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Dynamique sédimentaire, stratigraphie et paléomagnétisme de la région du golfe de San Jorge, Patagonie, Argentine, depuis la dernière déglaciation

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Desiage, Pierre-Arnaud (2020). Dynamique sédimentaire, stratigraphie et paléomagnétisme de la région du golfe de San Jorge, Patagonie, Argentine, depuis la dernière déglaciation. Thèse. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 231 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Ce projet de thèse a pour objectif de reconstituer la dynamique sédimentaire et géomagnétique ainsi que les variations du niveau marin dans le secteur central de la Patagonie au cours de la dernière transgression marine. Pour répondre à cet objectif, les sédiments de surface ainsi que des enregistrements sédimentaires et géophysiques prélevés dans le golfe de San Jorge (GSJ) ont été étudiés. Dans le premier chapitre, la distribution spatiale, les mécanismes de transport et les sources potentielles des sédiments terrigènes du GSJ ont été étudiés à l'aide d'analyses de la granulométrie, de la minéralogie (fraction totale et argileuse) et de la géochimie (éléments majeurs et traces) faites sur des échantillons de surface prélevés dans le golfe et sur le plateau continental. Des échantillons terrestres et marins provenant de potentielles sources susceptibles d'alimenter le golfe ont également été prélevés en Patagonie. Les analyses minéralogiques ont permis de mettre en évidence la prédominance de la signature volcanique andine et extra-andine dans les sédiments du golfe. L'assemblage minéralogique des argiles est dominé par la smectite acheminée par le transport éolien et les apports côtiers locaux alors que les apports limités d'illite et de chlorite sont transportés dans le golfe par les courants qui remontent le plateau continental. Les assemblages minéralogiques couplés à l'utilisation du programme SedUnMix suggèrent que les sédiments de surface du GSJ proviennent à 50% d'apports océaniques/externes, à 40% des rives du golfe (érosion et ruissellement) et à 10 % du transport éolien qui achemine des poussières dans les eaux du golfe. Dans le second chapitre, l'interprétation de plusieurs centaines de kilomètres de lignes sismiques à haute résolution, l'analyse d'archives sédimentaires prélevées dans le golfe et la construction de leurs modèles d'âge à partir de 24 datations radiocarbones ont permis de reconstituer la stratigraphie du GSJ depuis la dernière glaciation ainsi que de documenter les variations du niveau marin dans cette région. Dans le centre du golfe, les données sismiques à haute résolution (sparker) suggèrent l'existence d'un système de paléodrainage avec la présence de vallées et chenaux incisés qui se seraient formés et développés au cours des précédents bas niveaux marin pour ensuite être oblitérés par une succession de dépôts fluviaux et lagunaires avant la dernière transgression marine. À partir de l'interprétation lithologique couplée à une analyse multi-traceur de 4 carottes sédimentaires, quatre unités et sous-unités lithologiques ont été définies pour la séquence sédimentaire de sous-surface du golfe. Les datations radiocarbones suggèrent la mise en place de dépôts associés à des environnement subtidaux vers 14 cal ka BP dans la partie centrale du golfe. La transition vers ces conditions de sédimentation pourrait être associée à une augmentation abrupte du niveau marin dans le GSJ avant 14 cal ka BP qui pourrait être en relation avec l'impulsion de fonte 1A (MWP-1A). Finalement, les résultats de ce chapitre suggèrent que l'augmentation du niveau marin depuis le début de la transgression marine jusqu'au milieu de l'Holocène a fortement conditionné la sédimentation dans le GSJ. Dans le troisième chapitre, les données paléomagnétiques provenant de 4 archives sédimentaires du GSJ ont permis de documenter les variations du champ magnétique au centre de la Patagonie au cours des 14 000 dernières années. Au cours de cette étude, les paléodirections (inclinaison et déclinaison) et les paléointensités relatives ont été reconstituées à partir d'une nouvelle méthodologie de sommation des données paléomagnétiques (stacking) appliquée sur les différentes archives sédimentaires. Cette méthode est basée sur l'utilisation des vitesses de sédimentation ainsi que des valeurs de déviation angulaire maximum (MAD) comme facteurs de qualité. La comparaison de ces nouvelles données paléomagnétiques avec d'autres enregistrements de lacs de Patagonie et avec des modèles dipolaires globaux relève de nombreux él ments de corrélation confirmant ainsi la conformité et la qualité des enregistrements paléomagnétiques dans le GSJ. L'ensemble des résultats présentés dans ce chapitre semblent également confirmer le fort potentiel de la nouvelle méthode de stacking pour obtenir la meilleure qualité et la plus haute résolution de données possible parmi les archives sédimentaires disponibles pour reconstruire les enregistrements paléomagnétiques. Au final, la contribution principale de cette thèse a été d'établir un cadre sédimentaire et stratigraphique dans le golfe de San Jorge et de documenter pour la première fois, dans ce secteur du plateau continental, la variation du niveau marin et la variabilité du champ magnétique terrestre depuis la dernière déglaciation. -- Mot(s) clé(s) en français : Environnements sédimentaires, géochimie, minéralogie, sismique haute résolution, paléomagnétisme, variations du niveau marin postglaciaire, Holocène et Pléistocène tardif, Patagonie, golfe de San Jorge. -- ABSTRACT: The primary goal of this thesis project is to reconstruct the sedimentary and geomagnetic dynamics as well as the sea level variations in the central sector of Patagonia during the last marine transgression. To meet this objective, surface sediments as well as sedimentary and geophysical records retrieved in the Gulf of San Jorge (GSJ) were examined. In the first chapter, the spatial distribution, the transport processes, and the potential sources of terrigenous sediments in the GSJ were investigated using grain size analysis, mineralogy (bulk and clay), and geochemistry (major and trace elements) of surface samples collected in the Gulf and on the continental shelf. Terrestrial and marine samples from potential sediment sources for the gulf have also been collected in Patagonia. Mineralogy analyses have highlighted the predominance of the dominant volcanic signature of Patagonia in the sediments of the GSJ. The clay-mineral assemblages is dominated by smectite carried by aeolian transport and local coastal inputs, while limited inputs of illite and chlorite are transported into the gulf by the northward currents flowing along the continental shelf. Mineral assemblage coupled with the use of the SedUnMix program suggest that the origin of sediments in the GSJ is 50% from oceanic/external inputs, 40% from the inner gulf shore (erosion and runoff), and 10% from dust (i.e., aeolian transport).In the second chapter, the interpretation of several hundred kilometers of high-resolution seismic lines, the analysis of sedimentary archives retrieved in the gulf and the development of their age model from 24 radiocarbon ages have allowed us to reconstruct the stratigraphy of the GSJ since the last glaciation as well as to document the sea level variations in this region. In the central part of the gulf, the high-resolution seismic data (sparker) suggests the existence of a paleo-fluvial network with the presence of incised valleys and channels that would have formed and developed during previous sea level lowstand and then be obliterated by a succession of riverine and lagoonal deposits before the last marine transgression. From the lithological interpretation coupled with a multi-proxy analysis of 4 sediment cores, four lithological units and sub-units were defined for the uppermost offshore sedimentary sequence of the GSJ. Radiocarbon ages suggest the settle of deposits associated with subtidal environments around 14 cal ka BP in the central part of the gulf. The transition to thesse depositional envionments could be associated with an abrupt sea level rise in the GSJ before 14 cal ka BP and this could be related to the meltwater pulse 1A (MWP-1A). Finally, the results of this chapter suggest that the sea-level rise from the beginning of the marine transgression to the middle of the Holocene has highly conditioned the sedimentation in the GSJ. In the third chapter, paleomagnetic data from four sedimentary archives of the GSJ allowed us to document the variations of the geomagnetic field in the central part of Patagonia over the last 14,000 years. In this study, paleodirections (inclination and declination) and relative paleointensity were reconstructed using a new stacking method applied to the sedimentary archives of the gulf. This approach is based on the use of the maximum angular deviation (MAD) values and the sedimentation rates values as quality factors. The comparison of these new paleomagnetic data with other lacustrine records from Patagonia and spherical harmonic model of the geomagnetic field reveals numerous correlative features confirming the conformity and quality of paleomagnetic records in the GSJ. All the results presented in this chapter also seem to confirm the high potential of the new stacking method to obtain the highest quality and resolution of data, among the sedimentary archives available to reconstruct palaeomagnetic records.In the end, the main contribution of this thesis was to establish a sedimentary and stratigraphic background in the Gulf of San Jorge and to document, for the first time in this sector of the continental shelf, the sea level variation and the variability of the geomagnetic field since the last deglaciation. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Sedimentary environments, mineralogy, geochemistry, high-resolution seismic, paleomagnetism, postglacial sea-level changes, Holocene and Late Pleistocene, Patagonia, Gulf of San Jorge.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Thèse)
Directeur(trice) de mémoire/thèse : St-Onge, Guillaume
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse : Montero Serrano, Jean Carlos et Duchesne, Mathieu J.
Information complémentaire : Thèse présentée dans le cadre du programme de doctorat en océanographie en vue de l'obtention du grade de Ph.D.
Mots-clés : Golfe de San Jorge Argentine Sédimentologie Stratigraphie Paléomagnétisme Mer, niveau Méthode sismique-réflexion Géochimie Minéralogie Époque glaciaire
Départements et unités départementales : Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 17 août 2021 14:52
Dernière modification : 17 août 2021 14:52
URI : http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1838

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