Early, far-field and diffuse tectonics records in the North Aquitaine Basin (France)

Enregistrements tectoniques précoces, lointains et diffus dans le Nord du Bassin aquitain

¹ Laboratoire de Planétologie et Géodynamique, UMR6112, CNRS, Le Mans Université, France
² Géosciences Rennes, UMR6118, CNRS Université de Rennes, France
³ Institut des Sciences de la Terre d’Orléans, UMR7237, CNRS, Université d’Orléans, France
⁴ Département de géologie et génie géologique, Centre E4M, Université Laval, Canada
⁵ Laboratoire de Géologie de Lyon, UMR5276, CNRS, Université Lyon 1, France

^* Corresponding author: loic.bouat@univ-lemans.fr

Received: 15 December 2022
Accepted: 26 September 2023

Abstract

In Western Europe, the deformations related to the opening of the Bay of Biscay and the formation of the Pyrenean belt are well described in the southern part of the Aquitaine Basin, but little is known about the impact of these geodynamic events towards the Northern Aquitaine Platform. In this paper, we combine field observation with Unmanned Aerial Vehicle (UAV) imagery and calcite U-Pb geochronology to determine precisely the tectonic evolution in the Vendée Coastal domain. We evidence two main tectonic events: (1) At the transition between the Late Jurassic to Early Cretaceous, WNW-ESE striking normal faults formed horsts and grabens at the onset of the opening of the Bay of Biscay. The reactivation of Variscan faults during this tectonic event is consistent with oblique extension. This event triggered ascending fluid flows that mix with Basin fluids responsible for barite-pyrite-quartz mineralizations near the unconformity. (2) During the Late Cretaceous, fractures, wide-open folds, veins, and joints are consistent with the N-S shortening direction during the earliest stages of the Pyrenenan compression.

In both cases, the Northern Aquitaine Platform records the early stages of the main regional tectonic events in a far-field position. In the northern Aquitaine Basin, as in many other places in Europe, the tectonic study of sedimentary platforms located far from the plate boundaries provides new constraints on the early diffuse deformation process that predate the main tectonic phases.

Résumé

Résumé

Au cours des périodes du Mésozoïque et du Cénozoïque, l’Europe a connu plusieurs évènements tectoniques interprétés comme de la tectonique lointaine. Il peut s’agir d’une tectonique diffuse qui se produit au début d’un évènement tectonique majeur ou de la propagation au loin de la déformation des fronts orogéniques. En Europe de l’Ouest, les déformations liées à l’ouverture du Golfe de Gascogne et à la formation de la chaine des Pyrénées sont bien décrites dans le sud du Bassin aquitain, là où la plate-forme Nord aquitaine reste peu étudiée. Nous avons combiné les observations de terrain, l’imagerie par drone et la datation laser U-Pb sur la calcite pour déterminer l’évolution tectonique du domaine côtier de la Vendée. Nos résultats mettent en évidence l’existence de deux évènements tectoniques majeurs depuis le début du Jurassique : (1) À la transition du Jurassique supérieur au Crétacé inférieur, des failles normales orientées ONO-ESE présentent une organisation en hosts et grabens au début de l’ouverture du Golfe de Gascogne. Leur association avec des failles décrochantes varisques réactivées est cohérente avec une organisation oblique de l’extension. Cet évènement tectonique est accompagné par la circulation d’un fluide profond. (2) Durant le Crétacé supérieur, la mise en place de fractures, de plis ouverts, de veines et de joints est cohérent avec la direction de raccourcissement N-S qui se produit au premiers stades de la compression N-S des Pyrénées.

Dans les deux cas, les premiers stades des principaux épisodes de déformation régionale ont été enregistrés par une tectonique lointaine sur la plateforme Nord aquitaine, avant la localisation de la déformation dans les rifts et dans les Pyrénées. Dans le Bassin aquitain, comme dans de nombreux endroits en Europe, l’étude tectonique des plates-formes sédimentaires situées loin des zones principales de déformation à l’échelle des plaques apporte de nouvelles contraintes sur les processus de déformations précoces et diffus antérieurs aux principales phases tectoniques.