20/11/13

1

1 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

2.1.2. Passive margins

2 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Stage « rift »

Stage « break-up »

Stage « young margin »

Stage « mature margin »

Lias (180 Ma)

Aptian (120 Ma)

U. Cretaceous. (80 Ma)

From rift to passive margin

20/11/13

2

3 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Croûte Continentale

Manteau lithosphérique

Asthénosphère 1300°C

moho ductile

résistance

profondeur

cassant

cassant

ductile

visqueux

Failles (séismes)

État initial

From rift to passive margin : lithosphere deformation

4 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Graben (failles normales & sédiments continentaux)

1300°C

Stade rift précoce

From rift to passive margin : lithosphere deformation

20/11/13

3

5 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Amincissement de la lithosphère

Graben

Déformation ductile

1300°C

Déformation cassante

Stade rift

From rift to passive margin : lithosphere deformation

6 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Stade rift mature

1300°C

Amincissement lithosphérique

Remontée des isothermes &

Asthénosphère Diminution de densité Soulèvement

réchauffement Fusion partielle (limitée)

Fusion partielle

Cisaillement asymmétrique

From rift to passive margin : lithosphere deformation

20/11/13

4

7 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Dénudation du manteau

Stade dénudation manteau

1300°C

Faille de Détachement asymmétrique

Dénudation du manteau

Altération marine

Élimination de la croûte

From rift to passive margin : lithosphere deformation

8 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Asthénosphère en surface => accrétion croûte océanique

Stade « break-up »

1300°C

Rupture lithosphère

arrêt transmission de contraintes

arrêt activité des failles

Asthénosphère en surface

Accrétion croûte océan.

Rebond isostatique

Séparation des marges

From rift to passive margin : lithosphere deformation

20/11/13

5

9 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Sédimentation post-rift (envir. marin)

Stade marge jeune

Failles inactives Discordance post-rift

Refroidissement de la lithosphère Densification Subsidence

thermique

Subsidence

Refroidissement = f(amincissement)

Subsidence différentielle

Basculement de la marge

From rift to passive margin : lithosphere deformation

10 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Stade marge mature

Subsidence

Sédimentation post-rift

Subsidence décroissante en f(temps)

Accommodation décroît sur plateforme

Progradation + deep sea fan sur cr. océan.

progradation

Deep-sea-fan

From rift to passive margin : lithosphere deformation

20/11/13

6

11 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Two types of continental margins

- M

iche

l Sér

anne

25km

Namibia (Walvis)

Autin & al, 2010, GJI

Blaich & al 2013 Geol Soc London Spec Publ 369

Gulf of Aden

Seaward-dipping reflectors -> basaltic lava flows = volcanic margin

Tilted blocks = non-volcanic margin

Fully igneous crust

12 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Volcanic margin (South Atlantic)

Ussami & al, 2013 Geol Soc London, Spec Publ 369

12 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Ussami & al, 2013 Geol Soc London, Spec Publ 369

Seismic example of the transitional domain along the Pelotas Basin (modified from Cainelli & Mohriak 1998).

Blaich & al 2013 Geol Soc London Spec Publ 369

20/11/13

7

13 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

South Atlantic volcanic margin

13 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Regional seismic profile in the Lüderitz Basin (Namibia), with the location of the Kudu discovery well. Uninterpreted profile

Mello & al 2013, Geol Soc London Spec Publ 369

14 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

South Atlantic volcanic margin

14 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Regional seismic profile in the Lüderitz Basin (Namibia) , with the location of the Kudu discovery well. interpretation showing the SDRs interpreted as volcanic wedges that post-date the rift sequence.

Mello & al 2013, Geol Soc London Spec Publ 369

SDR

Syn-rift

sediments

intrusions

underplating

Post

-rif

t

syn-

rift

20/11/13

8

15 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

South Atlantic conjugate volcanic margin

Blaich & al 2013 Geol Soc London Spec Publ 369

16 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Structure of non-volcanic vs volcanic margins

Gerninon & al

20/11/13

9

17 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Structure of non-volcanic vs volcanic margins

Ocean. cr.

Ocean. cr. Stretched Cont. cr.

Cont. cr. igneous crust.

C.O.B.

18 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Formation of volcanic margins

Active rifting => volcanic margin

Upwelling of asthenosphere

Mantle fusion (lithosph + asthenosph)

Large lava flows (traps)

Emplacement of grabbro bodies at Moho = underplating

After break-up : differential subsidence => Seaward dipping lava flow

Break-up : accretion of oceanic crust

Dike intrusion in Cont. Cr.

subsidence

20/11/13

10

19 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Volcanic vs non-volcanic margins

Namibie

©NOAA

Angola

Parana Basaltic

Traps

mid-Atlantic ridge

Tristan da Cunha Hot-spot

20 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Large Igneous Provinces Large Igneous Provinces

LIP’s: basalt plateaus = traps Associated with volcanic margins (e.g. Atlantic volcanic M.)

Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues

Plume = convection => decompression => mantle fusion

20/11/13

11

21 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

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Non-volcanic margin : Stretched lithosphere

Melrose

Gulf of Lion margin

TGS / Melrose

Séranne, 1999

22 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Non-volcanic margin : Stretched lithosphere

Reston

Manatschal & al , 2001

West iberian margin

20/11/13

12

23 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Non-volcanic margin : Stretched lithosphere

Ranero & al

West iberian margin

24 Mas

ter1

Rés

ervo

irs

Géol

ogiq

ues Dyn

amique

des

Bas

sins

- M

iche

l Sér

anne

Non-volcanic margin : Stretched lithosphere

Whitmarsh & al 2001,

West iberian margin