Category: Terrain

Echantillonnage en Argentine de l’avant-pays patagonien et de la chaine patagonienne (entre 44° et 47° de Latitude Sud)

Douze jours de terrain ont été réalisés en Argentine dans l’avant-pays patagonien et dans la chaine patagonienne (entre 44° et 47° de Latitude Sud) fin janvier 2018. Cette mission a été organisé par GEOPS (Alexis Derycke), l’Université de Padova (Marie Genge, Massimiliano Zattin), ainsi que l’Université de Lille (César Witt) ; et avec la collaboration de l’Université de Naples (Stefano Mazzoli).

L’objectif de cette mission a été de récolter des roches sédimentaires détritiques dans l’avant-pays patagonien, ainsi que des roches plutoniques au cœur de la chaine. Ces prélèvements ont été effectués dans le but de dater, par des méthodes thermochronologique, le soulèvement ainsi que l’activité tectonique de la zone durant les 100 derniers Millions d’années.

Cette mission d’échantillonnage s’inscrit dans un projet de recherche visant à établir la relation géodynamique entre la Chaine Andine et l’avant-pays patagonien au niveau de ces latitude. En effet, la chaine andine est caractérisée par des contextes géodynamiques variables : slab plat, slab pentu, subduction de croute océanique d’âge et d’épaisseur diverse, subduction d’une paléo-dorsale… Et L’ensemble de ces contextes conduisent à une forte variabilité du couplage et de la propagation de la déformation depuis la chaine vers l’avant-pays.

Or, au niveau de la latitude 45°S, la dorsale active du Chili se trouve subductée depuis 10 Ma, ce qui provoque l’ouverture d’une fenêtre asthénosphérique sous l’avant-pays patagonien. Cette fenêtre induit le soulèvement de l’ensemble de la zone, s’ajoutant aux contraintes déjà existantes dues à la formation de la chaine andine. Ce projet s’attache donc, à travers deux projets doctoraux (débuté en octobre 2017) et plusieurs collaborations, à effectuer :

  • une analyse source-to-sink et thermochronologique du bassin de San Jorge
  • une analyse structurale et géochronologique de la déformation au sein des massifs de San Bernardo, et Deseado
  • une analyse thermochronologique de la chaine.

L’ensemble des analyses seront effectuées dans le but d’obtenir un calendrier précis de l’évolution géodynamique de la région.

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Echantillonnage de roches sédimentaires dans le Colorado

Dans le cadre du projet CLAYCOAT, qui vise à comprendre la genèse des grès riches en argile, une mission d’échantillonnage a été réalisée par GEOPS (Maxime Virolle) en collaboration avec l’école d’ingénieur ENSEGID (Hugues Fenies, Raphael Bourillot) et ENGIE (Eric Portier) du 22 septembre au 02 octobre 2017 à Rangely, Colorado, USA. Cette mission a eu pour but de récolter des échantillons gréseux et de lever des logs sédimentologiques dans la Formation Sego Sandstones (Crétacé supérieur), formation composée de grès déposés dans un paléo-estuaire localisée sur la bordure Ouest du Western Interior Seaway. L’objectif de l’étude est de comparer cette formation gréseuse en terme de faciès sédimentaires et de géométrie avec l’estuaire de la Gironde, en comparant les objets de la micro-échelle (porosité, présence ou absence d’argile) à celle de l’estuaire entier (plusieurs dizaines de kilomètres) en passant par la dimension des barres sableuses (barre de méandres ou barres tidales, de l’ordre de plusieurs centaines de mètres de longueur et d’une épaisseur décamétrique).

L’analyse des faciès des affleurements de cette formation montre l’enregistrement d’une aggradation verticale sur plus de 50 mètres de dépôts mis en place en domaine marin peu profond (estuaire, delta) au Nord de Rangely, Colorado. Les logs stratigraphiques réalisés ainsi que les nombreux panoramas effectués sur le terrain permettent d’identifier des variations verticales et latérales de faciès, avec une succession verticale de barre tidale, de méandre puis sables de shoreface. Les échantillons replacés dans leur contexte paléo-environnemental serviront à réaliser des lames minces pour être étudiés en microscopie (photonique, électronique et cathodoluminescence) et identifier la présence ou l’absence de tapissage argileux autour des grains détritiques. Le but sera de comparer les résultats acquis avec ceux obtenus sur l’estuaire de la Gironde en termes d’environnement de dépôts, d’hydrodynamisme et de dépôt d’argile. Comparer ces deux objets sédimentaires, un système estuarien ancien et un estuaire actuel, permettra d’améliorer la compréhension des relations entre conditions hydrodynamiques (turbidité, vitesses de courant…) et la géométrie des corps sédimentaires (barres tidales et de méandres). A l’échelle microscopique, cette comparaison servira à améliorer la prédiction de la distribution spatiale et temporelle des tapissages argileux dans les réservoirs anciens enfouis à grande profondeur.

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Carottage des barres sableuses d’un estuaire : comprendre le dépôt d’argile dans des sables

Dans les réservoirs géologiques silicoclastiques -estuariens notamment- la présence de tapissages argileux souvent en chlorite (clay coatings en anglais) autour des grains de quartz limitent grandement le développement des surcroissances de quartz. Les tapissages argileux permettent ainsi la préservation de bonnes propriétés réservoirs à de très grandes profondeurs (>4000 m), là où normalement les sédiments sont complètement cimentés. Dans ces formations détritiques, même si le lien entre présence de tapissages argileux et préservation de bonne porosité-perméabilité est maintenant bien admis, il existe beaucoup d’incertitudes sur l’origine du dépôt ou de la formation d’argiles dans les grès. Normalement, au moment du dépôt, le tri des grains engendré par l’hydrodynamisme empêche les argiles de se déposer en même temps et au même endroit que les sables. Pourtant, certains sédiments sableux contiennent des argiles en quantité non négligeable dans le registre fossile ou moderne. Il s’avère que les conditions de dépôt des argiles (<4 µm) avec du sable grossier au moment de la sédimentation dans un environnement à fort hydrodynamisme est un paradoxe sédimentologique qu’il convient de mieux appréhender. Afin de mieux comprendre les processus à l’origine du dépôt simultané d’argiles et de sables, et d’améliorer la prédiction de la distribution spatiale des roches réservoirs en sub-surface (notamment celles formées dans des estuaires fossiles), il a été envisagé d’étudier les sédiments déposés actuellement dans un estuaire hyper-turbide : l’estuaire de la Gironde (Sud-Ouest, France).



Dans le cadre du projet Claycoat, collaboration scientifique entre l’Université Paris Sud, l’École Nationale Supérieure en Environnement, Géoressources et Ingénierie du Développement durable (ENSEGID) de Bordeaux, l’Université de Poitiers et Engie, 10 campagnes de carottage sur des barres sableuses remplissant l’estuaire de la Gironde ont été réalisées entre novembre 2015 et mai 2017. Ces campagnes de carottage, pilotées par Maxime Virolle (Univ. Paris-Sud) ont permis de réaliser 10 carottes sédimentaires pour un total de 50 m carottés dans 3 barres sableuses positionnées dans l’estuaire entre Bordeaux et le phare de Richard (barres de Bordeaux, de Plassac et de Richard). La description des carottes permet de reconstituer l’histoire de formation de ces barres sableuses remplissant actuellement l’estuaire de la Gironde depuis 6 000 ans, bien calée par les datations réalisées au carbone 14 et au Cs/Pb sur les matières organiques et sédiments récoltés sur les carottes. L’observation au microscope des échantillons a permis de mettre en évidence la présence quasi systématique d’argile (essentiellement smectite et illite) dans les sables, formant des agrégats de plusieurs dizaines de micromètres collés sur la surface des grains de quartz. Au sein des agrégats argileux, d’autres éléments sont identifiables tels que la pyrite, des éléments carbonatés ou des diatomées. Les diatomées sont observées tout le long de l’estuaire dans les échantillons, et les biofilms qu’elles produisent pourraient jouer un rôle important dans le collage des particules argileuses à la surface de grains détritiques, participant ainsi au piégeage des argiles dans les sables de l’estuaire de la Gironde. Ces argiles qui tapissent en partie les grains détritiques constitueraient un précurseur important à la formation de coatings bien cristallisés si, lors de l’enfouissement, elles se transforment en minéraux argileux bien cristallisés (chlorite et/ou illite) recouvrant la totalité des grains de quartz et préservant la porosité et la perméabilité à de grandes profondeurs.

L’origine et la distribution spatiale de ces argiles dans les sédiments sableux sont donc des enjeux majeurs dans la prospection de réservoirs pour le stockage de gaz ou la géothermie haute-énergie.

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Journées Scientifiques du GFEJ – 09 et 10 Avril 2015, Dijon

Benjamin Brigaud participera à l’organisation des Journées Scientifiques du GFEJ les 09 et 10 Avril 2015 à Dijon. Ces journées intitulées « Biodiversité, Stratigraphie et Paléogéographie du Jurassique » seront l’occasion d’échanger à la fois en salle et sur le terrain sur les thématiques de la biodiversité, de la paléoécologie, des méthodes et applications de la stratigraphie et de la paléogéographie pour les différentes périodes du Jurassique. A l’interface entre la paléontologie et la sédimentologie, ces thèmes, chers à Jacques Thierry, ancien professeur de l’Université de Bourgogne, nous permettront de lui rendre un dernier hommage en compagnie de ses anciens élèves, collègues et amis et de faire un point sur les avancées récentes de notre communauté.

La journée du 09 Avril sera consacrée à la visite de coupes « historiques » en Bourgogne sur le Jurassique inférieur et moyen (Semur-en-Auxois, Pouillenay et Massangis). Un buffet sera proposé en fin de journée à 19h00 au bâtiment Gabriel de l’Université de Bourgogne.
La journée du 10 Avril sera consacrée aux présentations orales sur les thématiques affichées. Elle sera conclue par l’assemblée générale du GFEJ en fin de journée.
Inscription et contributions :
Merci d’envoyer votre participation pour le 1er Mars et vos contributions au format demandé ci-dessous pour le 15 Mars à Pierre.Pellenard_at_u-bourgogne.fr
Frais de participation :
Journée du 10 Avril : Etudiant (10 €); Membre GFEJ (20 €); Non membre (30 €)
Terrain (09 Avril) : étudiant (10 €); Membre GFEJ et non membre (20 €)
Paiement par chèque à l’ordre du GFEJ à adresser à Pierre-Yves Collin (UMR 6282 Biogéosciences, 6 bd Gabriel, UFR SVTE, Université de Bourgogne, 2100 Dijon)
Format des résumés :
Français ou anglais, 4 pages maximum, titre en gras centré times 14, liste des auteurs en times 12 centré, adresses des auteurs en times 10 centré, texte en times 12 interligne 1.5 marges 2 cm, format en .doc ou .docx. Les présentations seront au format .pdf ou .pptx et d’une durée de 12 min (+ 8 min de questions).

Comité d’organisation:
Benjamin BRIGAUD
Pierre-Yves COLLIN
Jean-Louis DOMMERGUES
Christophe DURLET
Pascal NEIGE
Pierre PELLENARD

http://www.gfej.asso.u-psud.fr/

affiche GFEJ2015

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Terrain dans l’ouest de la France: de la Normandie à la Dordogne

De février à juillet 2014, 45 journées de terrain ont été organisées par Simon Andrieu dans les séries carbonatées du Jurassique de l’ouest de la France, de la Normandie à la Dordogne, en passant par la Sarthe, le Poitou ou les Charentes. L’objectif a été de réaliser des levés sédimentologiques sur plus d’une centaine de coupes sédimentaires, le long des côtes normandes et charentaises et dans un grand nombre de carrières, afin de décrire les différents faciès et de contraindre l’évolution des systèmes de dépôts. Ce terrain rentre dans le travail de thèse de Simon Andrieu sur la caractérisation des carbonates de l’ouest de la France ou l’un des objectifs est de quantifier la part relative des différents facteurs de contrôle (eustatisme, tectonique, chimie de l’océan ou climat) sur le développement des systèmes carbonatés du Jurassique de l’ouest de la France. Les échantillons prélevés seront étudiés au microscope afin de définir les microfaciès. Dans un second temps, des analyses au microscope à cathodoluminescence et des isotopes stables seront réalisées afin de caractériser les processus diagénétiques. L’influence de la diagenèse sur la variabilité des paramètres Φ-k n’est pas clairement établie dans les carbonates, notamment du fait de leur grande réactivité chimique. Cette influence sera étudiée dans un troisième volet de cette thèse.

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Sur les « Traces des Dinosaures » – Terrain du 21 au 25 mai 2014

Il y a environ 200 Ma, des dinosaures ont laissé leurs empreintes dans des sédiments du Jurassique inférieur des Causses. Après avoir été enfouies des millions d’années, ces empreintes ont été exhumées lors des récentes surrections tectoniques. Aujourd’hui, ces empreintes fossiles peuvent être observées dans des carrières, formant ainsi des sites exceptionnels d’un point de vue paléontologique. Dans le but d’étudier les processus de fossilisation des empreintes, une mission de terrain a été organisée avec Georges Gand et une stagiaire de Master. Les pistes ont principalement été fossilisées dans des sédiments carbonatés déposés dans une vaste lagune, très plane, parfois légèrement immergée et plus ou moins sur-salée. Les voiles microbiens présents alors sur le sol de cette lagune ont joués un rôle majeur dans la préservation des empreintes laissées dans cette lagune par divers dinosaures.

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Terrain au Laboratoire Souterrain à Bas Bruit, Rustrel, 27-30 avril 2014

Une campagne de mesures géophysiques rassemblant des membres de GEOPS, Albanne Saintenoy (MCF), Hermann Zeyen (Prof.), Marc Pessel (MCF), Benjamin Brigaud (MCF), Ya Xu (Post-doctorat) et un stagiaire de Master, a été organisée fin avril 2014 au laboratoire Souterrain à Bas Bruit. Cette campagne a combiné l’emploi de techniques Radar, sismique et électrique afin de contraindre l’anisotropie dans les carbonates de l’Urgonien. D’un point de vue sédimentologique, les affleurements présents à proximité de Rustrel ont été étudiés.

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Terrain au Maroc : vers une meilleure compréhension du relief atlasique

Entre le 24 février et le 1er mars 2014, Cécile Gautheron (MdC – thermochronologie), Yves Missenard (MdC – géologie structurale), Rosella Pinna (ingénieur – thermochronologie), Isabelle Jouvie (stagiaire Master 2) et Benjamin Gérard (stagiaire L3) ont réalisé une mission de terrain dans la région d’Amizmiz, sur le versant Nord du Haut Atlas marocain. Ce secteur, situé à 50 km au SO de Marrakech, présente plusieurs particularités remarquables : (1) les séries jurassiques caractéristiques du domaine Atlasique s.l. sont absentes, et (2) des séries crétacées discordantes sur le socle paléozoique sont exposées au cœur de la chaîne sous forme de plateaux perchés (altitudes de 1500 à 2000 m) très faiblement déformés. Les objectifs de la mission étaient de déterminer le contexte structural et de décrire la géométrie de ce domaine particulier de la chaîne atlasique et de procéder à un échantillonnage des massifs plutoniques pour réaliser une analyse thermochronologique basse température. Le couplage entre les données structurales et les résultats de thermochronologie permettra de discuter de l’évolution méso-cénozoique de ce secteur et de déterminer l’âge de l’exhumation. Cette mission a été réalisée en collaboration avec les universités de Casablanca (Pr. Omar Saddiqi) et Marrakech (Said Ilmen, doctorant).figmaroc-2

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Description des carottes du champ pétrolier de Villeperdue (Marne, Bassin de Paris)

Dans le cadre d’une collaboration entre l’Université Paris-Sud et la société pétrolière Lundin petroleum, 4 forages ont été étudiés à la carothèque de Boussens fin février 2014. Des lames minces ont été fabriquées à partir des échantillons collectés afin de préciser les microfaciès et les ciments diagénétiques dans ce champ pétrolier localisé dans des formations carbonatées du Callovien inférieur. Cette étude s’intègre dans le travail de Master 2ème année d’Emilie Plottu, qui a étudié les échantillons. Cette étude a pour objectif de comprendre l’hétérogénéité des qualités du réservoir due aux faciès sédimentaires et surtout au développement des ciments diagénétiques altérant plus ou moins l’espace poral.

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Terrain dans le Haut-Atlas oriental (Maroc)

Du 11 au 20 novembre 2013, cinq membres de l’équipe Relief et Bassin; Jocelyn Barbarand (Professeur, Université Paris-Sud, Orsay), Yves Missenard (McF, Université Paris-Sud, Orsay), Ludovic Lafforgue (Doctorant, Université Paris-Sud, Orsay), Benjamin Brigaud (McF, Université Paris Sud, Orsay) et Bertrand Saint-Bézar (McF, Université Paris Sud, Orsay) ainsi que Johan Yans (Université de Namur) ont réalisé une mission de terrain dans le Haut-Atlas oriental vers la ville de Bouarfa (Maroc). Cette mission a été centrée sur un échantillonnage fin des minéralisations en Mn, Pb, Zn et Cu autour du front nord atlasique, mais également sur la cartographie, des levés de logs sédimentologiques, et de coupes structurales. L’objectif de ce travail de terrain aura donc été de mieux comprendre l’origine des minéralisations dans les terrains dolomitiques et calcaires du Jurassique inférieur (Sinémurien à Pliensbachien) en relation avec l’histoire sédimentaire et tectonique de cette partie sud-orientale du Maroc. Ce terrain a été réalisé dans le cadre de la thèse de Ludovic Lafforgue, dont un des objectifs est d’étudier l’origine de l’enrichissement en Mn, Cu, Pb, Zn des carbonates du Jurassique, en relation avec les mouvements verticaux. Les échantillons récoltés feront par la suite l’objet d’analyses pétrographiques (microfaciès, cathodoluminescence, paragenèse), géochronologiques (datations) et thermochronologiques (analyses des traces de fission dans les apatites).

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Mission de terrain au Sahara Occidental (Maroc)

Du 14 au 24 janvier, trois membres de l’équipe Relief et Bassin; Yves Missenard (McF, Université Paris-Sud, Orsay), Rémi Leprêtre (Doctorant, Université Paris-Sud, Orsay) et Benjamin Brigaud (McF, Université Paris Sud, Orsay) ont réalisé une mission de terrain au Sahara Occidental, guidés par les collègues Ech Cherki Rjimati (Ministère de l’Energie et des Mines, Rabat) et Omar Saddiqi (Université de Casablanca). Cette mission avait pour objectifs : (1) de présenter les grands traits de la géologie du Sahara marocain aux membres de l’équipe Relief et Bassin de l’UMR IDES de l’Université Paris-Sud et (2) de réaliser un échantillonnage exhaustif des formations méso-cénozoiques des bassins de Tarfaya/Laayoune et de Dakhla, et des formations précambriennes à paléozoiques de la chaîne hercynienne (dite des Mauritanides) sur la bordure Ouest de la dorsale réguibat. Ce terrain a été réalisé dans le cadre de la thèse de Rémi Leprêtre,  dont un des objectifs est d’étudier les mouvements verticaux du bouclier Reguibat, et sa réponse dans l’enregistrement sédimentaire dans les bassins adjacents. Les échantillons récoltés feront par la suite l’objet d’analyses pétrographiques (microfaciès, cathodoluminescence), paléontologiques et thermochronologiques (analyses des traces de fission dans les apatites).

Quelques photos de terrain:

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Terrain au Maroc

Du 13 au 23 mars 2012, Yves Missenard, Guillaume Delpech, Jocelyn Barbarand, Rémi Leprêtre et Bertrand Saint-Bézar se sont rendus au Maroc, dans la région d’Imini, au pied du Haut-Atlas au Nord-Ouest de la ville de Ouarzazate. Ils étaient accompagnés de Johan Yans, de l’Université de Namur, avec un de ses étudiants, ainsi que d’Omar Saddiqi, de l’Université de Casablanca.

Cette mission de terrain a eu pour but de caractériser les minéralisations de manganèse dans les carbonates du Cénomanien-Turonien afin de mieux comprendre les processus de minéralisation (nature des fluides, datations) en lien avec les mouvements verticaux de la région. Ce projet a notamment comme objectifs de préciser le lien avec la pétrographie/stratigraphie, de caractériser le contexte structural des minéralisations, et également d’échantillonner les oxydes de manganèse pour des datations ultérieurs en K/Ar  et Ar/Ar. Ce terrain fait partie des chantiers de la thèse de Rémi Leprêtre.

 

Vue vers l’OSO depuis les anciennes mines au nord de l’anticlinal d’Imini. La barre de CT pend avec un azimuth N70°, dans le prolongement exact de la zone minéralisée sur le versant sud de la structure.

 

Vue vers l’Ouest (dans l’axe de la charnière) du vaste anticlinal à cœur triasique, site 2Vue vers l’OSO depuis les anciennes mines au nord de l’anticlinal d’Imini. La barre de CT indiquée par la flèche noire pend avec un azimuth N70°, dans le prolongement exact de la zone minéralisée sur le versant sud de la structure.

 

Variations rapides d’épaisseur dans la série Eocène, 8 km au Nord d’Ait Ben Haddou, témoignant d’une phase de déformation précoce

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