Cours ABG Marges passives

Déformation cassanteDéformation ductileGraben1300°CMaster1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneCisaillementasymmétriqueRemontée des réchauffementFusion partielleAmincissement de la lithosphèreAmincissementisothermes &(limitée)lithosphériqueAsthénosphère DiminutionSoulèvementde densitéStade rift 5Stade rift mature6Fusionpartielle1300°CMaster1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneFaille deDétachementasymmétriqueStade dénudation manteauDénudation du manteauÉliminationde la croûteDénudationdu manteau1300°CAltérationmarine7Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneRupturelithosphèreStade « break-up »Asthénosphère en surface=> accrétion croûte océaniquearrêt transmissionde contraintesAsthénosphèreen surfacearrêt activitédes faillesRebond isostatiqueAccrétioncroûte océan.1300°CSéparationdes marges8Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel Séranne2

Stademarge jeuneRefroidissementde la lithosphèreRefroidissement= f(amincissement)Sédimentation post-rift(envir. marin)Discordance post-riftSubsidenceDensificationSubsidencedifférentielleFailles inactivesMaster1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneDeep-sea-fanSédimentation post-riftSubsidenceprogradationSubsidencethermiqueSubsidence Accommodation Progradationdécroissante décroît sur + deep sea fanen f(temps) plateforme sur cr. océan.Basculementde la marge 9Stade marge mature10Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneEast CoastTwo types of continental marginsArgentinaSeaward-dipping reflectors= basaltic lava flowsW. Greenland11Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneVolcanic margins structure12Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel Séranne3

Structure of non-volcanic vs volcanic marginsOcean. cr. C.O.B.Stretched Cont. cr.Ocean. cr.igneous crust.Cont. cr.13Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneFormation of volcanic marginsMantle fusion (lithosph + asthenosph)Upwelling of asthenosphereLarge lava flows (traps)Dike intrusion in Cont. Cr.Emplacement of grabbro bodies atMoho = underplatingBreak-up : accretion of oceanic crustAfter break-up : differential subsidence=> Seaward dipping lava flowActive rifting => volcanic marginsubsidence14Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel Séranne©NOAAParanaBasalticTrapsVolcanic vs non-volcanic marginsmid-Atlantic ridgeTristan da CunhaHot-spotWalvis RidgeAngolaNamibie15Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneLIP’s: basalt plateaus = trapsAssociated with volcanic margins(e.g. Atlantic volcanic M.)Large Igneous ProvincesPlume = convection => decompression => mantle fusion16Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel Séranne4

Non-volcanic margin : Stretched lithosphereWest iberian marginRestonManatschal & al , 200117Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneStretched lithosphere & mantle denudationNon-volcanicMarginsEx: Tethysian marginFroitzheim & al18Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneUpper plate(Newfoundland)Continent-Ocean BoundaryPERON-PINVIDIC, Gwenn (2006)lower plate(Iberia)•Conjugate margins•Oc.crust accretion•Drifting•Break-up: 1st accretion•Formation of 1st magneticanomalies,• Mantle exhumation &serpentinisation• End of rifting (no morefaulting)19Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SérannerésistanceprofondeurBreak-up = end of riftinglithosphere structure => depth of necking => isostatic flexural responseBreak-up unconformity : signature of stress release20Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel Séranne5

Ocean. Cr.10kmNon-volcanic passive margin structure : Gabon50kmpost-riftSyn-riftCont. Cr. thinnedMohoMohofrom Meyers et al. 199621Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneNNon-volcanic Passive margin structure : Gulf of LionECORSLowerCont.crustIntermediate crustLithosphere mantleLow angle faults, extreme crust thinning,antithetic lower crust/mantle detachment = Lower crust and/or mantle denudationfrom Séranne, 1999SCr.Oc.22Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel Sérannesyn-riftsedimentContinental rift-> passive margin : subsidencepost-rift sedimentSediment thicknessPreriftSynrifttimefast subsidence= synriftpostrift subsidence:cooling of the lithospherePreviously thinnedPostrift23Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneSubsidence of passive marginsCourbe théoriqueSubsidence due to geodynamicsTotal Subsidence = geodynamics + loadbackstripping from Gabon Margin24Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel Séranne6

Depth(km)Subsidence of passive marginsTime (Ma)backstripping from East Coast of USABackstripped curve = load effect removed(error bars : bathymetry, eustacy,…)Theoritical curve ofthermal subsidenceIncrease in subsidence=>phase of deformation ?25Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SérannePost-rift tectonics on passive marginsSouth GabonPostriftSynriftPostrift sequence affected by faulting => Margin deformation during postrift ?26Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel Séranne010km010kmGravity-driven tectonics over decollementsRaccourcissementChevauchements, diapirsShales decollement : Niger deltaExtensionFailles de croissancegrèsargilesevaporites décollement : Gabon marginRaccourcissementChevauchementsévaporites100 kmExtensionFailles de croissance100 km27Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneSalt tectonics : extension upslope28Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel Séranne7

waterdepth:3500mSalt tectonics : shortening downslopeThrustfront‘Mini-basin’5 km1 SecT.D.29Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneshorteningSalt tectonics at margin scale: section viewEvaporites =décollementSalt tectonics = fonction (slope & load)extensionGabon margin30Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneSalt tectonics at margin scale: map viewEscarpement =Thrust FrontPlatformslope +mini-basinsAbyssalPlainMore info about salt tectonics on:http://homepage.ufp.pt/biblioteca/SaltTectonicsNovo/Pages/Page1.htm#UniversidadeGulf of Mexico31Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneGravity tectonics at margin scale: section viewDecollement on shale interbedsExtensional domainshortening domainOceanic crustNiger DeltaSW5kmNamibia MarginImbricated thrusts at margin toe (shortening domain)NE32Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel Séranne8

Post-rift tectonics : basement-involved deformation85MaPostrift activation of faults initiated during rifting (affecting the basement) => intraplatestress => plate-tectonic-driven deformation33Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel SéranneBasement-involved tectonics : ridge-push85MaDecrease in oceanic accretion rate=> Decrease of ridge-push34Master1 BGAE Spécialité Géosciences Architecture des Bassins & Géomatique 2008 - Michel Séranne9