Séminaire ISTeP - Renata Moreira Da Costa Maia

Modèle d'évolution stratigraphique cénozoïque du nord du bassin de Santos: quantification du flux sédimentaire et de la subsidence post-rift

Le principal objectif de cette étude est de mieux comprendre et de quantifier les paramètres et les processus de contrôle de la morphologie et de l’évolution stratigraphique du bassin de Santos et de sa marge pour les 49,5 derniers millions d’années. Il s’agit de déconvoluer le signal climatique et tectonique dans l’enregistrement sédimentaire de ces marges de l’atlantique sud. Les outils utilisés pour parvenir à ces objectifs sont l’analyse en stratigraphie sismique d’une base de donnée composée de profils sismiques à diverses résolutions (e.g. sismique de ~7-8 s pénétration et sismique haute résolution de ~400 ms penetration). Nous complétons cette analyse de stratigraphie sismique par l’analyse lithologique et le calage chrono stratigraphique des limites de séquence majeures, à partir de 19 forages industriels. La modélisation stratigraphique par Dionisos combinée à nos observations issues des analyses précédentes nous a permis de quantifier les paramètres majeurs qui vont contrôler l’architecture sédimentaire de cette marge à différentes échelles de temps et d’espace : les paléo morphologies initiales contrôlées par la tectonique, les flux contrôlés par la tectonique locale et le climat, la subsidence globale à la fois fonction des flux et de la tectonique. L’analyse des profils de sismique marine de faible résolution mais plus pénétrante nous a permis d’étudier l’évolution post-rift de la marge de Santos à l’échelle du bassin Cenozoique. Une modélisation stratigraphiques 3D des séquences sédimentaires depuis 49,5 millions d’années nous as permis de mieux quantifier le rapport flux/accommodation et de contraindre les grands processus à l’origine du remplissage sédimentaire du bassin de Santos. La sismique haute résolution nous permet d’avoir une meilleure connaissance de l’architecture des dépôts sédimentaires à l’échelle du Quaternaire. Les simulations 2D ont été conduites pour l’étude de détail de certains intervalles stratigraphiques, en particulier l’Eocène et le Plio-Quaternaire, ces deux intervalles de temps ayant comme caractéristique commune le shift des paleo-bordures de plateforme vers le bassin (progradation). La modélisation 2D de l’Eocène a été conduite pour permettre de comprendre l’architecture de progradation/aggradation (sigmoides) lié à un flux important caractérisant cette période, cependant compensé par la subsidence. La modélisation haute résolution du Plio-Quaternaire nous permet de préciser les architectures d’un intervalle stratigraphique mis en place à un stage avancé de l’évolution thermique du bassin, et sous l’influence prédominante des oscillations glacio-eustatiques du niveau marin relatif. 9 séquences stratigraphiques sont ainsi identifiées et regroupées en 3 mégaséquences (Mégaséquences A, B et C): (i) La Mégaséquence A est caractérisée par des clinoformes progradants développés au droit d’une dépression localisée entre la baie de Guanabara et Cabo Frio. Ce système progradant vient remplir l’espace d’accommodation créé par le fluage du sel vers le bassin lié à une problable reactivation de la zone de failles de Cabo Frio (tectonique salifère post rift). Le flux sédimentaire qui nourrit cette marge éocène est mis en relation avec le paléo fleuve du Paraíba do Sul. Deux importants évènements viennent clore cette méga séquence de dépôt: La chute eustatique de troisième ordre de la base de l’oligocène (30 Ma a partir de la courbe de Haq) marquant le passage d’une époque de Greenhouse vers un climat global plus froid (icehouse) ; et la reactivation des chaines côtières et la migration de la paléo rivière Paraiba do sul qui se déplace alors vers l’est constituant un tributaire majeur du bassin de Campos comme aussi deduit par des anciens travails. Les flux du bassin de Santos se trouvent alors drastiquement réduits particulièrement en ce qui concerne les apports en sables. (ii) La Mégasequence B est caractérisée par la rétrogradation de tous les systèmes sédimentaires et le déplacement des offlap-break des clinoformes de 78 km vers le continent en 10 millions d’années (de 30 Ma à 21 Ma). Nous interprétons cette configuration comme une réponse directe à la diminution des flux sédimentaires, non compensé par des chutes importantes du niveau marin absolu; Cette megasequence est aussi caracterisée par l’implantation des depots contouritiques entre 30 et 21 Ma, problablement liés à des changements dans la circulation oceanique dû a l’ouverture de la passage de Drake et de la Tasmanie (entre 37 et 28 Ma). Le sommet de cette séquence est une limite de séquence de troisième ordre en relation avec la chute du niveau eustatique tortonien (iii) La Mégasequence C est caractérisée à nouveau par une progradation et le déplacement des paléobordures de plateforme (offlap break) de 70 km vers l’océan, depuis les derniers 10.5 millions d’années. La configuration dominante de progradation de cette séquence est interprétée comme la réponse de l’augmentation de flux sédimentaire qui caractérise le passage à des cycles glacio-eustatiques marqués depuis 2.6 millions d’années. Dans le détail l’architecture sédimentaire plio-quaternaire de la bordure de plate-forme indique une prédominance de la préservation des régressions forcées par les chutes glacio-eustatiques du niveau de base, liées aux cycles climatiques de 100 000 ans. L’amplitude de ces variations glacio-eustatiques est de 120 m, et l’on les enregistre extrêmement bien sur la bordure de la plateforme externe de la marge du bassin de Santos depuis 0.63 Ma, lorsque le signal climatique est clairement dominé par les variations de l’excentricité.

17/07/2014 à 14h00, Salle Fourcade (Tour 55-56, 4ème étage)