Apport des expériences en canal à l'interprétation sédimentologique des dépôts de cônes détritiques sous-marins . . .

Contribution of Channel Experiments to the Sedimentological Interpretation of Marine Detrital Cone Deposits

¹ Institut Français du Pétrole
² Centre National du Machinisme Agricole du Génie Rural des Eaux et des Forêts

Résumé

Nous présentons les résultats des expériences réalisées en canal au laboratoire de Mécanique des Fluides de Grenoble visant à l'étude des courants turbides et leur apport à la compréhension de l'arrangement et de la constitution des différents éléments observés dans les dépôts d'origine gravitaire généralement rencontrés dans les bassins sédimentaires profonds. La première partie concerne les expériences et montre: 1) la distinction entre courant de densité et bouffée turbide ; 2) les différentes phases d'un écoulement turbide et leur mécanisme : - mise en mouvement de la masse initiale ; - formation d'un mass-flow; - formation d'un débris-flowou d'un grain-flow; - l'importance du ressaut hydraulique ; - la formation d'une bouffée de densité ; - la décélération de la bouffée. La deuxième partie concerne l'interprétation des éléments constitutifs d'une séquence liée à des écoulements turbides telle qu'elle a été observée dans la Série des Grès d'Annotet comprenant notamment les termes suivants : - bancs de grès homogènes ; - barre massive et ses différentes composantes : niveau de grès homogène ; niveau à galets mous - érosion ; niveau à granules ; niveau grano classé ; niveau à figures d'échappement d'eau ; niveau à figures de progradation ; - intercalations argilo-silteuses. Chacun de ces éléments est relié à une phase ou une partie de phase décrite dans la première partie. Nous proposons en même temps que cette interprétation un processus de mise en place des différents éléments et de leur arrangement séquentiel: série strato-croissante très rapide, barre massive et série strato-décroissante progressive. Ce processus est centré sur un épisode catastrophique majeur (séisme ou déstabilisation de pente) responsable de la création de la barre massive. La série strato-croissante est liée aux prémices de cette phase majeure et la série stratotlécroissante à ses répliques. Chaque élé-ment constitutif : banc de grès homogène plus l'intercalation argilo-silteuse suivante, ainsi que la barre massive, représente un écoulement.

Abstract

This article describes the results of experiments. performed in a channel at the Fluid Mechanics Laboratory in Grenoble to study turbid currents and their contribution to understanding the arrangement and composition of different elements observed in gravity deposits such as are generally encountered in deep sedimentary basins. The first part deals with the experiments and shows : (i) the distinction between density current and turbid surge; (ii) the different phases of a turbid flow and their mechanism (setting the initial mass in motion, forming a mass-flow, forming a debris-flow or a grain-flow, the importance of the hydraulic jump, forming a density surge, deceleration of the surge). The second part deals with interpreting the elements making up a sequence linked to turbid flows such as were observed in the Annot Sandstone Series and, in particular, made up of the following units: (a) homogeneous sandstone banks; (b) massive bar and its different components: - homogeneous sandstone level, - soft pebble level - erosion, - granule level, - graded-bed level, - level of water-escape marks, - level with progradation marks, (c) shaly-silty interbedding. Each of these units is linked to a phase or part of a phase described in the first part. At the same time as this interpretation, a process is proposed for putting the different units in place and for arranging them sequentially, i. e. very fast strato-increasing series, massive bar and progressive strato-decreasing series. This process is based on a major catastrophic episode (earthquake or slope destabilization) that was responsible for creating the massive bar. The strato-increasing series is linked to the early beginnings of this major phase, and the strato-decreasing series to its aftershocks. Each constitutive unit - very homogeneous sandstone bank plus the subsequent shaly-silty interbedding as well as the massive bar - represents a flow.