Migration of a synclinal depocentre from turbidite growth strata: the Annot syncline, SE France

• Autores: L. Salles, M. Ford, P. Joseph, Christian Le Carlier De Veslud, Antoine Le Solleuz
• Localización: Bulletin de la Société Géologique de France, ISSN 0037-9409, Vol. 182, Nº. 3, 2011, págs. 199-220
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Migration d'un dépocentre synclinal documenté à partir des sédiments synsédimentaires: synclinal d'Annot, SE de la France
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• Resumen
  • English

    The Annot Sandstone turbidites of the Alpine foreland basin in SE France (Eocene-Oligocene: 40-32 Ma), provide an excellent case-study of tectono-sedimentary relations in a deepwater compressional system. The Annot outlier is a synclinal remnant previously interpreted as a static depocentre. A multi-disciplinary approach including geometrical and kinematic analyses and modelling demonstrates instead that this was a tectonically active turbidite depocentre where gentle thrust related folding controlled turbidite architecture.

    Stratigraphic and new structural field data are integrated with previous sedimentological studies to build a 3D geometric model of the Annot depocentre. Derived thickness maps associated with paleocurrent measurements clearly illustrate three main phases in the evolution of depocentre topography. (1) Early turbidite flows were mainly trapped by oblique intrabasinal inherited structures. (2) Once these structures were buried, the NNW-SSE active syncline constituted the main topographic control. (3) Decreasing activity of this syncline is recorded by filling and flow bypass. The progressive stages of the accepted depositional model (flow ponding, flow stripping and flow bypass), for the Annot depocentre, may therefore have a tectonic origin.

    The kinematic evolution of the synclinal depocentre was defined at different scales. Stratigraphic architecture records a decrease in bedding dips up through the turbidite succession on the western synclinal limb. Comparison with idealized case studies of the interaction of sedimentation with an active syncline indicates that this geometrical pattern corresponds to progressive westward migration of the synclinal hinge and depocentre. This tends to promote lateral rather than vertical stacking of sand bodies during turbidite sedimentation. Trishear kinematic modelling was used to simulate (in 2D) the rolling synclinal hinge. Stratigraphic surface geometries and turbidite depocentre migration define thrust and fold geometries at depth. The synclinal depocentre developed between two alternating or coeval fault propagation anticlines that exploited two detachment levels (Triassic evaporites and Cenomanian marls) in the underlying succession.

  • français

    Les Grès d'Annot, sables turbiditiques conservés dans le bassin d'avant-pays alpin du SE de la France (Eocène-Oligocène : 40-32 Ma), constituent un excellent exemple pour étudier les relations tectono-sédimentaires dans les systèmes compressifs d'eau profonde. Les restes d'un synclinal, jusqu'alors interprété comme statique et inactif lors de cette période, sont conservés à Annot. Une approche multidisciplinaire incluant analyses et modélisations géométriques et cinématiques démontre le contraire, à savoir : l'existence d'un dépocentre synclinal syn-sédimentaire aux Grès d'Annot dû à un plissement peu intense lié à des chevauchements en profondeur, qui a contrôlé l'architecture de ces turbidites.

    Les nouveaux travaux de terrain (collecte de données structurales et stratigraphiques) associés aux études sédimentologiques préexistantes ont permis de construire un modèle géométrique en 3D du dépocentre d'Annot. Les cartes d'épaisseur de chacun des membres turbiditiques, issues de cette modélisation, et les mesures de paléocourant illustrent l'évolution de la topographie et du remplissage du dépocentre. (1) Les tous premiers courants turbiditiques furent presque totalement piégés en amont de structures héritées, présentes en travers du dépocentre. (2) Une fois ces structures enfouies, le synclinal actif d'axe NNW-SSE constitua le principal contrôle topographique. (3) Puis, l'activité déclinante de ce synclinal fut enregistré par le comblement, le débordement et le transit des courants vers l'aval. Ces 3 phases (piégeage, comblement-débordement et transit vers l'aval), préalablement définies dans le dépocentre confiné d'Annot, pourraient de ce fait avoir une origine tectonique.

    L'architecture stratigraphique, caractérisée par un pendage de plus en plus faible sur le flanc occidental du synclinal au cours de la sédimentation, a donné lieu à une analyse cinématique et ce à plusieurs échelles. Par comparaison avec des cas idéaux d'interaction tectono-sédimentaires dans les synclinaux, il apparaît que cet agencement géométrique correspond à une migration vers l'ouest de la charnière synclinale et du dépocentre. Ce processus favorise une croissance latérale plutôt qu'un empilement vertical des corps sableux au cours de la sédimentation. A une échelle régionale, une modélisation cinématique « trishear » a été utilisée afin de caractériser cette migration de charnière. Les géométries des surfaces stratigraphiques et la migration du dépocentre turbiditique ont permis de contraindre la géométrie des chevauchements et des plis en profondeur. Le synclinal s'est développé entre deux anticlinaux par propagation qui exploitent deux niveaux de détachement (les évaporites du Trias et les marnes du Cénomanien).