Inversion tectonics at the northern margin of the Paris basin (northern France): : new evidence from seismic profiles and boreholes interpolation in the Artois area

• Autores: Bruno Minguely, Olivier Averbuch, Marie Patin, David Rolin, Franck Hanot, Francoise Bergerat
• Localización: Bulletin de la Société Géologique de France, ISSN 0037-9409, Vol. 181, Nº. 5, 2010, págs. 429-442
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Inversion tectonique en bordure septentrionale du bassin de Paris (nord de la France): : nouvelles contraintes à partir de profils sismiques et de l�interpolation de forages en Artois
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen
  • English

    A synthesis of existing borehole data and seismic profiles has been conducted in the Artois area (northern France), along the northern border of the Paris basin, in order to explore the possible control exerted at depth by the Upper Carboniferous Variscan thrust front on the distribution of Late Paleozoic-Mesozoic depositional centers and their subsequent uplift in Tertiary times. Such control was demonstrated recently in the Weald-Boulonnais basin (Eastern Channel area) that forms the western prolongation of the area under study but was so far poorly constrained in the Artois area. Presented data provide evidence for the topography of the Artois hills and the altitude of sedimentary layers to be controlled by the activity of a network of relaying WNW-ESE striking faults inducing the systematic uplift of the southern fault blocks. Those steeply S-dipping faults branch downward onto the ramp of the Variscan thrusts forming listric faults that locally limit to the north buried half-graben structures, filled with fan-shaped fluviatile Stephanian-Permian deposits. Such clear syn-rift geometry shows that the ramp of the main Variscan frontal thrust (the Midi thrust) has been reactivated as a normal fault in Stephanian-Permian times thus forming a very demonstrative example of a negative inversion process. The reverse offset of the transgressive Middle Cretaceous-Lower Eocene layers covering unconformably the Paleozoic substratum argue for a Tertiary (Middle Eocene-Late Oligocene?) contractional reactivation of the fault network thereby documenting a repeated inversion process along the Artois Variscan thrust front. The Variscan frontal thrust zone is thus shown here to represent a prominent crustal-scale mechanical discontinuity that localized deformation in the Artois-Boulonnais area since Upper Paleozoic times.

  • français

    Une étude synthétique des données de forage et des profils sismiques existant a été entreprise dans la région de l'Artois (Nord de la France) afin de caractériser le contrôle potentiel exercé, en profondeur, par le front chevauchant varisque du Carbonifère supérieur sur la distribution des aires de sédimentation au cours du Paléozoïque terminal et du Mésozoïque et leur soulèvement plus tardif au cours du Tertiaire. Un tel contrôle a pu être démontré récemment dans le bassin du Weald-Boulonnais (Manche orientale) qui forme le prolongement occidental de la zone d'étude mais reste, pour l'heure, encore assez méconnu dans la région de l'Artois. Les données présentées montrent que la topographie des collines de l'Artois ainsi que l'altitude des niveaux sédimentaires de couverture sont contrôlées par l'activité d'un ré-seau de failles en relais, orientées suivant une direction WNW-ESE, induisant systématiquement le soulèvement du bloc sud. Ces failles, à fort pendage vers le Sud, se raccordent en profondeur aux rampes des chevauchements varisques. Les failles listriques résultantes localisent ponctuellement des petits bassins, enfouis, structurés en demi-graben dont le remplissage fluviatile d'âge stéphano-permien présente une géométrie caractéristique en éventail.

    Cette configuration, caractéristique des dépôts syn-rift, montre que la rampe du chevauchement frontal varisque (le chevauchement du Midi) a été réactivée en faille normale au cours du Stéphano-Permien, illustrant de façon très démonstrative le phénomène d'inversion tectonique négative. Le décalage inverse observé systématiquement pour les niveaux transgressifs de couverture (Crétacé moyen-Eocène inférieur) reposant en discordance sur le substratum paléozoïque indique l'existence d'une réactivation tertiaire en contexte compressif (Eocène moyen-Oligocène terminal ?) montrant le caractère répété du phénomène d'inversion tectonique au niveau du front chevauchant varisque de l'Artois. La zone de chevauchement frontal varisque apparaît ainsi comme une discontinuité mécanique majeure d'échelle crustale ayant localisé la déformation dans le domaine Artois-Boulonnais depuis le Carbonifère supérieur.