Assessment of the tectonic role of the Triassic evaporites in the North Toulon fold-thrust belt

Évaluation du rôle tectonique du Trias évaporitique dans les chaînons nord-toulonnais

CRPG – Université de Lorraine, 15 rue Notre Dame des Pauvres, 54500 Vandoeuvre-lès-Nancy, France

^* Corresponding author: vincent.wicker@univ-lorraine.fr

Received: 1 December 2020
Accepted: 6 September 2021

Abstract

The eastern Beausset Syncline and Toulon Belt, in the southern France, represents the easternmost remnant of the Pyrenean Apto-Albian Rift System and of the Pyrenean-Provençal orogen (Late Cretaceous-Eocene). Detailed structural and stratigraphic field mapping as well as the integration of published structural and stratigraphic data, are used to reconstruct the Jurassic to Late Cretaceous tectonic evolution of this area. A layered evaporite sequence, composed of a succession of evaporitic units interbedded with more competent lithologies, behaved as the main decoupling horizon and source of diapiric bodies. Structural and lithostratigraphic observations in the Mont Caumes area are interpreted as halokinetic in origin (wedges, flaps, welds, thrust welds, highly localized depocentes). These were controlled by the sinuous Mont Caumes salt wall that grew along the southern flank of the eastern Beausset Syncline and interacted with regional tectonic stresses from Early Jurassic to latest Santonian times. Jurassic and Lower Cretaceous carbonate units thin toward the Mont Caumes salt wall, recording deposition in salt controlled broad synclinal depocentres controlled by early salt mobilization. Inverted relics of Apto-Albian rift depocenters are aligned along the northern margin of the Toulon Belt and the adjacent Bandol Belt to the west. In the Turonian-Coniacian Revest depocenter, stratal thickness variations, progressive unconformities lateral depocentre, and the westward increase in stratal, overturning of a flap on the basin’s southern margin all record localized strong asymmetrical growth of the 3D Mont Caumes salt wall. During Pyrenean-Provençal N-S convergence starting in Early Campanian, the salt wall was squeezed and reactivated as a thrust weld. The upper part of the flap was sheared and thrust north over the Beausset Syncline (Mont Caumes imbricate). Further to the west, the Saint-Cyr salt extrusion associated with the Santonian-Muschelkalk unconformity, indicates that the Bandol salt wall extruded at the same time as the main diapiric activity of the Mont Caumes salt wall. Compressional reactivation further extruded the salt body leading to emplacement of the Beausset Klippe onto the Beausset Syncline. The Toulon salt structures can be correlated with other examples of contractional salt structures in the external Alps and Pyrenees.

Résumé

Le système chevauchant toulonnais, sur le flanc sud du synclinal du Beausset, représente la terminaison du système orogénique pyrénéo-provençal (Crétacé supérieur à Eocène). Un travail de terrain structural et stratigraphique associé à l’intégration de données structurales et stratigraphiques publiées, sont utilisés pour reconstruire l’histoire tectonique du Jurassique au Crétacé supérieur des chaînons nord-toulonnais. Une séquence évaporitique stratifiée, composée d’une succession de niveaux évaporitiques et de niveaux compétents carbonatés, constitue le niveau de décollement majeur qui est à l’origine de mouvements diapiriques. Les structures et les architectures stratigraphiques observées dans le secteur du Mont Caumes sont interprétées comme ayant une origine halocinétique. Les structures salifères observées (séquences halocinétiques, discordances progressives, unités renversées « flap ») se sont développées sur le flanc sud du synclinal du Beausset et sur le flanc nord du diapir du Mont Caumes. L’halocinèse a interagi avec les contraintes déviatoriques régionales au début du Jurassique au Crétacé supérieur (Santonien). Les formations carbonatées Jurassiques et Crétacé inférieurs s’amincissent sur le flanc nord du diapir du Mont Caumes, enregistrant la croissance de dépocentres contrôlés par le mouvement précoce des évaporites. Les dépocentres Apto-albiens sont alignés le long de la marge nord des chaînons toulonnais et plus à l’ouest au nord de Bandol. La croissance du diapir du Mont Caumes s’enregistre au Turonien et au Coniacien, par la mise en place d’une unité renversée « flap », de discordances progressives et de variations d’épaisseurs remarquables dans les unités Turoniennes et Coniaciennes d’Est en Ouest. Pendant la convergence pyrénéo-provençale, qui débute au Campanien, le diapir du Mont Caumes est détruit et réactivé en chevauchement. De plus, au cours de la convergence, l’unité en série inverse du Mont Caumes, est cisaillée et chevauchée sur le flanc sud du synclinal du Beausset. Plus à l’ouest, l’extrusion de sel de Saint-Cyr, est associée à la discordance du Santonien sur le Muschelkalk, et indique que l’activité du diapir de Bandol est synchrone de celle du diapir du Mont Caumes. La réactivation du diapir de Bandol au cours de la phase pyrénéo-provençale facilite l’extrusion de sel et la mise en place de la klippe du Beausset sur le synclinal du Beausset. Les structures de salifères des chaînons toulonnais peuvent être corrélées avec d’autres exemples de structures salifères compressives dans les Alpes externes ou les Pyrénées.