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Doc. Lab. Géol. Lyon, n° 100

 

A. CURIAL (1987) - La sédimentation salifère et suprasalifère du Paléogène
bressan (France) : comparaison entre les données diagraphiques et lithologiques.
Étude diagraphique du Champ d'Etrez et synthèse du bassin.
192 p., 70 fig., 22 tabl.


Résumé

Mots-clés : Paléogène, évaporites, diagraphies, synthèse de bassin, paléogéographie, fossé bressan, France.

Les terrains paléogènes de la Bresse méridionale comportent une puissante série salifère dont l'épaisseur atteint près de 1300 m. dans le Champ d'Etrez. L'étude de ces terrains est réalisée principalement à partir des diagraphies différées.

Après une présentation des outils et des techniques diagraphiques, une première partie, analytique et descriptive, présente diverses comparaisons entre les diagraphies et les données lithologiques. Les diagraphies conventionnelles (gamma-ray, sonic, densité et indice d'hydrogène CNL) sont confrontées, par différentes méthodes statistiques, aux analyses chimiques des carottes. Les résultats montrent l'intérêt fondamental des diagraphies différées pour reconnaître quantitativement la composition des terrains traversés. Un programme informatique d'évaluation des quatre phases minérales majeures (halite, anhydrite, calcite et argiles), ainsi que de la porosité, à partir de ces enregistrements, est réalisé.

La comparaison, entre les courbes de pendagemétrie SHDTc (outil récent comportant huit électrodes de mesure) et des carottes, révèle que ces enregistrements permettent de définir avec précision le faciès salifère (sel primaire, sel diagénétique), par l'analyse de la disposition des contrastes de résistivité d'une courbe à l'autre, et de leur fréquence verticale. En contexte calcaréo-argileux, ces courbes renseignent sur la morphologie et la répartition des constituants minéralogiques résistants, tels que l'anhydrite ou le gypse. En raison de la diagenèse intense qui a perturbé, sinon détruit, la stratification originelle d'une grande partie des dépôts salifères, les valeurs de pendages, calculées par des programmes d'interprétation comme DUALDIPc, présentent une très forte dispersion. Une méthode visuelle de sélection des résultats obtenus par ce programme est proposée pour déterminer avec fiabilité le pendage en contexte salifère diagénétique.

Deux autres diagraphies récentes sont examinées. Il s'agit des enregistrements LDTc (mesures de densité et de coefficient d'absorption photoélectrique Pe) qui ont révélé la présence de célestite à proximité d'horizons anhydritiques ou gypseux. Il s'agit aussi de la diagraphie NGTc (spectrométrie du rayonnement gamma naturel) qui évalue les teneurs en thorium, uranium et potassium. Ces teneurs sont comparées aux proportions d'argiles analysées sur carottes. Les corrélations établies indiquent des relations étroites mais non linéaires entre Th et argiles d'une part, et entre K et argiles d'autre part. Une corrélation linéaire positive entre le carbone organique total et la teneur en uranium analysée par fluorescence X est mise en évidence.

Dans une seconde partie, différentes méthodes d'analyse des données diagraphiques ont été appliquées aux sondages du champ d'Etrez afin de saisir la répartition spatiale des diverses lithologies. On peut dégager des résultats obtenus une certaine pérennité des tendances paléogéographiques durant tout l'intervalle salifère :
- origine exclusivement méridionale des épandages de matériel détritique dont la progression vers le Nord est réduite ;
- les dépôts halitiques dans les secteurs de forte accumulation passent latéralement, vers la bordure orientale, à des sédiments carbonatés et sulfatés.

Des dissolutions précoces de halite en liaison avec certains horizons d'argilites ont été détectées grâce aux courbes de pendagemétrie (HDTc et SHDTc).

En ce qui concerne le Stampien marno-calcaire, l'analyse des diagraphies révèle d'importantes variations latérales de lithologie. Certaines relèvent de mécanismes sédimentaires : passage brutal d'une zone carbonatée située au NE, à une zone riche en sulfates (gypse et anhydrite) occupant le reste du champ. D'autres sont d'origine diagénétique (gypsification d'anhydrite) et sont induits par la circulation d'aquifères provenant de la zone carbonatée.

Dans une troisième partie, les résultats obtenus dans le champ d'Etrez sont intégrés aux données recueillies à l'échelle du bassin (diagraphies, sismique) en un ensemble permettant une reconstitution dynamique de la sédimentation salifère et de son cadre paléogéographique. Des corrélations diagraphiques détaillées, entre les différents puits du bassin, sont établies, pour le Salifère et sa couverture stampienne et aquitanienne. Elles montrent précisément les relations entre les faciès halitiques qui s'accumulent dans les secteurs les plus subsidents, et les faciès terrigènes (sables et argiles), carbonatés et anhydritiques de la bordure méridionale. Des dissolutions de sel, considérées comme précoces et polyphasées, affectent le toit du Salifère dans toute la partie nord du Bassin. Á ces dernières, se superposent des dissolutions un peu tardives, localisées le long des bordures.

(c : marque de Schlumberger).

 

Abstract

Comparison by varied statistical methods between conventionnal well logging measurements and chemical analysises of core samples, outlines the fundamental interest of well logging to recognize the composition of the penetrated formations.

Comparison between SHDTc pendagemetry curves and core samples discloses that these records allows the recognition of different salt facies, and in carbonate-argillaceous context, morphology and distribution of the resistant components (anhydrite, gypsum). A method is proposed for pendage determination in diagenetic saliferous context.

Interpretation of photoelectric absorption index log (Pe) allowed to diagnose celestite presence which has been confirmed by diffractometric analyses. Th, K and U contents, measured by the natural gamma-ray spectrometry well logs, are compared with core samples data. Non linear relations exist between Th and clays, and between K and clays. U, analysed by fluo X, is positively correlated with the total organic carbon.

Well logs interpretation of Etrez's field gives the spatial repartition of the varied lithofacies. In the Saliferous Formation, terrigenous supplies derived exclusively from South ; their northward extent is limited. Halite deposited in the basin center whereas carbonate and sulfate sediments accumulated on the margins. Major lateral lithofacies changes occured in "Stampien marno-calcaire" Formation. Some of them are produced by sedimentary effects (sharp transition between carbonate and sulfate lithofacies). Others are diagenetic (transformation of anhydrite to gypsum), caused by aquifer circulation.

All over the basin, detailled well logs correlations are proposed in the Saliferous Formation and its Paleogene overlying beds. The southern Bresse clastic sequences are equivalent with the northern saliferous sequences. Lateral transitions salt-carbonate or salt-anhydrite occur towards the southern edge. Early and multiphased salt dissolutions events affected the uppermost part of the Saliferous Formation all over the northern area of the basin. Later salt dissolutions (during Stampian) occured on the edges of the Saliferous Formation.

 

Sommaire

Chapitre I - Présentation
A - Domaine d'étude
B - Caractéristiques des diagraphies différées et des traitements automatiques utilisés
C - Méthodes d'étude appliquées au champ d'Etrez

Chapitre II - Étude comparée des diagraphies et des carottes
A - Description des principaux faciès lithologiques
B - Reconnaissance qualitative de la lithologie par les diagraphies : comparaison avec l'examen des données de carottes
C - Reconnaissance quantitative de la lithologie par les diagraphies
D - Reconnaissance du pendage en contexte salifère diagénétique

Chapitre III - Application des données diagraphiques à la reconnaissance des formations salifères et suprasalifères dans le champ d'Etrez
A - Introduction
B - La série salifère
C - La couverture stampienne du Salifère

Chapitre IV - Morphologie et paléogéographie du Salifère bressan
A - Les travaux de géophysique en Bresse méridionale
B - Origine du sel
C - Corrélations diagraphiques et variations latérales de faciès
D - Conclusion générale

Références bibliographiques
Liste des documents utilisés
Liste des illustrations
Annexes