Emmanuelle SISAVATH 3 ième année de thèse Journées des doctorants de l IFREMER 14-15 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)
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.
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
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
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
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
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 2 3 1. 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
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
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
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.
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
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
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
Travaux en cours : la stratigraphie Réalisation de courbe de delta o 18. Mesure sur les carottes
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.