Morphotectonique et architecture sédimentaire de la transition océan-continent de la marge Ibérique

Abstract

La plupart des idées conceptuelles sur l'architecture sédimentaire et l'évolution tectonique des marges passives profondes sont fondées sur des études de rifts continentaux ou de marges proximales. Le problème est que, au contraire des marges distales, ces domaines n'ont subi que de faibles taux d'extension. Le travail de thèse présenté dans ce manuscrit a eu pour but d'analyser plus précisément l'architecture de ces marges distales. Il s'est concentré sur le segment central de la marge ouest Ibérique: la Plaine Abyssale Ibérique Sud (PAIS). J'y ai étudié l'évolution des structures de rifting, spatialement et temporellement, en me basant sur une cartographie détaillée de l'architecture sédimentaire et de socle en 3D sur des profils de sismique réflexion. L'évolution polyphase des processus tectoniques de la phase finale du rifting a pu y être identifiée. Les mécanismes d'extension changent du sud au nord de la PAIS depuis des zones de manteau exhumé par des failles de détachement concaves vers le bas à des demi-grabens classiques formés par le basculement normal de blocs continentaux le long de failles de détachement concaves vers le haut. Sur la base de ces résultats, j'ai pu développer un modèle conceptuel pour l'évolution 3D de la PAIS. Ce modèle suggère une migration générale de l'activité de faille normale vers le futur océan et un changement dans le mode d'extension latéralement à la marge, imagé par un changement de géométrie des structures tectoniques. Ces résultats ont des conséquences importantes pour l'approche théorique de la formation d'une marge passive distale. Par exemple, les concepts de breakup continental et de discordance sédimentaire de breakup, censés caractériser le début de l'accrétion océanique, se révèlent en définitive inadaptés: le rifting est fondamentalement polyphase et poly-processus avec une évolution graduelle vers l'océanisation et non une limite temporelle ou spatiale continent-océan cartographiable.Most of the conceptual ideas concerning sedimentary architecture and tectonic evolution of deep rifted margins are based on either continental rifts or proximal margins, both of which underwent only small amounts of crustal thinning. In my PhD thesis I investigated the sediment and basement architecture of the distal magma-poor rifted margin in the Southern Iberia Abyssal Plain (SIAP). The spatial and temporal evolution of the rifting structures have been studied, based on a detailed mapping of the sedimentary and basement architecture in 3D on seismic reflection profiles. The polyphase evolution of the final phase of rifting has been identified and described. The data suggest that the extensional mechanisms change from south to north within the SIAP from zones of mantle exhumed via downward concave detachment faults to classical half-grabens formed by the normal tilting of continental blocks along upward concave detachment faults. On the base of these results, I developed a 3D conceptual model for the SIAP evolution. This model suggests a general migration of normal fault activity during final break-up towards the future ocean and a change in the fault geometry during final rifting. This 3D evolution of rifting in deep margins is described for the first time and has important implications for the interpretation of seismic sections from OCT as well as for the interpretation of the deformation processes at distal margins. The concepts of continental breakup and the breakup unconformity, supposed to characterise the beginning of oceanic accretion, are not applicable to Iberia-type margins. At these margins, rifting is fundamentally polyphase and includes various modes of extension that evolve and superpose in time and space migrating and finally localizing in the area of final seafloor spreading