Diapiric growth within an Early Jurassic rift basin: The Tazoult salt wall (central High Atlas, Morocco)

The central High Atlas (Morocco) constitutes a diapiric province that hosts a complex array of elongated diapirs and minibasins that formed during the Lower Jurassic rift of the Atlas Basin. This paper aims to study the structure and growth evolution of the Tazoult diapiric wall, located in the central High Atlas, by means of structural and sedimentological fieldwork integrated with remote sensing mapping. The Tazoult salt wall is a 20km long×3km wide NE-SW trending ridge that exposes Upper Triassic red beds and basalts along its core. The succession flanking the salt wall ranges from Hettangian to Bajocian ages displaying spectacular sedimentary wedges in the SE and NW flanks. The Hettangian-early Sinemurian carbonates mainly crop out as blocks embedded in the core rocks. The ~1km thick Pliensbachian platform carbonates display large subvertical flap structures along the flanks of the Tazoult salt wall with unconformities bounding tapered composite halokinetic sequences. In contrast, the ~2.5km thick late Pliensbachian-Aalenian mixed deposits form tabular composite halokinetic sequences displaying small-scale hook halokinetic sequences. Passive diapirism resulted in the lateral extrusion of the evaporite-bearing rocks to form an allochthonous salt sheet toward the adjacent SE Amezraï minibasin. The Bajocian platform carbonates partially fossilized the Tazoult salt wall and thus constitute a key horizon to constrain the timing of diapir growth and discriminate diapirism from Alpine shortening. The Pliensbachian carbonate platform evolved as a long flap structure during the early growth of the Tazoult salt wall, well before the onset of the Alpine shortening. © 2016. American Geophysical Union. All Rights Reserved.Additional funding was provided by the Spanish Ministry of Education and Science (MEC) through the projects Intramural Especial (CSIC 201330E030) and 201530E082), Atiza (CGL2009-1355), Tecla (CGL2011-26670), and the postdoctoral research contract to E.S. (CSIC-FSE 2007-2013 JAE-Doc), as well as by the Generalitat de Catalunya (2014GSR251).Peer reviewe

Jurassic rifting to post-rift subsidence analysis in the Central High Atlas and its relation to salt diapirism

The subsidence evolution of the Tethyan Moroccan Atlas Basin, presently inverted as the Central High Atlas, is characterized by an Early Jurassic rifting episode, synchronous with salt diapirism of the Triassic evaporite-bearing rocks. Two contrasting regions of the rift basin - with and without salt diapirism - are examined to assess the effect of salt tectonics in the evolution of subsidence patterns and stratigraphy. The Djebel Bou Dahar platform to basin system, located in the southern margin of the Atlas Basin, shows a Lower Jurassic record of normal faulting and lacks any evidence of salt diapirism. In contrast, the Tazoult ridge and adjacent Amezra¿ı basin, located in the centre of the Atlas Basin, reveals spectacular Early Jurassic diapirism. In addition, we analyse alternative Central High Atlas post-Middle Jurassic geohistories based on new thermal and burial models (GENEX 4.0.3 software), constrained by new vitrinite reflectance data from the Amezra¿ı basin. The comparison of the new subsidence curves from the studied areas with published subsidence curves from the Moroccan Atlas, the Saharan Atlas (Algeria) and Tunisian Atlas show that fast subsidence peaks were diachronous along the strike, being younger towards the east from Early-Middle Jurassic to Late Cretaceous. This analysis also evidences a close relationship between these high subsidence rate episodes and salt diapirism

ENREGISTREMENT STRATIGRAPHIQUE DES PHASES D'EMERSION SUR LES PLATES-FORMES CARBONATEES Une étude intégrée à l'affleurement et en sismique de la plate-forme cénomanienne d'Oman (Formation Natih)

Subaerial exposure of carbonate platforms is generally recorded by karstification and pedogenesis, whereas erosion features such as incisions along emersion surfaces have seldom been observed and studied. However, the recognition of incisions and the characterization of their fill may facilitate sequence boundary definition and hierarchy, especially along exposure surfaces which do not otherwise present clear petrographic evidence for emersion. Within the Natih Formation (Late Albian-Early Turonian, Oman), two successive incision surfaces are found in the upper part of the first third-order depositional sequence. Seismic interpretation of regional subsurface data has allowed the quantification of progradational geometries within the Natih sequence I carbonate platform and the correlation of incision surfaces with forced regressive prograding wedges on the margins of an intrashelf basin. This regional seismic analysis has therefore highlighted the architectural complexities that build third- and fourth-order depositional cycles in interior platform carbonate systems. The heterogeneities associated with emersion phases (incisions, lowstand wedges) are superimposed on this complex stratigraphic framework. Detailed geological sections and correlations have been made from three outcrop localities, allowing a precise description of incision fill geometries and facies, and a comparative analysis of these observations via the integration of incision paleogeographic positions. Morphology, orientation and extent of these incisions have been assessed from detailed seismic interpretation coupled with specific forward seismic modeling. Tidal channels are found at several stratigraphic levels within the Natih Formation. They generally develop during flooding phases of the inner platform. A comparative analysis of these channels and incisions has allowed the recognition of the main elements of differentiation and of similarity between these two types of channelized structures within carbonate platform strata. The integration of outcrop and seismic data sets at the regional and local scales allows the interpretation and discussion of the origin and factors controlling the development of these incisions and a refinement of the stratigraphic model. These two incisions record rapid sea-level variations (500 ky) with a magnitude of approximately 20 and 30 m that occurred during the early Cenomanian. This is probably not a unique case, since for the same time interval, incisions have been observed in siliciclatic systems in western Canada and India and in carbonate systems on the Arabian plate.L'émersion de plates-formes carbonatées est généralement enregistrée dans les séries sédimentaires par des phénomènes de karstification et de pédogenèse. Les structures d'érosion, telles que des incisions qui se développent le long des surfaces d'émersion, ont quant à elles été très rarement observées et étudiées. La reconnaissance de ces incisions et l'analyse de leur remplissage permet une meilleure caractérisation et une meilleure hiérarchisation des limites de séquence de dépôt, notamment dans le cas où les surfaces d'émersion ne présentent pas ou peu d'évidences pétrographiques d'une émersion. Deux surfaces d'incision successives ont été analysées dans la partie supérieure de la première séquence de dépôt de 3ème ordre de la Formation Natih en Oman (Albien supérieur-Turonien inférieur). L'interprétation de données sismiques régionales a permis de déterminer et quantifier des géométries progradantes au sein de cette séquence de plate-forme et de corréler les surfaces d'incision à des prismes de régression forcée sur les bordures d'un bassin intrashelf. Cette analyse sismique régionale a ainsi permis de mettre en évidence dans le détail la complexité de l'architecture des cycles de 3ème et 4ème ordre dans les systèmes de plate-forme carbonatée. A ce canevas stratigraphique complexe se superposent les hétérogénéités associées aux phases d'émersion : incisions, prismes de bas niveau marin. L'analyse sédimentologique et stratigraphique détaillée de trois zones d'affleurement aboutit à une description précise des géométries et des faciès de remplissage des incisions, et leur comparaison en fonction de leur position paléogéographique. La morphologie, l'orientation et l'étendue de ces structures ont été analysées à partir d'une interprétation sismique détaillée et couplée à une modélisation sismique ciblée. Des chenaux de marée se développent à différents niveaux stratigraphiques de la Formation Natih marquant en général des phases d'inondation de la plate-forme interne. L'analyse comparative de ces chenaux et des incisions a permis d'établir les similitudes et les principaux critères de différenciation de ces deux types de structures chenalisées dans les séries de plate-forme carbonatée. L'intégration de données d'affleurement et de données sismiques à différentes échelles (locale et régionale) permet d'interpréter et de discuter l'origine et les facteurs qui contrôlent le développement de ces incisions et de proposer une amélioration du modèle stratigraphique. Les deux générations d'incisions enregistrent des variations rapides du niveau marin avec des amplitudes de 20 à 30 m pendant le Cénomanien inférieur. Il ne s'agit pas ici d'un cas unique, puisque des incisions et des prismes de régression forcée ont également été observés dans des systèmes terrigènes de la partie ouest du Canada et en Inde, ainsi que dans des systèmes carbonatés sur la plaque arabe, dans le même intervalle stratigraphique

Prédiction des faciès sédimentaires dans un continuum terre-mer. Apport de la modélisation sismique appliquée à la Plaine du Roussillon.

International audienceLa Plaine du Roussillon appartient à un prisme sédimentaire plio-quaternaire progradant qui correspond à la reconstruction de la marge du Golfe du Lion, suite à une période d'érosion majeure survenue au Messinien.Ces sédiments majoritairement terrigènes comprennent des formations aquifères fortement sollicitées, pour lesquelles l'architecture sédimentaire du prisme doit être précisée.A terre, une étude sédimentologique des affleurements pliocènes et des carottes de forage (300m) a été réalisée. Les différents faciès identifiés se distribuent sur un profil de dépôt deltaïque dominé par les processus de houle et les dynamiques fluviatiles.La majeure partie du prisme pliocène est immergée, imagée essentiellement par des profils sismiques pétroliers. Afin de reconstituer son architecture sédimentaire, i.e. les faciès des corps sédimentaires et leur évolution à haute résolution, il est nécessaire de définir précisément les faciès sismiques et la signature sismique des corps sédimentaires identifiés sur le terrain. Cela requiert également de maitriser le changement d'échelle entre affleurements et profils sismiques. Pour compléter les hypothèses classiques basées sur la géométrie, les variations lithologiques et leurs réponses sismiques supposées nous avons mené une phase de modélisation sismique avec le logiciel SeisRoX développé par NORSAR, appliquée notamment aux dépôts pliocènes de plaine côtière observés à terre.Plusieurs petits modèles géologiques théoriques de 40m d'épaisseur ont été conçus à partir de l'interprétation croisée des profils sismiques acquis en mer et des faciès sédimentaires observés à terre. Ils ont été transcrits en modèles d'impédance acoustique grâce aux données de géophysique en forage (Vp et masses volumiques), puis en profils sismiques synthétiques par simulation de propagation d'ondes acoustiques.Parmi les résultats, nous montrons que des variations verticales de vitesse à échelle métrique, telles qu'observées dans la plaine alluviale ont un impact en termes d'amplitude et de géométries sur les réflexions sismiques équivalentes à environ 25m d'épaisseur. Nous illustrerons les différents modèles et leurs résultats qui permettent de reconstituer à haute résolution et en majeure partie l'architecture sédimentaire imagée. Nous remercions la région Occitanie et le BRGM d'avoir financé ce projet, NORSAR innovation AS pour la licence SeisRoX Pro 2023 et Isabelle Lecomte, University of Bergen, pour son aide

Prédiction des faciès sédimentaires dans un continuum terre-mer. Apport de la modélisation sismique appliquée à la Plaine du Roussillon.

International audienceLa Plaine du Roussillon appartient à un prisme sédimentaire plio-quaternaire progradant qui correspond à la reconstruction de la marge du Golfe du Lion, suite à une période d'érosion majeure survenue au Messinien.Ces sédiments majoritairement terrigènes comprennent des formations aquifères fortement sollicitées, pour lesquelles l'architecture sédimentaire du prisme doit être précisée.A terre, une étude sédimentologique des affleurements pliocènes et des carottes de forage (300m) a été réalisée. Les différents faciès identifiés se distribuent sur un profil de dépôt deltaïque dominé par les processus de houle et les dynamiques fluviatiles.La majeure partie du prisme pliocène est immergée, imagée essentiellement par des profils sismiques pétroliers. Afin de reconstituer son architecture sédimentaire, i.e. les faciès des corps sédimentaires et leur évolution à haute résolution, il est nécessaire de définir précisément les faciès sismiques et la signature sismique des corps sédimentaires identifiés sur le terrain. Cela requiert également de maitriser le changement d'échelle entre affleurements et profils sismiques. Pour compléter les hypothèses classiques basées sur la géométrie, les variations lithologiques et leurs réponses sismiques supposées nous avons mené une phase de modélisation sismique avec le logiciel SeisRoX développé par NORSAR, appliquée notamment aux dépôts pliocènes de plaine côtière observés à terre.Plusieurs petits modèles géologiques théoriques de 40m d'épaisseur ont été conçus à partir de l'interprétation croisée des profils sismiques acquis en mer et des faciès sédimentaires observés à terre. Ils ont été transcrits en modèles d'impédance acoustique grâce aux données de géophysique en forage (Vp et masses volumiques), puis en profils sismiques synthétiques par simulation de propagation d'ondes acoustiques.Parmi les résultats, nous montrons que des variations verticales de vitesse à échelle métrique, telles qu'observées dans la plaine alluviale ont un impact en termes d'amplitude et de géométries sur les réflexions sismiques équivalentes à environ 25m d'épaisseur. Nous illustrerons les différents modèles et leurs résultats qui permettent de reconstituer à haute résolution et en majeure partie l'architecture sédimentaire imagée. Nous remercions la région Occitanie et le BRGM d'avoir financé ce projet, NORSAR innovation AS pour la licence SeisRoX Pro 2023 et Isabelle Lecomte, University of Bergen, pour son aide

Caracterisation d'une sedimentation syndiapirique dans la region d'Imilchil; Haut-Atlas central; Maroc

24e Réunion des Sciences de la Terre à Pau du 27 au 31 Octobre 2014 au Palais Beaumont

Upper Cretaceous to Palaeogene successions of the Gouaro anticline: Deepwater sedimentary records of the tectonic events that led to obduction in New Caledonia (SW Pacific)

In New Caledonia, upper Cretaceous to Palaeogene sedimentary rocks record a regional tectonic shift from Cretaceous extension to Eocene compression, which led to the obduction of oceanic mantle onto the northeastern tip of the submerged Zealandia continent. This study provides new descriptions of these successions in the region of the Gouaro anticline, from outcrops and an extensively cored, 1.9 km long onshore petroleum well, CADART-1. Combined sedimentological, palaeontological and mineralogical data allow us to propose a revised lithostratigraphic framework and to discuss sedimentary sources, basin physiography and vertical tectonic motions. The base of the studied section comprises an upper Cretaceous transgressive syn- to post-rift siliciclastic succession (Gouaro Formation) culminating in deepwater silicified mudstones. Our biostratigraphic analysis suggests that the Palaeocene and Lower Eocene are not present in the studied section. During the middle Eocene, sedimentation is dominated by deepwater pelagic carbonates and calciturbidites (Adio Limestone). The middle to upper Eocene is marked by a 4 km thick, lithologically heterogeneous turbidite succession, the Bourail Flysch Group, divided into: (i) the Lutetian to Bartonian Lower Bourail Flysch Formation, comprising mixed siliciclastic - calcareous turbidites; (ii) the Bartonian to Priabonian Middle Bourail Flysch Formation, dominated by calcareous turbidites; and (iii) the uppermost Eocene (to Oligocene?) Upper Bourail Flysch Formation consisting of clinopyroxene-rich volcaniclastic turbidites and extraformational breccias. Two successive phases of clastic fluxes occurred, the former during the Lutetian-Bartonian and the latter during the uppermost Priabonian, separated by a period of drowning and/or subsidence during the Bartonian to Priabonian. These phases are likely controlled by vertical motions and we discuss their possible tectonic origin. Of particular note is that we believe that within the Bourail Basin, horizontal shortening and nappe emplacement are only recorded during the latest Eocene and possibly Oligocene. Indeed, the second phase of clastic flux is associated with debris flow breccia, possibly derived from a thrust front, yet we discuss alternative origins such as fault scarp erosion or intraslope failures

Contrôles diapiriques sur les systèmes de platesformes carbonatées du jurassique inférieur dans le Haut Atlas Central; Maroc

24e Réunion des Sciences de la Terre à Pau du 27 au 31 Octobre 2014 au Palais Beaumont.Les affleurements spectaculaires de plates-formes carbonatées du Jurassique inférieur dans les montagnes du Haut-Atlas (Maroc) sont étudiés afin d’analyser l’évolution sédimentaire de leurs bordures bioconstruites, en réponse aux déformations associées à des mouvements de sel et d’argiles (diapirisme). Au cours du Lias inférieur et moyen, de vastes plates-formes carbonatées peu profondes dominaient l’ensemble du bassin intracontinental atlasique. Cependant, des bassins plus profonds caractérisés par une sédimentation hémipélagique et gravitaire se sont développés localement et à des périodes particulières dans des régions plus subsidentes, contrôlées tectoniquement. Les mouvements diapiriques d’argiles et d’évaporites triasiques sous-jacentes sont associés à des failles normales ou décrochantes actives, et jouent un rôle majeur sur l’architecture complexe des systèmes carbonatés et sur les relations plate-forme-bassin. La configuration fortement aggradante des systèmes carbonatés démontre un taux important de subsidence générale. Ce taux de susbsidence diminue au droit des diapirs et augmente au-dessus de leurs bordures. Plusieurs stades d’évolution ont été différenciés. Pendant la phase d’initiation des mouvements diapiriques, l’augmentation différentielle de subsidence est compensée par la production carbonatée. Ce stade est enregistré par des variations latérales d’épaisseur, sans variation latérale significative de faciès. Pendant la période de paroxysme des déformations diapiriques, la production carbonatée compense la création d’accommodation (keep-up) au droit des diapirs alors que des bassins profonds se développent le long de leurs bordures (rim synclines). Cette phase est enregistrée à la fois par des variations latérales d’épaisseur et de faciès. Pendant une phase de quiescence relative, les plates-formes carbonatées continuent d’aggrader tandis que les paléo-bassins sont progressivement remplis. Cette phase passive peut être enregistrée par des terminaisons en onlap sur les bordures de plates-formes. Finalement, la crise écologique du Pliensbachien supérieur conduit à une diminution de la production carbonatée et au développement de systèmes mixtes carbonatés-silicoclastiques (Fm. Amezraï)

Biostratigraphy and evolution of larger rotaliid foraminifera in the Cretaceous–Palaeogene transition of the southern Oman Mountains

A site in the western flank of Jabal Ja’alan (Oman Mountains) reveals an exceptional succession across the Cretaceous–Palaeogene boundary. The sampled interval comprises a series of carbonates deposited in shallow-water platform environments and belonging to the Murka Formation, which lies between the Simsima and Abat formations of latest Cretaceous and Thanetian age, respectively. The larger foraminifera recovered from this interval belong essentially to the group of larger rotaliids (Rotaliidae). Two new genera and two new species are here described, Praelockhartia neoakbari gen. et sp. nov. and Rotaliidium parvum gen. et sp. nov. The former shows a very characteristic architecture of an umbilicus with strong piles and two types of umbilical cavities, while the latter has characteristic dorsal supplementary chamberlets. Other species such as Rotalia cf. jacobi, Rotorbinella hensoni, Rotospirella conica and Lockhartia sp. complete the rotaliid assemblage. The entire assemblage can be considered to be of late Danian age and to belong to shallow benthic zone SBZ 2. The larger rotaliids appear to have recovered and diversified earlier than any other larger benthic foraminifera in the region after the K–Pg crisis. The rotaliids from the Murka Formation also appear to be linked to the Lockhartiinae and to play a special role in improving our understanding of subsequent diversification in the Lockhartia Sea. A new subfamily, Praelockhartiinae, is erected to accommodate all primitive forms that are architecturally close to lockhartiines. Key words: Foraminifera, Rotaliidae, Maastrichtian, Danian, Paleocene.A site in the western flank of Jabal Ja’alan (Oman Mountains) reveals an exceptional succession across the Cretaceous–Palaeogene boundary. The sampled interval comprises a series of carbonates deposited in shallow-water platform environments and belonging to the Murka Formation, which lies between the Simsima and Abat formations of latest Cretaceous and Thanetian age, respectively. The larger foraminifera recovered from this interval belong essentially to the group of larger rotaliids (Rotaliidae). Two new genera and two new species are here described, Praelockhartia neoakbari gen. et sp. nov. and Rotaliidium parvum gen. et sp. nov. The former shows a very characteristic architecture of an umbilicus with strong piles and two types of umbilical cavities, while the latter has characteristic dorsal supplementary chamberlets. Other species such as Rotalia cf. jacobi, Rotorbinella hensoni, Rotospirella conica and Lockhartia sp. complete the rotaliid assemblage. The entire assemblage can be considered to be of late Danian age and to belong to shallow benthic zone SBZ 2. The larger rotaliids appear to have recovered and diversified earlier than any other larger benthic foraminifera in the region after the K–Pg crisis. The rotaliids from the Murka Formation also appear to be linked to the Lockhartiinae and to play a special role in improving our understanding of subsequent diversification in the Lockhartia Sea. A new subfamily, Praelockhartiinae, is erected to accommodate all primitive forms that are architecturally close to lockhartiines. Key words: Foraminifera, Rotaliidae, Maastrichtian, Danian, Paleocene.A site in the western flank of Jabal Ja’alan (Oman Mountains) reveals an exceptional succession across the Cretaceous–Palaeogene boundary. The sampled interval comprises a series of carbonates deposited in shallow-water platform environments and belonging to the Murka Formation, which lies between the Simsima and Abat formations of latest Cretaceous and Thanetian age, respectively. The larger foraminifera recovered from this interval belong essentially to the group of larger rotaliids (Rotaliidae). Two new genera and two new species are here described, Praelockhartia neoakbari gen. et sp. nov. and Rotaliidium parvum gen. et sp. nov. The former shows a very characteristic architecture of an umbilicus with strong piles and two types of umbilical cavities, while the latter has characteristic dorsal supplementary chamberlets. Other species such as Rotalia cf. jacobi, Rotorbinella hensoni, Rotospirella conica and Lockhartia sp. complete the rotaliid assemblage. The entire assemblage can be considered to be of late Danian age and to belong to shallow benthic zone SBZ 2. The larger rotaliids appear to have recovered and diversified earlier than any other larger benthic foraminifera in the region after the K–Pg crisis. The rotaliids from the Murka Formation also appear to be linked to the Lockhartiinae and to play a special role in improving our understanding of subsequent diversification in the Lockhartia Sea. A new subfamily, Praelockhartiinae, is erected to accommodate all primitive forms that are architecturally close to lockhartiines. Key words: Foraminifera, Rotaliidae, Maastrichtian, Danian, Paleocene

Biostratigraphy and evolution of larger rotaliid foraminifera in the Cretaceous–Palaeogene transition of the southern Oman Mountains

A site in the western flank of Jabal Ja’alan (Oman Mountains) reveals an exceptional succession across the Cretaceous–Palaeogene boundary. The sampled interval comprises a series of carbonates deposited in shallow-water platform environments and belonging to the Murka Formation, which lies between the Simsima and Abat formations of latest Cretaceous and Thanetian age, respectively. The larger foraminifera recovered from this interval belong essentially to the group of larger rotaliids (Rotaliidae). Two new genera and two new species are here described, Praelockhartia neoakbari gen. et sp. nov. and Rotaliidium parvum gen. et sp. nov. The former shows a very characteristic architecture of an umbilicus with strong piles and two types of umbilical cavities, while the latter has characteristic dorsal supplementary chamberlets. Other species such as Rotalia cf. jacobi, Rotorbinella hensoni, Rotospirella conica and Lockhartia sp. complete the rotaliid assemblage. The entire assemblage can be considered to be of late Danian age and to belong to shallow benthic zone SBZ 2. The larger rotaliids appear to have recovered and diversified earlier than any other larger benthic foraminifera in the region after the K–Pg crisis. The rotaliids from the Murka Formation also appear to be linked to the Lockhartiinae and to play a special role in improving our understanding of subsequent diversification in the Lockhartia Sea. A new subfamily, Praelockhartiinae, is erected to accommodate all primitive forms that are architecturally close to lockhartiines. Key words: Foraminifera, Rotaliidae, Maastrichtian, Danian, Paleocene