The Bonifacio formation (Miocene of Corsica): : transition from a wave- to tide-dominated coastal system in mixed carbonate-siliciclastic setting

• Autores: Jean Pierre André, Yves Barthet, Michelle Ferrandini, Jean Ferrandini, Jean-Yves Reynaud, Bernadette Tessier
• Localización: Bulletin de la Société Géologique de France, ISSN 0037-9409, Vol. 182, Nº. 3, 2011, págs. 221-230
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • La formation de Bonifacio (Mioscene de Corse): : transition tempête-tidal dans un système côtier mixte carbonaté-silicoclastique
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• Resumen
  • English

    The wide outcrops along the cliffs of Bonifacio at the southern tip of Corsica expose two stratigraphic series of shallow marine deposits, the reefal Cala di Labra Formation (Upper Burdigalian), and the Bonifacio Formation (Lower Langhian at the youngest). Both series are transgressive on the faulted Hercynian basement. The Bonifacio Formation is divided into two members, the Pertusato Member at the base, and the Bonifacio Member at the top.

    The Pertusato Member, with an average thickness of about thirty meters, is composed mainly of siliciclastic marine deposits, and is weakly fossiliferous. The Pertusato deposits exhibit locally hummocky cross stratification at their distal lower part, and are commonly associated with synsedimentary deformations and water escape structures. In their upper part, and laterally, the coarse-grained Pertusato Member deposits are organized into a prograding coastal prism which bear structures of a barrier beach jagged by some local erosional discontinuities. The whole siliciclastic sequence of the Pertusato Member is wave and storm controlled. Due to the absence of precise biostratigraphic markers, the age of the Pertusato Member is not well constrained. However, it exhibits a thin silty clay layer, that suggests a possible link with the volcanic events recognized on the southwest corsican margin [Rossi et al., 1998], which delivered an absolute age of 16.1 ± 0.4 Ma (Burdigalian-Langhian boundary).

    The Bonifacio Member (Lower Langhian) is composed of a succession of sandstones and calcarenites over 50 m in thickness, organized into aggrading strata of large 2D and 3D dunes, with several bioturbated levels. The series is interpreted as an offshore tidal system, deposited in a slightly deeper environment (from 25 to 40 m water depth) than the Pertusato Member. The transition from a wave-dominated to a tide-dominated setting might occur as the response of the connection between the basin of Bonifacio and the recently formed Tyrrhenian Sea. The carbonate content of the sediments steadily increases to up to 80% towards the top of the series. At the same time, the skeletal grain associations increase from a Bryomol facies to Rhodalgal, interpreted as the result of an increase in water temperature in favour of carbonate factory.

    The transition from wave to tidal control in such a system illustrates the extreme sensitivity of morphologically complex coastal basins to hydrodynamic forcing caused by a transgression.

  • français

    Le Miocène marin du bassin de Bonifacio, affleurant en falaises à l'extrême sud de la Corse, est composé de deux formations stratigraphiques transgressives reposant sur un socle hercynien antérieurement faillé : la formation récifale de Cala di Labra (Burdigalien supérieur) et la formation de Bonifacio (au plus jeune Langhien inférieur). La formation de Bonifacio est divisée en deux membres, le Membre de Pertusato et le Membre de Bonifacio. Ces deux membres constituent deux séquences d'élévation du niveau marin relatif d'origine tectono-eustatique.

    Le Membre de Pertusato, épais l'une trentaine de mètres, se compose de trois unités superposées et en passages latéraux de faciès d'extension plurihectométrique. Une première unité, essentiellement silicoclastique, ayant livré de rares fossiles (échinides, cirripèdes, algues rouges, pectinidés) structurée en strates obliques forme la sole des dépôts des unités supérieures. Celles-ci se caractérisent par des dépôts clastiques organisés suivant un schéma proximal-distal. Les faciès proximaux montrent des corps sédimentaires métriques à décamétriques à plongement oblique vers l'Ouest, formés de sédiments possédant les caractères granulométriques et structuraux d'un prisme littoral progradant, découpé par de nombreuses discontinuités érosives. Les faciès distaux sont constitués de matériel clastique plus fin, façonnés en HCS, associés à des structures de déformation synsédimentaire et figures d'échappement de fluides. Cet ensemble correspond à une séquence de plate-forme clastique peu profonde dominée par l'action de la houle et des vagues de tempêtes. En l'absence de marqueur biostratigraphique, son âge reste imprécis. Cependant, l'existence de volcanites altérées sous la forme d'un mince niveau argilo-silteux peut être corrélée avec les roches volcaniques reconnues sur la marge sud-ouest corse, datées de la limite Burdigalien-Langhien.

    Le Membre de Bonifacio (Langhien inférieur) se dispose suivant une géométrie en onlap sur le Membre de Pertusato et sa base en remanie en partie les dépôts. Il est constitué au minimum de cinquante mètres de grès et calcarénites organisés en faisceaux agradants de grandes dunes 2D et 3D limités par des passées intensément bioturbées. Les mesures de plongements de litages obliques et des azimuts d'axes des systèmes dunaires montrent une accrétion latérale principale en direction du Sud-Ouest. Les données paléontologiques et les variations d'amplitude des structures indiquent un approfondissement globalement progressif du milieu de dépôt. Le membre de Bonifacio est interprété comme un système tidal d'offshore, développé dans un environnement marin plus profond que celui du Membre de Pertusato. La transition depuis un milieu de dépôt dominé par la houle et les vagues de tempête vers un système tidal peut s'expliquer par une connexion transgressive entre le bassin de Bonifacio et la mer Tyrrhénienne naissante au Miocène inférieur à moyen. Tout au long de la série, la composition en carbonate augmente régulièrement vers le haut jusqu'à atteindre plus de 80 % du sédiment, corrélativement à la diminution de la fraction silicoclastique. Parallèlement, l'observation des associations granulaires évoluent depuis un faciès bryomol à la base vers un faciès rhodalgal au sommet. Ce changement peut être mis en relation avec un relatif réchauffement des eaux marines favorisant la fabrique de carbonates.

    L'ensemble de la série sédimentaire du Miocène inférieur, depuis la formation récifale de Cala di Labra, jusqu'au sommet de la formation de Bonifacio, montre de profonds changements paléoocéanographiques marqués par les successions de différents environnements de dépôt : (i) constructions récifales d'eaux marines chaudes au Burdigalien, puis sédimentation mixte carbonate-silicoclastique à faciès foramol d'eaux marines plus fraîches au Burdigalien supérieur-Langhien, (ii) transition entre le Membre de Persusato caractérisé par une sédimentation sous contrôle de vagues et tempêtes, et le Membre de Bonifacio à sédimentation dominée par les courants de marées. Le passage tempête-tidal dans un tel système illustre la sensibilité extrême des dépôts littoraux aux variations des forçages hydrodynamiques engendrés par une transgression sur des côtes rocheuses physiographiquement complexes.