Image de la semaine | 07/11/2022

Le diapir de Bakio et ses onlaps, Pays basque espagnol

07/11/2022

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS de Lyon

Olivier Dequincey

ENS de Lyon / DGESCO

Résumé

Diapirisme synsédimentaire et discordances angulaires mimant des onlaps transgressifs.


Cet article est la suite directe d'une excursion géologique organisée en avril 2022 par Thierry Juteau dans le cade du CPIE littoral basque, sortie sur le terrain qui reprenait une partie d'une excursion organisée en 2021 dans le cadre de l'Association des Géologues du Sud-Ouest, par Yohann Poprawski et Thierry Juteau. Quatre des figures de cet article sont tirées du livret-guide de cette excursion de 2021. Ces diapirs basques font l'objet d'un article sur le Géochronique n°161 de mars 2022.

L'encaissant Ouest du diapir de Bakio (Pays basque espagnol)

Figure 1. L'encaissant Ouest du diapir de Bakio (Pays basque espagnol)

Les roches du premier plan appartiennent au diapir (roches triasiques). Les roches du deuxième plan sont d'âge albo-cénomanien (limite Crétacé inférieur et supérieur, 105 à 95 Ma) et constituent l'encaissant du diapir. La limite du diapir, qui n'affleure pas dans cette zone, se trouve à une centaine de mètres à gauche. Cet encaissant est constitué de marnes marines, de turbidites et autres roches déposées sous une tranche d'eau relativement profonde. Ces strates crétacées forment un superbe éventail sédimentaire, éventail qui a signification d'un onlap. Au Sud, les couches sont quasiment verticales ; 700 m plus au Nord, elles sont sub-horizontales. Rappelons qu'un onlap correspond à une relation angulaire entre des couche initialement très peu inclinées butant sur des couches plus anciennes et plus inclinées. Les onlaps sont classiquement associés à des dépôts transgressifs, ce qui est étonnant ici vu les faciès relativement profonds.

Localisation par fichier kmz du diapir de Bakio, Pays basque espagnol.


Image interprétée de la figure précédente montrant l'encaissant Ouest du diapir de Bakio (Pays basque espagnol)

Figure 2. Image interprétée de la figure précédente montrant l'encaissant Ouest du diapir de Bakio (Pays basque espagnol)

Les roches du premier plan appartiennent au diapir (roches triasiques). Les roches du deuxième plan sont d'âge albo-cénomanien (limite Crétacé inférieur et supérieur, 105 à 95 Ma) et constituent l'encaissant du diapir. La limite du diapir, qui n'affleure pas dans cette zone, se trouve à une centaine de mètres à gauche. Cet encaissant est constitué de marnes marines, de turbidites et autres roches déposées sous une tranche d'eau relativement profonde. Ces strates crétacées forment un superbe éventail sédimentaire, éventail qui a signification d'un onlap. Au Sud, les couches sont quasiment verticales ; 700 m plus au Nord, elles sont sub-horizontales. Rappelons qu'un onlap correspond à une relation angulaire entre des couche initialement très peu inclinées butant sur des couches plus anciennes et plus inclinées. Les onlaps sont classiquement associés à des dépôts transgressifs, ce qui est étonnant ici vu les faciès relativement profonds.


Zoom sur la partie Sud de l'éventail sédimentaire de la figure 1, Bakio (Pays basque espagnol)

Figure 3. Zoom sur la partie Sud de l'éventail sédimentaire de la figure 1, Bakio (Pays basque espagnol)

Les différences de pendages sont en grande partie de vraies différences de pendage ; elles peuvent cependant être exagérées ou amoindries par des effets de perspectives.


Zoom sur la partie Nord de l'éventail sédimentaire de la figure 1, Bakio (Pays basque espagnol)

Figure 4. Zoom sur la partie Nord de l'éventail sédimentaire de la figure 1, Bakio (Pays basque espagnol)

Les différences de pendages sont en grande partie de vraies différences de pendage ; elles peuvent cependant être exagérées ou amoindries par des effets de perspectives.


L'éventail sédimentaire se voit très bien quand on est assez loin des affleurements (les photos 1 à 4 ont été prises à environ 800 m des falaises). Quand on est au pied des falaises, l'éventail est beaucoup plus difficile à appréhender dans sa globalité, mais des différences angulaires locales sont encore visibles.

La région de Bakio (Pays basque espagnol) se trouve au niveau de ce qui est maintenant la marge passive Sud du Golfe de Gascogne. Rappelons que le Golfe de Gascogne est une dépendance (avec lithosphère océanique) de l'Océan atlantique. Ce Golfe de Gascogne s'est ouvert au milieu du Crétacé. La majorité du mouvement (décrochement et extension) a eu lieu à l'Albo-Cénomanien (110 à 90 Ma). Durant cette ouverture, la croute de la marge ibérique subit un fort amincissement ce qui se traduit par une subsidence importante. Pendant cet épisode, il se dépose plusieurs milliers de mètres de sédiments majoritairement turbiditiques, avec avalanches sous-marines, slumps… associés à un volcanisme alcalin sous-marin synsédimentaire (cf. Les slumps et les pillow lavas crétacés d'Armitza, Pays basque espagnol). Cette série crétacée se dépose sur une série sédimentaire de plateforme allant du Trias au Crétacé inférieur. Cette série contient un important niveau argilo-évaporitique datant du Trias supérieur, accompagné de coulées basaltiques synsédimentaires (les célèbres ophites des Pyrénées, qui appartiennent à la CAMP, cf. Le dyke basaltique d'âge mésozoïque de Brenterc'h (Finistère Nord) : un marqueur excentré de la province magmatique géante CAMP, précurseur de l'ouverture de l'océan Atlantique central). Les mouvements tectoniques associés à l'importante surcharge sédimentaire albo-cénomanienne ont entrainé la formation de nombreux diapirs de Trias qui remontaient à travers la couverture sédimentaire crétacée en cours de dépôt. Chaque diapir en cours d'ascension correspondait à un relief sous-marin sur et autour duquel se déposaient des sédiments albo-cénomaniens, chaque couche de sédiment déposé au temps t étant “percée”, basculée et plissée par la montée du diapir, puis recouverte de sédiments au temps t+1 et ainsi de suite pendant quelques millions d'années. L'onlap visible à l'Ouest de bakio n'est donc pas un onlap classique dû à une transgression, mais à des dépôts se déposant sur et autour d'un diapir en cours de d'ascension.

Extrait de la carte géologique à 1/50 000 de Bermeo (Espagne)

Figure 8. Extrait de la carte géologique à 1/50 000 de Bermeo (Espagne)

Les terrains jaunes, de différentes nuances de vert et “bleu clair”, correspondent aux terrains du Crétacé. Les terrains rose pâle correspondent à du Quaternaire. Les argiles évaporitiques du Trias sont représentées en rose intense ; les basaltes triasiques en bleu foncé. Le tracé probable du diapir en mer est représenté par une ligne rose. Les photos 1 à 7 montrant l'onlap de Bakio, sont localisées au point 1. Les photos 13 à 23 ont été prises près du point 2, et les photos 24 et 25 près du point 3. L'échelle de la carte est donnée par le quadrillage kilométrique. En haut à droite, image Google Earth du Golfe de Gascogne et localisation de Bakio sur sa marge Sud.


Extrait de la carte géologique à 1/50 000 de Bermeo mis en relief sur une image Google Earth

Figure 9. Extrait de la carte géologique à 1/50 000 de Bermeo mis en relief sur une image Google Earth

Les terrains jaunes, de différentes nuances de vert, correspondent aux terrains du Crétacé. Les terrains rose pâle correspondent à du Quaternaire. Les argiles évaporitiques du Trias sont représentées en rose intense ; les basaltes triasiques en bleu foncé. Les argiles évaporitiques du corps du diapir, très érodables, correspondent à une dépression et n'affleurent quasiment pas, sauf au voisinage du point 2. Le tracé probable du diapir en mer est représenté par une ligne rose. Les photos 1 à 7 montrant l'onlap de Bakio, sont localisées au point 1. Les photos 13 à 23 ont été prises près du point 2, et les photos 24 et 25 près du point 3.


Coupe schématique du diapir de Bakio (Pays basque espagnol)

Schéma montrant la géométrie de couches se déposant autour d'un diapir en cours de croissance

Figure 11. Schéma montrant la géométrie de couches se déposant autour d'un diapir en cours de croissance

Le rectangle rouge localise approximativement la situation des affleurements de l'Ouest de Bakio (figures 1 et 2).


Vue de la baie de Bakio (Pays basque espagnol), prise depuis le pied des falaises des figures 1 à 7, avec au fond l'encaissant oriental du diapir et au premier plan l'encaissant occidental

Figure 12. Vue de la baie de Bakio (Pays basque espagnol), prise depuis le pied des falaises des figures 1 à 7, avec au fond l'encaissant oriental du diapir et au premier plan l'encaissant occidental

La masse principale émergée du diapir est située à l'extrême droite de la photo. La baie correspondrait à une part immergée du diapir. Les trois quarts gauches des falaises de l'autre côté de la baie correspondent à l'encaissant oriental du diapir. Les affleurements roses visibles sur la côte au niveau du tiers droit de la côte correspondent aux rares affleurements de Trias argilo-évaporitique. Les rochers dépassant de la plage devant et à droite du Trias rose correspondent à des basaltes triasiques.




Vue sur le contact oriental du diapir de Bakio (Pays basque espagnol), à l'Est de la baie

Figure 15. Vue sur le contact oriental du diapir de Bakio (Pays basque espagnol), à l'Est de la baie

De gauche à droite, on voit l'encaissant crétacé (gris sombre), le contact encaissant/diapir, le Trias argilo-évaporitique (rose) et les basaltes triasiques (brun-verdâtre) qui appartiennent tous deux au corps du diapir.


Gros plan sur la masse rose argilo-évaporitique de la figure précédente, Bakio (Pays basque espagnol)

Figure 16. Gros plan sur la masse rose argilo-évaporitique de la figure précédente, Bakio (Pays basque espagnol)

Il s'agit d'argiles gypseuses du Trias supérieur. Ces argiles gypseuses sont traversées par de multiples veines de gypse secondaire quasi pur qui a recristallisé pendant les déformations contemporaines de la montée du diapir.





À 2,5 km au Nord-Est de Bakio, un site attire de très nombreux touristes (non géologues), l'ilot de Gaztelugatxe. Cet ilot surmonté d'un monastère a d'ailleurs servi de lieu de tournage pour des scènes de la série Game of Thrones. Cet ilot (point 3 sur les figures 8 et 9) est situé juste à l'Est de la limite (en mer) du diapir. Il permet, dans un cadre superbe, de voir un autre aspect d'un onlap sur le flanc oriental du diapir.

L'ilot de Gaztelugatxe, sur le flanc oriental du diapir de Bakio (Pays basque espagnol), dont la limite se situe en mer à quelques dizaines de mètres de la côte de l'ilot

Figure 24. L'ilot de Gaztelugatxe, sur le flanc oriental du diapir de Bakio (Pays basque espagnol), dont la limite se situe en mer à quelques dizaines de mètres de la côte de l'ilot

La ligne noire pointillée représente le contact (en onlap) entre deux formations calcaires albo-cénomaniennes.


Image interprétée détaillant le contact (en onlap) entre deux formations calcaires albo-cénomaniennes

Figure 25. Image interprétée détaillant le contact (en onlap) entre deux formations calcaires albo-cénomaniennes

Ce contact correspond aux pointillés noirs sur la figure 24. Le contact entre le diapir et ces sédiments crétacés se trouve quelques centaines de mètres à l'Est (à gauche).