Évolution géométrique des dépôts paléogènes du Bassin de Paris : lecture des déformations de grande longueur d'onde de l'Europe de l'Ouest
Résumé
Le Paléogène du Bassin de Paris marque la transition entre une phase subsidente (Mésozoïque) et une phase en surrection (Néogène) dans la dynamique de ce bassin intracratonique. Ce bassin situé au nord-ouest de la plaque européenne enregistre d'une part les collisions pyrénéenne et alpine et d'autre part les grands réajustements paléogéographiques relatifs à l'ouverture de l'Atlantique Nord. Au cours de cette grande réorganisation cinématique, liée à la convergence Afrique-Eurasie, diverses phases de plissement sont enregistrées dans le bassin de Paris. Dans ce contexte de faible subsidence, se déposent des systèmes sédimentaires complexes, caractérisés par de faibles taux de préservation, d'importants transits sédimentaires, et de grandes phases d'altérations. L'objectif est d'identifier les géométries sédimentaires et les réponses syn-sédimentaires aux déformations. Afin de répondre à ces questions, des transects de corrélation de puits ont été réalisés (diagraphies), à haute résolution, selon les principes de la stratigraphie séquentielle. Une première phase de déformation est enregistrée au Paléocène: elle est marquée par deux discontinuités majeures associées à des lacunes importantes au Danien inf. et au Sélandien. Ce n'est qu'à partir du Thanétien sup. que reprend la subsidence dans la moitié Nord du bassin. Au Paléocène, l'ensemble du bassin de Paris est affecté par des déformations qui sont de ce fait de grande longueur d'onde. Elles sont, de plus, contemporaines du début du raccourcissement crustal pyrénéen et des inversions des grabens enregistrées en mer du Nord. L'Yprésien inférieur est également associé à une tectonique active. Les géométries sédimentaires témoignent pour cette période d'une aire de subsidence orientée vers le Nord, au-delà de l'accident de Bray, qui semble être un seuil paléogéographique. La limite Yprésien-Lutétien correspond dans le bassin de Paris, à une surrection et à une érosion majeure identifiée par des géométries en "toplap" sous la surface transgressive du Lutétien. Cette érosion est associée à une lacune de 2Ma, qui est inconnue dans les bassins nord-européens. En revanche, plus à l'Ouest, les premières inversions en Manche sont enregistrées à cette même période. Au cours du Lutétien supérieur et du Bartonien inférieur, une autre phase de déformation de moyenne longueur d'onde est enregistrée. Les géométries syn-sédimentaires à ces contraintes présentent de fortes variations d'épaisseurs, notamment dans la partie Ouest. Ces déformations ressenties dans le bassin de Paris sont contemporaines des déformations pyrénéennes qui atteignent leur phase paroxysmale à l'Eocène moyen-supérieur. Les géométries du Bartonien sup. et du Priabonien sont isopaques et révèlent une subsidence homogène. Cette subsidence s'explique dans un contexte distensif qui se manifeste plus à l'Est par l'ouverture du rift ouest-européen. En revanche, des contraintes compressives sont enregistrées à l'Ouest du bassin de Paris (Manche, Angleterre, Mer d'Iroise). Les corrélations diagraphiques ont permis d'obtenir une image 3D des géométries sédimentaires à l'échelle du bassin. Ces résultats apportent d'une part, une meilleure compréhension de la dynamique d'un bassin en contexte de faible subsidence, et permettent, d'autre part, d'identifier la réponse d'un bassin intracratonique, à des déformations de grande longueur d'onde.