Sédimentation
La sédimentation peut être décrite en termes d’afflux de sédiments vers une zone de dépôt (c’est-à-dire l’apport de sédiments), ou en termes de taux de sédimentation. L’apport de sédiments et les taux de sédimentation sont deux paramètres distincts, dont la relation est médiée par l’énergie des agents de transport qui distribuent les sédiments dans le bassin. Par exemple, un apport élevé de sédiments ne se traduit pas nécessairement par des taux de sédimentation élevés, car les sédiments peuvent contourner les zones à forte énergie et s’accumuler dans les zones à plus faible énergie où l’agent de transport est incapable de déplacer la totalité de sa charge sédimentaire. Par conséquent, étant donné que le flux d’énergie environnementale peut limiter l’accumulation de sédiments, le descripteur de la « sédimentation » qui est pertinent pour la formation des modèles d’empilement stratosphérique est le taux de sédimentation plutôt que l’apport de sédiments. Même sans tenir compte du rôle du flux énergétique environnemental, les calculs volumétriques dans des conditions théoriques d’élévation relative constante du niveau de la mer et d’apport constant de sédiments indiquent que les modèles d’empilement stratosphérique peuvent encore changer de la progradation à la rétrogradation, en raison d’une diminution des taux de sédimentation, les sédiments étant répartis sur des zones plus larges pendant la progradation (c’est-à-dire le processus d’autoretraitement de Muto et Steel, 2002). Ceci illustre une fois de plus le fait que le taux de sédimentation sur le littoral, plutôt que l’apport de sédiments, est la variable pertinente dans la formation des motifs d’empilement qui définissent les tracés des systèmes. La différence entre l’approvisionnement en sédiments et le taux de sédimentation est encore plus évidente dans le monde réel, où les variations de l’énergie des agents de transport jouent un rôle majeur dans les schémas de dispersion et les taux d’accumulation des sédiments à n’importe quel endroit particulier d’un bassin.
Dans tout milieu de dépôt, les taux de sédimentation reflètent l’équilibre entre l’approvisionnement en sédiments et le flux d’énergie environnemental (Catuneanu, 2006). L’approvisionnement en sédiments et le flux d’énergie fluctuent tous deux sur diverses échelles de temps, ce qui entraîne des taux de sédimentation très variables qui ont tendance à diminuer avec l’augmentation de l’échelle d’observation, car davantage de hiatus sont incorporés dans les sections mesurées (Miall, 2015). Ceci est de plus en plus évident vers les marges du bassin, qui sont plus sensibles au contournement et/ou à l’érosion des sédiments. Quelle que soit l’échelle d’observation, l’équilibre entre les taux d’accommodation et de sédimentation peut changer le long d’un littoral, ce qui entraîne le dépôt coeval de différents systèmes le long de l’axe, et la formation de limites de systèmes diachroniques (par exemple Catuneanu et al, 1998a ; Posamentier et Allen, 1999 ; Catuneanu, 2006 ; Csato et Catuneanu, 2014).
Le taux de sédimentation à tout endroit spécifique est contrôlé par tous les facteurs qui modifient l’approvisionnement en sédiments et l’énergie des agents de transport des sédiments, y compris l’accommodation (subsidence ± eustase), le climat, le soulèvement de la zone source et les processus autogènes qui affectent le modèle de distribution des sédiments dans le bassin (Fig. 23.10). L’apport de sédiments extra-basal (par exemple dans le cas des milieux siliciclastiques) est indépendant de l’accommodation, alors que l’apport de sédiments intra-basal (par exemple dans le cas des carbonates et des évaporites) dépend en partie de l’accommodation. Néanmoins, indépendamment du cadre de dépôt et de l’origine des sédiments, les taux d’accommodation et de sédimentation peuvent être mesurés indépendamment l’un de l’autre (c’est-à-dire création vs consommation d’espace), et leur interaction dans les environnements côtiers contrôle les trajectoires du littoral et les modèles d’empilement strataux » conventionnels » associés.
La distinction entre l’accommodation et la sédimentation en tant que contrôles séparés de l’architecture stratigraphique est plus significative dans les milieux contrôlés par l’aval, où les schémas d’empilement strataux sont liés aux trajectoires du littoral (Fig. 23.10). Cette distinction est essentielle dans les milieux côtiers, où l’interaction entre l’accommodation et la sédimentation contrôle la trajectoire du littoral. Le long du littoral, les changements d’accommodation sont mesurés par les décalages relatifs de l’élévation des renversements de clinoformes subaériens (c.-à-d. un basculement vers le haut par rapport à un basculement vers le bas), tandis que la sédimentation est quantifiée par les taux d’accumulation de sédiments (c.-à-d. les changements de l’élévation du niveau de la mer et de la surface de dépôt, respectivement, par rapport à un horizon de référence ; Fig. 23.12). En tout lieu, les taux d’accommodation et de sédimentation sont généralement différents. Par exemple, une élévation du niveau relatif de la mer dans un contexte côtier est quantifiée par l’augmentation relative de l’élévation du rivage, alors que, dans le même temps, la quantité d’accumulation de sédiments dépend de l’équilibre local entre l’approvisionnement en sédiments et le flux d’énergie environnementale.
La séparation entre l’accommodation et la sédimentation devient moins significative en s’éloignant du rivage, dans les deux directions amont-aval et aval-aval. Dans les zones contrôlées par l’aval, le littoral reste la référence pour la formation des motifs d’empilement conventionnels et des tracés de systèmes associés. Dans les zones qui échappent à l’influence des trajectoires du littoral, la sédimentation devient le contrôle dominant de l’architecture stratigraphique, avec ou sans contribution des changements d’accommodation. Ces zones comprennent les milieux continentaux contrôlés par l’amont (par exemple Shanley et McCabe, 1994 ; Boyd et al., 2000 ; Catuneanu et Bowker, 2001 ; Catuneanu et Elango, 2001 ; Leckie et al., 2004) et les milieux d’eau profonde contrôlés par le tectonisme local (par exemple Fiduk et al., 1999). Dans ces milieux, les cycles d’aggradation et de dégradation génèrent des séquences de dépôt dont la chronologie est limitée par les contrôles locaux de la sédimentation. Par exemple, la sédimentation dans les milieux d’eau profonde peut, dans des circonstances particulières (par exemple, inclinaison tectonique, tectonique saline), être indépendante des trajectoires du littoral et de la quantité d’espace disponible. Dans de tels cas, les processus d’aggradation et de dégradation reflètent des ajustements du profil d’équilibre du fond marin en réponse à des contrôles locaux qui modifient l’équilibre entre l’énergie et la charge sédimentaire des courants en eaux profondes, indépendamment de la quantité de logements disponibles au-dessus du fond marin. La relation entre la fourniture de sédiments et le flux d’énergie est expliquée par le concept de niveau de base, qui contrôle les processus d’aggradation et de dégradation dans tous les contextes de dépôt, de l’échelle sédimentologique à l’échelle stratigraphique.