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Soutenance de thèse de Paul Angrand

Mardi 5 décembre 2017 à 14h, amphi du CRPG

Évolution 3D d’un rétro-bassin d’avant-pays : le Bassin Aquitain, France

Résumé

Les bassins d’avant-pays se développent au front des orogènes par flexure de la lithosphère sous une charge topographique. Lorsqu’ils s’initient sur une croûte affectée par un épisode tectonique antécédent, l’héritage structural et thermique joue un rôle fondamental dans leur évolution. De plus, d’autres sources peuvent contribuer à la subsidence du bassin. Les rétro-bassins d’avant-pays, qui se développent sur la plaque chevauchante, sont d’excellents laboratoires naturels car ils sont relativement statiques et préservent l’ensemble des sédiments syn-orogéniques. Cette thèse analyse les effets de l’héritage d’un épisode de rift sur un bassin d’avant-pays qui s’est développé alors que la lithosphère n’avait pas retrouvé son état d’équilibre. Les mécanismes d’inversion et de flexure d’une marge hyper-amincie et la subsidence à l’échelle d’un bassin sont étudiés. Le Bassin Aquitain est le rétro-bassin d’avant-pays pyrénéen qui s’est développé du Campanien au Miocène. L’orogenèse pyrénéenne fait suite à un épisode de rifting de l’Aptien au Cénomanien durant lequel la croûte a été fortement amincie et le manteau sous-continental exhumé. L’orogenèse s’initie seulement 10 Ma après la fin du rifting. Les effets de l’héritage crustal dus au rift sur l’évolution du bassin sont étudiés par une analyse des structures dans la croûte, du comportement flexural de la plaque européenne et de la distribution des sédiments syn-orogéniques. L’évolution de la subsidence dans le bassin est étudiée par analyse de subsidence 1D d’après des données de forages. Enfin, les mécanismes d’inversion de la marge européenne sont étudiés par restauration d’une coupe structurale à échelle crustale.

Le Bassin Aquitain est divisé en trois secteurs, est, central et ouest. Le rôle des différentes charges (la topographie et un corps mantellique en sub-surface) varie d’est en ouest. La rigidité de la plaque européenne décroit vers le Sud-Ouest, où la plaque est la plus amincie. La partie est du bassin d’avant-pays n’est pas affectée par le rifting et a été soumis à une simple subsidence flexurale en réponse à la topographie. La partie centrale, affectée par un amincissement crustal, est contrôlée par une combinaison de charge topographique et de sub-surface, ainsi que par la subsidence thermique post-rift. Dans le secteur ouest, la principale source de subsidence est la subsidence thermique post-rift. Les secteurs est et centre sont séparés par une structure crustale héritée. La subsidence tectonique enregistre deux épisodes d’approfondissement du bassin (Campanien-Maastrichtien et Eocène-Miocène) séparés par une phase de quiescence (Paléocène). Dans le secteur est, la reprise de la seconde phase semble plus précoce que dans la partie centrale et ouest. De plus, la subsidence tectonique décroit vers l’ouest où ces phases sont moins marquées. La marge européenne a été déformée durant ces deux épisodes tectoniques et il n’y a pas de déformation durant la phase de quiescence. La première phase est associée à l’inversion précoce des structures extensives, la clôture du domaine de manteau exhumé et le charriage du matériel pré- et syn-rift sur la marge proximale. La seconde phase correspond à la collision continentale.

Cette étude aide à définir le rôle de l’héritage d’un ancien système de rift sur la mise en place et l’évolution d’un bassin d’avant-pays et ainsi que le rôle des différentes sources de subsidence et leurs variations spatio-temporelles. Cette étude démontre également les liens étroits entre l’histoire du rétro-bassin d’avant-pays et les mécanismes et phases d’inversion de la marge hyper-amincie.

Jury

Frédéric CHRISTOPHOUL (GET Toulouse), rapporteur
Dominique FRIZON DE LAMOTTE (Univ. de Cergy-Pontoise), rapporteur
Laurent JOLIVET (UPMC Paris), examinateur
Jérôme LAVÉ (CRPG CNRS-UL, Nancy), examinateur
Sophie LELEU (ENSEGID Bordeaux), examinatrice
Mary FORD (CRPG CNRS-UL, Nancy), directrice de thèse
Anne-Gaëlle BADER (BRGM Orléans), co-encadrante de thèse
Cédric CARPENTIER (GeoRessources, Nancy), co-encadrant de thèse
Mark NAYLOR (Univ. of Edinburgh), invité




publié vendredi 17 novembre 2017