The deep-sea Armorican depositional system (Bay of Biscay), a multiple source, ramp model

S. Zaragosi, R. Le Suave, J.-F. Bourillet, G.A. Auffret, J.-C. Faugères, C. Pujol, T. Garlan

Geo-Marine Letters, Volume 20, pp. 219-232, 2001

https://doi.org/10.1007/s003670100061

Pour citer cet article : Zaragosi, S., Le Suave, R., Bourillet, J. F., Auffret, G., Faugères, J. C., Pujol, C., & Garlan, T. (2001). The deep-sea Armorican depositional system (Bay of Biscay), a multiple source, ramp model. Geo-Marine Letters, 20(4), 219-232.

Introduction

Le système armoricain se trouve au pied de la marge passive armoricaine, à une profondeur d’eau de 4 100 à 4 900 m. longueur : 200 km et largeur de 230 km. Bordé au Nord-Ouest par l’éventail celtique et au sud-est par l’éventail du Cap Ferret. Etude des processus sédimentaires inclus dans le développement des dépôts turbiditiques et des relations avec les conditions paléoenvironnementales sur la plateforme.

Résultats

Morphologie : le système de dépôt armoricain est connecté à la pente de la marge armoricaine par 6 chenaux majeurs issus de trois zones de drainages principales :

• Chenaux Shamrock et Guilcher, nourris par la zone de drainage de la Chapelle, liée à la partie centrale du système de chenaux anglais.
• Chenaux de Brest et Crozon, nourris par la zone de drainage ouest britannique, lié au sud du système de chenaux anglais.
• Chenaux Audierne et Blavet, s’étendant vers le sud dans le chenal de Cornouaille, nourris par la zone de drainage sud de l’Angleterre, lié à la fin du système de chenaux anglais.

Trois systèmes distincts sont ainsi formés : le système de Guilcher à l’ouest, le système de Crozon dans la partie centrale, et le système de Cornouaille à l’est, plus petit.

Important glissement à l’est du système de dépôt armoricain : le glissement de Morbihan.

Distribution des sédiments :

5 faciès sédimentaires identifiés :

1. Oozes marneuses homogènes, sans structure, marnes pélagiques à hémipélagiques. Taille moyenne des grains <10 µm, contenu en CaCO₃ varie entre 30 et 60%. Dépôts de drapage pélagique à hémipélagique. Dans la partie supérieure des carottes, MIS1.
2. Argile homogène, sans structure, hémipélagique : vert olivâtre et moins de 30% de CaCO3. MIS 2.
3. Alternance de lamines de silt et argiles et sables très fins : turbidites grains de petite taille. Taille moyenne des grains variant de 5 à 50 µm. souvent niveau très fin de sables à la base. MIS1-2 et souvent interprétés comme turbidites de grains fins. Déposé par des courants de faible densité.
4. Sables classés épais, turbidites : sables moyens à fins, d’une épaisseur supérieure à 10 cm. Peuvent contenir le faciès 3 pour former une séquence turbidite complète. Courant de turbidité de haute densité. MIS1 uniquement.
5. Fins lits de silts. Turbidites de grains fins ou dépôts remis en mouvement par les courants de fond. 5-10 cm d’épaisseur. Taille moyenne des grains de 18 à 50 µm. essentiellement sur la pente médiane et distale. Incertitude sur leur formation.

Echofaciès sismiques

6 types identifiés :

1. Réflecteurs continus et tranchants, avec de nombreux échos parallèles en sub-fond.
2. Echo semi-prolongé avec quelques échos en sub-fond.
3. Echo très prolongé sans réflecteur en sub-fond.
4. Intermédiaire entre les deux précédents
5. Chevauchement régulier hyperbolique, élévation variable.
6. Unité acoustiquement transparente.

La distribution des échofaciès permet de déterminer la distribution des sédiments. Distribution des sédiments sur la pente médiane : chenaux de différentes morphologies :
chenaux relativement larges et droits : 3-5 km largeur, 45 km de longueur, 30-200 m de relief
un seul chenal sinueux : 2,5 km de largeur, 75 km de longueur, 90 m de relief. L’aspect sinueux relève de caractéristiques d’alimentation du chenal : grains plus fins que pour les autres chenaux.
Les levées bordant les chenaux sont fortement asymétriques. Levées droites plus hautes et plus nourries.
Distribution des sédiments sur la pente distale : chenaux secondaires et lobes liés. Pas de levées identifiées, mais nourrit un ensemble de sub-lobes en bas de pente. Lobes étendus probablement générés durant des avulsions périodiques des chenaux médiaux et distaux de la pente.
Le glissement de Morbihan : dépôt d’un mouvement de masse de grande échelle. Origine de la pente de ce dépôt.
Discussion :
Modèles de systèmes de turbidites et processus : les sources multiples sous-marines donnent des modèles de rampes qui décrivent des systèmes nourris par plusieurs sources. Le système armoricain correspond à un système de rampe multisource riche en boue et sables. Corps riches en sables indiquent une nature des derniers courants de turbidité de haute densité. Au niveau de la bouche du chenal de Crozon, la carotte MaKS03 présente une séquence turbiditique de Bouma complète ! Il y a une diminution rapide dans la vitesse du courant, permettant le dépôt de la séquence complète. Le banc de la Chapelle est isolé et de faible relief et représente un obstacle pour un transport direct de sable sur la pente.
Evolution des processus sédimentaires : MIS2 et début MIS 1 : litages fin de sables fins et de silts et argiles laminés (faciès 3) indiquent l’occurrence de processus de débordement sur les levées de Crozon. 10 ka BP, limite Pléistocène-Holocène : hémipélagique, donc fin des processus de débordement. Quelques épisodes de forts courants de densité à la base de l’Holocène, mais globalement hémipélagique pour cette période.
Contrôle paléocéanographique du développement du système turbiditique armoricain : construction du système non linéaire, il y a des périodes de grossissement caractérisés par des processus de dépôts variés. Les processus turbiditiques du système celtique pourraient avoir pour origine un système deltaïque de plateforme. Niveaux de sables récent indiquent des courants de turbidité de haute densité épisodiques.
La fin des apports deltaïques à l’environnement marin profond, autour de 7 ka BP, est synchrone du développement des conditions pleinement marines. Eventail celtique avec des dépôts turbiditiques durant tout le MIS1 mais seulement jusqu’au début de l’Holocène pour le système armoricain. Les facteurs eustatiques sont majeurs pour le contrôle du temps et des systèmes turbiditiques de cet éventail. C’était une rampe nourrit par un delta, ce qui a cessé autour de 10 ka BP.
Conclusions : la rampe distale correspond à des chenaux secondaires associés à des lobes et générés durant des périodes d’avulsion des chenaux. Les processus sédimentaires durant la période de haut niveau marin est incertaine.