Memoire Online - Etude de subsidence et de l'évolution thermique

Les bassins sédimentaires ne pourraient se former et fonctionner que si la lithosphère peut se déformer sur le bas, en creux. Cette notion de creux est à rattacher à la notion de création d'espace disponible. Cette déformation s'appelle la subsidence.

Un bassin sédimentaire peut êtredéfinicomme une zone subsidentepossédant un certain volume de sédiments- correspondant à une épaisseur d'au moins un kilomètre- restés préservés sous une forme relativement simple. Cettedéfinition place les bassins sédimentairesentre et en dehors (Bally ,1975) :

Les bassins sédimentaires nous apparaissent souvent en situation post-orogénique,ce qui leur assure une certaine pérennité jusqu'à nos yeux et rend leur tarifs plus visibles. Mais ils se développent autant en situation pré-orogénique,donnant naissance à la suite de longues convulsions, à des édifices plissés et faillés qui oblitèrent et masquent plus ou moins complètement leurs traits propres, et rendent leur étude plus difficile, sinon impossible.

Un bassin prend naissance à la rencontre d'un apport sédimentaire et d'une concavité du substratum plus ou moins marquée.Lesdépôts de base qui représente le début d'une nouvelle aventure sédimentaires,marquent généralement une certaine discontinuité avec le passé. D'où le terme de bassin discordant, parfois utilisé par certain, mais en réalitétrèsgénéral.Les isopaque du volume sédimentaires dessinent un ensemble fermé, ensemble qui peut correspondre à un prisme sédimentaire, si le milieu de dépôt passe de zones côtières à des milieux profonds. (Perrodon, 1985)

Les modalités de création des bassin sédimentaires peuvent se regrouper en deux grands types l'un résultant de mouvements divergents ( généralement associée aux zones d'extension de la lithosphère) et l'autre lié aux compression dans les zone de convergence(Debelmass et Mascle 1991,Boillot,1996).

On doit cependant distinguer de plus, les bassins liés au jeu d'accident décrochant dans un contexte qui peut être aussi bien distensif que compressifs. L `évolution des bans (géométrie, régime de subsidence, bathymétriques proximités de reliefs) est ensuite contrôlée par le régime des contraintes, la nature et l'histoire de la plaque lithosphérique sur laquelle le bassin se développe (zones sources) et par la position latitudinal de celle-ci (climat et régime d'altération) .

On peut tenter d'établir une classification des bassins qui, bien que simplificatrice, permet d'inscrire le système de dépôts dans le contexte tectonique, Elle repose sur trois critères :

v le type d'interaction entre les plaques au cours de la sédimentation lorsque le bassin se trouve au voisinage des bordures.

Chacun de ces critères peut varier au cours de temps, ce qui explique par exemple la juxtaposition des bassins d'origines différentes dans les orogenèses. Ainsi, la collision entre l'inde et l'Asie conduit à une juxtaposition des couvertures sédimentaires de deux plaques continentales, accompagnée d'une déformation intense dans la zone de suture. Cette dernière inclut au moins quatre types de bassins sédimentaires différents dont la compréhension nécessite l'étude de l'ensemble de l'histoire géodynamique de la chaîne afin de pouvoir replacer chacun de ces bassins dans son cadre tectonique propre(Gansses, 1964).

Les deux mécanismes dominants dans la formation de bassins sédimentaires sont l'extension crustale (zone des divergences ou transtension) et la surcharge crustale (zone de convergence ou transpression). L'origine ou l'évolution de bassins intraplaques ou intracratoniques sont liées à des mécanismes profonds où à la réactivation linéaments en bordure d'anciennes plaques. Ces bassins qui sont tous de type extensifs, reposent sur une croûte continentale. Les bassins peuvent être affectés, au cours de leurs développements par les mécanismes se déroulant aux frontières des plaques. Il est également important de connaitre la nature du soubassement lithosphérique d'un bassin car c'est elle qui détermine le régime de subsidence. Ce ci permet, en fonction du contexte géodynamique de regrouper les bassins en cinq grands groupes (Dickison, 1974)

Contexte géodynamique	Type de bassin
Marges divergences	-Rift - Marge océanique -Rift avortés
Marge convergences	-Fosse et zone de subduction - Bassin d'avant arc - Bassin d'arrière arc
Faille transformantes et transcurrente	-Bassin d'un système de faille -Pull-a parts -Transrotationnels
Collision et suture	-Bassinsd'avant- pays (foreland ,foredeep) -Basin résiduels -Bassin d'arrière -pays (binterland
Intraplaques	-Basin cratonique

La subsidence a aussi comme conséquence : le dépôt sur le socle continental d'une épaisse couverture sédimentaire.

Depuis Sadi Carnot qui, dans la première page de son livre souligne l'importance de la chaleur comme origine de la dynamique de la Terre, on a coutume de dire que la Terre est une machine thermique(Carnot, 1824).

Si l'analogie entre le fonctionnement de la Terre et celui des machines àVapeur, dont la compréhension était le principal objectif du travail de Carnot et a été en grande partie à l'origine du développement de la thermodynamique, n'est pas si évident que cela à y regarder de plus près, il est indéniable que l'évolution thermique de la Terre est à l'origine de toute sa dynamique interne. Ou pour être plus précis car une telle dynamique a également pufonctionner durant des périodes de réchauffement si jamais elles ont existe, c'est le transfert de chaleur qui est a l'origine de la dynamique interne de la Terre.

Dans le domaine de l'analyse des bassins sédimentaires, La subsidence se produit suite à des phénomènes beaucoup plus complexes, liés à la tectonique des plaques et à la dynamique asthénosphérique.(Carnot, S. (1824). Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance. Bachelier, Paris. Réédité par les éditions Jacques Gabay, 1990et disponible sur http : //www.gallica.fr. (Document))

La subsidence est l'enfoncement progressif du fond d'un bassin au cours du temps. Elle est à l'origine de la création du bassin et permet son fonctionnement, si elle se poursuit dans le temps, en permettant la création d'espace disponible pour la sédimentation.

§ surcharge sédimentaire (ce n'est qu'un élément supplémentaire, ne peut pas être à l'origine d'un bassin)

§ flexuration: déformation à grande longueur d'onde (grande surface prise en compte) affectant toute l'épaisseur de la croûte. Surcharge de la croûte entraîne une Flexuration.

§ les phénomènes géodynamiques :tout les phénomènes tectoniques (distension, compression, cisaillement) qui sont à l'origine de la subsidence et de créer de l'espace disponible, des bassins subsidents par la fracturation et de l'effondrement de la partie supérieure de la lithosphère -rift, pull-appart) soit à l'origine de sa Flexuration (collision chevauchement) ;

§ les phénomènes thermiques : échauffement localisé par remonté du manteau (bombement) suivie d'un refroidissement, ou « point froids » du manteau (sous les grands cratons stables)Réajustement thermique / isostatique induisant une subsidence thermique ;

§ surcharge sédimentaire :Flexuration de la lithosphère sous le poids des sédiments.

Etude de subsidence et de l'évolution thermique

I.4.CONSEQUENCE DE LA SUBSIDENCE