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remise le 6 août 1992, acceptée après révision le 28 janvier 1993. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] J. ESPITALIÉ, E. DÉRVAUX et F. MARQUIS, La pyrolyse Rock-Eval et ses applications, Revue Inst. Fr. Pétrol., Parties 1 et 2 : 40, 5 et 6, p. 563-784; Partie 3 41, I, 1985, p. 73-79. [2] J. ESPITALIÉ, F. MARQUIS et L. SAGE, Organic geochemistry of the Paris Basin, in J. BROOKS et K. GLENNIE, éd., Petroleum Geology of Northwest Europe, Graham and Trotman, 1987, p. 71-86. [3] M. HANZO, G. PENIGUEL, J. DOUBINGER et M. C. ADLOFF, Zonation palynologique et analyse géochimique organique, pour
M. C. ADLOFF, Zonation palynologique et analyse géochimique organique, pour préciser les milieux lors de la transgression liasique à Cattenom (Moselle, France), Cahiers micropal., 5, CNRS, 1990, p. 55-85. [4] M. HANZO, S. FRANIATTE, J. ESPITALIÉ et P. C. de GRACIANSKY, Source rocks and liasic sequence stratigraphy in Lorraine (Eastern Paris Basin, France), Cong. Seq. Strag. of Europe Bas., Dijon, 1992, p. 344-345. [5] J. LE ROUX, La tectonique de l'auréole orientale du Bassin de Paris. Ses relations avec la sédimentation, Bull. Soc. géol. Fr., (7), XXII, 4, 1980, p. 655-662. [6] P. POUJOL, in Colloque sur le Lias, Chambéry,
655-662. [6] P. POUJOL, in Colloque sur le Lias, Chambéry, Technip, 1960. M. H. Laboratoire de Géologie des Ensembles Sédimentaires, Université de Nancy-I, BP n° 239, 54506 Vandœuvre-lès-Nancy Cedex, France; J. E. Laboratoire de Géochimie organique, Institut Français du Pétrole, 4, avenue de Bois-Préau, 92506 Rueil-Malmaison Cedex, France. Géologie/Geology Influence de l'héritage anté-dévonien au front de la chaîne andine (Partie centrale de la Bolivie) David ZUBIETA-ROSSETTI, Pascale HUYGHE, Georges MASCLE, Jean-Louis MUGNIER et Patrice BABY Résumé L'étude de profils de sismique réflexion industriels dans la région centrale de la Bolivie, à l'avant du front est de la chaîne Andine montre
à l'avant du front est de la chaîne Andine montre une structuration anté-dévonienne, scellée par la discordance située à la base du Mésozoïque. Cette structuration, qui correspond à la phase de compression « Ocloyic » (Ordovicien supérieur) ou à la phase « Brésilienne » (Protérozoïque supérieur à Eocambrien) a influencé non seulement la répartition des sédiments paléozoïques, mais aussi les déformations ultérieures. En effet, la migration du front de déformation Andin a induit dans les formations tertiaires des anticlinaux orientés EW à N 60°, parallèles aux structures tectoniques antédévoniennes réactivées et à la bordure du bassin Paléozoïque mais obliques au
et à la bordure du bassin Paléozoïque mais obliques au raccourcissement Andin. The influence of pre-Devonian structures in the development of the front of the Andean belt (central Bolivia) Abstract — Seismic profiles on the Eastern front of the Andean belt of Bolivia evidence pre-existing pre-Devonian thrust structures. The ramp anticlines are located beneath an erosional unconformity at the bottom of the Mesozoic sediments. These pre-Devonian structures are probably late Ordovician ("Ocloyic" event) or Eocambrian in age ("Brazillian" event) and seem to have influenced the distribution of Paleozoic sediments as well as subsequent deformations. The ramps of the pre-Devonian thrust
well as subsequent deformations. The ramps of the pre-Devonian thrust system are slightly reactivated during the Cenozoic migration of the Andean thrust system front. Consequently, the anticlines developed in the Cenozoic sediments conserve the same trend as the Paleozoic structures and are oblique to the Andean shortening. Abridged English Version — The eastern border of the Andean chain is formed by a fold and thrust belt displaced eastward ([1], [2], [3]). The front of this trust belt has a N-S trend from Argentina to central Bolivia. East of Santa-Cruz, the front shows a NW-SE trend [5] (fig. 1). The studied
front shows a NW-SE trend [5] (fig. 1). The studied area is located in Bolivia between 65°40' and 63°40' longitude and between 16°20' and 17°40' latitude South and is close to the "Chapare" high [4] that constituted a bend along the NW-SE segment of the sub-Andean front. In this area the Andean deformation propagates in the foreland domains and structures showing a N 60 trend are initiated just ahead of the sub-Andean front. Numerous seismic lines (fig. 2) and boreholes (by courtesy of YPFB) were used to study the sub-surface geometry of the structures in this area. DESCRIPTION OF THE
geometry of the structures in this area. DESCRIPTION OF THE STRUCTURES. — The pre-Andean structures are hidden beneath Mesozoic formations. They consist of anticlines, some being truncated by the discordance at the bottom of the Mesozoic sediments (fig. 3). One of these anticlines has been reached by a borehole [6]. Above the anticline structure and beneath the Mesozoic discordance, the borehole was drilled through a fault. This anticline structure located beneath a fault, and the geometry of the reflectors on the seismic lines (fig. 4) suggest a duplex system ([7], [8]) located beneath the Mesozoic discordance. This hypothesis has been
[8]) located beneath the Mesozoic discordance. This hypothesis has been used in the interpretation of the 2,000 km of studied seismic lines. The dip of the ramps, taking into account a seismic velocity of 3 km beneath the Mesozoic discordance, is close to 20° in cross-sections oriented N 160° and perpendicular to the Palaeozoic structures. A considerable amount of shortening seems linked to this structure and suggests a pre-Devonian displacement towards the N-NE. Note présentée par Jean AUBOUIN. 0764-4450/93/03160951 $ 2. Owing to the lack of fossils, the age determination of the strata beneath the fault is difficult, but some
of the strata beneath the fault is difficult, but some calcareous levels show the same facies as Cambrian formations observed westward in the Andean belt or the eo-Cambrian formation affected by the Brazilian event. The anhydrite levels of the Cambrian, observed in the Andean ranges, could constitute the basal decollement of the structure. Nonetheless, the data concerning the lower part of the structure are few and the depth of the decollement cannot be clearly defined. Devonian and Silurian sediments are reached by boreholes and show on the seismic profiles a disposition influenced by the tectonic culmination above the duplex structure.
disposition influenced by the tectonic culmination above the duplex structure. The Mesozoic formations, formed by Jurassic or Cretaceous levels, are deposited above a discordance induced by strong erosion. The Mesozoic is of fairly constant thickness, 600-700 m. The Cainozoic sediments gradually thicken towards the west to reach 5,000 m close to the sub-Andean front. The geometry and facies of sediments are typical of a foreland basin. They also record the external propagation of the Andean Tertiary tectonics, consisting of anticline structures located ahead, east of the sub-Andean thrust above propagating thrusts. These anticlines show a E-W to N 60° trend
thrusts. These anticlines show a E-W to N 60° trend and are oblique to the mean E-W Andean shortening. The propagating thrusts beneath the anticlines show a E-W to N 60° trend and are oblique to the mean E-W Andean shortening. The propagating thrusts beneath the anticlines in the Cainozoic sediments are located above thrusts of the pre-Devonian system hidden beneath the Mesozoic discordance, and the structures that affect the Cainozoic are linked to reactivation of pre-Devonian faults. DISCUSSION. — The Andean structures located ahead of the sub-Andean front and oriented E-W to N 60° are located not only in
oriented E-W to N 60° are located not only in the area studied but are also frequent further east, ahead of the "Boomerang structure". This peculiar trend is inherited from Palaeozoic sedimentary organization. Our analysis suggests that Cainozoic structures ahead of the sub-Andean front are also governed by a pre-Devonian structural trend. This pre-Devonian event could be related to the "Brazilian" event evidenced all around the Brazilian craton, or to the "Ocloyic" event evidenced in North Argentina and South Bolivia. Palaeozoic small-scale duplexes are already evidenced in the Argentine Precordillera. In summary, the following sketch can be inferred for the
In summary, the following sketch can be inferred for the studied area: 1) Development of a cordillera during pre-Devonian compressive events. 2) Palaeozoic sedimentation influenced by the relief of the cordillera; this latter is itself eroded. 3) Mesozoic sedimentation. 4) During the Andean event, sedimentation typical of foreland basin affects the area studied. 5) The propagation of the Andean deformation reaches the studied area. This is reflected ahead of the sub-Andean thrust by the development of "forced" folds in the Cainozoic sediments above the deep reactivated pre-Devonian structures. This sketch cannot be generalized for the whole sub-Andean front. Nonetheless, the
cannot be generalized for the whole sub-Andean front. Nonetheless, the inherited pre-Andean structures, with a rather thin-skinned style similar to those described in this paper or linked to accreted terrain, probably have a strong influence on the development of the Bolivian orocline. The bend in the frontal sub-Andean thrust close to the "Chapare" high is a feature that can be found for more internal thrusts and even for the subduction beneath the Andean belt. Although this feature is partly produced by an along-strike variation in the amount and style of late Cainozoic shortening as well as changing geometry and dip
late Cainozoic shortening as well as changing geometry and dip of the oceanic Nazca subducted plate, it also appears to be superimposed on a N 60° to E-W oriented Palaeozoic inheritance that predates any Andean event. The present-day study nicely evidences the major role of pre-Devonian heritage in the development of the Bolivian orocline. INTRODUCTION. Le front de la chaîne andine correspond à celui d'un système chevauchant à vergence est. La zone étudiée ici est située en Bolivie à l'Est de la chaîne andine, entre 65°40' et 63°40' de longitude, et entre 16°20' et 17°40' de latitude Sud (fig. 1).
et entre 16°20' et 17°40' de latitude Sud (fig. 1). Elle est située entre un redan que décrit à l'Ouest le chevauchement frontal subandin autour du « haut de Chapare » et à l'Est le coude de Santa Cruz. Ce dernier sépare le front subandin en deux segments différents: dans la partie septentrionale, les structures sont d'orientation NW-SE alors que dans le segment plus méridional, elles sont N-S. Les variations de style entre les deux segments ont déjà été étudiées et un héritage sédimentaire paléozoïque a été mis en évidence. Dans cet article, nous présentons des résultats préliminaires concernant une
Dans cet article, nous présentons des résultats préliminaires concernant une zone centrale de la Bolivie, où se localisent des amorces de structures andines orientées N 60°, juste à l'avant du front sub-andin, lui-même orienté NW-SE. Dans cette zone, nous avons analysé le rôle des structures localisées sous la discordance de base du Mésozoïque. Les informations de sous-surface constituées par de nombreuses lignes sismiques, quelques forages, et des données de terrain ont été fournies par la compagnie pétrolienne bolivienne YPFB. DESCRIPTION DES STRUCTURES. — Les structures étudiées sont situées sous la discordance de base du Mésozoïque et sont donc pré-andines. Elles
discordance de base du Mésozoïque et sont donc pré-andines. Elles apparaissent orientées N 60° (fig. 2). Elles sont formées d'anticlinaux, la plupart largement érodés (fig. 3 et 4). Un de ces anticlinaux a été atteint par le forage Villaroel-1 X (VRL-1 X) . Ce forage a également montré que la structure anticlinale est située sous une faille chevauchante, elle-même située sous la discordance de base du Mésozoïque. L'existence de cette structure anticlinale, située sous une faille prouvée par forage, ainsi que la géométrie d'ensemble des réflecteurs mise en évidence sur les lignes sismiques suggèrent qu'un système chevauchant, constitué de plusieurs
les lignes sismiques suggèrent qu'un système chevauchant, constitué de plusieurs écailles, soit situé sous la discordance à la base du Mésozoïque. De telles structures sont d'ailleurs reconnues à plus petite échelle dans les calcaires ordoviciens de la précordillère d'Argentine. Cette hypothèse a été retenue dans l'interprétation de l'ensemble des profils étudiés (2000 km de profils croisés de sismique réflexion), et dont nous ne présentons que deux exemples (fig. 3 et 4). Le pendage des rampes, en considérant une vitesse sismique de 3 km/s, est de l'ordre de 20° dans les coupes perpendiculaires aux structures antédévonienne. En revanche, dans les coupes
coupes perpendiculaires aux structures antédévonienne. En revanche, dans les coupes orientées N 30° et plus proches de la direction de déplacement andin, et donc obliques aux structures préexistantes, le pendage apparent est nettement plus faible (fig. 4). La détermination de l'âge des formations au sein de l'anticlinal est cependant rendue difficile par l'absence de fossiles. Le rapport initial de forage a suggéré des âges compris entre le Dévonien et le Crétacé supérieur. Cependant, la discordance érosive située à la base du Mésozoïque est très claire sur les profils sismiques et scelle la tectonique compressive sous-jacente. Ainsi, les écailles profondes rencontrées
scelle la tectonique compressive sous-jacente. Ainsi, les écailles profondes rencontrées en forage ne peuvent être constituées que de terrains antérieurs au Mésozoïque. Les séquences quartzitiques rencontrées ne semblent pas correspondre à des formations dévoniennes, et certains faciès calcaires traversés par le forage ont des caractéristiques similaires à celles des formations d'âge cambrien rencontrées plus à l'Ouest dans les Andes. Ces faciès calcaires présentent également des similitudes avec l'éocambrien carbonaté impliqué dans les structures de la chaîne Tucavaca, située sur le bord sud du bouclier brésilien, et appartenant au cycle orogénique « brésilien ». Nous supposons donc que les écailles sont
« brésilien ». Nous supposons donc que les écailles sont formées de matériel d'âge éocambrien à Cambro-ordovicien. Ceci est en bon accord avec le fait que les ensembles lithologiques situés plus à l'Est, en direction du craton brésilien, et qui présentent la même signature sismique que l'écaillé atteinte par le forage, montrent des « onlaps » progressifs sur le socle d'âge précambrien. Les niveaux d'anhydrite du Cambrien pourraient avoir joué le rôle de niveaux de décollement basal pour le système chevauchant, et le raccourcissement absorbé dans cette structure semble très important, comparable à celui du raccourcissement andin estimé par [1],
important, comparable à celui du raccourcissement andin estimé par [1], [2], [12]. Il faut cependant signaler que, si la partie supérieure du système chevauchant reconnu par forage est assez claire en sismique, la partie inférieure, et notamment la profondeur du décollement basal est mal contrainte par les données. La culmination tectonique engendrée à l'aplomb des structures compressives semble influencer la répartition des dépôts dévoniens rencontrés par forage au Sud de la structure (fig. 3), et peut-être également les dépôts siluriens sous-jacents. Le Mésozoïque, constitué de terrains d'âge jurassique à crétacé, se dépose, après une forte érosion, sur une surface régulière.
se dépose, après une forte érosion, sur une surface régulière. Ce Mésozoïque montre une épaisseur constante d'environ 400-500 m et ne présente que peu de traces de tectonique, à l'exception de quelques failles normales pour lesquelles on peut envisager une activité contemporaine de la sédimentation mésozoïque et de failles inverses fonctionnant au Néogène. Le Cénozoïque s'épaissit graduellement d'Est en Ouest jusqu'à atteindre plus de 3 500 m d'épaisseur au voisinage du front subandin. Ces sédiments molassiques, typiques d'un bassin d'avant-pays, enregistrent les effets les plus externes de la tectonique andine tertiaire. Les structures andines les plus externes, situées à l'avant
tertiaire. Les structures andines les plus externes, situées à l'avant du front de chevauchement subandin montrent une orientation E-W à N 60°, oblique par rapport à la direction de raccourcissement andin, mais identique à celle des linéaments éo-paléozoïques sous-jacents. Les structures anticlinales sont localisées à l'aplomb de rampes situées sous la discordance mésozoïque et liées à la réactivation andine de structures antédévonienne (fig. 3 et 4). DISCUSSION. — Ces structures andines situées à l'avant du front subandin et orientées E-W à N 60° ne se rencontrent pas seulement dans la zone étudiée, mais sont également nombreuses plus à l'Est, à
zone étudiée, mais sont également nombreuses plus à l'Est, à proximité du coude de Santa Cruz. Elles sont interprétées comme des zones de transfert sénestres [14] surimposées à la limite de bassins paléozoïques [5]. Notre analyse suggère que les structures tectoniques d'âge cénozoïque situées à l'avant du front subandin se moulent également sur des directions structurales héritées. Cette déformation qui semble affecter des terrains éocambriens à cambro-ordoviciens correspondrait, soit à la phase d'âge Ordovicien supérieur connue au Nord de l'Argentine et au Sud de la Bolivie et appelée « Ocloyic » ([15], [16], [17]), soit au cycle orogénique « brésilien
» ([15], [16], [17]), soit au cycle orogénique « brésilien » ([11], [18]), qui s'étend du Protérozoïque terminal à l'éocambrien. Le fait que cette structuration semble contrôler la répartition des sédiments paléozoïques du Silurien et du Dévonien ainsi que la localisation des biseaux sédimentaires sous la discordance à la base du Mésozoïque, est plutôt en faveur de l'hypothèse d'un jeu durant la phase « Ocloyic », sans que le rôle d'un héritage antérieur [11] puisse être écarté. On retrouve ici la notion d'héritage, déjà envisagée [5], guidant l'organisation sédimentaire paléozoïque et la localisation et le style des structures andines. (fig.
et la localisation et le style des structures andines. (fig. 5) 1-2, sédimentation précambrienne et éocambrienne dans un bassin péricratonique sur le socle du bouclier brésilien; 3, phase compressive antédévonienne, formation d'une cordillère et dépôt de sédiments paléozoïques; 4, érosion et dépôt de sédiments mésozoïques; 5, érosion, dépôt et phase compressive andine. Sketch of the structural development of the studied area. 1-2, sédimentation took place in a pre-Cambrian and eo-Cambrian pericratonic basin; 3, Compressive event: formation of a cordillera followed by Paleozoic sedimentation; 4, erosion, followed by deposition of Mesozoic sediments; 5, erosion and deposition of Cenozoic sediments followed by
sediments; 5, erosion and deposition of Cenozoic sediments followed by the Andean compressive events. En conclusion, le scénario suivant peut être envisagé pour la zone étudiée (fig. 5) : 1) formation d'une cordillère antédévonienne; 2) dépôt des sédiments paléozoïques, dont la répartition est influencée par le voisinage de cette cordillère; cette dernière est elle-même affectée par une érosion importante; 3) dépôt des sédiments mésozoïques sur cette surface d'érosion; 4) durant la phase andine, et plus particulièrement la crise fini Oligocène-début Miocène, la région étudiée est d'abord le siège d'une sédimentation d'avant-pays; 5) enfin, des déformations d'âge Néogène à Quaternaire se
d'avant-pays; 5) enfin, des déformations d'âge Néogène à Quaternaire se produisent dans la zone étudiée. Elles se traduisent dans la couverture mésozoïque par de larges anticlinaux situés à l'aplomb des structures antédévonienne et de la limite principale du bassin paléozoïque. Même si l'ensemble du front Est Andin ne relève peut-être pas d'un scénario identique, les éléments apportés par cette Note confirment le rôle important des structures antédévonienne préexistantes dans l'organisation ultérieure des différentes structures qui se superposent lors des phases successives affectant l'actuelle zone Est-andine. Ainsi le coude marqué que présente le front subandin au niveau de Santa Cruz est
présente le front subandin au niveau de Santa Cruz est une forme qui se retrouve également dans les chevauchements plus internes de l'orocline bolivienne, et même à l'Ouest au niveau de la zone de subduction (coude d'Arica). Cette forme pourrait refléter un héritage structural guidant les variations de style et de taux de raccourcissement que présente latéralement la chaîne andine. Cet article a été réalisé dans le cadre d'une convention ORSTOM, YPFB et Université J.-Fourier (Grenoble), et nous remercions la direction de l'YPFB d'avoir autorisé sa publication. Note remise le 28 septembre 1992, acceptée après révision le 19 janvier 1993.
28 septembre 1992, acceptée après révision le 19 janvier 1993. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] D. ROEDER, Tectonics, 1, 1988, p. 23-39. [2] T. SEMPERE, P. BABY, J. OLLER et G. HÉRAIL, C. R. Acad. Sci. Paris, 312, série II, 1991, p. 77-83. [3] P. BABY, G. HERAIL, R. SALINAS et T. SEMPERE, Tectonics, 11, 1992, p. 523-536. [4] T. SEMPERE, G. HÉRAIL J. OLLER et R. MAROCCO, in Symp. Int. Géodynamique Andine, Institut Français de Recherche Scientifique pour le Développement en Coopération, Paris, 1990, p. 167-170. [5] P. BABY, G. HERAIL, G. M. LOPEZ, J. OLLER, J. PAREJA, T. SEMPERE et
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