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Refining our knowledge of the Messinian salinity crisis records in the offshore domain through multi-site seismic analysis

  • Autores: Johanna Lofi, Françoise Sage, Jacques Déverchère, Lies Loncke, Agnès Maillard, Virginie Gaullier, Isabelle Thinon, Hervé Gillet, Pol Guennoc, Christian Gorini
  • Localización: Bulletin de la Société Géologique de France, ISSN 0037-9409, Vol. 182, Nº. 2, 2011 (Ejemplar dedicado a: Miocene - Pliocene geodynamics and paleogeography in the Mediterranean region : eustasy - tectonics interference / coord. por Jean Pierre Suc, Olivier Bellier, Jean-Loup Rubino), págs. 163-180
  • Idioma: inglés
  • Títulos paralelos:
    • Une meilleure connaissance des enregistrements de la crise de salinité messinienne en domaine marin grâce à l'analyse sismique multi-sites
  • Texto completo no disponible (Saber más ...)
  • Resumen
    • français

      La crise de salinité messinienne (CSM) [Hsü et al., 1973] a profondément modelé les paysages méditerra-néens et généré d'épaisses accumulations sédimentaires (évaporites et dépôts clastiques) dans les bassins profonds sur une brève période de temps à l'échelle géologique. Jusqu'à présent, la CSM a principalement été étudiée distinctement, à terre, grâce aux affleurements (ex. Maroc, Chypre, Espagne, Sardaigne, Italie...), et en domaine marin, par l'intermé-diaire de profils sismiques. Chacune de ces approches a ses propres avantages et limites : (1) les affleurements à terre sont relativement facile d'accès mais concernent des successions messiniennes incomplètes et déconnectées géométri-quement des séries en mer, du fait de la tectonique post-crise (ex. Apennins) et/ou car elles se sont accumulées dans un premier temps de la crise seulement, dans des basins marginaux peu profonds (ex. Espagne); (2) les profils sismiques acquis de la plate-forme au bassin profond permettent quant à eux d'imager et d'étudier l'intégralité de la crise, mais avec une résolution bien inférieure à celle du terrain, et sans contraintes stratigraphiques et lithologiques en l'absence de forages scientifiques profonds.

      Nous présentons ici une synthèse d'un jeu de données géophysiques modernes acquises en Méditerranée et en mer Noire, permettant d'imager les marqueurs messiniens (surfaces d'érosion, unités de dépôts et leurs limites) bien plus nettement que par le passé, et d'étudier l'organisation spatio-temporelle de ces marqueurs depuis les domaines de plates-formes internes jusqu'aux plaines bathyales. Les résultats issus de 13 sites d'études localisés en mer sont compa-rés, avec des chartes et nomenclatures communes. L'approche comparative multi-sites développée ici permet d'analyser les enregistrements de la CSM sur des segments de marges et de bassins localisés dans des contextes structuraux, géody-namiques et tectoniques variés, de s'affranchir de certains facteurs de contrôle locaux (tectonique, subsidence, topographie héritée, flux sédimentaires...) et d'estimer l'influence de ces derniers sur les variations géométriques et de facies observées au sein des unités messiniennes. D'un site à l'autre, nous sommes capables d'extraire de notre analyse des signaux récurrents, liés à la CSM ss et nous permettant de discuter : (1) l'amplitude et les modalités des variations du niveau de base durant la CSM; (2) les modalités de dépôt des unités messiniennes dans les bassins profonds; (3) la localisation des produits issus de l'érosion des marges. (4) Nous mettons également l'accent sur les différences majeu-res qui existent entre les enregistrements sédimentaires messiniens observés dans les bassins méditerranéens orientaux et occidentaux.

    • English

      The Messinian salinity crisis (MSC) [Hsü et al., 1973] has deeply shaped the Mediterranean landscape and triggered large sedimentary deposits (evaporites and clastics) in the deep basins within a short time span. Until recently, the MSC has mainly been analyzed independently, either through outcrops located onshore (e.g. Morocco, Cyprus, Spain, Sardinia, Italy) or through marine seismic profiles in the deep offshore. Each approach bears its own limitations: (1) on the one hand, land outcrops refer to incomplete Messinian successions that are geometrically disconnected from the offshore Messinian deposits owing to tectonics (e.g. Apennines) and/or because they accumulated at an early stage of the crisis in shallow marginal basins (e.g. Spain); (2) on the other hand, seismic profiles from the upper margins down to the deep basins allow to image and explore the entire MSC event as a continuous process, but with a lower resolution and with a lack of stratigraphical and lithological control, in the absence of full recovery of scientific boreholes.

      We present here a synthesis of a set of modern geophysical data over the Mediterranean and Black seas allowing to image the Messinian markers (erosion surfaces, depositional units and their bounding surfaces) much better than previously and to study the spatio-temporal organisation of these markers from the inner-shelves down to the bathyal plains. The results from thirteen areas located offshore are compared, with common charts and nomenclatures. The comparative and multi-site approach developed here allows to analyse the record of the MSC on margin segments and basins that depict various structural, geodynamical and geological settings, to fix a number of local influencing factors (tectonics, subsidence, inherited topography, sedimentary fluxes...) and to partly assess their influence in facies and geometrical variations of the MSC units. We are thus able to extract from our analysis some recurrent signals related to the MSC ss., allowing us to discuss: (1) the amplitude and modalities of base-level changes during the MSC; (2) the depositional modalities of the MSC units in the deep basins; (3) the location of the erosion product of the margins and to emphasise (4) the major differences between the eastern and western Mediterranean basins.


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