Karsts polyphasés, faciès marins et continentaux dans le Paléocène de la partie orientale des Pyrénées françaises

Abstract.

In the Eastern part of French Pyrenees, the Cucugnan area (Southern Corbières) corresponded during the early/Mid-Paleocene (Danian/Selandian) to a narrow transitional zone between the sea to the South (“Pyrenean Paleocene Trough”) and the continent (fluvio-palustrine and lacustrine “Vitrollian” deposits) to the North. To the South, in the North-Pyrenean Zone, the polygenic marine breccias and the associated Dano-Selandian Globigerinid-bearing hemipelagites have been preserved within successive paleokarsts superimposed onto the carbonate substratum (ante-Albian). Four paleosurfaces are recognized, principally filled by marine internal sediments with proximal and distal facies. To the North, in the “Sub-Pyrenean Zone”, a continental foreland basin is characterized by four formations of variegated Microcodium-bearing marls and channelized conglomerates, separated by erosional paleosurfaces underlining well-marked unconformities. An event correlation (chronodiagrams) between the marine realm to the South and the continental realm to the North is proposed, using the successive paleosurfaces and the lithological sequences (same number within the two realms). Our paleogeographic reconstruction shows, to the North, the “Lake of Cucugnan” and, to the South, a calcareous mountainous zone broken by the juxtaposition of deep paleocanyons (eroded in a continental context) later converted into rias submitted to marine oscillations. Several palinspastic transects are reconstructed: they show the polyphase control of the Frontal North-Pyrenean Overthrust on the Paleocene sedimentation and the importance of the successive intra-Vitrollian compressions/ transpressions (“phase fini-crétacée” auct.) inducing, within the two juxtaposed realms, emersions, erosions and karstic features which give a very contrasted paleogeography during a period characterized by plate convergence and creation of steep topographies.

Resume.

Dans la partie orientale des Pyrénées françaises, la région de Cucugnan (Corbières méridionales) correspond, au Paléocène inférieur/ moyen (Dano-Sélandien), à une étroite zone de passage entre la mer au Sud (« Sillon Paléocène Pyrénéen») et le continent («Vitrollien» fluvio-palustre et lacustre) au Nord. Au Sud, dans la Zone Nord-Pyrénéenne, des brèches polygéniques marines associées à des hémipélagites à Globigérinidés dano-sélandiens ont été piégées dans des paléokarsts emboîtés, surimposés dans la série carbonatée anté-albienne. On distingue ainsi quatre paléosurfaces karstiques respectivement remplies par des sédiments internes marins dominants présentant des faciès proximaux et distaux. Au Nord, dans la Zone Sous-Pyrénéenne, un bassin d’avant-pays continental, installé sur un diapir triasique, montre quatre formations de marnes bariolées à Microcodium et de poudingues chenalisés séparées par des paléosurfaces d’érosion jalonnant des discordances angulaires marquées. Une corrélation événementielle (chronodiagrammes) est proposée entre le domaine marin et le domaine continental en utilisant les paléosurfaces et les séquences lithologiques successives dont on retrouve le même nombre dans les deux domaines. La reconstitution paléogéographique présente, au Nord, le «Lac de Cucugnan» et, au Sud, une zone montagneuse calcaire accidentée par de profonds paléocanyons (constitués en domaine continental) ultérieurement transformés en rias d’origine méridionale lors des oscillations marines paléocènes et séparées par des zones hautes émergées. Plusieurs coupes palinspastiques successives sont reconstituées: elles démontrent le fonctionnement polyphasé du Chevauchement Frontal Nord-Pyrénéen à la fin du Crétacé et au Paléocène («phase fini-crétacée» des auteurs) induisant dans les deux domaines juxtaposés une sédimentation syntectonique rythmée par des émersions, érosions et karstifications responsables de la paléogéographie très contrastée des futures Pyrénées à cette époque-clé caractérisée par un affrontement de plaques et la création de reliefs vigoureux.