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Les événements du passage Lias–Dogger dans le Quercy (France)
C. R. Acad. Sci. Paris, Sciences de la Terre et des planètes / Earth and Planetary Sciences 332 (2001) 161–168 2001 Académie des sciences / Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés S1251-8050(00)01500-7/FLA Stratigraphie / Stratigraphy
Les événements du passage Lias–Dogger dans le Quercy (France) Carine Lézin∗ , Jacques Rey, René Cubaynes, Thierry Pélissié Laboratoire de dynamique des bassins sédimentaires, université Paul-Sabatier, Toulouse-3, 39, allées Jules-Guesde, 31062 Toulouse cedex, France Reçu le 30 octobre 2000 ; accepté le 11 décembre 2000 Présenté par Michel Durand-Delga
Abstract – Uppermost Lias and basal Dogger events in the Quercy (France). In the Quercy basin, the passage from the Liasic marls to the Dogger carbonates depends on three interdependent allocyclic factors. The long wavelength allocyclic factor (eustatism) shows a certain uniformity of the variations of the accommodation to the basin scale. The regional allocyclic factor (uplift) gives way to a partial isolation of the platform. The weak wavelength allocyclic factor (local tectonics) leads to a parcelling with various blocks of different scale. 2001 Académie des sciences / Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS eustatism / tectonic / uplift / Toarcian / Aalenian / Quercy / Aquitanian basin / France
Résumé – Dans le bassin quercynois, le passage des marnes liasiques aux carbonates du Dogger est sous le contrôle de trois facteurs allocycliques interdépendants. Le facteur allocyclique de grande longueur d’onde (eustatisme) s’exprime par une relative uniformité des variations de l’espace disponible à l’échelle du bassin. Le facteur allocyclique régional (tectonique en surrection) engendre un isolement partiel de la plate-forme. Le facteur allocyclique de faible longueur d’onde (tectonique locale) induit un morcellement du domaine en divers blocs, d’échelles variables. 2001 Académie des sciences / Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS eustatisme / tectonique / Toarcien / Aalénien / Quercy / bassin d’Aquitaine / France
Abridged version 1. Introduction The Uppermost Lias and basal Dogger correspond to an active geodynamic period. In western Europe, the setting of the carbonate platform goes either with an acceleration of the subsidence or with erosions or crustal warming-ups [9, 12]. We aimed at inventorying the events recorded over a steady platform (the Quercy basin) from the Upper Toarcian to Lower Bajocian. We have also tried to identify the different allocyclic factors having controlled the sedimentation.
2. Geographical and stratigraphical environment The investigated area corresponds to a subbasin (figure 1) located on the northeast border of the Aquitanian basin. It is edged by the Villefranche-de-Rouergue fault (East) and by the West-Quercy lineament (West, [6]). The Upper Toarcian and Aalenian series is composed of seven lithostratigraphic units (figure 2). Seven biozones and 17 bio-horizons [7] (these last having a standard or local value) were identified and allow distinguishing precise correlations.
3. Sequential stratigraphy The reconstruction of the depositional geometry is based on the analytic principles of the faciologic stratigraphy [4].
∗ Correspondance
et tirés à part. Adresse e-mail : [email protected] (C. Lézin).
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The 50 investigated cuttings have been deeply analysed, concerning the facies [10, 11] as well as a precise biostratigraphical study [7]. At the 3rd order scale, six depositional sequences were identified (figure 2). 3.1. Sequence 1 (SD1) Above the double limestone bed dated of the Fallaciosum subzone (high sea level [PHN] of SD0) offshore silty marls, from the Dispansum zone, appear and develop (transgressive interval [IT]). These marls progressively evolute (Pseudoradiosa zone up to the basis Aalensis zone) and give either argillaceous limestones with Gryphaea sublobata, or locally macro-Hummocky cross stratification grainstone (PHN). 3.2. Sequence 2 (SD2) During the Celtica horizon, all over the area, we can notice the development of argillaceous and bioturbated limestones with ammonites, brachiopods and sometimes glauconite (IT). At the top of that horizon or later (intraCrinita or intra-Lugdunensis), more proximal facies progressively settle down, such as limestones being more and more bioclastic with scarse and poorly diversified macrofauna (PHN). 3.3. Sequence 3 The peak of regression (prism of platform border of SD3) is recorded at the top of Buckmani horizon and during the sub-Glabrum horizon. It can be both defined by the proximal character of the sedimentation and by a maximum of the lacunary zones (identified in more than half of the sections). At Lower Aalenian (as soon as the Opalinum horizon) the carbonated deposits spread nearly all over the area with a slightly more distal character (IT of SD3). Here, we have bioturbated limestones with a various concentration of bivalves. At the top of the Opalinum zone and that in a major part of Quercy, bioclastic inner barrier facies (PHN of SD3) appear, materialised by limestones with echinoderms fragments in way of micritisation and with rare biopisoliths of Nubecularia. 3.4. Sequence 4 From Middle Aalenian, an infralittoral sedimentation of a protected platform settled all over the Quercy during a transgressive episode (IT of SD4). During that episode, clayey limestones (biomicrite wackestone) with biopisoliths of Nubecularia settled down. At the top of Middle Aalenian, the appearance of oolithic inner barrier deposits on the western border of the basin and the appearance of biopelmicrites (packstone–grainstone) with numerous benthic foraminifera in the other places of the area, shows a new shallowing-up evolution (PHN of SD4). 3.5. Sequence 5 At the basis of terminal Aalenian, the sediments cover the whole ‘Quercy’ platform. The increase of the accommodation (IT of SD5) is proved by the westwards migration of oolithic inner barrier deposits, and by an important
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extension of the more or less dolomitised pelletoïd limestones (secondary dolomitisation). The regressive phase (PHN of SD5) is shown by the deposit of dolomitised and recrystallised limestones, which progressively fill the eastern border and also by an absence of sedimentation, probably because of sedimentation–erosion alternation on the high zones of the western border. 3.6. Sequence 6 The shallowing-up episode (PBN) ends up by an evaporation episode (all over a major part of the area), and local karstifications. The transgressive phase (IT), probably dated of Lower Bajocian, shows a return of the sedimentation with a deposit of oolithic limestones all over the Quercy. For the same interval of time, five deposit sequences were recognised in the European basins chart [8]. The major difference concerns the identification of an extra sequence at the top of the Toarcian (between Mactra and Opalinum basis). That relative synchronism in the recording of the variations in the available space implies an allocyclic control with a wavelength superior to the scale of the basin. Its glacial eustatic or tectono-eustatic origin cannot be defined presently. Nevertheless, we can notice that the climate remains relatively steady and temperate [1, 2, 10, 13].
4. Local tectonic events During the investigated interval, the intervention of a local tectonics (figures 2 and 4), with the activation of different faults are suggested by: – a small-blocked structuring implying the appearance of shoals; – a migration of the depressed zones; – an accentuation of the subsidence all along the Hercynian structures, and some variations of facies. All these signs are the witnesses of a relatively significant and permanent tectonic activity from the Upper Toarcian (Dispansum, Pseudoradiosa and Aalensis zones) to the Middle Aalenian. That activity comes from the movements of some east–west, nord–south to N 20 and N 160–N 170 accidents. The analysis of the deposit settings all along the Hercynian originated faults (faults of Villefranche-deRouergue, Cornac–Argentat and Meyssac) allows us to speak about a dextral thrust, following the Chinnery model [3]. The moving of these faults determines the appearance and reactivation of the transversal faults.
5. Regional tectonic events The major palaeoenvironnemental event in the basin of Quercy is the passage from an open platform system (Toarcian–Lower Aalenian) to a protected platform system (Middle and Upper Aalenian). It shows a better distinct reactivation of the Hercynian accidents (peripheral faults of the basin), provoking the uplift [10] of the adjacent shoals
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(the southwestern border of the Massif Central and the Villefranche shoal at the east, the occidental extremity of the western Quercy lineament at the west).
6. Conclusions (figure 2) The passage Lias–Dogger on the steady platform in the Quercy shows the setting of a carbonate platform, but mainly and above all a change of the palaeogeographical layout which leads to the progressive setting of a protected
platform. That polyphased evolution is controlled: (i) by an allocyclic factor of great wavelength (eustatic origin) proved by the relative synchronism in the variations of the basis level at the scale of the platform (six depositional sequences); (ii) by an allocyclic factor of middle wavelength (tectonic) giving way to an uplifting of the adjacent shoals determining a partial isolation of the platform during the transgressive phasis; (iii) by an allocyclic factor of weak wavelength coming from the local tectonics and provoking a parcelling of the platform.
1. Introduction En Europe occidentale, le passage Lias–Dogger s’exprime par le passage d’une sédimentation à dominante marneuse à une sédimentation à dominante carbonatée. Sur les marges de la Téthys, la mise en place de plates-formes carbonatées est accompagnée, soit par une accélération de la subsidence (accentuation de la paléotopographie), soit par des érosions (lacune partielle, voire totale, du Toarcien supérieur, de l’Aalénien et du Bajocien inférieur), soit par l’apparition ou la réactivation de failles synsédimentaires. Cette période coïncide également avec les réchauffements crustaux enregistrés en Normandie (Aalénien inférieur et Bajocien inférieur [12]) et en mer du Nord (épanchements volcaniques et doming [9]). Nous nous proposons ici de recenser les événements enregistrés entre le Toarcien supérieur et la base du Bajocien sur un domaine de plate-forme stable (le bassin du Quercy), ainsi que d’identifier les divers facteurs allocycliques ayant contrôlé la sédimentation.
2. Cadre géographique et stratigraphique Le Quercy (figure 1), sur la bordure nord-est du Bassin aquitain, est un sous-bassin compris entre la faille de Villefranche-de-Rouergue et le linéament ouest-quercynois [6]. La série du Toarcien supérieur et de l’Aalénien est composée de sept unités lithostratigraphiques (figure 2). Sept biozones et 17 biohorizons standard et locaux [7] y ont été reconnus et permettent des corrélations précises. L’étude sédimentologique montre la superposition de deux profils de dépôts : le premier, d’âge Toarcien supérieur– Aalénien inférieur, couvre des faciès de plate-forme ouverte s’échelonnant de l’offshore inférieur jusqu’au shoreface. Le second (Aalénien moyen–Aalénien terminal) montre des faciès de domaines infralittoraux à supralittoraux. Nous pouvons déduire de la reconstitution de la géométrie 2D des dépôts, de l’établissement de cartes
Figure 1. Cadre géographique, géologique et structural. Figure 1. Location map of the studied area.
de faciès et de données complémentaires (argiles, palynologie) que l’agencement des dépôts et la nature de la sédimentation sont contrôlés, d’une part, par des facteurs autocycliques (telle l’autoproduction carbonatée...) et, d’autre part, par des facteurs allocycliques de longueurs d’onde variées, que nous nous proposons de discriminer.
3. Stratigraphie séquentielle La reconstitution de la géométrie des dépôts (figures 2 et 3) est fondée sur les principes de la stratigraphie faciologique [4]. 50 coupes, réparties sui-
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Figure 2. Synthèse des événements enregistrés dans le bassin quercynois au Toarcien supérieur et à l’Aalénien. Figure 2. Synthesis of the events recorded in the Quercy basin during the Upper Toarcian and Aalenian.
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Figure 3. Diagramme chronostratigraphique. 1. Lacune. 2. Double banc carbonaté daté de la sous-zone à Fallaciosum. 3. Marnes argileuses silteuses (offshore inférieur). 3’. Marnes argileuses silteuses à oolithes ferrugineuses. 4. Marnes silteuses. 5. Alternance marno-calcaire (limite offshore inférieur–offshore supérieur). 6. Calcaires argileux bioclastiques (wackestones–packstones, offshore supérieur distal à médian). 7. Grainstone à macro-HCS (offshore supérieur–shoreface). 8. Calcaires bioclastiques à lamellibranches (packstone, offshore supérieur médian). 9. Calcaires à bioclastes micritisés et rares biopisolithes de nubéculaires (arrière-barre bioclastique). 10. Calcaires argileux à biopisolithes de nubéculaires (infralittoral). 11. Alternance marno-calcaire à pelletoïdes « mous » et gros oncoïdes (limite circalittoral–infralittoral). 12. Calcaires à bahamites et biopisolithes de nubéculaires (limite infralittoral–médiolittoral). 13. Calcaires à pelletoïdes « durs » (packstone–grainstone, infralittoral proximal). 14. Calcaires à chailles. 15. Calcaire recristallisé et dolomitique à géodes silico-calcitiques et ooïdes au sommet (médiolittoral) ; émersion locale. Échelle des temps d’après Gradstein. Figure 3. Chronostratigraphic diagram. 1. Hiatus. 2. Carbonated double layer dated of the Fallaciosum subzone. 3. Silty argillaceous marls (lower offshore). 3’. Silty argillaceous marls with ferrugineous ooliths. 4. Silty marls. 5. Marls/limestones alternation (lower offshore–upper offshore limit). 6. Bioclastic argillaceous limestones (wackestones–packstones, distal to median upper offshore). 7. Grainstone with macro-Hummocky Cross Stratification (upper offshore–shoreface). 8. Bioclastic limestones with bivalves (packstone, middle upper offshore). 9. Limestones with micritised bioclasts and rare biopisoliths of Nubecularia (bioclastic inner barrier). 10. Argillaceous limestones with biopisoliths of Nubecularia (infralittoral). 11. Marls/limestones alternation with pelletoids and big oncoids (circalittoral–infralittoral limit). 12. Limestones with bahamits and biopisoliths of Nubecularia (infralittoral–médiolittoral limit). 13. Pelletoid limestones (packstone–grainstone, proximal infralittoral). 14. Cherty limestones. 15. Recrystallised and dolomitic limestones with silico-calcitic geodes and ooids at the top (mediolittoral); local emersion. Scale of times according to Gradstein.
vant un transect nord–sud, ont été analysées. Chaque coupe a fait l’objet d’une analyse approfondie des faciès [10, 11] et d’une étude biostratigraphique fine [7]. Les géométries sont obtenues par corrélations, de proche en proche, des unités génétiques (demi-cycles transgressifs et régressifs) identifiées sur chacune des coupes, calées par les données biostratigraphiques et contraintes par la position des discontinuités. À l’échelle du troisième ordre, six séquences de dépôt ont été distinguées (figures 2 et 3) au-dessus d’un double banc calcaire connu dans tout le bassin et témoignant d’une sédimentation carbonatée d’offshore supérieur médian, uniforme à l’échelle du Quercy. 3.1. Séquence 1 À partir de la zone à Dispansum se mettent en place des marnes silteuses d’offshore inférieur, contenant ponctuellement des oolithes ferrugineuses (intervalle
transgressif, IT). De la zone à Pseudoradiosa au sommet de l’horizon à Mactra (base de la zone à Aalensis), ces marnes passent progressivement à des calcaires argileux (wackestone–packstone) à gryphées, ou bien à des grainstones à macro-HCS (haut niveau marin, PNM). 3.2. Séquence 2 Durant l’horizon à Celtica se développent, sur l’ensemble du secteur, des calcaires argileux bioturbés à ammonites, brachiopodes, lithoclastes et ponctuellement à glauconie (IT). Au sommet de cet horizon, ou plus tardivement (intra-Crinita ou intra-Lugdunensis), s’instaurent progressivement des faciès plus proximaux, tels que des calcaires de plus en plus bioclastiques et indurés à macrofaune peu diversifiée et peu dense (PHN).
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3.3. Séquence 3 Le maximum de régression (prisme de bordure de plate-forme de SD3) est enregistré au sommet de l’horizon à Buckmani et au cours de l’horizon à Subglabrum. Il se définit à la fois par le caractère très proximal de la sédimentation et par une extension maximale des zones lacunaires (reconnues sur plus de la moitié des coupes). À l’Aalénien inférieur (dès l’horizon à Opalinum), les dépôts carbonatés s’étendent sur presque tout le domaine, avec un caractère légèrement plus distal (IT de SD3). Il s’agit de calcaires bioturbés à concentration en divers lamellibranches. Au sommet de la zone à Opalinum apparaissent progressivement, sur une grande partie du Quercy, des faciès d’arrière-barre bioclastique (PHN de SD3), matérialisés par des calcarénites (biosparite) à fragments d’échinodermes en voie de micritisation et à rares biopisolithes de nubéculaires.
jocien inférieur, montre une reprise de la sédimentation, avec le dépôt de calcaires oolithiques dans tout le Quercy. Pour le même intervalle de temps, six séquences de dépôt ont été reconnues dans le Quercy, alors que cinq séquences sont distinguées dans la charte des bassins européens [8]. La différence majeure porte sur l’identification d’une séquence supplémentaire au sommet du Toarcien (entre Mactra et la base d’Opalinum). Les limites des séquences sont généralement calées sur les mêmes sous-zones d’ammonites. Ce relatif synchronisme dans l’enregistrement des variations de l’espace disponible implique un contrôle allocyclique de longueur d’onde supérieure à l’échelle du bassin. Sa cause — glacio ou tectono-eustatique — ne peut être établie en l’état actuel des connaissances. On notera toutefois que le climat reste relativement stable et tempéré [1, 2, 10, 13].
4. Événements tectoniques locaux 3.4. Séquence 4 Dès l’Aalénien moyen, une sédimentation infralittorale de plate-forme protégée s’instaure sur l’ensemble du Quercy au cours d’un épisode transgressif (IT de SD4). Durant cet épisode s’accumulent des calcaires argileux (biomicrite wackestone) à biopisolithes de nubéculaires, gastéropodes, Holosporella sp. Au sommet de l’Aalénien moyen, l’apparition de dépôts d’arrière-barre oolithique sur la bordure occidentale du bassin et de biopelmicrites (packstone– grainstone) à abondants foraminifères benthiques sur le reste du domaine témoigne d’une nouvelle évolution en comblement (PHN de SD4). 3.5. Séquence 5 À la base de l’Aalénien terminal, les sédiments recouvrent l’ensemble de la plate-forme. L’augmentation de l’espace disponible (IT de SD5) est attestée par la migration vers l’ouest des dépôts d’arrière-barre oolithique et par une large extension des calcaires à pelletoïdes partiellement dolomitisés (dolomitisation secondaire). La phase régressive (HNM de SD5) s’exprime par le dépôt de calcaires oolithiques dolomitisés et recristallisés, qui comblent progressivement la bordure orientale du domaine, et par des lacunes, probablement par alternance sédimentation/érosion, sur les zones hautes de la bordure occidentale. 3.6. Séquence 6 L’épisode en comblement (PBN de SD6) s’achève par un épisode évaporitique (sur une grande partie du domaine) et de karstification locale. La phase transgressive (IT de SD6), qui date probablement du Ba-
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Durant le Toarcien supérieur–Aalénien, la géométrie des dépôts est localement perturbée. L’intervention d’une tectonique locale (figures 2 et 4), avec l’activation de différentes failles, est suggérée par : – une structuration en petits blocs, impliquant l’apparition de hauts-fonds ; pendant le Toarcien supérieur (zone à Dispansum), la plate-forme se morcelle en une mosaïque de blocs rhomboédriques de taille variable (échelle déca-kilométrique : secteur de Martel ; échelle kilométrique : secteur de Cros) ; certains blocs existaient déjà au Lias moyen (haut-fond de Figeac, [5]) ; – des variations d’épaisseurs et la migration des zones d’accumulation sédimentaire ; ces faits sont particulièrement bien exprimés dans le secteur de Gramat ; au cours de la zone à Dispansum, à Pseudoradiosa et dans l’horizon à Mactra, la principale zone d’accumulation sédimentaire se situe dans le secteur du gouffre du Réveillon ; à l’Aalénien inférieur, elle se localise dans le secteur du moulin de Tournefeuille ; – une migration des zones déprimées ; ainsi, dans le secteur de Gramat, la zone la plus déprimée se situe à Gramat au Toarcien supérieur, puis à Thémines à l’Aalénien moyen ; – une accentuation de la subsidence le long des structures hercyniennes ; au Toarcien supérieur, la plupart des zones déprimées se localisent prés des failles hercyniennes, telles que la faille de Villefranche (maximum de subsidence à Lexos durant le Toarcien supérieur) et le faisceau de failles de Cornac et d’Argentat (zone déprimée d’Autoire–Lapoujade, au sudouest de Saint-Céré) ; – des variations de faciès, notamment de part et d’autre de la faille d’Alvignac ; au cours de la zone
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Figure 4. Contexte tectono-sédimentaire en domaine de plate-forme ouverte au sommet de l’horizon à Mactra (A) et en domaine de plate-forme protégée au sommet de l’Aalénien moyen (B). Figure 4. Tectono-sedimentary context in open platform to the top of Mactra horizon (A) and in protected platform to the top of Middle Aalenian (B).
à Dispansum, Pseudoradiosa et de l’horizon à Mactra, une sédimentation en domaine de shoreface s’instaure dans le secteur du gouffre du Réveillon, le secteur du moulin de Tournefeuille étant le siège d’une sédimentation d’offshore supérieur distal ; au sommet du Toarcien, la tendance s’inverse : la sédimentation acquiert un caractère plus proximal dans le secteur du Moulin de Tournefeuille (shoreface), une sédimentation en domaine d’offshore supérieur médian se développant aux abords du gouffre du Réveillon. Tous ces indices témoignent d’une activité tectonique relativement significative et continue du Toarcien supérieur (zone à Dispansum, Pseudoradiosa et Aalensis) à l’Aalénien moyen. Cette activité résulte du jeu : (i) d’accidents est–ouest, tels que la faille de Padirac (bloc de Martel–Autoire), la faille du Bourg (bloc de Gramat), la faille de Saint-Projet (bloc de Cros), la faille de Saint-Antonin... ; (ii) d’accidents nord–sud à N 20, tels que la faille de Frontenac, la faille de Lissac... ; (iii) d’accidents N 160–N 170, comme la faille de St-Martin–Labouval.
Il est fréquent d’observer, dans certains blocs induits par le morcellement intra-Toarcien, une partie surélevée et une partie affaissée (bloc de Martel– Autoire, bloc du Cros, bloc de Promilhanes–Martiel). Certains blocs ont également eu des jeux opposés au passage Lias–Dogger. Tel est le cas notamment du bloc du moulin de Tournefeuille (surélévation au sommet du Toarcien, affaissement à l’Aalénien inférieur), du bloc du Pouch–La Roche. . . Le fait qu’il existe une zone déprimée à l’extrémité sud-ouest de la faille de Villefranche-de-Rouergue (secteur grésignol) et d’une zone haute (haut-fond de Figeac– Capdenac) à son extrémité nord-ouest permet d’envisager un jeu décrochant dextre selon le modèle de Chinnery [3]. Le même raisonnement conduit à proposer également un mouvement dextre des failles de Cornac–Argentat (à l’est d’Autoire) et de Meyssac (au nord) à l’origine de l’individualisation du « haut-fond de La Gironie ». Ce mouvement décrochant des failles majeures hercyniennes détermine, notamment, l’apparition et la réactivation des failles transverses.
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5. Événement tectonique régional
6. Conclusions
L’événement paléoenvironnemental majeur du bassin quercynois (figure 2) est le passage d’un dispositif de plate-forme ouverte (Toarcien–Aalénien inférieur) à un dispositif de plate-forme protégée (Aalénien moyen et supérieur). Il coïncide avec une réactivation plus marquée des accidents hercyniens (failles périphériques du sous-bassin quercynois), provoquant le soulèvement des seuils adjacents. La surrection du seuil oriental (bordure sud-ouest du Massif central, seuil de Villefranche), qui était très certainement émergé durant cette période, expliquerait la disparition de la kaolinite dans les associations argileuses et l’appauvrissement de la flore (spores et pollens) dans le bassin quercynois [10]. La surrection du seuil occidental (extrémité occidentale du linéament ouestquercynois) serait à l’origine de l’isolement relatif du bassin quercynois par rapport à la mer Atlantique, avec l’apparition de faciès d’arrière-barre oolithique à l’Aalénien moyen sur sa bordure occidentale.
Le passage Lias–Dogger sur la plate-forme stable du Quercy se traduit, non seulement par un changement lithologique comparable à celui enregistré dans la majorité des bassins ouest-européens, mais surtout par un changement de dispositif, qui conduit à l’installation progressive d’une plate-forme protégée. Cette évolution polyphasée est contrôlée : – par un facteur allocyclique de grande longueur, d’origine eustatique, prouvé par le synchronisme relatif dans les variations du niveau de base à l’échelle de la plate-forme (sept séquences de dépôt) ; – par un facteur allocyclique de moyenne longueur d’onde (tectonique), créant une surrection des seuils adjacents et déterminant un isolement partiel de la plate-forme en phase transgressive ; – par un facteur allocyclique de faible longueur d’onde, relevant de la tectonique locale et provoquant le morcellement de la plate-forme.
Références
Meister C., Mouterde R., Rey J., Vail P.-R., Ammonite biostratigraphic correlation and Early Jurassic sequence stratigraphy in France: comparisons with some UK sections, in : Graciansky P.-C. de, Jacquin T., Farley X., Vail P.-R. (Eds.), Mesozoic and Cenozoic Sequence Stratigraphy of European Basins, SEPM Sp. Publ. 60 (1998) 583–622.
[1] Boutet C., Étude palynoplanctologique du Trias et du Jurassique inférieur et moyen de Grésigne, Sud Quercy, thèse de 3e cycle, université de Toulouse, 1981. [2] Bucefalo Palliani R., Riding J.B., The influence of paleoenvironmental change on dinoflagellate cyst distribution. An example from the Lower and Middle Jurassic of Quercy, southwest France, Bull. Centre Rech. Explor.-Prod. Elf-Aquitaine, Pau 21 (1) (1997) 107–124. [3] Chinnery M.A., The deformation of the ground around surface faults, Bull. Seismol. Soc. Am. 51 (3) (1961) 355–372. [4] Comité français de stratigraphie, Stratigraphie. Terminologie française, Bull. Centres Rech. Explor.-Prod. Elf-Aquitaine (1997). [5] Cubaynes R., Le Lias du Quercy méridional. Étude lithologique, biostratigraphie, paléoécologie et sédimentologie, Strata, série 2 6 (1986). [6] Durand-Delga M., L’anticlinal de la Grésigne (Tarn, Haut Languedoc), résultat du coulissement d’un bloc crustal quercynois, C. R. Acad. Sci. Paris, série D 289 (1979) 9–12. [7] Fauré P., Lézin C., Cubaynes R., Le découpage biochronologique du Toarcien supérieur par les ammonites (zones à Pseudoradiosa et à Aalensis) du Sud de la France (Lot, Lozère, Aveyron), Strata, série 1 10 (2000) 127–129. [8] Graciansky P.-C. de, Dardeau G., Dommergues J.-L., Durlet C., Marchand D., Dumont T., Hesselbo S.-P., Jacquin T., Goggin V.,
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[9] Jacquin T., Dardeau G., Durlet C., Graciansky P.-C. de, Hantzpergue P., The North sea cycle. An overview of transgressiveregressive facies cycles in western Europe, in : Graciansky P.-C. de, Jacquin T., Farley X., Vail P.-R. (Eds.), Mesozoic and Cenozoic Sequence Stratigraphy of European Basins, SEPM Sp. Publ. 60 (1998) 445–466. [10] Lézin C., Analyses des faciès et stratigraphie intégrée : application aux événements du passage Lias–Dogger sur la plateforme du Quercy, thèse, université Paul-Sabatier, Toulouse, 2000. [11] Lézin C., Bonnet L., Rey J., Cubaynes R., Pélissié T., Contribution de l’analyse quantitative des faciès aux corrélations stratigraphiques, exemple du Toarcien supérieur–Aalénien dans le Quercy (SW France), Bull. Soc. géol. France 171 (1) (2000) 91–102. [12] Rioux M., Dugue O., Jan du Chéne R., Ponsot C., Fily G., Moron J.-M., Vail P.-R., Outcrop sequence stratigraphy of the AngloParis basin, Middle to Upper Jurassic (Normandy, Maine, Dorset), Bull. Centres Rech. Explor.-Prod. Elf-Aquitaine 15 (1991) 101–194. [13] Vaings de G., Étude palynologique préliminaire de l’Hettangien à l’Aalénien du Quercy (France), Bull. Centre Rech. Explor.Prod. Elf-Aquitaine, Pau 12 (1) (1988) 461–469.
Les événements du passage Lias–Dogger dans le Quercy (France) Carine Lézin∗ , Jacques Rey, René Cubaynes, Thierry Pélissié Laboratoire de dynamique des bassins sédimentaires, université Paul-Sabatier, Toulouse-3, 39, allées Jules-Guesde, 31062 Toulouse cedex, France Reçu le 30 octobre 2000 ; accepté le 11 décembre 2000 Présenté par Michel Durand-Delga
Abstract – Uppermost Lias and basal Dogger events in the Quercy (France). In the Quercy basin, the passage from the Liasic marls to the Dogger carbonates depends on three interdependent allocyclic factors. The long wavelength allocyclic factor (eustatism) shows a certain uniformity of the variations of the accommodation to the basin scale. The regional allocyclic factor (uplift) gives way to a partial isolation of the platform. The weak wavelength allocyclic factor (local tectonics) leads to a parcelling with various blocks of different scale. 2001 Académie des sciences / Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS eustatism / tectonic / uplift / Toarcian / Aalenian / Quercy / Aquitanian basin / France
Résumé – Dans le bassin quercynois, le passage des marnes liasiques aux carbonates du Dogger est sous le contrôle de trois facteurs allocycliques interdépendants. Le facteur allocyclique de grande longueur d’onde (eustatisme) s’exprime par une relative uniformité des variations de l’espace disponible à l’échelle du bassin. Le facteur allocyclique régional (tectonique en surrection) engendre un isolement partiel de la plate-forme. Le facteur allocyclique de faible longueur d’onde (tectonique locale) induit un morcellement du domaine en divers blocs, d’échelles variables. 2001 Académie des sciences / Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS eustatisme / tectonique / Toarcien / Aalénien / Quercy / bassin d’Aquitaine / France
Abridged version 1. Introduction The Uppermost Lias and basal Dogger correspond to an active geodynamic period. In western Europe, the setting of the carbonate platform goes either with an acceleration of the subsidence or with erosions or crustal warming-ups [9, 12]. We aimed at inventorying the events recorded over a steady platform (the Quercy basin) from the Upper Toarcian to Lower Bajocian. We have also tried to identify the different allocyclic factors having controlled the sedimentation.
2. Geographical and stratigraphical environment The investigated area corresponds to a subbasin (figure 1) located on the northeast border of the Aquitanian basin. It is edged by the Villefranche-de-Rouergue fault (East) and by the West-Quercy lineament (West, [6]). The Upper Toarcian and Aalenian series is composed of seven lithostratigraphic units (figure 2). Seven biozones and 17 bio-horizons [7] (these last having a standard or local value) were identified and allow distinguishing precise correlations.
3. Sequential stratigraphy The reconstruction of the depositional geometry is based on the analytic principles of the faciologic stratigraphy [4].
∗ Correspondance
et tirés à part. Adresse e-mail : [email protected] (C. Lézin).
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The 50 investigated cuttings have been deeply analysed, concerning the facies [10, 11] as well as a precise biostratigraphical study [7]. At the 3rd order scale, six depositional sequences were identified (figure 2). 3.1. Sequence 1 (SD1) Above the double limestone bed dated of the Fallaciosum subzone (high sea level [PHN] of SD0) offshore silty marls, from the Dispansum zone, appear and develop (transgressive interval [IT]). These marls progressively evolute (Pseudoradiosa zone up to the basis Aalensis zone) and give either argillaceous limestones with Gryphaea sublobata, or locally macro-Hummocky cross stratification grainstone (PHN). 3.2. Sequence 2 (SD2) During the Celtica horizon, all over the area, we can notice the development of argillaceous and bioturbated limestones with ammonites, brachiopods and sometimes glauconite (IT). At the top of that horizon or later (intraCrinita or intra-Lugdunensis), more proximal facies progressively settle down, such as limestones being more and more bioclastic with scarse and poorly diversified macrofauna (PHN). 3.3. Sequence 3 The peak of regression (prism of platform border of SD3) is recorded at the top of Buckmani horizon and during the sub-Glabrum horizon. It can be both defined by the proximal character of the sedimentation and by a maximum of the lacunary zones (identified in more than half of the sections). At Lower Aalenian (as soon as the Opalinum horizon) the carbonated deposits spread nearly all over the area with a slightly more distal character (IT of SD3). Here, we have bioturbated limestones with a various concentration of bivalves. At the top of the Opalinum zone and that in a major part of Quercy, bioclastic inner barrier facies (PHN of SD3) appear, materialised by limestones with echinoderms fragments in way of micritisation and with rare biopisoliths of Nubecularia. 3.4. Sequence 4 From Middle Aalenian, an infralittoral sedimentation of a protected platform settled all over the Quercy during a transgressive episode (IT of SD4). During that episode, clayey limestones (biomicrite wackestone) with biopisoliths of Nubecularia settled down. At the top of Middle Aalenian, the appearance of oolithic inner barrier deposits on the western border of the basin and the appearance of biopelmicrites (packstone–grainstone) with numerous benthic foraminifera in the other places of the area, shows a new shallowing-up evolution (PHN of SD4). 3.5. Sequence 5 At the basis of terminal Aalenian, the sediments cover the whole ‘Quercy’ platform. The increase of the accommodation (IT of SD5) is proved by the westwards migration of oolithic inner barrier deposits, and by an important
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extension of the more or less dolomitised pelletoïd limestones (secondary dolomitisation). The regressive phase (PHN of SD5) is shown by the deposit of dolomitised and recrystallised limestones, which progressively fill the eastern border and also by an absence of sedimentation, probably because of sedimentation–erosion alternation on the high zones of the western border. 3.6. Sequence 6 The shallowing-up episode (PBN) ends up by an evaporation episode (all over a major part of the area), and local karstifications. The transgressive phase (IT), probably dated of Lower Bajocian, shows a return of the sedimentation with a deposit of oolithic limestones all over the Quercy. For the same interval of time, five deposit sequences were recognised in the European basins chart [8]. The major difference concerns the identification of an extra sequence at the top of the Toarcian (between Mactra and Opalinum basis). That relative synchronism in the recording of the variations in the available space implies an allocyclic control with a wavelength superior to the scale of the basin. Its glacial eustatic or tectono-eustatic origin cannot be defined presently. Nevertheless, we can notice that the climate remains relatively steady and temperate [1, 2, 10, 13].
4. Local tectonic events During the investigated interval, the intervention of a local tectonics (figures 2 and 4), with the activation of different faults are suggested by: – a small-blocked structuring implying the appearance of shoals; – a migration of the depressed zones; – an accentuation of the subsidence all along the Hercynian structures, and some variations of facies. All these signs are the witnesses of a relatively significant and permanent tectonic activity from the Upper Toarcian (Dispansum, Pseudoradiosa and Aalensis zones) to the Middle Aalenian. That activity comes from the movements of some east–west, nord–south to N 20 and N 160–N 170 accidents. The analysis of the deposit settings all along the Hercynian originated faults (faults of Villefranche-deRouergue, Cornac–Argentat and Meyssac) allows us to speak about a dextral thrust, following the Chinnery model [3]. The moving of these faults determines the appearance and reactivation of the transversal faults.
5. Regional tectonic events The major palaeoenvironnemental event in the basin of Quercy is the passage from an open platform system (Toarcian–Lower Aalenian) to a protected platform system (Middle and Upper Aalenian). It shows a better distinct reactivation of the Hercynian accidents (peripheral faults of the basin), provoking the uplift [10] of the adjacent shoals
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(the southwestern border of the Massif Central and the Villefranche shoal at the east, the occidental extremity of the western Quercy lineament at the west).
6. Conclusions (figure 2) The passage Lias–Dogger on the steady platform in the Quercy shows the setting of a carbonate platform, but mainly and above all a change of the palaeogeographical layout which leads to the progressive setting of a protected
platform. That polyphased evolution is controlled: (i) by an allocyclic factor of great wavelength (eustatic origin) proved by the relative synchronism in the variations of the basis level at the scale of the platform (six depositional sequences); (ii) by an allocyclic factor of middle wavelength (tectonic) giving way to an uplifting of the adjacent shoals determining a partial isolation of the platform during the transgressive phasis; (iii) by an allocyclic factor of weak wavelength coming from the local tectonics and provoking a parcelling of the platform.
1. Introduction En Europe occidentale, le passage Lias–Dogger s’exprime par le passage d’une sédimentation à dominante marneuse à une sédimentation à dominante carbonatée. Sur les marges de la Téthys, la mise en place de plates-formes carbonatées est accompagnée, soit par une accélération de la subsidence (accentuation de la paléotopographie), soit par des érosions (lacune partielle, voire totale, du Toarcien supérieur, de l’Aalénien et du Bajocien inférieur), soit par l’apparition ou la réactivation de failles synsédimentaires. Cette période coïncide également avec les réchauffements crustaux enregistrés en Normandie (Aalénien inférieur et Bajocien inférieur [12]) et en mer du Nord (épanchements volcaniques et doming [9]). Nous nous proposons ici de recenser les événements enregistrés entre le Toarcien supérieur et la base du Bajocien sur un domaine de plate-forme stable (le bassin du Quercy), ainsi que d’identifier les divers facteurs allocycliques ayant contrôlé la sédimentation.
2. Cadre géographique et stratigraphique Le Quercy (figure 1), sur la bordure nord-est du Bassin aquitain, est un sous-bassin compris entre la faille de Villefranche-de-Rouergue et le linéament ouest-quercynois [6]. La série du Toarcien supérieur et de l’Aalénien est composée de sept unités lithostratigraphiques (figure 2). Sept biozones et 17 biohorizons standard et locaux [7] y ont été reconnus et permettent des corrélations précises. L’étude sédimentologique montre la superposition de deux profils de dépôts : le premier, d’âge Toarcien supérieur– Aalénien inférieur, couvre des faciès de plate-forme ouverte s’échelonnant de l’offshore inférieur jusqu’au shoreface. Le second (Aalénien moyen–Aalénien terminal) montre des faciès de domaines infralittoraux à supralittoraux. Nous pouvons déduire de la reconstitution de la géométrie 2D des dépôts, de l’établissement de cartes
Figure 1. Cadre géographique, géologique et structural. Figure 1. Location map of the studied area.
de faciès et de données complémentaires (argiles, palynologie) que l’agencement des dépôts et la nature de la sédimentation sont contrôlés, d’une part, par des facteurs autocycliques (telle l’autoproduction carbonatée...) et, d’autre part, par des facteurs allocycliques de longueurs d’onde variées, que nous nous proposons de discriminer.
3. Stratigraphie séquentielle La reconstitution de la géométrie des dépôts (figures 2 et 3) est fondée sur les principes de la stratigraphie faciologique [4]. 50 coupes, réparties sui-
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Figure 2. Synthèse des événements enregistrés dans le bassin quercynois au Toarcien supérieur et à l’Aalénien. Figure 2. Synthesis of the events recorded in the Quercy basin during the Upper Toarcian and Aalenian.
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Figure 3. Diagramme chronostratigraphique. 1. Lacune. 2. Double banc carbonaté daté de la sous-zone à Fallaciosum. 3. Marnes argileuses silteuses (offshore inférieur). 3’. Marnes argileuses silteuses à oolithes ferrugineuses. 4. Marnes silteuses. 5. Alternance marno-calcaire (limite offshore inférieur–offshore supérieur). 6. Calcaires argileux bioclastiques (wackestones–packstones, offshore supérieur distal à médian). 7. Grainstone à macro-HCS (offshore supérieur–shoreface). 8. Calcaires bioclastiques à lamellibranches (packstone, offshore supérieur médian). 9. Calcaires à bioclastes micritisés et rares biopisolithes de nubéculaires (arrière-barre bioclastique). 10. Calcaires argileux à biopisolithes de nubéculaires (infralittoral). 11. Alternance marno-calcaire à pelletoïdes « mous » et gros oncoïdes (limite circalittoral–infralittoral). 12. Calcaires à bahamites et biopisolithes de nubéculaires (limite infralittoral–médiolittoral). 13. Calcaires à pelletoïdes « durs » (packstone–grainstone, infralittoral proximal). 14. Calcaires à chailles. 15. Calcaire recristallisé et dolomitique à géodes silico-calcitiques et ooïdes au sommet (médiolittoral) ; émersion locale. Échelle des temps d’après Gradstein. Figure 3. Chronostratigraphic diagram. 1. Hiatus. 2. Carbonated double layer dated of the Fallaciosum subzone. 3. Silty argillaceous marls (lower offshore). 3’. Silty argillaceous marls with ferrugineous ooliths. 4. Silty marls. 5. Marls/limestones alternation (lower offshore–upper offshore limit). 6. Bioclastic argillaceous limestones (wackestones–packstones, distal to median upper offshore). 7. Grainstone with macro-Hummocky Cross Stratification (upper offshore–shoreface). 8. Bioclastic limestones with bivalves (packstone, middle upper offshore). 9. Limestones with micritised bioclasts and rare biopisoliths of Nubecularia (bioclastic inner barrier). 10. Argillaceous limestones with biopisoliths of Nubecularia (infralittoral). 11. Marls/limestones alternation with pelletoids and big oncoids (circalittoral–infralittoral limit). 12. Limestones with bahamits and biopisoliths of Nubecularia (infralittoral–médiolittoral limit). 13. Pelletoid limestones (packstone–grainstone, proximal infralittoral). 14. Cherty limestones. 15. Recrystallised and dolomitic limestones with silico-calcitic geodes and ooids at the top (mediolittoral); local emersion. Scale of times according to Gradstein.
vant un transect nord–sud, ont été analysées. Chaque coupe a fait l’objet d’une analyse approfondie des faciès [10, 11] et d’une étude biostratigraphique fine [7]. Les géométries sont obtenues par corrélations, de proche en proche, des unités génétiques (demi-cycles transgressifs et régressifs) identifiées sur chacune des coupes, calées par les données biostratigraphiques et contraintes par la position des discontinuités. À l’échelle du troisième ordre, six séquences de dépôt ont été distinguées (figures 2 et 3) au-dessus d’un double banc calcaire connu dans tout le bassin et témoignant d’une sédimentation carbonatée d’offshore supérieur médian, uniforme à l’échelle du Quercy. 3.1. Séquence 1 À partir de la zone à Dispansum se mettent en place des marnes silteuses d’offshore inférieur, contenant ponctuellement des oolithes ferrugineuses (intervalle
transgressif, IT). De la zone à Pseudoradiosa au sommet de l’horizon à Mactra (base de la zone à Aalensis), ces marnes passent progressivement à des calcaires argileux (wackestone–packstone) à gryphées, ou bien à des grainstones à macro-HCS (haut niveau marin, PNM). 3.2. Séquence 2 Durant l’horizon à Celtica se développent, sur l’ensemble du secteur, des calcaires argileux bioturbés à ammonites, brachiopodes, lithoclastes et ponctuellement à glauconie (IT). Au sommet de cet horizon, ou plus tardivement (intra-Crinita ou intra-Lugdunensis), s’instaurent progressivement des faciès plus proximaux, tels que des calcaires de plus en plus bioclastiques et indurés à macrofaune peu diversifiée et peu dense (PHN).
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3.3. Séquence 3 Le maximum de régression (prisme de bordure de plate-forme de SD3) est enregistré au sommet de l’horizon à Buckmani et au cours de l’horizon à Subglabrum. Il se définit à la fois par le caractère très proximal de la sédimentation et par une extension maximale des zones lacunaires (reconnues sur plus de la moitié des coupes). À l’Aalénien inférieur (dès l’horizon à Opalinum), les dépôts carbonatés s’étendent sur presque tout le domaine, avec un caractère légèrement plus distal (IT de SD3). Il s’agit de calcaires bioturbés à concentration en divers lamellibranches. Au sommet de la zone à Opalinum apparaissent progressivement, sur une grande partie du Quercy, des faciès d’arrière-barre bioclastique (PHN de SD3), matérialisés par des calcarénites (biosparite) à fragments d’échinodermes en voie de micritisation et à rares biopisolithes de nubéculaires.
jocien inférieur, montre une reprise de la sédimentation, avec le dépôt de calcaires oolithiques dans tout le Quercy. Pour le même intervalle de temps, six séquences de dépôt ont été reconnues dans le Quercy, alors que cinq séquences sont distinguées dans la charte des bassins européens [8]. La différence majeure porte sur l’identification d’une séquence supplémentaire au sommet du Toarcien (entre Mactra et la base d’Opalinum). Les limites des séquences sont généralement calées sur les mêmes sous-zones d’ammonites. Ce relatif synchronisme dans l’enregistrement des variations de l’espace disponible implique un contrôle allocyclique de longueur d’onde supérieure à l’échelle du bassin. Sa cause — glacio ou tectono-eustatique — ne peut être établie en l’état actuel des connaissances. On notera toutefois que le climat reste relativement stable et tempéré [1, 2, 10, 13].
4. Événements tectoniques locaux 3.4. Séquence 4 Dès l’Aalénien moyen, une sédimentation infralittorale de plate-forme protégée s’instaure sur l’ensemble du Quercy au cours d’un épisode transgressif (IT de SD4). Durant cet épisode s’accumulent des calcaires argileux (biomicrite wackestone) à biopisolithes de nubéculaires, gastéropodes, Holosporella sp. Au sommet de l’Aalénien moyen, l’apparition de dépôts d’arrière-barre oolithique sur la bordure occidentale du bassin et de biopelmicrites (packstone– grainstone) à abondants foraminifères benthiques sur le reste du domaine témoigne d’une nouvelle évolution en comblement (PHN de SD4). 3.5. Séquence 5 À la base de l’Aalénien terminal, les sédiments recouvrent l’ensemble de la plate-forme. L’augmentation de l’espace disponible (IT de SD5) est attestée par la migration vers l’ouest des dépôts d’arrière-barre oolithique et par une large extension des calcaires à pelletoïdes partiellement dolomitisés (dolomitisation secondaire). La phase régressive (HNM de SD5) s’exprime par le dépôt de calcaires oolithiques dolomitisés et recristallisés, qui comblent progressivement la bordure orientale du domaine, et par des lacunes, probablement par alternance sédimentation/érosion, sur les zones hautes de la bordure occidentale. 3.6. Séquence 6 L’épisode en comblement (PBN de SD6) s’achève par un épisode évaporitique (sur une grande partie du domaine) et de karstification locale. La phase transgressive (IT de SD6), qui date probablement du Ba-
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Durant le Toarcien supérieur–Aalénien, la géométrie des dépôts est localement perturbée. L’intervention d’une tectonique locale (figures 2 et 4), avec l’activation de différentes failles, est suggérée par : – une structuration en petits blocs, impliquant l’apparition de hauts-fonds ; pendant le Toarcien supérieur (zone à Dispansum), la plate-forme se morcelle en une mosaïque de blocs rhomboédriques de taille variable (échelle déca-kilométrique : secteur de Martel ; échelle kilométrique : secteur de Cros) ; certains blocs existaient déjà au Lias moyen (haut-fond de Figeac, [5]) ; – des variations d’épaisseurs et la migration des zones d’accumulation sédimentaire ; ces faits sont particulièrement bien exprimés dans le secteur de Gramat ; au cours de la zone à Dispansum, à Pseudoradiosa et dans l’horizon à Mactra, la principale zone d’accumulation sédimentaire se situe dans le secteur du gouffre du Réveillon ; à l’Aalénien inférieur, elle se localise dans le secteur du moulin de Tournefeuille ; – une migration des zones déprimées ; ainsi, dans le secteur de Gramat, la zone la plus déprimée se situe à Gramat au Toarcien supérieur, puis à Thémines à l’Aalénien moyen ; – une accentuation de la subsidence le long des structures hercyniennes ; au Toarcien supérieur, la plupart des zones déprimées se localisent prés des failles hercyniennes, telles que la faille de Villefranche (maximum de subsidence à Lexos durant le Toarcien supérieur) et le faisceau de failles de Cornac et d’Argentat (zone déprimée d’Autoire–Lapoujade, au sudouest de Saint-Céré) ; – des variations de faciès, notamment de part et d’autre de la faille d’Alvignac ; au cours de la zone
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Figure 4. Contexte tectono-sédimentaire en domaine de plate-forme ouverte au sommet de l’horizon à Mactra (A) et en domaine de plate-forme protégée au sommet de l’Aalénien moyen (B). Figure 4. Tectono-sedimentary context in open platform to the top of Mactra horizon (A) and in protected platform to the top of Middle Aalenian (B).
à Dispansum, Pseudoradiosa et de l’horizon à Mactra, une sédimentation en domaine de shoreface s’instaure dans le secteur du gouffre du Réveillon, le secteur du moulin de Tournefeuille étant le siège d’une sédimentation d’offshore supérieur distal ; au sommet du Toarcien, la tendance s’inverse : la sédimentation acquiert un caractère plus proximal dans le secteur du Moulin de Tournefeuille (shoreface), une sédimentation en domaine d’offshore supérieur médian se développant aux abords du gouffre du Réveillon. Tous ces indices témoignent d’une activité tectonique relativement significative et continue du Toarcien supérieur (zone à Dispansum, Pseudoradiosa et Aalensis) à l’Aalénien moyen. Cette activité résulte du jeu : (i) d’accidents est–ouest, tels que la faille de Padirac (bloc de Martel–Autoire), la faille du Bourg (bloc de Gramat), la faille de Saint-Projet (bloc de Cros), la faille de Saint-Antonin... ; (ii) d’accidents nord–sud à N 20, tels que la faille de Frontenac, la faille de Lissac... ; (iii) d’accidents N 160–N 170, comme la faille de St-Martin–Labouval.
Il est fréquent d’observer, dans certains blocs induits par le morcellement intra-Toarcien, une partie surélevée et une partie affaissée (bloc de Martel– Autoire, bloc du Cros, bloc de Promilhanes–Martiel). Certains blocs ont également eu des jeux opposés au passage Lias–Dogger. Tel est le cas notamment du bloc du moulin de Tournefeuille (surélévation au sommet du Toarcien, affaissement à l’Aalénien inférieur), du bloc du Pouch–La Roche. . . Le fait qu’il existe une zone déprimée à l’extrémité sud-ouest de la faille de Villefranche-de-Rouergue (secteur grésignol) et d’une zone haute (haut-fond de Figeac– Capdenac) à son extrémité nord-ouest permet d’envisager un jeu décrochant dextre selon le modèle de Chinnery [3]. Le même raisonnement conduit à proposer également un mouvement dextre des failles de Cornac–Argentat (à l’est d’Autoire) et de Meyssac (au nord) à l’origine de l’individualisation du « haut-fond de La Gironie ». Ce mouvement décrochant des failles majeures hercyniennes détermine, notamment, l’apparition et la réactivation des failles transverses.
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5. Événement tectonique régional
6. Conclusions
L’événement paléoenvironnemental majeur du bassin quercynois (figure 2) est le passage d’un dispositif de plate-forme ouverte (Toarcien–Aalénien inférieur) à un dispositif de plate-forme protégée (Aalénien moyen et supérieur). Il coïncide avec une réactivation plus marquée des accidents hercyniens (failles périphériques du sous-bassin quercynois), provoquant le soulèvement des seuils adjacents. La surrection du seuil oriental (bordure sud-ouest du Massif central, seuil de Villefranche), qui était très certainement émergé durant cette période, expliquerait la disparition de la kaolinite dans les associations argileuses et l’appauvrissement de la flore (spores et pollens) dans le bassin quercynois [10]. La surrection du seuil occidental (extrémité occidentale du linéament ouestquercynois) serait à l’origine de l’isolement relatif du bassin quercynois par rapport à la mer Atlantique, avec l’apparition de faciès d’arrière-barre oolithique à l’Aalénien moyen sur sa bordure occidentale.
Le passage Lias–Dogger sur la plate-forme stable du Quercy se traduit, non seulement par un changement lithologique comparable à celui enregistré dans la majorité des bassins ouest-européens, mais surtout par un changement de dispositif, qui conduit à l’installation progressive d’une plate-forme protégée. Cette évolution polyphasée est contrôlée : – par un facteur allocyclique de grande longueur, d’origine eustatique, prouvé par le synchronisme relatif dans les variations du niveau de base à l’échelle de la plate-forme (sept séquences de dépôt) ; – par un facteur allocyclique de moyenne longueur d’onde (tectonique), créant une surrection des seuils adjacents et déterminant un isolement partiel de la plate-forme en phase transgressive ; – par un facteur allocyclique de faible longueur d’onde, relevant de la tectonique locale et provoquant le morcellement de la plate-forme.
Références
Meister C., Mouterde R., Rey J., Vail P.-R., Ammonite biostratigraphic correlation and Early Jurassic sequence stratigraphy in France: comparisons with some UK sections, in : Graciansky P.-C. de, Jacquin T., Farley X., Vail P.-R. (Eds.), Mesozoic and Cenozoic Sequence Stratigraphy of European Basins, SEPM Sp. Publ. 60 (1998) 583–622.
[1] Boutet C., Étude palynoplanctologique du Trias et du Jurassique inférieur et moyen de Grésigne, Sud Quercy, thèse de 3e cycle, université de Toulouse, 1981. [2] Bucefalo Palliani R., Riding J.B., The influence of paleoenvironmental change on dinoflagellate cyst distribution. An example from the Lower and Middle Jurassic of Quercy, southwest France, Bull. Centre Rech. Explor.-Prod. Elf-Aquitaine, Pau 21 (1) (1997) 107–124. [3] Chinnery M.A., The deformation of the ground around surface faults, Bull. Seismol. Soc. Am. 51 (3) (1961) 355–372. [4] Comité français de stratigraphie, Stratigraphie. Terminologie française, Bull. Centres Rech. Explor.-Prod. Elf-Aquitaine (1997). [5] Cubaynes R., Le Lias du Quercy méridional. Étude lithologique, biostratigraphie, paléoécologie et sédimentologie, Strata, série 2 6 (1986). [6] Durand-Delga M., L’anticlinal de la Grésigne (Tarn, Haut Languedoc), résultat du coulissement d’un bloc crustal quercynois, C. R. Acad. Sci. Paris, série D 289 (1979) 9–12. [7] Fauré P., Lézin C., Cubaynes R., Le découpage biochronologique du Toarcien supérieur par les ammonites (zones à Pseudoradiosa et à Aalensis) du Sud de la France (Lot, Lozère, Aveyron), Strata, série 1 10 (2000) 127–129. [8] Graciansky P.-C. de, Dardeau G., Dommergues J.-L., Durlet C., Marchand D., Dumont T., Hesselbo S.-P., Jacquin T., Goggin V.,
168
[9] Jacquin T., Dardeau G., Durlet C., Graciansky P.-C. de, Hantzpergue P., The North sea cycle. An overview of transgressiveregressive facies cycles in western Europe, in : Graciansky P.-C. de, Jacquin T., Farley X., Vail P.-R. (Eds.), Mesozoic and Cenozoic Sequence Stratigraphy of European Basins, SEPM Sp. Publ. 60 (1998) 445–466. [10] Lézin C., Analyses des faciès et stratigraphie intégrée : application aux événements du passage Lias–Dogger sur la plateforme du Quercy, thèse, université Paul-Sabatier, Toulouse, 2000. [11] Lézin C., Bonnet L., Rey J., Cubaynes R., Pélissié T., Contribution de l’analyse quantitative des faciès aux corrélations stratigraphiques, exemple du Toarcien supérieur–Aalénien dans le Quercy (SW France), Bull. Soc. géol. France 171 (1) (2000) 91–102. [12] Rioux M., Dugue O., Jan du Chéne R., Ponsot C., Fily G., Moron J.-M., Vail P.-R., Outcrop sequence stratigraphy of the AngloParis basin, Middle to Upper Jurassic (Normandy, Maine, Dorset), Bull. Centres Rech. Explor.-Prod. Elf-Aquitaine 15 (1991) 101–194. [13] Vaings de G., Étude palynologique préliminaire de l’Hettangien à l’Aalénien du Quercy (France), Bull. Centre Rech. Explor.Prod. Elf-Aquitaine, Pau 12 (1) (1988) 461–469.