Évolution géodynamique des bassins sédimentaires Jurassique-Crétacé du Sud-Est de la Mongolie

La partie sud de la Mongolie enregistre depuis le Paléozoïque une longue histoire d’accolement de terrains exotiques (majoritairement des arcs volcaniques) et de consommations de domaines océaniques, formant les sutures Mongol-Okhotsk et Gobi Altai (Yin and Meert 2020 ; Zhi Xin and Yong Tai 2023 ; Cunningham, 2017 ; 2013), avec l’accolement des blocs Amur et Altai. Durant le Mésozoïque (accolement des blocs Tarim et Chine du Nord ; Guo and Yong 2023 ; Tully et al., 2024) puis le Cénozoïque (collision Inde Asie ; Molnar and Tapponier, 1978) ces domaines, formant un arc de cercle, subissent plusieurs phases de déformation en lien avec la fermeture du domaine paléo- puis néo-téthysien. Il en résulte donc des domaines présentant un fort héritage tant structural que sédimentaire et soumis à une tectonique oblique sur une très longue période (e.g. Heumann et al., 2018). En particulier, deux points sont à préciser :

• L’importance de la phase compressive initiée au Jurassique et qui précède la formation de la discordance (Cunningham, 2017 ; Heumann et al., 2018 ; Yang et al., 2015) ;
• La compartimentalisation des bassins sédimentaires (Cunningham 2013 ; 2017) en lien avec l’obliquité des blocs agglomérés par rapport au déplacement tectonique moyen. En effet la fermeture de ces domaines se traduit par un fort contrôle sur le partitionnement de la déformation et implique de grands contrastes d’évolution tectono-sédimentaires.

Les mouvements verticaux résultant de ces phases tectoniques auront donc un impact majeur sur l’évolution paléogéographique des bassins Sud Mongol. La création ou la destruction d’espaces d’accommodation va modifier les axes de transit sédimentaires qui vont réagir en fonction de l’évolution des conditions environnementales, passant de configurations confinées à des systèmes régionaux tout en alternant des dynamiques érosives ou accumulatrices (Parize, Rapport Orano). En effet, l’utilisation de ces surfaces d’érosion comme marqueur du transfert sédimentaire peut permettre de mieux caractériser la géodynamique régionale.  

Objectifs : Ces bassins présentent pour beaucoup d’entre eux un intérêt économique évident car porteur de ressources minérales importantes, entres autres des gisements d’uranium. Cependant, au-delà des travaux déjà réalisés sur la caractérisation du système métallogénique des gisements d’uranium de cette région de Mongolie (Thèse de D. Rallakis (2019)) et de leur fonctionnement hydrogéologique (Thèse de P. Grizard (2017)), il demeure important de se questionner sur les facteurs ayant contrôlé la formation de ces réserves en lien avec le contexte géodynamique régional. En effet, plusieurs origines peuvent être évoquées concernant ces accumulations depuis une formation superficielle liée à un roll front au niveau de l’aquifère (D.Rallakis (2019)) jusqu’à l’interaction entre différentes sources de fluides, d’origines météoriques, crustaux ou même pétroliers (Prost, 2004 ; Grizard, 2017 ; He et al., 2024). 

Les objectifs de ce travail de thèse sont donc multiples : (1) Améliorer notre modèle de développement des bassins d’Unegt-Zuunbayan, référence des bassins Est Mongols, (2) étendre l’analyse aux bassins voisins (Galb Govi, Tsagan Subarga, Sainshand, Nomgon, entre autres), et enfin (3) proposer une comparaison dans un contexte géodynamique différent (Tamsag-Heilar, marqués par une extension très importante post compression finie crétacé inférieur).

L’équipe CRG (Caractérisation des Réservoirs Géologiques) du  Laboratoire des Fluides Complexes et leurs resevoirs a pour objectif l’analyse des propriétés et des caractéristiques des systèmes réservoirs géologiques. Objet d’échelle métrique à pluri-kilométriques, les systèmes réservoirs constituent l’interface géologique qui permet l’analyse intégrée de l’ensemble des processus à l’œuvre dans la construction d’un bassin sédimentaire. Les processus en jeu s’échelonnent de l’échelle du bassin jusqu’à celle du réseau poral, couplant enveloppes solides et couches fluides. Les activités de l’équipe croisent des approches géologiques (géologie structurale, sédimentologie, géochimie, géomorphologie et néotectonique) avec celles de la géophysique, la physique des roches, et de la minéralogie.

Ce projet de thèse nécessitera à la fois un important travail de terrain ainsi que de laboratoire (pétrographie, analyse géochimiques), mais aussi des compétences en modélisation numérique.

L’étudiant(e) devra avoir un Master en Sciences de la Terre ou équivalent et aura des connaissances approfondies des environnements sédimentaires, des couplages tectonique / sédimentation.