Resumen de Sedimentary architecture of the Loire River drowned valleys of the French Atlantic shelf

Jean-Noël Proust, Mathieu Renault, Pol Guennoc, Isabelle Thinon

• English

  The analysis of a dense grid of high resolution seismic profiles collected offshore the present day Loire River estuary indicates the presence of a thick and complex Pleistocene coastal wedge between the coast and 50 meters water depth. Most of this coastal wedge is preserved in a fossil valley network starting 10 km off the coast on the "Precontinent Breton" topographies and wedging out progressively 50 km in the offshore where the shelf flattens. This system is comprised of three main valleys 30 km long, 40�60 m deep and 0.7 to 4 km wide each, in average, with a northern valley incompletely filled by sediment. These valleys are incised into Eocene (Ypresian-Bartonian) sedimentary rocks lying unconformably on the metamorphic and magmatic rocks of the South Armorican Massif basement. The coastal wedge is comprised of six seismic units. From the base of the valleys to the seafloor, these units are successively interpreted as (1) colluvial (U1) and braided river deposits (U2), overlain by restricted marine to estuarine sediments (U3), and (2) straight to meandering fluvial deposits (U4) giving rise vertically to floodout marine sediments (U5). The whole sediment pile is capped by open marine bioturbated mudstones (U6).

  This succession of seismic units is organised in two depositional sequences bounded by an unconformity of regional extent, which corresponds to a drastic change in the paleovalley fill architecture. The lower sequence fills up the southern and central valleys when the upper sequence fills up the northern valley network. Both sequences are sharply truncated by a ravinement surface at the base of the offshore shales formed during the Holocene marine transgression. The correlation of the observed depth of the incisions and transgression surfaces with the global sea-level curve provides an indirect estimate of the ages of the depositional sequences. The lower sequence is probably Saalian (130�200 Ka, MIS 6) and the upper one Weischelian (110�12 Ka, MIS 2�4 and 5a�d). The ages and the infill of these valleys are very close to the ones observed in the largest paleovalleys of the inner French Atlantic shelf (Gironde, English Channel) and consistent with the sedimentary record of the continental Loire River (stepped terraces). In the later case, the Saalian period corresponds to a sharp increase on the incision of the river that shaped the morphology and determined the location of the present-day Loire valley.

• français

  L'étude de données sismiques haute résolution acquises au large de l'estuaire de la Loire en 2003, a permis la mise en évidence d'un prisme sédimentaire côtier pléistocène, entre la côte et l'isobathe �50 m. Ce prisme est préservé dans un réseau de vallées fluviatiles fossiles qui prend naissance à une dizaine de kilomètres de la côte, sur les reliefs du « precontinent breton » et disparaît progressivement à une cinquantaine de kilomètres vers le large lorsque le plateau continental devient très peu incliné. Ce système comprend trois vallées principales qui mesurent environ 30 km de long, 40 à 60 m de profondeur et 700 m à 4 km de large, dont la vallée nord (fosse du Croisic) est incomplètement comblée par le sédiment. Ces paléo-vallées incisent un substratum éocène (Yprésien et Lutétien-Bartonien) reposant en discordance sur le socle métamorphique sud-armoricain. Le prisme sédimentaire est constitué de six unités sismiques. Celles-ci sont interprétées, de la base vers le fond marin actuel, comme des colluvions (U1) et des dépôts fluviatiles en tresse (U2), des dépôts marins restreints d'estuaire interne (U3), des dépôts fluviatiles droits à méandriformes (U4) surmontés de dépôts marins restreints (U5) et des argiles marines de milieu ouvert (U6).

  Cette succession d'unités sismiques représente deux séquences de dépôts séparées par une discordance d'extension régionale qui marque un changement majeur dans l'organisation du remplissage des vallées. La séquence inférieure comble en effet les vallées sud et centre alors que la séquence supérieure remplit le réseau nord. L'ensemble est tronqué par la surface de ravinement formée lors de la transgression marine holocène à la base des argilites franchement marines. La profondeur des incisions et des surfaces de transgressions marines corrélées à la courbe globale de variations du niveau de la mer permet d'attribuer la formation de la séquence inférieure au Saalien et celle de la séquence supérieure au Weichsélien. L'âge et la nature du remplissage de ces vallées sont proches de ceux observés dans les vallées incisées les plus importantes de la partie interne du plateau continental atlantique français (Gironde, Manche) et cohérents avec l'enregistrement sédimentaire de la Loire continentale. Dans ce dernier cas, l'époque Saalienne est une période de reprise forte de l'incision de la Loire continentale qui pourrait marquer l'acquisition définitive du cours aval de la Loire actuelle, bien séparé de celui de la Vilaine.