Post-rift evolution of the Gulf of Lion margin tested by stratigraphic modelling

Other titles Evolution post-rift de la marge du golfe du Lion testée par des modélisations stratigraphiques
Type Article
Date 2015
Language English
Author(s) Leroux EstelleORCID1, 2, 3, Rabineau MarinaORCID2, Aslanian DanielORCID3, Gorini Christian1, Bache Francois4, Moulin MarylineORCID3, Pellen Romain2, 3, Granjeon Didier5, Rubino Jean-Loup6
Affiliation(s) 1 : Univ Paris 04, Univ Paris 06, UMR 7193, Inst Sci Terre Paris ISTeP, F-75005 Paris, France.
2 : IUEM, CNRS, UMR6538, Domaines Ocean, F-29280 Plouzane, France.
3 : IFREMER, DRO GM LGG, F-29280 Plouzane, France.
4 : Santos Ltd, Melbourne, Vic 3001, Australia.
5 : IFP Energies Nouvelles, F-92852 Rueil Malmaison, France.
6 : CSTJF, TOTAL, F-64018 Pau, France.
Source Bulletin De La Societe Geologique De France (0037-9409) (Soc Geol France), 2015 , Vol. 186 , N. 4-5 , P. 291-308
DOI 10.2113/gssgfbull.186.4-5.291
WOS© Times Cited 4
Mot-Clé(s) Modélisations stratigraphiques, Stratigraphie sismique, Golfe du Lion, Post-Rift subsidence, Crise de salinité messinienne, Processus profonds et superficiels
French abstract Définir et quantifier les rôles relatifs des paramètres agissant sur l’architecture finale des bassins sédimentaires et des marges passives (subsidence, eustatisme, apports sédimentaires) n’est pas une tâche facile. La quantification des mouvements verticaux de la marge du golfe du Lion (Méditerranée occidentale) est ici proposée. Elle est basée sur l’étude stratigraphique des paléo-marqueurs sédimentaires identifiés sur un large jeu de données de sismique réflexion corrélés aux puits et données de sismique réfraction existantes. La subsidence post-rift est mesurée directement via les géométries sédimentaires analysées en 3D et validée par des modélisations stratigraphiques. Trois domaines de subsidence sont mis en évidence: sur la plate-forme et la pente continentales, la subsidence prend la forme d’un basculement vers le large avec une amplitude de basculement qui varie, tandis que le bassin profond s’affaisse de façon purement vertical. Nous montrons que ces domaines se corrèlent avec les domaines profonds mis en évidence par les études géophysiques et que la subsidence post-break-up réutilise les lignes charnière initiales du rifting. Les taux de subsidences sont quantifiés sur chaque domaine pour chacun de nos intervalles stratigraphiques. Ils révèlent un taux de subsidence constant à équidistance de la ligne charnière sur l’ensemble de la plate-forme pendant le Plio-Quaternaire. Au contraire, les taux de subsidence sont complètement différents pendant le Miocène entre la plate-forme occidentale et la plate-forme orientale. Des simulations stratigraphiques focalisées sur la crise de salinité messinienne ont également été réalisées. Ces résultats sont discutés conjointement à nos quantifications de subsidence post-rift notamment dans le but de fournir des hypothèses ou éléments pour, à l’avenir, quantifier plus précisément les mouvements verticaux au sein du Miocène et notamment l’amplitude des réajustements isostatiques liés à la Crise de salinité messinienne.
Keyword(s) Stratigraphic modelling, Seismic stratigraphy, Gulf of Lion, Post-rift subsidence, Messinian salinity crisis, Deep and surface processes
Abstract The sedimentary architecture of basins and passive margins is determined by a complex interaction of parameters, including subsidence, eustasy, and sediment supply. A quantification of the post-rift (20 Ma-0 Ma) vertical movements of the Gulf of Lion (West Mediterranean) is proposed here based on the stratigraphic study of sedimentary paleomarkers using a large 3D grid of reflection seismic data, correlations with existing drillings, and refraction data. Post-rift subsidence was measured by the direct use of sedimentary geometries analysed in 3D and validated by numerical stratigraphic modelling. Three domains of subsidence were found: on the continental shelf and slope, subsidence corresponds to a seaward tilting with different amplitudes, whereas the deep basin subsides purely vertically. We show that these domains fit with the deeper crustal domains highlighted by previous geophysical data, and that post-break-up subsidence follows the initial hinge lines of the rifting phase. Subsidence rates are quantified on each domain for each stratigraphic interval. At a constant distance from the rotational hinge line, the Plio-Quaternary subsidence rate is constant on the shelf overall. Conversely, Miocene subsidence rates are very different on the eastern and western shelves. Stratigraphic simulations focused on the Messinian salinity crisis (MSC) were also performed. Their results are discussed together with our post-rift subsidence estimates in order to provide ideas and hypotheses for future detailed quantifications of Miocene subsidence, including isostatic readjustments linked to the MSC.
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Leroux Estelle, Rabineau Marina, Aslanian Daniel, Gorini Christian, Bache Francois, Moulin Maryline, Pellen Romain, Granjeon Didier, Rubino Jean-Loup (2015). Post-rift evolution of the Gulf of Lion margin tested by stratigraphic modelling. Bulletin De La Societe Geologique De France, 186(4-5), 291-308. Publisher's official version : https://doi.org/10.2113/gssgfbull.186.4-5.291 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00283/39421/