Tectonosedimentary evolution related to extreme crustal thinning ahead of a propagating ocean: Example of the western Pyrenees

Tectonics - Tập 28 Số 4 - 2009
Suzon Jammes1, Giänreto Manatschal1, L. L. Lavier2,3, Emmanuel Masini1
1Institut de Physique du Globe de Strasbourg, EOST Université de Strasbourg Strasbourg France
2Department of Geological Sciences, Jackson School of Geosciences, University of Texas at Austin, Austin, Texas, USA
3Institute for Geophysics, Jackson School of Geosciences University of Texas at Austin Austin Texas USA

Tóm tắt

In this paper we describe the tectonosedimentary evolution and its subsequent inversion of a basin that underwent extreme crustal thinning in a transtensional setting ahead of a propagating ocean in the western Pyrenees. The Labourd‐Mauléon area situated in the western Pyrenees, at the termination of the V‐shaped Bay of Biscay, is an ideal natural laboratory to study how such complex basins evolve in time and space. Because of a mild inversion of the basin during Pyrenean compression, the rift structures and their relations to basement rocks and sediments are exposed and can be directly studied in the field. The basin shows a complex polyphase evolution that starts with left‐lateral dominated transtension in latest Jurassic–early Aptian time. This event is overprinted by a late Aptian–early Albian extension that is related to the counterclockwise rotation of Iberia away from Europe leading to the opening of the Bay of Biscay. During this stage, the Late Triassic to Jurassic carbonate platform was stretched, salt migrated, and detachment faults exhumed upper and lower crustal and mantle rocks to the seafloor. The final structure of the basin resembles a sag basin floored by exhumed rocks overlain by extensional allochthons and compartmentalized by N40° to N60° transfer faults. The sedimentary architecture is characterized by late Aptian synrift sediments (e.g., Urgonian limestones) that were deposited in fault‐bounded basins and are overlain by thick latest Aptian to Albo‐Cenomanian sediments (e.g., Flysch noir) that define a sag sequence. The complex tectonosedimentary evolution of the basin is associated with salt tectonics and overprinted by a major magmatic/thermal event that postdates mantle exhumation.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1016/0040‐1951(75)90014‐1

10.2113/gssgfbull.S7-XVIII.6.1725

10.1016/0040‐1951(87)90352‐0

Boirie J. M., 1982, Les poudingues de Mendibelza: Dépôts de cônes sous‐marins du rift albien des Pyrénées, Bull. Cent. Rech. Explor. Prod. Elf Aquitaine, 6, 405

Bois C., 1997, Geologic contribution of the Bay of Biscay deep seismic survey: A summary of the main scientific results, a discussion of the open questions and suggestions for further investigations, Mem. Soc. Geol. Fr., 171, 193

Boissonnas J. J. P.Destombes C.Heddebaut G.Le Pochat S.Lorsignol P.Roger andY.Ternet(1974) Feuille de Iholdy Carte geologique de la France scale 1/50 000 Bur. de Rech. Géol. et Min. Orléans France.

Bourrouilh R., 1993, Données nouvelles sur l‘évolution de la marge ibérique dans les unités tectoniques des Eaux Chaudes, vallées d'Aspe et d'Ossau, Pyrénées‐Atlantiques, France, C. R. Acad. Sci., Ser. II, 317, 979

Bureau de Recherches Géologiques et Minières Esso and SNPA(1974) Géologie du basin d'Aquitaine 26 pp. Orléans France.

Burg J. P., 1994, Syn to post‐thickening extension: Modes and structural consequences, C. R. Acad. Sci., 319, 1019

Burg J. P., 1994, Syn to post‐thickening extension in the Variscan Belt of western Europe: Modes and structural consequences, Geol. Fr., 3, 33

Canérot J., 1989, Rifting eocrétacé et halocinèse sur la marge ibérique des Pyrénées Occidentale (France). Conséquences structurales, Bull. Cent. Rech. Explor. Prod. Elf Aquitaine, 13, 87

Canérot J., 1986, Tectonique et sédimentation sur la marge nord‐ibérique des chaînons béarnais (Pyrénées basco‐béarnaises). Remise en question de la signification des lherzolites du sommet de Saraillé, C. R. Acad. Sci., 302, 951

10.1016/j.crte.2003.11.004

10.1007/s005310050178

Cassou A.‐M., 1968, La formation des “marnes de Sainte‐Suzanne” et ses faciès latéraux en Aquitaine Occidentale. Essai de zonation et de datation, Bull. Cent. Rech. Explor. Prod. Elf Aquitaine, 2, 263

Castéras M. J.Canérot J. P.Paris D.Tisin M.Azambre andH.Alimen(1970) Feuille de Oloron‐Sainte‐Marie Carte geologique de la France scale 1/50 000 Bur. de Rech. Géol. et Min. Orléans France.

10.2113/gssgfbull.S7-XX.5.689

Claude D.(1990) Etude stratigraphique sédimentologique et structurale des dépôts mésozoïques au noird du massif du Labourd. Rôle de la faille de Pamplona (Pays Basque) thèse de Doctorat 436 pp. Univ. Bordeaux II Bordeaux France.

10.1111/j.1365‐246X.2004.02303.x

Corpel J., 1996, Synthèse Géologique et Géophysique des Pyrénées, 38

Curnelle R., 1983, Evolution structuro‐sédimentaire du trias et de l'infra‐lias d'Aquitaine, Bull. Cent. Rech. Explor. Prod. Elf Aquitaine, 7, 66

Daignières M. andECORS Team(1992) The Arzacq–western Pyrenees ECORS profile: A seismic section from the Pyrenean Mountains to the deep Aquitaine foreland basin in Grandjean thèse de Doctorat Annexes 1 pp.227–269 Univ. Montpellier III Montpellier France.

Daignières M., 1981, Lateral variation of the crust in the North Pyrenean zone, Ann. Geophys., 37, 435

10.1016/0012‐821X(82)90175‐3

10.1007/978-3-642-78849-9_15

Derégnaucourt D., 1982, Structure géologique du golfe de Gascogne, Bull. BRGM, 1, 149

10.1016/0040‐1951(90)90164‐4

Desmurs L., 2001, Non‐Volcanic Rifting of Continental Margins: Evidence from Land and Sea, 235

10.1111/j.1365‐246X.2007.03499.x

Ducasse L. andP. C.Velasque(1988) Geotraverse dans la partie Occidentale des Pyrénées de l'avant–pays Aquitain au bassin de l'Ebre effet d'une inversion structurale sur l'édification d'une chaîne intracontinentale thèse de Doctorat 248 pp. Univ. d'Aix‐Marseille III Marseille France.

Ducasse L., 1986, Glissement de couverture et panneaux basculés dans la région des Arbailles (Pyrénées occidentales): Un modèle évolutif de la marge nord Ibérique à l'Est de la transformante de Pamplona, C. R. Acad. Sci., Ser. II, 30, 1477

Duée G., 1984, Les lherzolites associées aux chaînons béarnais (Pyrénées occidentales): Mise à l'affleurement anté‐dogger et resédimentation Albo‐Cénomanienne, C. R. Acad. Sci., 299, 1205

10.1016/S0040‐1951(98)00055‐9

Flamand J. M., 1982, Reconnaissance de l'allochtonie du massif cristallin du Labourd (Pyrénées Atlantiques), Coll. Nat. Paris, Ed. BRGM, 39, 289

10.1016/0040‐1951(86)90247‐7

Garrido‐Megìas A., 1972, Sìntesis geològica del Secundario y Terciario entre los rìos Cinca y Segre (Pirineo Central de la vertiente surpirenaica, provincias de Huesca y Lerida), Bol. Geol. Miner., 83, 1

Golberg J. M., 1988, Données nouvelles et mise au point sur l'âge du Métamorphisme pyrénéen, C. R. Acad. Sci., Ser. II, 306, 429

10.1016/j.epsl.2008.06.016

Grandjean G.(1992) Etudes des structures crustales dans une portion de chaîne et de leur relation avec les bassins sédimentaires. Application aux Pyrénées Occidentales au travers du projet ECORS‐Arzacq‐Pyrénées thèse de Doctorat 300 pp. Univ. Montpellier III Montpellier France.

Grandjean G., 1994, Etude des structures crustales dans une portion de chaîne et de leur relation avec les bassins sédimentaires. Application aux Pyrénées Occidentales, Bull. Cent. Rech. Explor. Prod. Elf Aquitaine, 18, 391

10.1029/TC005i004p00607

10.1016/S0040‐1951(98)00139‐5

10.1016/j.tecto.2007.11.027

10.1111/j.1365‐3121.2007.00781.x

Lamare P., 1950, Révision de la feuille de Mauléon au 1/80.000°. Les environs d'Iholdy (angle NW de la feuille), Bull. Serv. Carte Geol. Fr., 48, 397

10.1029/2002TC001446

Le Pochat G., 1982, Reconnaissance des écailles de cristallin et de Paléozoïque dans les massifs paléozoïques basques, Coll. Nat. Paris, Ed. BRGM., 39, 285

Le Pochat G. C.Heddebaut M.Lenguin S.Lorsignol P.Souquet J.Muller andP.Roger(1978) Feuille de Saint Jean‐Pied‐de‐Port Carte geologique de la France scale 1/50 000 Bur. de Rech. Géol. et Min. Orléans France.

10.1007/s00531‐004‐0394‐7

Manatschal G., 2001, Non‐Volcanic Rifting of Continental Margins: Evidence from Land and Sea, 405

10.1046/j.1365‐2117.2001.00138.x

Mathieu C., 1986, Histoire géologique du sous‐bassin de Parentis, Bull. Cent. Rech. Explor. Prod. Elf Aquitaine, 10, 33

Mattauer M. andP.Choukroune(1974) Les lherzolites des Pyrénées sont des extrusions de matériel ancien dans le Mésozoïque nord Pyrénées paper presented at2nd Réunion Annuelle des Sciences de la Terre Soc. Géol. de Fr. Paris.

10.1130/G20565.1

10.1016/0040‐1951(86)90255‐6

Muller J., 1977, L'évolution structurale des Pyrénées (domaine central et occidental). Le segment hercynien, la chaîne de fond alpine, Geol. Alpine, 53, 149

10.1029/1999JB900402

Norton I. O., 2007, Plate motion of Iberia relative to Europe in the Cretaceous: Problems with the fit at M0 time, Eos Trans. AGU, 88

10.4095/215638

Olivet J. L., 1996, La cinématique de la plaque Ibérique, Bull. Cent. Rech. Explor. Prod. Elf Aquitaine, 20, 131

10.1029/2007JB005021

10.1007/s00531‐008‐0337‐9

10.1029/2002JB001937

10.1017/S0016756800029927

10.1144/gsjgs.147.1.0165

10.1016/S0040‐1951(96)00114‐X

Razin P.(1989) Évolution tecto‐sédimentaire alpine des Pyrénées basques à l'ouest de la transformante de Pamplona (Province du Labourd) thèse de Doctorat 464 pp. Univ. Bordeaux III Bordeaux France.

Reston T. J., 1995, The Tectonics, Sedimentation and Palaeoceanography of the North Atlantic Region, 93

Richard P.(1986) Structure et évolution alpine des massifs paléozoïques du Labourd (Pays Basque français) Thèse de doctorat 304 pp. Univ. of Orléans Orléans France.

10.1016/j.crte.2003.09.011

10.1016/0040‐1951(88)90261‐2

10.3809/jvirtex.2002.00055

Schoeffler J., 1982, Les transversales basco‐landaises, Bull. Cent. Rech. Explor. Prod. Elf Aquitaine, 6, 257

Serrano O. J.Delmas F.Hanot R.Vially J. P.Herbin P.Houel andB.Tourlière(2006) Le bassin d'Aquitaine: Valorisation des données sismiques cartographie structurale et potentiel pétrolier Rapport Régional d'Évaluation Pétrolière 245 pp. Bur. de Rech. Géol. et Minièr. Orléans France.

10.1029/2003JB002514

10.1029/2005JB003856

Souquet P., 1976, Nouvelle hypothèse sur la formation des Pyrénées, C. R. Acad. Sci., 282, 2139

10.1016/0040‐1951(90)90442‐B

10.1038/344756a0

10.1016/S0012‐821X(00)00231‐4

Teixell A., 1993, Coupe géologique du massif d'Igountze: Implications sur l'évolution structurale de la bordure sud de la Zone nord‐pyrénéenne occidentale, C. R. Acad. Sci., Ser. II, 316, 1789

10.1144/gsjgs.153.2.0301

10.1029/98TC00561

Ternet Y. C.Majesté‐Menjoulàs J.Canérot T.Baudin A.Cocherie C.Guerrot andP.Rossi(2004) Notice explicative feuille Laruns‐Somport (1069) Carte geologique de la France scale 1/50 000 192 pp. Bur. de Rech. Géol. et Min. Orléans France.

Thinon I.(1999) Structure profonde de la marge Nord Gascogne et du basin Armoricain thèse de Doctorat 327 pp. Brest Univ. Brest France.

Tomassino A., 1997, Processing and interpretation in the tau‐p domain of the ECORS Bay of Biscay expanding spread profiles, Mem. Soc. Geol. Fr., 171, 31

Tucholke B. E., 2007, Imaging, Mapping and Modelling Continental Lithosphere Extension and Breakup, 9

Vergés J., 2003, Evolucion de los sistemas de rampas oblicuas de los Pirineos meridionales: Fallas del Segre y Pamplona, Bol. Geol. Minero Esp., 114, 87

Vergés J., 2001, Peri‐Tethys Memoir 6: Pery‐Tethyan Rift/Wrench Basins and Passive Margins, 187

10.1016/0012‐821X(84)90041‐4

Vielzeuf P.(1984) Relations de phases dans le facies granulite et implications géodynamiques: L'exemple des granulites des Pyrénées thèse d'Etat 360 pp. Univ. Blaise Pascal Clermont‐Ferrand II Clermont‐Ferrand France.

Viennot P.(1927) Recherches structurales dans les Pyrénées Occidentales Françaises Bull. Cartes Geol. Fr.163 267 pp.