STRATIGRAPHIE SEQUENTIELLE: Concepts et Dmarches Dans la godynamique sdimentaire, on est amen dchiffr lhistoire de la rgion en tudiant lorganisation du remplissage sdimentaire. Ce remplissage seffectue en plusieurs tapes en relation avec la morphostructuration du bassin (les phases douverture et de fermeture du bassin) avec les phases transgressives et rgressives (variation eustatique) et les apports sdimentaires qui peuvent tre interne (production) ou externe (transfert des sdiments). Ces apports qui peuvent tre silicoclastiques, carbonats ou mixtes, sont lis aux conditions climatiques (climat chaudetc).Pour dchiffrer linformation (lenregistrement), on utilise comme mthode la stratigraphie squentielle. Cest une mthode qui a t mise au point par des gologues amricains dans les annes (1970). Cette mthode tait mise au point partir des donnes sismiques sismostratigraphie, do le terme de stratigraphie sismique, elle a lavantage dtudier des phnomnes gologiques lchelle (rgionale) dun bassin sur plusieurs centaines de Km. Les donnes de la stratigraphie sismique se basent sur lidentification des rflecteurs et la gomtrie des corps sdimentaires sous forme sigmode. La gomtrie de ces rflecteurs diffre selon les variations du niveau marin, on distingue plusieurs types de configurations, ex: Les ONLAP qui marquent les dplacements des corps sdimentaires vers les continents (rtrogradation); Les DOWNLAP qui marquent les dplacements vers le large (progradation); Les TOPLAP qui marquent la fin de sdimentation ou un non dpt et nous avons les troncatures qui marquent les phases drosion.

Ainsi, on peut distinguer partir de la gomtrie les remontes marines caractrises par les ONLAP et les phases de retrait marin caractrises par les DOWNLAP. Les grandes discontinuits sont caractrises par les TOPLAP et les troncations.Dans lapproche sismique, on sintresse la disposition des corps sdimentaires et la structuration interne des corps mise en vidence par lallure des rflecteurs sismiques en fonction de sa disposition dans le systme plate-forme bassin.Son dveloppement par lintgration des donnes sdimentologiques et lithologiques, on aboutit une approche gnrale quon appelle la stratigraphie squentielle. Cette approche peut tre utilise la fois en sismique et sur le terrain. Cette approche se base sur plusieurs concepts:I- Notion despace disponible: Cest un concept principal, simple qui consiste dire pour quil y ait sdimentation, il faut quil y ait despace. Lespace est grer par trois facteurs:1) Apport sdimentaire ou production: Ex: la sdimentation fluviatile: Dans les milieux fluviatiles, nous avons une organisation qui est fluviale analogue. Cette organisation seffectue depuis le cne, puis le systme fluviatile et puis la plaine deltaque ou alluviale.

2) Les variations du niveau marin absolu: Ces variations indiquent le dplacement des masses deaux soit vers le continent soit vers le bassin, ces variations sont en relation avec le climat (priodes glaciaires et interglaciaires) et parfois on peut parler dune priode glacio-eustatique.3) La subsidence: La subsidence est lenfoncement du fond marin (soulvement), ces phases daffaissement du fond marin sont en relation avec le contexte tectonique, c--d les phases douverture (=rifting) en relation avec lamincissement crustal dans un contexte distensif (des failles normales synsdimentaires, des blocs basculs, les discordances progressives). Laccommodation est contrle par linteraction entre ces trois facteurs.II- Les variations de niveau marin: Ces variations se font en deux temps:Dabord dans un cycle eustatique, nous avons dabord un retrait marin, ce retrait peut tre partiel ou total (partiel sa signifie quune partie de la plate-forme a t immerge ou continentalise) un dplacement du systme fluviatile vers le milieu marin (subarien), et dans ce cas-l on assiste des actions mtoriques qui affectent les sdiments prexistants (la dissolution, recristallisation, calcification, rosionetc), total signifie que toute la plate-forme est immerge et le milieu marin cantonn (se place) uniquement dans le bassin.

Un cycle eustatique est form de la remonte qui se fait en deux phases: La phase dacclration de la remonte: Cette phase consiste une remonte rapide ou bien une inondation rapide des rgions autrefois immerges. Cette phase constitue la phase transgressive de la remonte et on assiste au dplacement des sdiments marins du bassin vers la plate-forme (regradation). La phase de dclration: La remonte est lente avec des inondations faibles, cette remonte faible senregistrant par des sdiments qui sont peu rtrogradants voir agradants ou progradants.

Sous les conditions dune remonte en priodes de dclration, on peut avoir des patch-reef et des rcifs. Et comme exemple de progradant; cest si les apports sdimentaires ou le taux des sdiments est suprieur la remonte, cela signifie quil a y une remonte faible.En rsum: dans un cycle eustatique, nous avons toujours le retrait. III- La notion de transgression-rgression: Cette notion est relative linterfrence de trois facteurs principaux qui contrlent lespace disponible, c--d que cette notion dpende des variations de niveau marin relatives ( des variations de niveau marin absolu). La notion de transgression- rgression dpende des dplacements des rivages par rapport du contient. La notion de transgression dpende du taux de sdimentation et des variations eustatiques et nous avons plusieurs cas:1er cas: remonte eustatique, et si le taux de sdimentation est faible, le rsultat correspond une transgression (rgime transgressive).2me cas: si le taux de sdimentation est lev, et si la vitesse de sdimentation est notamment suprieure la vitesse de la remonte, le rsultat correspond une rgression rgime rgressive).3me cas: remonte toujours eustatique, et si le taux de sdimentation est gale la vitesse de la remonte eustatique, le rsultat correspond une position stationnelle (ni transgression ni rgression).IV- Lorganisation des corps sdimentaires: Cest le rsultat du rapport entre lespace disponible (daccommodation) et le flux (=apport) sdimentaires. Si le rapport est suprieur 1 (si la cration de lespace disponible est suprieure 1) on obtient une rtrogradation cette situation caractrise la phase transgressive dun cycle eustatique, cest la phase dacclration. Si le taux de la cration de lespace disponible est gal 1, on obtient une aggradation c--d une volution verticale (superposition) de sdimentation; cela signifie quil y a des conditions stationnelles.Si le rapport compris entre 0 et 1, on obtient une aggradation suivi par une progradation dplacement des corps sdimentaires vers le large. Cette situation caractrise la phase de retrait et la phase de remonte lente (la phase de dclration). En consquence, dans une rtrogradation, on a une superposition des squences qui sont de plus en plus transgressives. En priode de progradation, sont de plus en plus rgressives marquant un dplacement vers le large. Dans une situation daggradation, on a une superposition des squences avec une rptition des squences identiques. Cette situation caractrise la priode de transition entre les phases dacclration et la dclration de la remonte, gnralement la base de la dclration quon voit des squences identiques.V- La subsidence: Cest les phases dapprofondissement qui peuvent tre brutales ou en escalier. Cette subsidence est lie aux priodes de cration de bassin et aux processus dextension de la lithosphre (la subsidence tectonique), elle rsulte galement en partie de la surcharge cre par les sdiments accumuls et la tranche deau du remplissage des bassins (la subsidence thermique). Dans le calcul de la subsidence on utilise une approche multidisciplinaire, les donnes utilises concernent: Les donnes chronostratigraphiques(lge des formations tudies). Les donnes palobatymtriques(il faut pour chaque couche indiquer la palobatymtrie en utilisant les mthodes de sdimentologie). Les donnes eustatiques (indique le niveau de la mer de lpoque tudi en utilisant la charte eustatique (de Vail 1977). Les donnes de la dcompaction (il est ncessaire de reconstituer lpaisseur de chaque couche en liminant les effets de la compaction).Les diffrentes donnes sont traites par un logiciel informatique qui permet daboutir la modlisation de la subsidence.Exemple: (La subsidence Jurassique du Moyen Atlas) (Cest le mme schma au-dessus, le 2me cest pour montrer ou sont les phases expliques)

Remarque: La 1re phase est marque par des blocs basculs;La 2me phase est marque par des approfondissements accentus avec la mise en place des sillons ou des vasires sdimentation marneuse (marnes du Toarcien);La 3me phase se situe au sommet du Bajocien infrieurA la limite de la 2me phase on constate quil y a dislocation de la plate-forme avec disparition de la sdimentation carbonate.3me phase dapprofondissement: elle est beaucoup plus importante, elle marque lapprofondissement des sillons atlasiques avec la mise en place des marnes de Boulemane. Cette phase marque une inflation sdimentaire (=accumulation extraordinaire des sdiments). Il faut ajouter le rifting continental la base de Trias.

Ainsi dans louverture du bassin moyen atlasique, on distingue plusieurs phases dapprofondissement (dans le moyen Atlas on a un rift continental avort). On distingue alors plusieurs cycles de subsidence, un cycle correspond un couple (subsidence tectonique + subsidence thermique). Lge: Trias suprieur-Lias infrieur; Lge: Lias moyen; Lge: Toaro Aalno-Bajocien; Lge: Bajocien.Ce cycle de subsidence se traduise par des squences rgionales (mga-squences) quon voit lchelle du moyen Atlas (cette squence est non vue lors de la sortie).En rsum:Le cycle de subsidence est un cycle majeur qui reflte les tapes dvolution du remplissage sdimentaire dun bassin.VI- Hierarchies des squences: Sur un terrain, en utilisant lanalyse squentielle laffleurement des 1res squences visibles qui sont qualifies des squences de 1er ordre, elles sorganisent respectivement en squences de 2me et de 3me ordre. Les phases de sdimentation quon voit dans la coupe prcite correspondent aux cycles de 4me ordre.

Ainsi dans lanalyse squentielle, les ordres infrieurs caractrisent les squences mineures, et les ordres suprieurs caractrisent les squences majeures. Dans la stratigraphie squentielle, lorganisation squentielle se fait dune faon contraire, car le matriel tudi correspond aux profils sismiques, et dans ces profils, les squences les plus visibles sont dordre 1.Sur les profils sismiques, les squences les plus visibles sont les squences dordre suprieur. Les squences mineures (=parasquences ou paracycles) sont dordre 4 et 5.Par dfinition, les squences ou les parasquences 4 et 5 sont caractrises par leur volution progradante, aggradante et rtrogradante. Leur volution se fait en 10.000ans jusqu 400.000ans. La squence de 3me ordre ou (squence de dpt), cest la squence unit qui indique lvolution dun cycle eustatique (retrait puis remonte P1 R/P2). Une squence de dpt qui traduit lvolution de dpt 1,5 jusqu 3 millions dannes.Les supercycles (=cycle majeur ou cycle de 1er et 2me ordre) traduisent les grands cycles orogniques.La dure dun supercycle est (15-16 millions dannes).VII- Organisation modle des squences de dpt: Une squence de dpt reflte (enregistre) lvolution de lespace disponible. Dans le cadre des plates-formes (plates-formes carbonates), la production sdimentaire est contrle par les variations du niveau marin dorigine eustatique, cela signifie que la subsidence est constante. Ainsi, les corps sdimentaires qui dveloppent les parasquences sorganisent en dpts progradants, aggradants ou rtrogradants.Une squence de dpt est constitue de trois cortges sdimentaires;A la base (on a une discontinuit basale DB, on dit basale quand on ne sait pas est-ce quil sagit une discontinuit de type 1 ou de type 2), cette discontinuit appele LS (=ligne de sparation), elle est lie au retrait eustatique et dans ce cas-l, on a deux types de discontinuit basale: LS1 et LS2.Cela signifie que nous avons deux types de squences de dpt: SD1et SD2 (SD = Squence de Dpt).Selon limportance du retrait partiel ou total, on distingue les deux types de squences de dpt soit SD1 soit SD2. Le retrait dans le cas dune squence de type SD1 :Si le retrait est total, la squence dbute par un cortge de bas niveau CBN, ou bien un prisme de bas niveau PBN. Ce CBN est caractris par la superposition des parasquences (de 4me et 5me ordre) stratocroissantes et granocroissantes avec la mise en place dune sdimentation mixte allochtone (ce sont les produits drosion de la plate-forme qui sont re-sdiments au niveau de la pente et au bas de la pente; voir figures), caractrises par des structures sdimentaires tel que les slumps, les roches sdimentaires en blocs, les calcites turbidites (au niveau de la plate-forme carbonate) ou bien les olistostromes. Tous cela on les voit au niveau des squences. La limite suprieure du retrait correspond la surface basale transgressive, elle traduit un changement dans la dynamique sdimentaire.La 1re phase de la remonte: cest la phase dacclration qui se traduit par la mise en place deIT (=intervalle transgressif = cortge transgressif). Ce CT est traduit (matrialis) la transgression marine do le terme surface transgressive. La mer stale sur les rgions autrefois taient abandonnes. Les parasquences sont limites par ces surfaces en ONLAP, les squences sont stratocroissantes et granodcroissantes volution de plus en plus transgressive, on parle de squence de Deepining up. Les parasquences les plus transgressives sont situes au sommet de lintervalle transgressif. Ce cortge se limite au sommet par la surface maximal transgressive SMT. Le milieu marin sinstalle sur lensemble des plates-formes.La zone littorale est inonde tout fait la phase ultime (dernire tape du CT).La sdimentation est argilo-carbonate essentiellement marneuse avec intercalation des bancs de calcaires.

La phase de dclration avec une remonte faible, caractrise par le prisme de haut niveau PHN. Ce PHN est plus exprim sur lensemble de la plate-forme, y compris la zone littorale. De faite que la remont est faible, les conditions sont favorables une production optimale (on a une prolifration des algues, installation dune sdimentation organique/biologique), les parasquences sont aggradantes la base puis de plus en plus progradantes au sommet.Ces squence sont granocroissantes est stratocroissantes, elles traduisent une sdimentation autochtone. Dans la zone littorale, les squences se terminent par des surfaces durcies infratidales, inter supratidales. La progradation est due un taux de sdimentation leve (car on a une production optimale, lapport sdimentaire est suprieur que la remont). A la fin de PHN, on assiste une rgression tant donn que le taux de sdimentation est suprieur rgression forc annonce le retrait de la squence suivante. Le retrait dans le cas dune squence de type SD2 :Si le retrait est partiel, nous avons une squence de dpt de type SD2, qui sinstalle la fois sur la plate-forme distale (interne ou externe), sur la pente et sur le bassin voisin. Dans la base de la squence (voir schma), lorganisation de la squence est analogue au PBN sauf on note la raret des dpts re-sdiments (allochtones).

SYNTHESEDiscussion et interprtation des squences et sries sdimentaires.Dans lanalyse des bassins sdimentaires, on aboutit aux modles sdimentologiques grce ltude et la rpartition des facies et des corps sdimentaires (contemporains). Cette rpartition matrialise la configuration du bassin, larchitecture de la plate-forme et son volution durant le remplissage du bassin en prcisant des caractristiques morphologiques, hydrodynamiques, bathymtriques et biologiques Cest le modle latral ou sdimentologique.Egalement au modle vertical grce lanalyse stratigraphique squentielle. Cette volution verticale montre la superposition des squences de dpt qui traduisent lvolution des variations de niveau marin eustatique, glacio-eustatique ou tectono-eustatique.Ainsi on distingue des grandes phases de comblement de la plate-forme avec une production optimale (les conditions favorables une diversification palogographique et au dveloppement des associations biologiques).Les grandes phases dapprofondissement qui se traduisent par des vasires sont profondes avec une sdimentation marneuse. Ces phases dapprofondissement sont dues une acclration soit de la subsidence (contexte distensive) soit une remonte eustatique importante.

Quel est le moment de cycle eustatique o les conditions sont favorables une production carbonate ?? Cest pendant le cortge de haut niveau (P2) CHN, o les conditions sont favorables car il y a une remonte faible, la plate-forme est totalement inonde, les milieux peu profonds permettent le dveloppement des organismes benthiques et des bioconstructeurs.

La CBN nest visible que dans la coupe C;Le CT est bien dvelopp dans la coupe B;Le CHN est beaucoup dvelopp dans la coupe A.Constatation: La configuration de la squence de dpt diffre dun point lautre au sein de la plate-forme; Au sein de la plate-forme, une squence de dpt est toujours asymtrique, incomplte avec des lacunes importantes.Les lacunes se traduisent par labsence de sdimentation avec mise en place de plusieurs discontinuits superposes.Si on compare la coupe B avec C, on note quil y a un diachronisme dans la remonte marine, c--d ST.Au niveau de la zone littorale (coupe A), la sdimentation se fait en majorit pendant CHN.Linondation de la zone littorale seffectue au sommet de CT.Au niveau de la zone littorale, la lacune est trs importante, elle reprsente CBN et CT.Pendant CHN dans la zone littorale, la progradation se traduit par des squences dpaisseur relativement importante la base et rduit au sommet. Cette volution qui est caractristique est appeleThin up.Pendant le CT, on assiste au contraire une rtrogradation. Cette rtrogradation est optimale au sommet de CT. Elle se traduit par laugmentation de lpaisseur des squences. Cette organisation est appele Thick up. Le maximum dinondation se fait au sommet du CT.Les parasquences de 10.000ans jusqu 400.000ans, ce sont des squences eustatiques ou glacio-eustatique qui sont lies au cycle eustatique de Milankovitch. Dans ces squences, la sdimentation traduit lvolution des dpts est peut tre soit bimotif ou bien monomotif indiquant soit la rtrogradation-progradation soit la progradation ou uniquement la rtrogradation. Les squences de dpt sont lies aux variations eustatiques ou glacio-eustatiques. Leur volution marque le retrait puis la remonte. Les supercycles avec une dure suprieure 15 millions dannes traduisent soit louverture du bassin et son comblement soit la fermeture du bassin, elles sont dorigine tectono-eustatique lies lvolution de la subsidence.Remarque:La sdimentation est un phnomne discontinu dans lequel les discontinuits sdimentaires marquent les arrts de la sdimentation ou bien le changement dans la dynamique sdimentaire.Dans la zone littorale, quand il y a un arrt de sdimentation (taux de sdimentation faible), on assiste la formation des surfaces durcies, suite une litification prcoce (surface durcie infratidale ou de type beach-rock).