Austrian phase on the northern African margin inferred from sequence stratigraphy and sedimentary records in southern Tunisia (Chotts and Djeffara areas)

A multidisciplinary study concerning Aptian and Albian deposits is reported from petroleum wells and the exposed section. The biostratigraphic and sedimentological analysis defined four sedimentary units. Well-logging signals’ analysis allows us to refine the record resolution on Aptian series and reveals, in the Djeffara field, a transgressive system tract (TST) and a highstand system tract (HST). Exceptionally, the first sequence (S1) in the Mareth 1 well and the fifth sequence in the two wells Mareth 1 and Gourine 1 reveal the lower-stand system tract (LST). The unconformities characterized by the absence of Upper Aptian (Clansayesian) and Lower to Middle Albian deposits signed by a significant gamma-ray reduction. The Middle and Upper Albian is represented by only one deposit sequence (S6) in Mareth 1. Towards the south, in the Gourine well, two deposit sequences were identified (S6 and S7); to specify the Aptian and Albian evolution of the deposit sequences, a tentative correlation has been established between the Chotts and Djeffara areas. This correlation allows us to characterize the sedimentary unconformities related to the tectonics and eustatic events. The Chotts and the Djeffara deposition areas were developed, characterized by an irregular subsidence and separated by the Tebaga Medenine high area. The Aptian–Albian subsidence platform of southern Tunisia may be considered as a block diagram of environmental deposit with regressive and transgressive trends, showing the impact of tectonic deformations on the palaeogeographic evolution of southeastern Tunisia during the Austrian phase. This study also must be replaced within regional structural patterns that may explain both the sequential and sedimentological evolution of the area. Deformations regionally identified are integrated in the more general context of both Tethyan and Atlantic areas related to the drift of the African platform.

RésuméPhase autrichienne sur la marge Nord-Africaine déduite de stratigraphie séquentielle et d’enregistrements sédimentaires dans le Sud tunisien (régions des Chotts et de Djeffara). Une étude pluridisciplinaire a été effectuée sur des dépôts de l’Aptien et de l’Albien, en surface et en subsurface. L’analyse biostratigraphique et sédimentologique de l’Aptien nous a permis de caractériser un découpage en trois unités sédimentaires, limitées par des discontinuités. En revanche, une seule unité est identifiée dans la série de l’Albien moyen à supérieur. L’étude des enregistrements diagraphiques de dépôts de l’Aptien, dans le domaine de Djeffara, nous a permis d’affiner ce découpage en cinq séquences de dépôt, comportant chacune un cortège transgressif (TST) et un cortège de haut niveau marin (HST) ; exceptionnellement, la séquence S1, au puits Mareth 1, et la séquence S5, dans les deux puits Mareth 1 et Gourine 1, révèlent un cortège de bas niveau marin (LST). Dans notre étude sédimentologique et séquentielle, on a mis en évidence un événement majeur, caractérisé par la discordance d’ordre cartographique de l’Albien moyen à supérieur sur les différents termes de l’Aptien. Cette lacune est signée par une diminution importante des valeurs de rayons gamma. L’Albien moyen à supérieur est représenté par une seule séquence de dépôt (S6) dans le puits pétrolier Mareth 1 ; plus au sud, en se rapprochant de la zone de Djeffara, dans le puits Gourine1, deux séquences de dépôts de même ordre ont été identifiées (S6 et S7). Pour bien caractériser les dépôts de l’Aptien et de l’Albien, une corrélation détaillée est réalisée entre le découpage des séries en affleurement et les enregistrements diagraphiques. Cette corrélation nous a permis de déterminer des séquences de dépôt et de caractériser des discontinuités sédimentaires considérées comme des témoins des événements eustatiques relativement rapides, liés aux mouvements tectoniques et aux changements eustatiques globaux durant la phase autrichienne. Cette étude intégrée permet d’envisager deux domaines à sédimentation différentielle, séparés par le môle de Tébaga de Médenine, caractérisé par le point triple entre le Permien et l’Albien. Ces changements de la sédimentation et la structuration enregistrent un événement tectonique caractérisé régionalement et apparaissent être en étroite relation avec la dérive de la plaque Africaine pendant l’ouverture de l’océan Atlantique.