Brittle tectonics and fluids overpressure during the early stage of the Bay of Biscay opening in the Jard-sur-Mer area, (northern Aquitaine Basin, France)

Tectonique fragile et surpression de fluides au début de l’ouverture du golfe de Gascogne dans la région de Jard-sur-Mer (nord du bassin Aquitain, France)

¹ Laboratoire de Planétologie et Géodynamique, UMR 6112, CNRS, Le Mans Université, Avenue Olivier Messiaen, 72085 Le Mans Cedex 9, France
² UMR CNRS/UPS Géosciences Paris Sud (GEOPS), Bât. 504, Université Paris-Sud, 91405 Orsay, France

^* Corresponding author: pierre.strzerzynski@univ-lemans.fr

Received: 21 November 2019
Accepted: 26 June 2020

Abstract

Ba, F, Pb, Ag, Zn mineral deposits are widespread at the northern and eastern boundaries of the Aquitaine Basin. In most cases, they are hosted within high permeability carbonates that rest over the Hercynian basement and below an impermeable layer. Such a position suggests a Mississippi Valley Type (MVT) model for the formation of these deposits. This model is characterized by the lateral flow of sedimentary fluids expelled from the deeper part of the basin and mixed with other sources of water as they reach the basin boundaries. In the Jard-sur-Mer area, which sits in the north of the Basin, these deposits are also found higher in the sedimentary series suggesting that fluids have flown through the impermeable layer. Our field observations demonstrate that a brittle deformation episode, compatible with an upper-Jurassic N-S direction of extension, occurred as the mineralizing fluids were over pressured. The overpressure was the result of a large input of hydrothermal water ascending along inherited faults affecting the Hercynian basement and released at the onset of the tectonics event. When compared with the rest of the basin, these new results at the northern boundary suggests that the Aquitaine Basin recorded several stages of fluid overpressure both at the onset and during the opening of the Bay of Biscay.

Résumé

Les gîtes minéraux Ba, F, Pb, Ag, Zn sont fréquents aux limites nord et est du bassin Aquitain. Dans la plupart des cas, ils sont hébergés dans des carbonates de forte perméabilité et limités par le socle hercynien à la base et une couche imperméable à leur sommet. Une telle position suggère un modèle de gisement du type « vallée du Mississippi » (MVT) caractérisés par l’écoulement latéral de fluides sédimentaires expulsés de la partie la plus profonde du bassin et mélangés à d’autres sources d’eau lorsqu’ils atteignent les limites du bassin. Sur la zone de Jard-sur-Mer, au Nord du bassin, ces dépôts se retrouvent également plus hauts dans la série sédimentaire suggérant que des fluides ont traversé la couche imperméable. L’étude, sur le terrain, des structures tectoniques et des dépôts minéraux met en évidence qu’un épisode de déformation fragile, compatible avec une direction d’extension N-S du Jurassique supérieur, s’est produit lorsque les fluides minéralisateurs étaient sous pression. La surpression des fluides résulte d’un apport important d’eau hydrothermale, issues du socle hercynien, qui ont remonté le long des failles héritées et ont été libérée au début de l’événement tectonique. Comparées au reste du bassin, ces nouveaux résultats suggèrent que le bassin aquitain a enregistré plusieurs stades de surpression fluide au début et pendant la phase de rifting associées à l’ouverture du Golfe de Gascogne.