Three-dimensional shear velocity structure of the Mauléon and Arzacq Basins (Western Pyrenees)

Lehujeur, Maximilien; Chevrot, S.; Villaseñor, Antonio; Masini, Emmanuel; Saspiturry, Nicolas; Lescoutre, Rodolphe; Sylvander, Matthieu; Agence Nationale de la Recherche (France)

Three-dimensional shear velocity structure of the Mauléon and Arzacq Basins (Western Pyrenees)

Special issue Orogen lifecycle: learnings and perspectives from Pyrenees, Western Mediterranean and analogues.-- 22 pages, 17 figures, supplementary material http://www.bsgf.fr/10.1051/bsgf/2021039/olm

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Main Authors:	Lehujeur, Maximilien, Chevrot, S., Villaseñor, Antonio, Masini, Emmanuel, Saspiturry, Nicolas, Lescoutre, Rodolphe, Sylvander, Matthieu
Other Authors:	Agence Nationale de la Recherche (France)
Format:	artículo biblioteca
Language:	English
Published:	Société géologique de France 2021-10
Subjects:	Pyrenees, Seismic tomography, Sedimentary basins, 3-D architecture, Pyrénées, Tomographie sismique, Bassins sédimentaires, Structure 3-D,
Online Access:	http://hdl.handle.net/10261/253996 http://dx.doi.org/10.13039/501100001665 http://dx.doi.org/10.13039/501100011033 http://dx.doi.org/10.13039/501100004794
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These phase velocity maps were obtained by analyzing coherent surface wave fronts extracted from ambient seismic noise recorded by the large-N Maupasacq seismic array with a matched filtering approach. This new model is in good agreement with a local earthquake tomography study performed on the same acquisition dataset. Our passive imaging models reveal the upper crustal architecture of the Mauléon and Arzacq Basins, with new details on the basement and its relationship with the overlying sedimentary cover. Combining these new tomographic images with surface and subsurface geological information allows us to trace major orogenic structures from the surface down to the basement. In the basin, the models image the first-order basin architecture with a kilometric resolution. At depth, high velocity anomalies suggest the presence of dense deep crustal and mantle rocks in the hanging wall of north-vergent Pyrenean Thrusts. These high velocity anomalies spatially coincide with a positive gravity anomaly in the western Mauléon Basin. In addition, our models reveal major changes from the Chaînons Béarnais to the western Mauléon Basin across a set of orogen-perpendicular structures, the Saison and the Barlanès transfer zones. These changes reflect the along-strike variation of the orogenic evolution that led to the preservation of the former rifted domain and its underlying mantle in the orogenic wedge of the Western Pyrenees. We discuss the implications of these results for the 3-D architecture of the Mauléon Basin and its underlying basement [FR] Nous présentons un modèle 3-D de vitesse des ondes de cisaillement des bassins de Mauléon et d’Arzacq de la surface jusqu’à 10 km de profondeur inversé à partir de cartes de vitesse de phase pour des périodes entre 2 et 9 s. Ces cartes ont été obtenues à partir de l’analyse de fronts d’onde de surface cohérents extraits du bruit sismique ambiant enregistré par le réseau Maupasacq par filtrage adaptatif. Ce nouveau modèle est en bon accord avec la tomographie locale réalisée sur ce même jeu de données. Nos nouvelles images tomographiques révèlent l’architecture supra-crustale des bassins de Mauléon et d’Arzacq, avec des informations nouvelles sur la nature du socle et sa relation à la couverture sédimentaire. En combinant ces nouvelles images tomographiques aux informations géologiques, il est possible de tracer les principales structures orogéniques de la surface jusqu’au socle des bassins. Dans le bassin, les modèles nous fournissent une image de premier ordre des plis et chevauchements à l’échelle kilométrique. En profondeur, les anomalies rapides suggèrent la présence de roches de la croûte inférieure et du manteau dans le toit des chevauchements pyrénéens de pendage nord. Ces anomalies rapides coïncident spatialement avec l’anomalie gravimétrique positive dans la partie ouest du bassin de Mauléon. Nos modèles tomographiques documentent également des changements de structures majeurs entre les Chaînons Béarnais et la partie ouest du bassin de Mauléon à travers des structures perpendiculaires à l’axe de la chaîne, représentées par les structures transverses du Saison et du Barlanès. Ce changement structural reflète les variations latérales de l’évolution orogénique qui a conduit à la préservation des domaines de rift hyper-étirés et du manteau sous-jacent dans le prisme orogénique. Nous discutons les implications de ces résultats concernant l’architecture 3-D du bassin de Mauléon et du socle sous-jacent This work was supported by OROGEN, a tripartite research project between the CNRS, TOTAL and BRGM, and by the ANR AAPG program (project CLEARVIEW, ANR-17-CE23-0022). AV received funding from the Spanish government through the “Severo Ochoa Centre of Excellence” accreditation (CEX2019-000928-S) Peer reviewed 2021-11-09T10:00:51Z 2021-11-09T10:00:51Z 2021-10 artículo http://purl.org/coar/resource_type/c_6501 Bulletin de la Societe Geologique de France 192(1): 47 (2021) 0037-9409 CEX2019-000928-S http://hdl.handle.net/10261/253996 10.1051/bsgf/2021039 1777-5817 http://dx.doi.org/10.13039/501100001665 http://dx.doi.org/10.13039/501100011033 http://dx.doi.org/10.13039/501100004794 en https://doi.org/10.1051/bsgf/2021039 Sí open Société géologique de France

Three-dimensional shear velocity structure of the Mauléon and Arzacq Basins (Western Pyrenees)

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