Cenozoic tectonics of the Western Approaches Channel basins and its control of local drainage systems

• Autores: Pascal Le Roy, Clarie Gracia Garay, Pol Guennoc, François Bourillet, Isabelle Thinon, Patrick Kervevan, Fabien Paquet, David Menier, Cédric Bulois
• Localización: Bulletin de la Société Géologique de France, ISSN 0037-9409, Vol. 182, Nº. 5, 2011, págs. 451-463
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Inversion cénozoïque des Approches occidentales de la Manche et contrôle régional du réseau de drainage
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• Resumen
  • English

    The geology of the Channel Western Approaches is a key to understand the post-rift evolution of the NW European continental margin in relation with the Europe/Africa collision. Despite considerable evidence of Tertiary tectonic inversion throughout the Channel basin, the structures and amplitudes of the tectonic movements remain poorly documented across the French sector of the Western Approaches. The effect of the tectonic inversion for the evolution of the "Channel River", the major system that flowed into the English Channel during the Plio-Quaternary eustatic lowstands, also needs to be clarified. Its drainage basin was larger than the present-day English Channel and constituted the source of terrigenous fluxes of the Armorican and Celtic deep sea fans. A lack of high-resolution seismic data motivated the implementation of the GEOMOC and GEOBREST cruises, whose main results are presented in this paper. The new observations highlight the diachronism and the contrast in amplitudes of the deformations involved in the inversion of the French Western Approaches. The tectonic inversion can be described in two stages: a paroxysmal Paleogene stage including two episodes, Eocene (probably Ypresian) and Oligocene, and a more moderate Neogene stage subdivided into Miocene and Pliocene episodes, driven by the reactivation of the same faults. The deformations along the North Iroise fault (NIF) located at the termination of the Medio-Manche fault produced forced folds in the sedimentary cover above the deeper faults. The tectonic inversion generated uplift of about 700 m of the mid-continental shelf south of the NIF. The isochron map of the reflectors bounding the identified seismic sequences clearly demonstrates a major structural control on the geometry of the Neogene deposits. First, the uplift of the eastern part of the Iroise basin during the upper Miocene favoured the onset of a broad submarine delta system that developed towards the subsiding NW outer shelf. The later evolution of the 'palaeovalley' network corresponding to the western termination of the "Channel River" exhibits a 'bayonet' pattern marked by a zigzagging pattern of valleys, with alternating segments orientated N040oE and N070oE, controlled by Neogene faulting. The palaeovalley network could have begun during Reurevian or Pre-Tiglian sea-level lowstands, which exposed the entire shelf below the shelf edge. The amplitude of the sea-level fall is assumed to have been magnified by uplift of the Iroise basin, followed by later tilting of the outer shelf, as observed in many other examples documented along the North Atlantic margins.

  • français

    Le domaine des Approches occidentales de la Manche constitue une zone clé pour caractériser l'évolution post-rift des marges continentales NW européennes associées à la collision Afrique/Europe. Malgré les divers témoins des inversions cénozoïques jalonnant le pourtour de la Manche, la structuration et l'amplitude des mouvements demeurent néanmoins incertaines au sein de la partie méridionale française des Approches occidentales. Il en est de même sur le rôle de l'inversion de la mer du Nord dans la mise en place du Fleuve Manche qui drainait un bassin versant bien supérieur à la Manche actuelle durant les grandes régressions plio-quaternaires et alimentait les éventails sous-marins Celtique et Armoricain en bas de pente. La réalisation des campagnes de sismique-réflexion haute résolution GEOMOC et GEOBREST03 dont les résultats font l'objet de cet article permettent de répondre à ces questions en complétant la connaissance géologique de la Manche.

    Les nouvelles observations soulignent le diachronisme et le contraste de l'amplitude des mouvements du système de failles associées à l'inversion du bassin d'Iroise. Celle-ci se fait en deux épisodes: un épisode paroxysmal paléogène décomposé en deux phases, éocène (Yprésien probable) et oligocène, et un épisode néogène plus modéré réactivant partiellement les structures impliquées antérieurement. Les déformations se concentrent le long de l'accident nord Iroise (NIF) situé dans le prolongement de la faille Médio-Manche et entraîne localement des plissements de la couverture sédimentaire à l'aplomb des accidents profonds. L'inversion induit ainsi un soulèvement de près de 700 m du plateau médian situé au sud de l'accident nord Iroise. La cartographie isochrone des séquences sismiques identifiées démontre également le contrôle majeur des structures tectoniques sur la mise en place des dépôts néogènes. Le soulèvement de la partie orientale du bassin favorise ainsi la mise en place de vastes prismes progradants d'âge miocène supérieur, et contrôle le développement postérieur du réseau des paléo-vallées constituant l'extrémité occidentale du fleuve Manche. Ce réseau présente une géométrie en baïonnette marquée par de brutaux changements de directions variant de N040 à N070, cette dernière direction caractérisant la plus grande partie des failles néogènes associées au bassin d'Iroise. Les paléo-vallées se seraient développées lors d'une chute du niveau marin au-delà du rebord de plate-forme et la stratigraphie établie à travers cette étude amène à placer le début des incisions au Pliocène (Reurévien ou pré-Tiglien). La chute amplifiée par l'inversion du bassin d'Iroise serait suivie d'un basculement tardif de la plate-forme externe à l'instar des observations réalisées sur de nombreuses marges du pourtour nord atlantique.