Deep crustal structure across a young passive margin from wide-angle and reflection seismic data (The SARDINIA Experiment) – II. Sardinia’s margin

• Autores: Alexandra Afilhado, Maryline Moulin, Daniel Aslanian
• Localización: Bulletin de la Société Géologique de France, ISSN 0037-9409, Vol. 186, Nº. 4-5, 2015, págs. 331-351
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • English

    Geophysical data acquired on the conjugate margins system of the Gulf of Lion and West Sardinia (GLWS) is unique in its ability to address fundamental questions about rifting (i.e. crustal thinning, the nature of the continent-ocean transition zone, the style of rifting and subsequent evolution, and the connection between deep and surface processes).

    While the Gulf of Lion (GoL) was the site of several deep seismic experiments, which occurred before the SARDINIA Experiment (ESP and ECORS Experiments in 1981 and 1988 respectively), the crustal structure of the West Sardinia margin remains unknown. This paper describes the first modeling of wide-angle and near-vertical reflection multi-channel seismic (MCS) profiles crossing the West Sardinia margin, in the Mediterranean Sea. The profiles were acquired, together with the exact conjugate of the profiles crossing the GoL, during the SARDINIA experiment in December 2006 with the French R/V L’Atalante.

    Forward wide-angle modeling of both data sets (wide-angle and multi-channel seismic) confirms that the margin is characterized by three distinct domains following the onshore unthinned, 26 km-thick continental crust : Domain V, where the crust thins from ~26 to 6 km in a width of about 75 km; Domain IV where the basement is characterized by high velocity gradients and lower crustal seismic velocities from 6.8 to 7.25 km/s, which are atypical for either crustal or upper mantle material, and Domain III composed of “atypical” oceanic crust.

    The structure observed on the West Sardinian margin presents a distribution of seismic velocities that is symmetrical with those observed on the Gulf of Lion’s side, except for the dimension of each domain and with respect to the initiation of seafloor spreading. This result does not support the hypothesis of simple shear mechanism operating along a lithospheric detachment during the formation of the Liguro-Provencal basin.

  • français

    Le système de marges conjuguées du golfe du Lion et l’Ouest de la Sardaigne (GLWS), avec son set de données géophysiques important et de toute résolution, représente un endroit unique pour répondre aux questions fondamentales sur le rifting (amincissement de la croûte, nature de la zone de transition continent-océan, le style de rifting et évolution postérieure, connexion entre processus profonds et de surface).

    Bien que le golfe du Lion (GoL) ait été le lieu de plusieurs missions de sismique profonde avant le projet SARDINIA (ESP et ECORS expériences en 1981 et 1988 respectivement), la structure crustale de la marge ouest sarde restait inconnue. Cet article décrit les résultats obtenus à partir de l’interprétation et de la modélisation conjointes des profils de sismique grand-angle et de réflexion (MCS) le long de la marge ouest de la Sardaigne, exacts homologues des profils du golfe du Lion, tous acquis durant la mission SARDINIA en Décembre 2006 avec le N/O français L’Atalante.

    La modélisation directe de l’ensemble des données (grand-angle et sismique multi-canal) confirme que la marge est caractérisée par trois domaines distincts depuis la croûte continentale non-amincie de 26 km d’épaisseur : Domaine V, où la croûte s’amincit de ~ 26 à 6 km en moins de 75 km environ; Domaine IV où le socle est caractérisé par des forts gradients de vitesse et des vitesses sismiques de 6,8 à 7,25 km/s dans la croûte inférieure, qui sont considérées comme atypiques aussi bien dans le manteau que dans la croûte; et le domaine III composé d’une croûte océanique « atypique ».

    La structure observée sur la marge ouest sarde présente une distribution des vitesses sismiques qui est symétrique à celles observées sur le côté du golfe du Lion, à l’exception de la dimension de chaque domaine et des premiers processus d’accrétion océanique. Ce résultat invalide l’hypothèse d’un mécanisme de cisaillement simple, le long d’un détachement lithosphérique, lors de la formation du Bassin liguro-provençal.