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Doc. Lab. Géol. Lyon, n° 118

 

W. PANNETIER (1991) - Enregistrement de l'eustatisme
dans les sédiments quaternaires du Bassin des Loyautés
(Nouvelle-Calédonie, Sud-Ouest Pacifique)
169 p., 63 fig., 6 tabl., 2 pl.


R
ésumé

Différentes carottes Kullenberg, prélevées au large de la Nouvelle-Calédonie, consistent en une alternance de boues hémipélagiques et de turbidites. Cet enregistrement montre un lien entre la sédimentation quaternaire profonde et les variations du niveau de la mer sous contrôle climatique.

Dans un cadre biostratigraphique précis reposant sur les restes du nannoplancton, les fluctuations des teneurs en carbonates permettent de mettre sur pied une chimiostratigraphie qui est raccordée à la courbe du d18O construite sur les carottes.

En période interglaciaire et de haut niveau marin, la teneur en carbonates est élevée, alors que l'inverse se produit en période froide. Une corrélation est tentée entre les variations des teneurs en carbonates et en aragonite des sédiments profonds et une succession carottée à travers le récif-barrière s'étendant au SW de la Grande-Terre et qui permet de reconstituer les différentes phases de son édification. Au large de Lifou, une étude sédimentologique et la morphologie des pentes précisée à l'aide du sondeur de sédiment 3,5 kHz permettent de conclure à un contexte essentiellement carbonaté. Le parallélisme entre les courbes des teneurs en aragonite et en carbonates totaux montre que le niveau marin, par son contrôle sur le détritisme carbonaté issu des récifs, joue un rôle important dans la sédimentation de périplate-forme et de bassin. Par contre au large de Thio, face au versant NE de la Grande Terre, ce contrôle est fortement modulé par les apports continentaux silicoclastiques et argileux.

L'étude des différents composants de la phase sableuse et des fractions palynoplanctoniques a permis d'apprécier l'importance relative des apports continentaux, des apports issus des plates-formes ainsi que ceux fournis par les communautés biologiques du milieu océanique. L'apparition de couches à diatomées pendant les périodes froides du Quaternaire permet de déceler des changements dans la structure thermocourantologique du bassin des Loyauté. La quantification des flux de matière permet de préciser la part des différentes sources des matériaux sédimentés, en particulier au large de Thio où le flux terrigène contrôle les variations du flux total et celles des teneurs en carbonates, ainsi que dans la zone Est du bassin où le flux carbonaté joue un rôle prépondérant. A cela s'ajoutent les fluctuations de la production planctonique, difficilement repérables.

Ainsi le caractère mixte, silicoclastique et carbonaté du contexte sédimentaire du bassin des Loyauté est une originalité qui ajoute encore à la complexité des interprétations dans le cadre climato-eustatique.

 

Abstract : Eustatic record in quaternary deposits of the Loyalty basin (New Caledonia - SW Pacific)

Periplatform and basinal Quaternary sediments sampled by piston coring off New Caledonia, consist of carbonate ooze interfugered with calcareous sands and silts deposited by gravity flows. d18O and CaCO3 fluctuations have been used for correlating sediments. The cyclic downcore fluctuations of the carbonate mineralogy results from the behaviour of bank-derived sediment exports and of planktonic production, controlled by climatic and eustatic processes.

During glacial periods of lowered sea level (18O enrichment), the carbonate content is low, and reversely during interglacial episodes and higher sea level. In the core KK 21, peaks of aragonite and CaCO3 % correspond to ligh oxygen isotope values and thus to interglacial stage. This core allows a correlation between the carbonate percents variations and the growth of reefal-barrier off southwestern New-Caledonia. This chemostratigraphy calibrated with d18O curve gives useful chronological indications for other cores of Loyalty basin. Off Thio, the dilution by fine-grained terrigenous products during glacial episodes may constitute the dominant control on sedimentation in a basinal area close to mixed carbonate/siliciclastic sources ; conversely off SW of Lifou island, a detailed echo-character map based on multiple 3,5 kHz echograms reveals a pure carbonate context, therefore alternative flooding and exposure of the bank is probably the cause of carbonate cyclic variations observed through the cores (Bahamiam model).

The composition of sand and palynological fractions shows the relative importance of continental detritus and of biological debris issued from platform and from oceanic communities. Monospecific diatomaceous layers occur in core sections of low carbonate content, they indicate a variation in the pattern of oceanic circulation in the Loyalty basin during glacial ages. Terrigenous and carbonate flux variations have been determined for several cores. Siliciclastic detritus yielded by rivers and shelf sediments are major components of the terrigenous flux which controls the sedimentation in the western Loyalty basin. Reversely carbonate flux is the more important in the Eastern part of it. More over, the short-term changes in planktonic production, which presently shows considerable spatial and temporal variability in response to nutrient availability, depth of vertical mixing, circulation pattern and water transparency.

This example shows that basinal deposition of hybrid siliciclastic/carbonate sequences is an originality, complicating depositional interpretations in the climatic-eustatic context.

 

Sommaire

Introduction, cadre scientifique, objectifs

Chapitre 1 - Généralités
1.1 - Situation géographique et contexte géologique
1.2 - Méthodes d'études

Chapitre 2 - Analyse au sondeur 3,5 kHz : dynamique sédimentaire sur les pentes et dans les bassins au large de la Nouvelle-Calédonie
2.1 - Travaux antérieurs (résultats de la mission biocal)
2.2 - Analyse des fonds au sondeur de sédiments 3,5 kHz

Chapitre 3 - L'enregistrement de l'eustatisme dans la sédimentation quaternaire du Bassin des Loyauté
3.1 - Variations du niveau de la mer dans le Sud-Ouest Pacifique et dans le domaine néo-calédonien
3.2 - Analyse des carottes. Présentation des résultats
3.3 - Corrélations des carottes par radiochronologie et chimiostratigraphie. Contrôles climatiques et eustatiques de la sédimentation.
3.4 - Répartition de la diatomée Ethomodiscus rex et relation avec les événements climato-eustatiques au Quaternaire dans le Bassin des Loyautés
3.5 - Comportement des différentes fractions palynoplanctoniques lors de variations du niveau de la mer
3.6 - Éléments de la phase sableuse
3.7 - Essai de bilan : taux de sédimentation, place des turbidites dans les séquences de dépôts et flux sédimentaires
3.8 - Conclusion : enregistrement sédimentaire des variations du niveau de la mer au Quaternaire terminal dans le Bassin des Loyauté

Chapitre 4 - Comparaison avec d'autres marges actuelles
4.1 - Les Bahamas
4.2 - La Floride et la mer des Caraïbes (502B)
4.3 - Comparaisons avec des domaines purement silicoclastiques et des domaines océaniques francs
4.4 - Conclusions

Conclusion générale
Références bibliographiques
Liste des figures
Liste des tableaux
Annexes
Planches