Regular Article

Anatomy and evolution of the Astoin diapiric complex, sub-Alpine fold-and-thrust belt (France)

¹ Université de Pau et des Pays de l’Adour, E2S UPPA, CNRS, Total, LFCR, Pau, France
² Total SA, Centre Scientifique et Technique Jean Féger, Pau, France
³ Imperial College, London, United Kingdom

^* Corresponding author: celini.naim@gmail.com; naim.celini@univ-pau.fr

Received: 6 November 2020
Accepted: 19 April 2021

Abstract

The structure of the southwestern branch of the Alpine orogen is affected by the extensive Late Triassic evaporites. These evaporites have been involved in polyphased salt tectonics since the early Liassic, coeval with the Tethyan rifting, and are the décollement level for thrusts in the external parts during Alpine orogeny. The role of salt tectonics in this branch of the Alpine arc is re-evaluated in order to determine the relative importance of early deformation related to salt motion with respect to deformation related to main Alpine compressional events. This paper focuses on one structure identified as diapiric since the 1930’s: the Astoin diapir (Goguel, 1939). Analysis of geological maps together with new field work have allowed to better define diapirism in the Upper Triassic evaporites outcrops around Astoin. Study of the diapir and the surrounding depocenters reveals a major involvement of salt in the structuration of the area, since the Liassic. Several salt ridges are linked to a main diapiric structure, explaining why we call it the “diapiric complex” of Astoin. Salt tectonics was initiated during the Liassic rifting, and a few locations show evidence of reactive diapirism whereas in others evidence of passive diapirism as early as the Liassic is seen. Passive diapirism continued during the post-rift stage of Alpine margin history in the Late Jurassic and Cretaceous when an allochthonous salt sheet was emplaced. Diapirism also occurred during the Oligocene while the Alpine foreland basin was developing in this part of the European margin of the Alps. Serial interpretative cross-sections have been drawn in order to illustrate the lateral variations of diapirism and structural style. Sequential evolutions for each cross-section are proposed to reconstruct the diapiric complex evolution through time. The Astoin diapir shows a complex structural framework with an important along-strike variation of diapiric activity. Most of the geometries are inherited from salt tectonics that occurred during extension, and in some places these early structures are overprinted by Alpine compressional structures.

Résumé

La structure des Alpes Occidentales Méridionales est affectée par les évaporites du Trias Supérieur. Celles-ci sont impliquées dans une activité salifère polyphasée depuis le rifting téthysien au Lias et ont joué le rôle de niveau de décollement pour les chevauchements des zones externes durant l’orogénèse alpine. L’importance de la tectonique salifère dans les Alpes Occidentales Méridionales est réévaluée dans le but de différencier la part de la structuration liée à l’activité salifère précoce de celle liée à la compression alpine en se basant sur une structure identifiée comme diapirique depuis les années 1930 : le diapir d’Astoin (Goguel, 1939). Une analyse cartographique associée à des observations de terrain ont permis de mieux définir le diapirisme lié aux évaporites du Trias Supérieur dans la région d’Astoin. L’étude du diapir et des dépôtcentres associés révèle le rôle majeur des évaporites dans la structuration de la zone, et ce depuis le Lias. La zone est organisée en rides salifères se connectant à une structure diapirique principale, c’est pourquoi nous l’appelons le complexe diapirique d’Astoin. La tectonique salifère s’est amorcée en réaction au rifting liasique. Certaines structures sont réactives et relatives au rifting tandis que certaines structures démontrent un diapirisme passif dès le Lias. Ce diapirisme passif s’est poursuivi durant le stade post-rift de la marge alpine durant le Jurassique Moyen et Supérieur ainsi que durant le Crétacé, probablement à l’origine de la mise en place d’une nappe de sel allochtone. Certaines structures mettent en évidence un diapirisme encore actif à l’Oligocène durant la compression alpine. Des coupes structurales évolutives à travers le complexe diapirique sont proposées pour retracer l’évolution de la structure qui montre un agencement structural complexe avec une importante variation latérale de l’activité diapirique. La plupart des géométries observées sont héritées de la tectonique salifère mésozoïque, et dans certaines zones ces géométries sont recoupées par des structures compressives liées à l’orogénèse alpine.