologique approfondie des canyons sous-marins nigérians a mis en évidence leur organisation spatiale sous la forme d'un réseau de drainage rectangulaire. L'analogie avec le terrain a montré que les failles contrôlent également des positions clés du profil transverse des canyons et de leurs tributaires, qui sont l'incision axiale, le bord du thalweg, la mi-hauteur et le sommet de flanc. Les failles peuvent également induire la création de murs sub-verticaux au droit des positions clés.En contexte deltaïque, la formation des canyons survient principalement suite aux chutes eustatiques de 4e ordre voire de 3e ordre, et l'érosion régressive joue un rôle important voire dominant dans leur excavation. La propriété couverture du remplissage résulte de la progradation de la pente deltaïque du late lowstand wedge, qui est fréquemment soumise à des déstabilisations gravitaires. Le front du delta parvient à achever le comblement et peut constituer un risque de fuite s'il recouvre directement les buttes témoins formées par les interfluves, mais peut également constituer des pièges stratigraphiques si son dépôt succède à celui d'argiles transgressives.En contexte compressif et d'incision de systèmes turbiditiques, la formation des canyons survient principalement suite à la déformation du bassin. L'érosion régressive est également un processus dominant durant l'excavation. Le remplissage est constitué d'hémipélagites et de turbidites distales qui sont fréquemment déstabilisées. La nature argileuse du remplissage résulte du by-pass des particules sableuses, ou de la réduction des apports terrigènes causée par la migration de la subsidence.

The purpose of this work was to study the combined trapping by clay-filled submarine canyons, incised within the silicoclastic deltaic or turbidic series, and controlled by anterior or syn-sedimentary normal faults. This work has therefore required the study of canyons of the eastern Niger Delta as a whole, based on subsurface data, and more local outcrops in the Annot Sandstones and Schistes à blocs formations.A thorough morphological study of Nigerian submarine canyons has revealed their spatial organization as a rectangular drainage pattern. Analogy with the field has shown that faults also control key positions in the cross-section profile of canyons and their tributaries, which are axial incision, thalweg margin, mid-height, and flank top. Faults can also induce the creation of sub-vertical walls at key positions.In a deltaic setting, canyons are formed mainly as a result of fourth-order or even third-order eustatic falls, and retrogressive erosion plays an important or dominant role in their excavation. The seal property of the canyon-fill results from the progradation of the deltaic slope of the late lowstand wedge, which is frequently subject to gravity destabilization. The delta front completes the filling and can constitute a risk of leakage if it directly lies on the burried hills formed by the interfluves, but can also constitute stratigraphic traps if its deposition follows that of transgressive clays.In compressive and incisional settings of turbidic systems, canyon formation occurs primarily as a result of basin deformation. Retrogressive erosion is also a dominant process during excavation. The fill consists of hemipelagites and distal turbidites that are frequently slumped. The clayey nature of the fill results from the bypass of sandy particles, or from reduced terrigenous inputs caused by subsidence migration.