La Méditerranée orientale doit sa complexité aux mouvements tectoniques des plaques Africaines, d’Arabie et d'Eurasie. Les récentes découvertes pétrolières du bassin Levantin (2009) renforcent la nécessité d’une approche combinée sismique/terrain pour comprendre l’évolution de son remplissage. L’intégration des données de sismique 2D et des données de terrain a permis de proposer des modèles conceptuels 3D qui, couplées aux données de puits, ont permis de définir les sources sédiementaires et les principales phases de remplissages correspondantes aux grands évènements géodynamiques. Ainsi l’évolution du bassin du Levan est marquée par la transition d’une sédimentation carbonate vers une sédimentation mixte (silicoclatisque/carbonaté) au cours du Crétacé. Seul le mont Ératosthène, situé sur une tête de bloc basculé hérité du rifting thétysien, conserve une sédimentation carbonatée superficielle jusqu’au Crétacé supérieur, liée à sa distance des sources silicoclastiques. Celui-ci présente 4 séquences de sédimentation carbonatée alternant superficielle et profonde: La fin du Jurassique moyen, le Crétacé inférieur, le Crétacé supérieur suivie et le Miocène. L'amorce de la collision Miocène en les plaques Eurasienne et Africaine coïncide avec le soulèvement d'Eratosthène avec une phase paroxysmique au cours du Miocène supérieur suivi par son basculement vers le nord en avant de l’ile de Chypre. Nous montrons que la collision a provoqué la formation de petits bassins au sud de Chypre ; un bassin piggyback (Polis Basin) et un bassin flexural (bassin de Limassol) ; contrôlés par la distribution des sédiments mésozoïques. / The Eastern Mediterranean owes its complex nature to the movement of Africa, Arabia and Eurasia. The recent gas discoveries in the Levant Basin (2009) provoked the necessity of necessity of conducting a combined (seismic and field) study to better understand the geological evolution of the Basin. The combination of geophysical and field data allows the conceptualization of onshore and, offshore 3D models in order to characterize the tectonostratigraphic evolution of this area and eventually trace the main sources and pathways that contributed to the infilling of the Levant Basin. The evolution of the Levant Basin is marked by the transition from a pure carbonate system to a mix system (carbonate /siliciclastic) during the Cenozoic. The Eratosthenes block corresponds to a fault block platform. Four major seismic sequences, characterized by periods of aggradation, retrogradation and progradation, punctuated by major unconformities and drowning surfaces have been recognized on the Eratosthenes Seamount. These periods are: the Late Jurassic; the Early Cretaceous, the Late Cretaceous and the Miocene. The initiation of the collision during the Miocene between the African and Eurasian plates coincides with the uplift of the Eratosthenes Seamount with a peak during the upper Miocene (pre-Messinian Salinity Crisis) followed by its northward tilting under Cyprus thrusting. We show that the collision of the two plates caused the formation of small basins in southern part of Cyprus; a piggyback basin (Polis), and a flexural basin (Limassol) that were controlled by the different substratum of the Mesozoic sediments.

Les bassins sédimentaires sont l'expression de déformations lithosphériques. Plus la durée de vie d'un bassin est longue, plus sa probabilité de changer de nature géodynamique est forte. De nombreux bassins enregistrent le passage d'un régime extensif à un régime compressif. Cette évolution peut se traduire par un arrêt définitif de son fonctionnement, ou à l'inverse, par une réorganisation majeure de la subsidence et des faciès. Ces évolutions sont de type marge passive / marge active ou de type bassin intracratonique / bassin d'avant-pays, voire rift oblique / avant-pays. Si le premier type d'évolution a fait l'objet de nombreuses modélisations, ce n'est pas le cas du dernier. Le propos de ce travail est d'étudier les modalités de passage d'un rift oblique à un bassin d'avant-pays et ses conséquences sur l'enregistrement sédimentaire à partir de l'analyse 3D des géométries sédimentaires (Serrano et al., 2001). Le domaine étudié est le bassin d'Aquitaine du Crétacé supérieur au Paléogène, durant la 'convergence Ibérie-Eurasie et sa conséquence: la formation de la chaîne des Pyrénées. En effet, si l'histoire du Crétacé inférieur à l'Eocène supérieur est relativement bien connue, avec (1) un rift oblique au Crétacé inférieur et (2) la "phase" dite pyrénéenne à l'Eocène moyen-supérieur, les modalités d'évolution de l'un à l'autre demeurent sujettes à nombreuses discussions. Nous nous proposons donc, d'apporter de nouveaux éléments pour contraindre cette étape cruciale de l'histoire du bassin d'Aquitaine que constitue le passage d'un régime extensif à un régime compressif. Cette démarche repose sur une analyse 3D des géométries sédimentaires selon les principes de la stratigraphie séquentielle, sur puits et sismique.

Le Crétacé inférieur est ponctué de perturbations du cycle du carbone associées à des épisodes de préservation de matière organique et à des crises de la production carbonatée néritique et pélagique. Ces évènements coïncident également avec des refroidissements à très court terme (<1Ma) dont l'origine et les conséquences sont encore imprécises en raison de la faible résolution des courbes de températures dans les eaux de surface. Les études récentes réalisées à partir de modèles climatiques couplés à des modèles géochimiques laissent penser qu'une crise de la production carbonatée pourrait engendrer un refroidissement climatique sur une échelle de temps inférieure à 1 Ma (Donnadieu et al., accepté). Basées sur les dépôts d'âge Valanginien des coupes de La Charce-Vergol et d'Ollioules (Sud-est de la France) et sur les sédiments de l'Aptien du sous-Bassin de Galvé (Nord-est de l'Espagne), des études stratigraphiques, paléoécologiques et géochimiques ont été menées pour établir les relations entre la production carbonatée et le climat au cours du Valanginien et de l'Aptien. Pour cela, des courbes de température à haute résolution pour les eaux de surface ont été établies et mises en regard des évolutions des producteurs néritiques et pélagiques de carbonate. Le Valanginien et l'Aptien présentent tous deux des arrêts polyphasés de la production carbonatée néritique. Certains arrêts précèdent des refroidissements à court terme, dont ceux datés du Valanginien supérieur, du début et de la fin de l'Aptien inférieur. Cette succession suggérerait un lien de cause à effet entre les crises de la production et les fluctuations climatiques. Toutefois, les refroidissements du Valanginien supérieur et de la fin de l'Aptien inférieur sont respectivement précédés par un enfouissement de matière organique continentale et océanique, qui est un processus pouvant également générer une diminution de CO2 et un refroidissement. Ce travail a permis de mettre en évidence les répercutions des changements climatiques sur la production carbonatée par l'intermédiaire de changements de producteurs dans les domaines néritiques et pélagiques. Dans un premier temps, la mise en place de conditions froides au Valanginien supérieur et à la fin de l'Aptien inférieur est suivie de remplacements floro-fauniques caractérisés par l'évolution de communautés hétérozoaires à photozoaires. Les bouleversements observés suggèrent un changement drastique des conditions trophiques sous le développement de conditions arides relatives au refroidissement. Dans un second temps, l'évolution des communautés pélagiques au Valanginien répondraient également aux changements climatiques : ces communautés marquées d'un déclin depuis la fin du Valanginien inférieur présentent une courte reprise du début au milieu du Valanginien supérieur. Cette reprise coïncide avec le développement de conditions froides et plus arides occasionnant des conditions trophiques plus faibles

L’arc des Petites Antilles résulte de la lente subduction vers l'Ouest des plaques Nord et Sud-Américaines sous la plaque Caraïbes (2cm/an). A la latitude de l’archipel guadeloupéen et à ~150 km à l’Ouest du front de déformation, le bassin d'avant-arc de Marie-Galante forme un bassin perché, incliné vers la fosse et limité vers l’Est par un haut-fond, l’Eperon Karukéra. À cette latitude, le bassin de Marie-Galante domine le prisme d’accrétion de la Barbade et fait face à la ride de Tiburon qui balaye la zone du Nord au Sud depuis la fin du Miocène supérieur. Le remplissage sédimentaire du Bassin de Marie-Galante montre des déformations actives au moins depuis ~30 millions d’années. L’objectif du travail est de reconstituer l’évolution tectono-sédimentaire de ce bassin pour apporter de nouvelles contraintes sur la compréhension globale de la zone de subduction frontale des Petites Antilles. Ce travail s'appuie sur les données de bathymétrie multifaisceaux et de sismique réflexion multi-traces haute résolution acquises lors des campagnes du programme KaShallow. Cette base de données, complétée de profils sismiques plus basse résolution de campagnes antérieures, permet d’avoir une couverture pseudo 3D et à quatre échelles de résolution de l'ensemble du bassin. Un échantillonnage par ROV et carottage ciblé a fourni 40 prélèvements dans les principales unités sismiques. Les analyses pétrologiques et les datations biostratigraphiques autorisent des reconstitutions paléo-environnementales depuis le Paléogène supérieur jusqu’à Actuel. L’interprétation sismique multi-échelle montre un bassin sédimentaire atteignant ~4,5s temps double (~4500 à 5625 m) sur un substratum magmatique pré-structuré. Ce bassin est composé de 5 grands ensembles sédimentaires (E-1, E1, E2, E3 et E4) subdivisés en 13 unités limitées par 14 surfaces de discontinuités. L’organisation séquentielle des unités sismiques permet de mettre en évidence 10 séquences de dépôts de troisièmes ordres (S-1 à S9). Le calage biostratigraphique de l’ensemble des séquences permet de proposer une évolution tectono-sédimentaire du bassin de l’Éocène à l’Actuel. Ainsi, nous distinguons quatre systèmes de failles normales associées à trois phases d’extensions qui contrôlent l’évolution architecturale et sédimentaire du bassin. 1/ Un système N050±10°E hérité, actif dès le Paléogène supérieur, qui contrôle le basculement général du bassin vers le SSE. Il est responsable de la formation de l'escarpement de Désirade d’environ 4500 m de dénivelé. Cette première extension est interprétée comme résultant de la fragmentation de l'avant-arc en réponse à l'augmentation du rayon de courbure de la zone de subduction. 2/ Un système N130°-N150°E, structurant à l’échelle de l’Éperon Karukéra, qui contrôle la sédimentation dès le Miocène inférieur et marque une première phase d'extension transverse à l’arc. 3/ Un système N160°-N180°E qui segmente le Bassin de Marie-Galante en un sous-bassin à l'Ouest et l'Éperon Karukéra à l'Est. Cette seconde extension, globalement perpendiculaire à la marge, s'accompagne d’une subsidence et d'une inversion de la polarité du bassin en réponse à son basculement vers la fosse qui débute au cours du Miocène moyen et se poursuit actuellement à l'Est du bassin. Cette évolution à long terme de l'avant-arc, concomitante avec le recul de l'arc volcanique vers l’Ouest, est considérée comme résultant d’une érosion basale de la plaque supérieure. 4/ Un système N090±10°E plus tardif est localisé au centre du bassin et qui contrôle le développement de plates-formes carbonatées néritiques sur certaines têtes de blocs, comme par exemple à Marie-Galante. Cette dernière extension, parallèle à l’arc, se manifeste dans le bassin à partir du Pliocène inférieur. Elle se superpose au régime d'extension perpendiculaire à l'avant-arc et est interprétée comme l'accommodation du partitionnement de la déformation en réponse à l’obliquité croissante du front subduction vers le Nord. / The Lesser Antilles result of the slow westward subduction of the North and South American plate under the Caribbean plate (2 cm / year). At the latitude of the Guadeloupe archipelago and ~ 150 km to the west of the deformation front, the fore-arc basin of Marie-Galante forms a perched basin tilted to the pit and limited to the East by a shoal, the Spur Karukéra. At this latitude, Marie-Galante basin dominates the accretionary prism of Barbados and faces wrinkle Tiburon sweeping the area from North to South from the late Miocene. The sedimentary fill Basin Marie-Galante shows active deformation since at least ~ 30 million years. The aim of the work is to reconstruct the tectono-sedimentary evolution of the basin to provide new constraints on the overall understanding of the frontal subduction zone Lesser Antilles. This work relies on multibeam bathymetry data and high-resolution seismic reflection multi-traces acquired during campaigns KaShallow program. This database, supplemented by lower resolution of previous campaigns seismic profiles, provides a pseudo-3D coverage and four scales of resolution of the entire basin. ROV sampling and targeted core provided 40 samples in the main seismic units. Petrological analysis and biostratigraphic dating allow paleoenvironmental reconstructions from the upper Paleogene up Actuel. Seismic interpretation multiscale shows a sedimentary basin reaching ~ 4,5s double (~ 4500-5625 m) on a substrate pre-structured magma. This basin consists of 5 main sedimentary units (E-1, E1, E2, E3 and E4) divided into 13 units bounded by discontinuities 14 surfaces. The sequential organization of seismic units allows to highlight sequences 10 deposits of third order (S-1 to S9). The biostratigraphic calibration of all sequences able to offer a tectono-sedimentary evolution of the Eocene basin to Present. Thus, we distinguish four normal fault systems associated with three phases of extensions that control the architectural and sedimentary evolution of the basin. 1 / A system N050 ± 10 ° E inherited assets from the upper Paleogene, which controls the overall pelvic tilt towards the SSE. He is responsible for the formation of the escarpment Désirade about 4500 m elevation. The first extension is interpreted as resulting from the fragmentation of the fore-arc in response to the increase in the radius of curvature of subduction. 2 / A system N130 ° -N150 ° E, structuring across the Spur Karukéra, which controls sediment from the Miocene and marks the first phase of transverse extension arc. 3 / A system N160 ° E ° -N180 which segments Basin Marie-Galante in a sub-basin to the west and the Spur Karukéra in the East. This second extension, generally perpendicular to the margin, is accompanied by subsidence and reversing the polarity of the basin in response to his switch to the pit, beginning during the Middle Miocene and is ongoing in the East the basin. This long-term evolution of the forearc, concurrent with the decline in volcanic arc to the west, is considered as resulting from a basal erosion of the top plate. 4 / A system N090 ± 10 ° later E is located in the center of the basin and controlling the development of neritic carbonate platforms on certain blocks heads, such as Marie-Galante. This latest extension, parallel to the arc occurs in the basin from the lower Pliocene. It is superimposed on the expansion plan perpendicular to the fore-arc and is interpreted as the accommodation of the partitioning of deformation in response to the increasing obliquity front subduction north.

Le Crétacé inférieur est ponctué de perturbations du cycle du carbone associées à des épisodes de préservation de matière organique et à des crises de la production carbonatée néritique et pélagique. Ces évènements coïncident également avec des refroidissements à très court terme (<1Ma) dont l’origine et les conséquences sont encore imprécises en raison de la faible résolution des courbes de températures dans les eaux de surface. Les études récentes réalisées à partir de modèles climatiques couplés à des modèles géochimiques laissent penser qu’une crise de la production carbonatée pourrait engendrer un refroidissement climatique sur une échelle de temps inférieure à 1 Ma (Donnadieu et al., accepté). Basées sur les dépôts d’âge Valanginien des coupes de La Charce–Vergol et d’Ollioules (Sud-est de la France) et sur les sédiments de l’Aptien du sous-Bassin de Galvé (Nord-est de l’Espagne), des études stratigraphiques, paléoécologiques et géochimiques ont été menées pour établir les relations entre la production carbonatée et le climat au cours du Valanginien et de l’Aptien. Pour cela, des courbes de température à haute résolution pour les eaux de surface ont été établies et mises en regard des évolutions des producteurs néritiques et pélagiques de carbonate. Le Valanginien et l’Aptien présentent tous deux des arrêts polyphasés de la production carbonatée néritique. Certains arrêts précèdent des refroidissements à court terme, dont ceux datés du Valanginien supérieur, du début et de la fin de l’Aptien inférieur. Cette succession suggérerait un lien de cause à effet entre les crises de la production et les fluctuations climatiques. Toutefois, les refroidissements du Valanginien supérieur et de la fin de l’Aptien inférieur sont respectivement précédés par un enfouissement de matière organique continentale et océanique, qui est un processus pouvant également générer une diminution de CO2 et un refroidissement. Ce travail a permis de mettre en évidence les répercutions des changements climatiques sur la production carbonatée par l’intermédiaire de changements de producteurs dans les domaines néritiques et pélagiques. Dans un premier temps, la mise en place de conditions froides au Valanginien supérieur et à la fin de l’Aptien inférieur est suivie de remplacements floro-fauniques caractérisés par l’évolution de communautés hétérozoaires à photozoaires. Les bouleversements observés suggèrent un changement drastique des conditions trophiques sous le développement de conditions arides relatives au refroidissement. Dans un second temps, l’évolution des communautés pélagiques au Valanginien répondraient également aux changements climatiques : ces communautés marquées d’un déclin depuis la fin du Valanginien inférieur présentent une courte reprise du début au milieu du Valanginien supérieur. Cette reprise coïncide avec le développement de conditions froides et plus arides occasionnant des conditions trophiques plus faibles / The Early Cretaceous is punctuated by carbon cycle perturbations, associated with organic matter burial episodes and carbonate production crises. These events coincide with short-term cooling (<1Ma), yet the mechanisms are still unclear, because of low resolution in sea surface temperature reconstructions. Recent climatic models suggest that carbonate-platform-collapse events may trigger a short-term ocean cooling episode (Donnadieu et al., accepted). In order to establish relations between climates and carbonate productions, we performed stratigraphic, palaeoecologic and geochemical analyses on Valanginian sediments from the La Charce-Vergol and the Ollioules sections (South-East France) and Aptian sedimentary record of the Galvé subasin (North East Spain). Therefore, high-resolution sea surface temperature curves were reconstructed with regard to the pelagic and neritic carbonate producer evolution. Both Valanginian and Aptian stages are marked by polyphased neritic production drawdown. Moreover, the Late Valanginian, basal and latest Early Aptian carbonate-platform demises predate a short-term cooling occurrence. The chronology of these events may imply that carbonate production decrease may have affected the atmospheric CO2 pool and the climate. Nevertheless, the decreases of water temperature that took place in the Late Valanginian and the latest Early Aptian are also prior to episodes of continental and oceanic organic matter burial, respectively. This process is also known as a CO2 drawdown and cooling generator. The present study allowed establishing climate feedbacks on the pelagic and neritic carbonate producers triggering fluctuations of the carbonate production fluxes. At first, cooler conditions during the Late Valanginien and latest Early Aptian are posterior to floro-faunal changes characterised by heterozoan to photozoan replacements. These suggest a trophic level decrease relative to cool and dryer climatic condition. Subsequently, nannoconid communities seem to record a response to the Late Valanginian climatic change: these producers are characterised by a decline from the latest Early Valanginian onward, interrupted by a recovery from the earliest Late Valanginian up to the mid-Late Valanginian. This recovery coincides with the development of cooling and dryer conditions, triggering low trophic level and thus promoting a subsequent pelagic production recovery.