Date: 09 SEPTEMBRE 2016
ENSEIRB-MATMECA INP Bordeaux
AMPHI F
Les déformations associées aux mouvements tectoniques sous l’effet du déplacement d’une couche de sel sont aujourd’hui largement étudiées dans le milieu académique. Ces recherches, souvent soutenues par des compagnies pétrolières, sont motivées par le potentiel de formation de pièges à hydrocarbures qu’offrent les bassins sédimentaires affectés par la tectonique salifère. L’implication des acteurs industriels est à l’origine d’une évolution fondamentale des concepts sur le diapirisme dans les années 1970, grâce notamment à l’apport des techniques d’imagerie sismique. Les études sur ce sujet ont ensuite connu un essor considérable jusqu’à nos jours et ont contribué à l’amélioration des connaissances par la publication de données sur de nombreuses régions géographiques (Afrique de l’ouest, mer du Nord, golfe du Mexique, mer Rouge), sur diverses époques géologiques, dans différents contextes tectoniques, et en relation avec des systèmes sédimentaires variés.
L’enjeu de la compréhension de la dynamique des bassins et structures salifères comporte une dimension économique sociétale évidente mais correspond également à une thématique de recherche majeure tant par la diversité et l’amplitude des déformations qui impliquent des échelles variant de l’affleurement de la bordure diapirique (x 10 m) au bassin sédimentaire salifère (x 100 km), que par la diversité des approches scientifiques, structurales, dynamiques ou sédimentaires, nécessaires pour les caractériser, à l’exemple de cette étude. Les problématiques sédimentaires concernent l’impact du diapirisme sur la géométrie des dépôts et sur la distribution des faciès, et peuvent ainsi trouver leur application à comprendre la répartition des corps réservoirs dans les systèmes salifères.
La tectonique salifère est considérée comme un système composé de trois entités majeures en interaction –le socle, le sel et la couverture– ayant chacune leur propre configuration et dynamique (Jackson et al., 1994). La complexité et la disparité des interactions entre diapirisme et sédimentation dépendent des critères propres à chaque système (contexte géodynamique, type de bassin, structuration du socle et alignements des failles, évolution du système sédimentaire et des environnements de dépôt, taux de croissance relatif du diapir, etc.).
Les systèmes salifères constituent des systèmes pétroliers complexes, très hétérogènes dont l’élaboration de modèles réservoirs prédictifs requiert l’utilisation d’analogues de terrain les plus diversifiés possibles. Dans cet objectif, cette étude propose un exemple d’interactions entre diapirisme et sédimentation autour de la ride diapirique du Jbel Azourki, qui s’est développée au Jurassique après la principale phase de rifting du bassin atlasique.
La présence de structures diapiriques synsédimentaires dans le Haut Atlas central est avérée depuis une dizaine d’années (Bouchouata et al., 1995 ; Ettaki et al., 2007 ; Michard, Ibouh et Charrière, 2011) mais l’étude du diapirisme dans cette région reste peu développée. Le Haut Atlas central constitue un terrain de recherche exceptionnel pour analyser la dynamique des structures diapiriques et leurs relations avec la sédimentation. L’intérêt du bassin atlasique réside dans la qualité des affleurements, dans la diversité des structures diapiriques (rides diapiriques et mini-bassins, diapir isolé, ride diapirique sur un système de faille en décrochement), et dans la variété des systèmes sédimentaires (carbonatés, mixtes et silicoclastiques) impliqués dans l’halocinèse.
À ce titre, la ride diapirique du Jbel Azourki située dans le secteur de Zaouiat-Ahançal du Haut Atlas central marocain constitue un très bel exemple. C’est une structure de plusieurs dizaines de kilomètres d’extension dont l’avantage est de présenter des affleurements continus des séries sédimentaires au contact de la ride sur la période de dépôt du Pliensbachien au Bajocien. Son étude permet donc d’appréhender l’évolution chronologique des interactions entre diapirisme et sédimentation, au sein des systèmes de dépôt successifs peu profonds, carbonatés et mixtes. Dans cette thèse, l’accent est mis sur les déformations syndiapiriques des dépôts de plate-forme carbonatée peu profonde, dont il existe peu d’exemples dans la littérature, et en raison des affleurements spectaculaires de bordures de plate-forme contrôlées par la ride diapirique.
Ce projet de thèse vise à caractériser l’enregistrement sédimentaire syndiapirique associé à la croissance de la ride du Jbel Azourki à partir de l’étude de la géométrie des dépôts et de la distribution des faciès des séries environnantes du Jurassique inférieur à moyen. Les principaux objectifs de ce projet de thèse sont :
de définir le cadre géologique de l’objet d’étude à partir d’une analyse structurale, stratigraphique, sédimentologique et paléogéographique détaillée ;
de caractériser l’évolution d’un système sédimentaire carbonaté dans un secteur tectoniquement actif (ride diapirique) et en particulier d’analyser les géométries de bordure de plate-forme et l’évolution des faciès au long des transitions plate-forme-bassin ;
de caractériser l’évolution des systèmes sédimentaires mixtes dans un secteur tectoniquement actif (ride diapirique) avec la mise en évidence de variations d’épaisseur et de faciès à différentes échelles autour de la ride diapirique ;
de reconstruire l’évolution tectono-stratigraphique de la ride du Jbel Azourki dans le secteur de Zaouiat-Ahançal et en déterminer les facteurs de contrôle.
Les résultats présentés dans ce manuscrit font partie d’un projet de recherche sur les interactions entre sédimentation et diapirisme des séries d’âge Jurassique, mené dans trois zones d’étude (Figure 1) du Haut Atlas central marocain : (1) le secteur de Zaouiat-Ahançal qui est l’objet de ce travail de thèse, (2) le secteur d’Imilchil qui est développé dans le travail de thèse de Rémi Joussiaume (2016), et enfin (3) le secteur de la ride de Tazoult qui fait l’objet d’un article commun (en préparation) présenté en cinquième partie.
Ce projet d’étude a été soutenu par le financement de l’entreprise Statoil et la participation de David W. Hunt, et a été réalisé en collaboration avec un groupe de chercheurs du CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) de l’Institut de Ciències de la Terra Jaume Almera de Barcelone qui s’est plus spécialement intéressé à la déformation structurale des séries en relation avec le diapirisme. Les résultats de leurs travaux ont constitué un apport scientifique important pour la caractérisation de ces structures diapiriques. Ce groupe était composé de Vinyet Baqués, Juan Diego Martín Martín, Grégoire Messager, Mar Moragas, Eduard Saura et Jaume Vergés (responsable du projet).