A discussion on the validation of structural interpretations based on the mechanics of sedimentary basins in the northwestern Mediterranean fold-and-thrust belts

Une discussion sur la validation des interprétations structurales basée sur la mécanique des bassins sédimentaires dans les chaînes plissées du Nord-Ouest de la Méditerranée

¹ IFP Energies nouvelles, 1 et 4 Avenue de Bois-Préau, 92852 Rueil-Malmaison cedex
² UPMC, ISTeP, 4 place Jussieu, 75252 Paris cedex 5

Received: 28 August 2015
Accepted: 10 December 2015

Abstract

Using the geologist’s interpretation of 6 published balanced cross-sections in the fold and thrust belts of the northwestern Mediterranean, a comparative analysis of the interpreted subsurface structural architecture is used to address the links between the structural style and the mechanics of fold and thrust emplacement. For each cross-section example, the geo-dataset and the methods used by the interpreters are different in quantity and quality. Here we have examined how useful is the content of information of each cross-section to constrain the structural evolution scenario. Each interpretation is examined according to considerations of the mechanics of sedimentary basin deformation and how uncertain is the extrapolation of fault trajectory at depth. It is shown that each case reveals a particular type of structural style: thin-skin or thick skin tectonics, fault-related folding, pre-existing fault pattern. The present structural analysis is used to determine for each cross-section the nature of the mechanical problem to address that will reduce uncertainty on the geologic scenario reconstruction. The proposed mechanical boundary conditions could serve to develop analog or numerical models that aim at testing the mechanical validity of the structural scenario of fold and thrust emplacement.

Résumé

En utilisant l’interprétation de 6 coupes géologiques publiées et équilibrées dans les chaînes plissées de la Méditerranée du Nord-Ouest, une analyse comparée de l’architecture structurale est utilisée pour adresser les liens entre style structural et mécanique des bassins sédimentaires. Pour chaque exemple de section, les données à disposition et les méthodes utilisées par les interpréteurs sont différentes en quantité et qualité. Nous avons examiné l'utilité du contenu en information de chaque coupe pour contraindre le scénario d'évolution structurale. Chaque interprétation est examinée en accord avec les considérations sur la mécanique des bassins sédimentaires et à quel point l’extrapolation de la trajectoire des failles est incertaine en profondeur. On montre que chaque cas révèle un type particulier de style structural: thin-skin ou thick-skin, pli de failles, héritage structural. L’analyse structurale présente est utilisée pour déterminer pour chaque section les problèmes mécaniques qu’il faut adresser pour réduire l’incertitude sur la reconstruction palinspastique de la coupe. Les conditions aux limites mécaniques qui sont proposées peuvent servir à développer des modèles numériques ou analogiques qui ont pour objectifs de tester la validité du scénario de mise en place des plis et failles.