Dynamiques sédimentaire et diagénétique au Paléocène en contexte précoce de bassin d’avant pays dans le domaine Nord-Pyrénéen Adrien Maufrangeas Directrices de thèse: C. Loisy S. Leleu

Contexte: Les phases précoces de Les bassins d’avant pays soulèvement des Pyrénées L’accumulation de sédiments paléocènes Massif Central Petites Pyrénées Corbières Bassin Minervois Contexte: La région étudiée s’étend des Corbières, à l’est jusqu’aux Petites Pyrénées, à l’ouest, dans le bassin Nord Pyrénéen. Les bassins d’avants pays systèmes sédimentaires étudiés dans le monde entier, car intérêts économiques (géo-ressources), et permettent des analogies. Les phases précoces de soulèvement ont induit des dépôts Paléocènes qui enregistrent la naissance des Pyrénées. La série paléocène à l’affleurement constitue actuellement une mince bande aux pieds du relief, s’étendant d’est en ouest. Diachronisme des déformations compressives d’Est en Ouest. (plus précoce à l’est à cause de la géométrie de la zone et de la rotation plaque ibérique). Les points rouges sont les coupes projetées. Chaîne des Pyrénées Schéma structural, d’après la carte géologique 1/1000000 du BRGM

La problématique: Quelle était la paléogéographie au Paléocène? Comment établir des corrélations entre enregistrements sédimentaires marins et continentaux? Il en découle la pmtique suivante: Quelle était la géographie à cette époque?  Quelle extension avait le bassin et durant quelle période? Quel était la physiographie du bassin (environnement sédimentaires et répartition de ceux-ci dans l’espace et le temps)? La paléogéographie est bien connue et assez précise au niveau du versant sud des Pyrénées, il reste à essayer de l’affiner au nord. (rectangle rouge) Comment peut on parvenir à corréler sédiments marin et continentaux? Les pistes pour les corrélations: la stratigraphie sequentielle Modèle de catuneanu, montre que lors d’un prisme de bas niveau marin, les chenaux sont amalgamés, tandis qu’un prisme haut niveau marin comporte des chenaux éparses et des paléosols. Enonce de plan: Pour parvenir à répondre à cette problématique une méthode d’analyse sédimentologiques « classique » est envisagée avec description des faciès, de la géométrie des corps, des environnement de dépôts, compléter par des analyses géochimiques Afin d’identifier des surfaces particulières permettant des corrélations sur de longue distance Paleogeography of the Pyrenean area near the Paleocene– Eocene boundary (Yans et al., 2014) Sequence model for nonmarine systems (Catuneanu, 2011). Rs = rate of sedimentation, Ra =rate of accommodation generation.

Coupe de Lairière Thanétien Vitrollien Supérieur Vitrollien Inférieur Pour l’instant je n’ai qu’une seul coupe que je vais vous présenter, située à Lairière dans l’Aude. Travaillé sur la géométrie des corps sédimentaires, peut permettre de situer la série sur les modèles prisme de haut niveau?. (présence de connexions, chenaux amalgamés…). Existe-t-il des connexions entre les bancs? Lever des coupes permets de définir des faciès et par la suite des environnements de dépôt Vitrollien Supérieur Vitrollien Inférieur Lairière (Aude), Janvier 2015

Définition des faciès sédimentaires (Corbières) Calcaire marin (Thanétien) Conglomérats (Danien?) Faciès à 90% continentaux, seul quelques invasions marines surviennent dans le Thanétien. Le Danien est continental, avec des faciès de plaine d’inondation (alternance de chenaux gréseux, de paléosols plus ou moins mâtures), rare occurrence de calcaire lacustre. La quasi-totalité de la série est pédogénétisée. Des faciès tels que des grés, des paléosols et argiles à Microcodium, des conglomérats et de minces bancs de calcaires marins à milioles. Paléosol (Danien) Grés à rides (Maastrichtien) Lairière (Aude), Janvier 2015

Définition des faciès sédimentaires (microscopie) Un échantillonnage de 30 lame a été fait, afin de pouvoir définir des microfaciès. Ces lames permettront de compléter les informations récoltées sur le terrain, et de définir des Microfaciès. Calcaire lacustre: présence d’ostracode Cette lame montre des « traces » d’organismes, typique des paléosols rouges: les Microcodium. Alvéolines marquent la fin de la coupe Ostracodes, calcaire lacustre Calcaireà Alvéoline (Ilerdien) Microcodium, paléosols Danien

Définition des faciès sédimentaires (Petites Pyrénées) Calcaires marins thanétiens calcaire marneux, glauconieux Calcaire gréseux roux et marnes gréseuses? Calcaires à polypiers Calcaire graveleux à passées marneuses et gréseuses Bien au contraire, dans la région des petites Pyrénées, le Danien comporte des venues marines, tandis que le Thanétien est quasi entièrement marin. Il est donc difficile de corréler les lignes de faciès, il faut donc identifier dans les deux localités les lignes temps qui permettront les corrélations. Néanmoins les faciès permettront de définir des environnements de dépôts, et de reconstituer la paléogéographie. Calcaires marin et lacustre daniens Le Mas d’Azil (Ariège), Novembre 2014

Isotopie du Carbone CIE: Carbon Isotope Excursion? Outre l’analyse de bassin classique, il est prévu de réaliser des analyse isotopiques. J’ai choisi cette figure car Albas Zone clé dans la région d’étude, Affleurement très étudié, en Magneto stratigraphie réalisée dessus… , en isotopie du carbone… Cependant l’auteur c’est concentré sur l’Eocène. Le but de ces analyse est de mettre en évidence des surfaces particulières. Celles-ci doivent être identifiables à l’est dans les sédiments continentaux et à l’ouest, dans les séries marines. Les variations isotopiques du carbone sont utilisées pour réaliser ces corrélations, du fait de leurs occurrences fréquentes dans les séries marines et continentales (Magioncalda et al., 2004). Le pic négatif de carbone (Limite P/E) est utilisé pour définir la limite du Paléocène. Les isotopes stables du carbone sont interprétés comme étant le reflet de variation de productivité primaire. D’autre méthode tel que la minéralogie des argiles par DRX peuvent permettre de reconstitué le climat. Delta 018, sert de paléo-thermomètre δ13Corg(‰ VPDB) contents of the Albas-Le Clot section (Corbières), Yans et al., 2014

Résultats attendus Comprendre la dynamique de la sédimentation au Paléocène en contexte d’orogénèse précoce dans le bassin Nord-Pyrénéen Caractérisation de la transition marine/continentale, notamment à l’aide de « surfaces clés » qui doivent permettre d’établir des corrélations fines Reconstituer les oscillations du niveau marin Lien entre la source des sédiments paléocènes et dynamique des reliefs Reconstitutions paléogéographiques Intégration des données dans un modèle d’évolution de bassin d’avant pays précoce des Pyrénées Les deux zones d’études comportent des Dépôts continentaux et marins difficile à corréler. Le but est d’établir des corrélations fines entre ces deux localités, et de reconstituer la paléogéographie. Il faut également faire le Liens entre les dépôts paléocènes, provenance de ces dépôts et les phases de surrection…..

Merci de votre attention