Système turbiditique géant au large de l île de La Réunion Océan Indien

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1 Emmanuelle SISAVATH 3 ième année de thèse Journées des doctorants de l IFREMER OCTOBRE 2009 Système turbiditique géant au large de l île de La Réunion Océan Indien Thèse de J.F. Oelher Laboratoire Géosciences Réunion (Université de La Réunion) Laboratoire Environnements Sédimentaires (LES, Brest)

2 Contexte Géologique Piton des Neiges Mafate Salazie Afrique Cilaos Piton de la Fournaise Sud-Est Océan Indien, 800 km à l Est de Madagascar. Complexe volcanique isolé, non affecté par l apport de sédiments issus des continents à proximité. Juxtaposition de deux volcans : Le Piton de Neiges : volcan éteint Le Piton de la Fournaise : un des volcans basaltiques les plus actif au monde.

3 Hydrographie Climat tropical ( précipitations moyennes de 5m/an sur les reliefs) Réseau hydrographique dense (environs 750 ravines et rivières) Quatre rivières majeures : - Rivière des Galets - Rivière du Mât - Rivière Saint Etienne - Rivière des Remparts

4 Campagnes ERODER1 (EROsion et Démantèlement de l Edifice volcanique de la Réunion) : 2006 Imagerie multifaisceaux (EM120), bathymétrie Gravimétrie, magnétisme Sondeur de sédiments 3.5kHz 7 carottages

5 Campagnes ERODER1 (EROsion et Démantèlement de l Edifice volcanique de la Réunion) : 2006 Imagerie multifaisceaux (EM120), bathymétrie Gravimétrie, magnétisme Sondeur de sédiments 3.5kHz 7 carottages FOREVER (FORmation EVolution de l Edifice de la Réunion) : 2006 Imagerie multifaisceaux (EM12), bathymétrie Gravimétrie, magnétisme Sondeur de sédiments 3.5kHz Sismique réflexion 24 traces 2 carottages, 4 dragages

6 Campagnes ERODER1 (EROsion et Démantèlement de l Edifice volcanique de la Réunion) : 2006 Imagerie multifaisceaux (EM120), bathymétrie Gravimétrie, magnétisme Sondeur de sédiments 3.5kHz 7 carottages FOREVER (FORmation EVolution de l Edifice de la Réunion) : 2006 Imagerie multifaisceaux (EM12), bathymétrie Gravimétrie, magnétisme Sondeur de sédiments 3.5kHz Sismique réflexion 24 traces 2 carottages, 4 dragages ERODER2 : 2008 Imagerie multifaisceaux (EM120), bathymétrie Magnetisme Parasound 12 carottages, dragages

7 Cinq systèmes turbiditiques volcanoclastiques Un ensemble de cinq éventails turbiditiques (deep sea fan) a été découvert autour de l île de La Réunion, grâce aux données acquises lors des missions FOREVER et ERODER Le fan de Cilaos 4 2. Le fan de Mafate 3. Le fan de Saint-Denis 4. Le fan de Salazie 5. Le fan de Saint-Joseph 1 5

8 Le «deep-sea fan» de Mafate Le fan de Mafate est un système situé au NNW de l île. Zone de bypass : environ 60 km de long. Caractéristiques : Deux champs de sedimentwaves de part et d autre du chenal. Fan allongé et relativement symétrique. Données d imagerie sonar Carte bathymétrique

9 Faciès sédimentaires 1 2 Trois grands types de faciès sédimentaires sont observés dans cette zone : 1. Des dépots hémipélagiques marrons 2. Des sables volcaniques noirs 3. Des dépôts de glissement constitués de clastes d argile et de sable grossier (coulées de débris) Les dépôts sont riches en sable dans la carotte prélevée. Les passées sableuses ont des épaisseurs maximales de 60cm. 3

10 Le «deep-sea fan» de Cilaos Situé au sud-ouest de l île et long de 300 km, le système turbiditique de Cilaos est le plus développé des cinq éventails du point de vue de son extension (15000 km 2 ) et de la maturité de ses corps sédimentaires. Il se situe dans la continuité de l embouchure de la rivière Saint Etienne, rivière majeure de l île, alimentée directement par les sédiments provenant de l érosion du cirque de Cilaos.

11 Les canyons La zone de canyon (bypass) est longue d environ 70 km et se divise en deux parties la zone de bypass supérieure et la zone de bypass inférieure. Carte d imagerie sonar Carte de bathymétrie Bypass supérieur : Environ 35 km de long Deux vallées rectilignes 2 à 4 km de large Pentes : 4 à 8 Bypass inférieur : Environ 30 km de long Vallée unique rectiligne Environ 10 km de large Pentes : 1 à 2

12 Evolution du chenal Système chenal-levées peu développé Dépôts hétérogènes (épaisseur, continuité, faciès acoustique) Morphologie contrôlée par la topographie de la plaine abyssale Evolution avec augmentation de l incision de l amont vers l aval Terminaison du système dans une zone de fracture

13 Faciès sédimentaires Le système turbiditique de Cilaos est un système sableux. L étude des carottes a permis d observer : 1. Une évolution amont aval avec : diminution de la taille des grains en s'éloignant de l île. diminution de l épaisseur des séquences turbiditiques en s'éloignant de l île. 2. Des structures caractéristiques de séquences turbiditiques : des bases érosives un granoclassement normal la présence de rides de courant

14 Travaux en cours : la stratigraphie Réalisation de courbe de delta o 18. Mesure sur les carottes

15 Conclusion Découverte de cinq fans volcanoclastiques Premier exemple de système turbiditique bien développé en domaine volcanoclastique Source et morphologie propre à chaque fan Mafate : Système allongé constitué d une large vallée bordée par des champs de sediment-waves Système faiblement confiné par la topographie existante, forte extension latérale des courants gravitaire. Cilaos : Système complexe et mature Forte contrainte par la morphologie de la plaque (division du système en trois parties) Système comparable en termes de structures sédimentaires à un système silicoclastique classique. Ces deux systèmes turbiditiques semblent récents et probablement toujours actifs. Leur sédimentation est typique de systèmes turbiditiques sableux dominés par des éléments volcaniques grossiers. Perspectives : Etude du lien entre mise en place et fonctionnement de tels systèmes et évolution de l île ( forçages volcanique et climatique) Etude du fan de Saint-Joseph alimenté par le volcanisme récent du Piton de la Fournaise.

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