Le Cénozoïque du bassin de Paris : un enregistrement sédimentaire haute résolution des déformations lithosphériques en régime de faible subsidence

International audienceLe bassin de Paris est considéré comme un exemple typique de bassin intracratonique affecté par une subsidence thermique long terme. Le Cénozoïque correspond à une période de faible subsidence (épaisseurs inférieures à 350m) et marque la fin du fonctionnement de ce bassin. C’est en outre une période de forte déformation de la plaque européenne, dans un contexte de convergence Afrique-Eurasie et d’ouverture de l'Atlantique Nord caractérisée par des inversions de grabens dans le Nord et l’Est de l’Europe. Si de nombreux hiatus ont été identifiés, les déformations cénozoïques du bassin de Paris, situées sur une croute à l’équilibre et leur relation aux contraintes en limite de plaque restent méconnues. Cette thèse a pour objectif de recomposer à haute résolution spatiale et temporelle (de l’ordre du million d’années) les géométries sédimentaires 3D et les paléogéographies successives du Paléocène au début de l’Oligocène. Ce travail qui s’appuie sur de nombreuses données biostratigraphiques consiste en une approche couplée de sédimentologie de faciès et de corrélations diagraphiques (500 puits) selon les principes de la stratigraphie séquentielle. Trois ordres de séquences sont définis. Les cycles d’ordre supérieur (4ème et 3ème ordre) enregistrent les variations climato-eustatiques. Cinq séquences de dépôt (2e ordre), limitées par des discontinuités et/ou des réorganisations paléogéographiques sont identifiées : (1) Maastrichtien-Danien ; (2) Thanétien-Yprésien ; (3) Lutétien-Bartonien ; (4) Bartonien-Priabonien terminal et (5) Priabonien terminal-Chattien. Les architectures des séquences (1) à (4) sont contrôlées par des phases de flexures. Après des émersions lors des paroxysmes de flexuration, la relaxation progressive des flexures se traduit tout d’abord par la mise en place de profils pentés et ouverts, puis par des profils de plus en plus plats et confinés associés à une transgression généralisée. Du Thanétien au Bartonien s’observent des flexures d’axe E-W, dont les âges sont compatibles avec les différentes phases de la convergence Ibérie-Eurasie. En outre, une déformation de courte durée à l’Yprésien basal est rattachée à l'ouverture de l'Atlantique Nord. Enfin, une réorientation majeure du bassin possiblement liée au début de la collision Apulie-Eurasie est observée au Priabonien. Ce travail fournit un calage à haute résolution pour la compréhension et la modélisation des déformations intraplaques. Différentes tailles de flexure, de l’ordre de 150 à plus 300 km sont observées traduisant une implication d’épaisseurs plus ou moins importantes de la lithosphère

Un atelier de production et de consommation d’outils bifaciaux de la fin du Paléolithique moyen à Saint-Brice-sous-Rânes (Orne, France) dans son contexte environnemental

La mise en évidence, dans les années 1970, des stations de Saint-Brice-sous-Rânes, à l’occasion de ramassages de surface, a motivé une série de sondages visant à tenter de définir le potentiel subsistant de ces sites, puis la conduite d’une fouille d’une des nappes de vestiges. Le matériel collecté, presqu’exclusivement en silex, comporte principalement de nombreuses pièces bifaciales associées à une multitude d’éclats de façonnage. Une seconde série lithique uniquement constituée de produits de débitage a été reconnue. La méthode Levallois y est bien exprimée, à la différence de ce qui peut être observé dans les assemblages à outils bifaciaux. Le faible bilan sédimentaire qui caractérise ces sites du Grand Ouest reconnus en Bretagne, en Pays de la Loire et dans les deux Normandie n’autorise que rarement une interprétation chronostratigraphique de ces occupations. Cependant, la mise au jour d’artefacts chauffés sur le site de Saint-Brice a permis, pour la première fois dans le Grand-Ouest, de dater par les méthodes radiométriques un site d’atelier d’outils bifaciaux. Les dates obtenues (stades 6 et 3 de la chronologie isotopique) nous renvoient, pour l’occupation la plus récente, vers une problématique inhérente aux derniers peuplements néandertaliens d’Europe septentrionale et vers l’émergence des cultures à pièces bifaciales souvent foliacées de la fin du Paléolithique moyen. En effet, les ateliers de production d’outils bifaciaux du Grand-Ouest présentent quelques affinités avec les sites d’Europe moyenne et centrale.The discovery, through fieldwalking during the seventies, of the Saint-Brice-sous-Rânes sites led to a series of test pits in order to define the site potential. This was followed by the partial excavation of an artifact layer. The assemblage, composed almost exclusively of flint artifacts, consists mainly of numerous bifaces and bifacial tools. A second lithic series constituted solely of knapping flakes, has been identified. The Levallois method is there well represented, contrary to the other series. The weak sedimentary record which characterizes sites of the western regions: Britanny, Loire region, Upper and Lower Normandy, rarely allow a chronostratigraphic interpretation of these sites. However, several heated flints at Saint-Brice allow, for the first time in the western regions, the dating through radiometric methods of a biface workshop. The ages obtained (MIS 6 and 3) show that this is a site of the last Neanderthalians of northern Europe and confirm the emergence of bifacial tool cultures in western France at the end of the Middle Palaeolithic. In fact the bifaces workshops in the western France have some similarities with the central and middle Europe sites

La Craie du Bassin de Paris (Cénomanien-Campanien, Crétacé supérieur). Sédimentologie de faciès, stratigraphie séquentielle et géométrie 3D.

Mémoire de Géosciences-Rennes n°129Chalk is the most characteristic deposit of Late Cretaceous Northern Europe. This sediment is quite original in Earth history and still relatively poorly understood. The aim of this study is to better constrain the sedimentology and stratigraphy of the Paris Basin Chalk. We propose a facies model of the chalk, ranging from shallow water, shoreface deposits to basinal facies deposited below storm wave base. Using sequence stratigraphy, we combine this facies model with well log data to perform high resolution correlations in the Paris Basin. In doing so, we constrain the 3D geometry and paleogeography of the Paris Basin Chalk and identify the majors controls (tectonics and eustasy) on chalk deposition during Late Cretaceous. We demonstrate a major change in the deformation regime during Late Turonian : from E-W deformation to a broad N-S compression. We attribute this change to the onset of the alpine cycle that was previously not identified in Western Europe, west of the Brabant massif. This study also contribute to constrain eustatic variations during Late Cretaceous. Finally, we highlight the onset of a strong oceanic water mass circulation during chalk deposition associated with an upwelling dynamic in northern Europe, from Coniacian onwards. Through the comparison of Chalk deposits world repartition with published upwelling numerical predictions, we propose that the occurence of this specific sediment on epicontinental seas is directly linked to an upwelling dynamic, that is to the Late Cretaceous paleoceanography.La Craie, dépôt caractéristique de l'Europe du Nord durant le Crétacé supérieur, est un sédiment original dans l'histoire de la Terre, qui reste relativement mal compris. Cette étude vise à mieux établir la sédimentologie et la stratigraphie de la Craie du Bassin de Paris. Nous proposons un modèle de faciès de la Craie, depuis des environnements très proximaux, de shoreface, jusqu'à des dépôts distaux situés sous la limite d'action des vagues de tempêtes. Ce modèle et les données de subsurface sont utilisés pour réaliser des corrélations à haute-résolution à l'échelle du Bassin de Paris, en appliquant les méthodes de la stratigraphie séquentielle. Ces corrélations permettent de contraindre la géométrie 3D et la paléogéographie du Bassin de Paris au Crétacé supérieur. Ceci permet d'appréhender les différents paramètres (tectonique, eustatisme) qui contrôlent la sédimentation de la Craie. En particulier, nous montrons une réorganisation importante des contraintes intraplaques au Turonien supérieur depuis des contraintes orientées Est-Ouest vers un régime compressif globalement orienté Nord-Sud. Ce régime en compression, bien connu en Europe centrale et interprété comme la marque du début du cycle alpin, n'était jusqu'à présent pas reconnu à l'ouest du Massif Londres-Brabant. De même, cette étude apporte des éléments de contrainte pour la compréhension des variations eustatiques durant le Crétacé supérieur. Enfin, nous mettons en évidence, l'existence d'une circulation océanique, active à partir du Coniacien, associée à un contexte d'upwelling en Europe du Nord. À partir d'une confrontation entre la répartition mondiale de la craie et les données de prédiction des upwellings, nous avançons l'hypothèse que la présence de ce sédiment particulier sur des mers épicontinentales est directement lié à des dynamiques d'upwelling et à la paléocéanographie du Crétacé supérieur

Enregistrement sédimentaire de la convergence Ibérie-Europe dans le Crétacé supérieur du Bassin Aquitain

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Dynamique d'ouverture des Bassins Crétacés dans le Bassin Aquitain

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The Source-to-Sink Vade‑mecum: history, concepts and tools

"The Source-to-Sink Vade Mecum: History, Concepts and Tools" is the latest Open-Access addition to the SEPM series "Concepts in Sedimentology and Paleontology." In the form of a carry-along vade-mecum, in English and French, this volume offers a comprehensive history of the source-to-sink approach, tracing its origins from early geomorphological thinkers to its current applications in exploration, quantitative geomorphology and paleoclimate research. The reader will gain a deeper understanding of the major controls of erosion, transfer, and deposition, and how they shape landscapes and the sedimentary record. The book also describes the latest developments on the propagation of environmental signals from source to sink. The book contains all the basic science concepts needed to understand the complex interactions between the Earth's surface and its sedimentary systems. Also designed as a text-book for teaching the subject in academia or industry, each concept is carefully explained with dedicated figures, making it easy to understand for both students and professionals. The “S2S Vade-Mecum” also includes a toolbox of methods currently in use for the source-to-sink approach. This toolbox provides a quick overview of the many methods available for reconstructing ancient sedimentary systems from source to sink, making it an ideal reference for students, researchers and practitioners alike. With contributions from leading experts from academia and industry, this volume is an essential resource for anyone seeking a deeper understanding of sedimentology and sedimentary basin evolution. Whether you are a student, researcher, academic or industry professional, the “S2S Vade-Mecum” is a must-have reference that will undoubtedly enhance your knowledge and skills in this dynamic field.</p

Enregistrement sédimentaire de la déformation et réponse des systèmes sédimentaires dans un bassin d'avant chaîne : Exemple du bassin d'Aquitaine au Paléogène.

International audienceLa convergence Ibérie-Eurasie, à l'origine de l'orogenèse pyrénéenne, enregistre trois phases d'accélérations (Vissers et Meijer, 2012): au Crétacé supérieur, à l'Yprésien supérieur ainsi qu'au Bartonien. Ces différents stades d'accélérations sont séparés par des phases de ralentissement de la convergence, au Paléocène et au Lutétien.Bien que la déformation finie de l'avant-pays nord Pyrénéen soit connue, les âges précis des déformations, le caractère mono et polyphasé et la réponse des systèmes sédimentaires (accommodations, flux, forçages) restent à caractériser. Ce travail se base sur de nouveaux profils sismiques qui permettent de préciser les géométries qui étaient principalement caractérisées par l'interprétation séquentielle sur diagraphies. Cette vision 3D apporte un nouvel éclairage sur l'organisation séquentielle et l'évolution du bassin d'Aquitaine au Paléogène.Du Danien à l'Eocène basal, la sédimentation est dominée par des plateformes carbonatées, en continuités paléogéographiques du Crétacé supérieur. Le domaine Sud Aquitain connait par la suite un ennoiement généralisé d'Ouest en Est (Serrano, 2001), associé à une phase majeure d'érosion sous-marine. Elle s'exprime par de grandes incisions, non décrites jusqu'à présent (atteignant localement le Crétacé supérieur) et par une forte condensation des dépôts en domaine distal.Le bassin connait ensuite (Yprésien- Lutétien) une réorganisation tant dans les systèmes sédimentaires que sur le plan paléogéographique avec le développement de systèmes silicoclastiques de type deltaïque progradant d'Est en Ouest, classiquement décrit dans la littérature (Sztrakos, 2005 ; Serrano, 2001 et Dubreuih et al., 1995).Trois grandes séquences y sont identifiées. Contrairement aux interprétations précédentes identifiant de simples progradations, les profils sismiques montrent que ces séquences sont marquées par des phases de suppression d'espaces disponibles, enregistrées sous la forme de prismes de bas niveau. Ces bas niveaux présentent des géométries en régressions forcées à proximité de certaines rides salifères, probablement en lien avec la réactivation des structures durant l'Yprésien supérieur.Ces régressions forcées ne permettent pas la préservation des dépôts d'environnements fluviatiles (Sables de Lussagnet) classiquement rattachés à ces prismes sédimentaires. Nous faisons l'hypothèse que ces faciès sont à rattacher à une période de dépôt différente.Le Lutétien supérieur est caractérisé par une sédimentation carbonatée à affinité récifale qui témoigne d'une diminution du flux terrigène. L'analyse des lignes sismiques a permis de mettre en évidence une forte érosion de la partie Ouest de cette plateforme synchrone du creusement de vallées incisées plus à l'Est. La chute du niveau marin relatif à l'origine de ces érosions entraine le dépôt, vers l'ouest, de sédiments terrigènes marins qui transitent probablement par ces vallées incisées en amont du profil de dépôt.Au Bartonien, une transgression affecte le sud du bassin d'Aquitaine. Elle permet la mise en place de systèmes mixtes terrigènes/carbonatés en domaine marin et conduit également à un remplissage transgressif des paléovallées. C'est au cours de cette période que serait préservé la majorité des faciès fluviatiles réservoirs (Sables de Lussagnet).La zone connait ensuite une généralisation de la continentalisation avec le dépôt d'une puissante série molassiques principalement d'âge Priabonien à Oligocène.L'approche en stratigraphie sismique et en stratigraphie séquentielle à partir d'une couverture sismique dense, a permis de préciser l'évolution des systèmes sédimentaires du bassin au Paléogène face aux forçages tectoniques et aux variations des flux sédimentaires. Elle a également permis d'admettre des faits nouveaux et inédits : l'existence d'une discontinuité majeure à la transition Paléocène supérieur-Yprésien supérieur, une série progradante de type bas niveau/régression forcée à l'Yprésien, une discontinuité base bartonienne et un remplissage transgressif des incisions d'âge Bartonien. Les différents changements dans la dynamique sédimentaire, ont également pu être reliés à des événements majeurs de l'évolution de la chaîne

Stratigraphie et sédimentologie comparées du Crétacé supérieur du Bassin de Paris et du Bassin Nord-Aquitain (4-7 octobre 2008)

International audienceLes bassins de Paris et d'Aquitaine sont aujourd'hui deux bassins bien individualisés du fait des importantes déformations intracontinentales liées aux compressions alpines et pyrénéennes intervenues au cours du Tertiaire. Cependant, ils partagent une grande partie de leur histoire mésozoïque. L'objectif de cette étude est de comparer les enregistrements sédimentaires du Crétacé supérieur dans ces deux bassins, pour mettre en évidence leurs points communs et leurs particularités. Le Crétacé supérieur débute après l'ouverture du Golfe de Gascogne, qui a une implication importante dans l'histoire commune de ces deux bassins. Au cours du Crétacé inférieur, leurs communications ont cessé temporairement pour reprendre au Cénomanien. De plus, l'influence du rifting a fait que ces deux bassins ont enregistré une histoire tectonique différente, relativement calme dans le bassin de Paris, plus complexe dans le bassin d'Aquitaine

Définir les paléo-environnements lorsque les sédiments manquent : analyses géochimiques in situ des ciments des discontinuités

International audienceLes roches carbonatées déposées sur les plateformes sont de formidables archives de l'histoire de notre planète et des bouleversements environnementaux qu'elle a connus. Néanmoins, les plateformes carbonatées sont souvent marquées par des périodes d'arrêt de sédimentation, à l'origine de la formation de surfaces clefs appelées « discontinuités sédimentaires », dont l'origine est difficile à caractériser. Lors de ces périodes de non-dépôt, des ciments dit « précoces », dont la taille ne dépasse généralement pas quelques dizaines de micromètres, précipitent et participent à la genèse des discontinuités. Au-delà de leur observation au microscope, leur petite taille rend leur caractérisation chimique compliquée car les méthodes d'analyse par spectrométrie de masse après attaque acide nécessitent de prélever des quantités trop importantes de carbonate (1mg). La taille d'investigation est dans le cas de la caractérisation des discontinuités un verrou important à leur compréhension. Dans cette étude, le couplage (1) de la sonde ionique (Secondary Ion Mass Spectrometry – SIMS 1280), et (2) d'un spectromètre de masse à source « plasma » couplé avec un système d'ablation laser (Laser Ablation Induced Coupled Mass Spectrometer High Resolution LA-ICPMS-HR) est proposé afin de travailler directement sur les lames minces à l'échelle des ciments. Ces deux méthodes permettent de déterminer les rapports isotopiques en oxygène et en carbone ainsi que les concentrations en éléments traces comme les Eléments des Terres Rares (ETR) ou majeurs (Mg, Al, Mn, Fe) des ciments carbonatés. Le but de cette étude est de tester, comme marqueur paléo-environnemental, l'analyse des ciments calcitiques cristallisant dans l'espace inter-granulaire pendant la période de non-sédimentation par ces deux méthodes. Plusieurs discontinuités clefs d'âge Jurassique moyen et supérieur (environ 170 millions d'années) du Bassin de Paris ont été sélectionnées. Les observations aux microscopes photonique, électronique et à cathodoluminescence montrent que les ciments calcitiques cristallisant dans l'espace inter-granulaire pendant la période de non-sédimentation sont diversifiés, composés de dix-huit types différents incluant des ciments fibreux de quelques dizaines de micromètres d'épaisseur entourant les grains, de minuscules rhomboèdres de moins de 100 micromètres, des ciments microstalactitiques à l'extrémité des grains ou encore des ménisques sparitiques à micritiques. Les analyses isotopiques et géochimiques des éléments majeurs et traces (ETR) réalisées sur ces ciments montrent que ces derniers cristallisent dans des environnements très variés pendant les périodes de non sédimentation. Il s'avère que les discontinuités sédimentaires enregistrent une succession de nombreux évènements, incluant des périodes d'émersion, de recouvrement par la mer, des variations des conditions oxydo-réductrices ou encore des changements de l'activité microbienne. Bien que le temps enregistré dans les discontinuités reste compliqué à estimer (pouvant aller de la dizaine d'années à plusieurs millions d'années), l'étude des phases calcitiques permet une caractérisation précise des conditions environnementales et de la succession d'évènements ayant lieu pendant le

Albien du Bassin de Paris : Géométriessédimentaires, interprétation séquentielle etévolution paléogéographique

National audienceLa période apto-albienne est marquée par une réorganisationcinématique majeure qui correspond notamment (1) à l’ouverturedu golfe de Gascogne, (2) à la réactivation des failles de la Manche(contexte extensif) et (3) à la fermeture de la Paléo Téthys (contextecompressif).Dans le bassin de Paris, l’Albien se dépose au-dessus d’une surfaced’érosion majeure, d’âge Aptien supérieur s’enregistrant parune troncature des dépôts sur les bordures NE et SW. L’Albiencorrespond à une reprise de sédimentation terrigène dans des environnementsmarins et marginolittoraux.Cette étude a pour principal objectif d’identifier les géométries etles faciès sédimentaires qui constituent ces dépôts sableux. Elles’appuie principalement sur l’interprétation de données de subsurface(370 diagraphies) en appliquant les principes de la stratigraphieséquentielle. Elle est complétée par la description desforages disponibles. La rareté des données de calage a nécessitéla définition d’un modèle d’électrofaciès des dépôts côtiers etdeltaïques de l’Albien.Les résultats sont restitués sous forme de transects, de cartesd’isopaques et de cartes paléogéographiques :(1) 3 cycles du 3ème ordre ont été identifiés (Sables Verts, Sablesdes Drillons et Sables de Frécambault). Ces cycles sont euxmêmesdivisés en cycles d’ordre supérieur (4ème ordre). Les cartesde paléogéographies et les cartes d’isopaques ont été construitespour chaque cycle de 4ème ordre.(2) Au-dessus de la discontinuité Aptien supérieur, la paléogéographieet la distribution des épaisseurs évoluent avec à l’Albieninférieur moyen une subsidence centrée entre la faille du Bray etde la Seine, puis progressivement les zones les plus profondes etles plus subsidentes migrent à l’Est de la faille Bray-Vittel.(4) Les Sables Verts correspondent à une période de transgressionprogressive en trois cycles successifs en contexte de delta dominémarée. Des environnements de type baie sont aussi identifiés. Cettransgression vient combler la paléotopographie résultante de ladéformation apto-albienne.(5) Les Sables de Drillons sont marqués à leur base par le dépôtd’un prisme de bas niveau aux alentours de la limite Albieninférieur-moyen. Ce prisme semble dû à une chute eustatique maiss’effectue durant une période de déformation grande longueurd’onde du bassin. Après ce prisme de bas niveau la transgressionréennoie une large partie du bassin.(6) Enfin les sables de Frécambault montrent la dynamique transgressivela plus prononcée et s’accompagne d’ une réorientation dela paléogéographie. Ces dépôts sont typiquement dominé houle.(7) Les failles majeures influencent fortement la paléogéographieau début de l’Albien. Puis un léger contrôle sur la paléogéographiedes failles de Bray et de Saint-Martin-de-Bossenay restevisible jusqu’à l’Albien moyen.Cette étude permet pour la première fois d’identifier lesgéométries, les différents faciès sédimentaires de l’Albien du bassinde Paris et de discuter des paramètres qui contrôlent la sédimentatio