MUD VOLCANOES, GAS CHIMNEYS, POCK-MARKS AND MOUNDS IN THE NILE DEEP-SEA FAN

(EASTERN MEDITERRANEAN) 

Jean Mascle*, Lies Loncke, Laurent Camera, and the Nautinil/Fanil/Medisis scientific parties

* Géosciences-Azur, Villefranche/mer, France - * mascle@obs-vlfr.fr

Abstract

The Nile continental margin is characterized by numerous ?uid seepages which have been well imaged by different geophysical technics

and particularly by swath and acoustic data. These features, expressed by mud volcanoes, gas chimneys and pockmarks, occur in diferent

settings and re?ects different processes of ?uid emissions on the sea bed.

Keywords : Nile continental margins, deep sea fan, ?uid seepages, deep environnements

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

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The Nile turbidite system, or Nile deep sea fan (NDSF), represents

an area of about 100 000 km

2

which results from deposition, chie?y

since latest Miocene, of thick salt-bearing and terrigenous sediments

covering a segment of the Mesozoic African passive margin of

Mesogea (1). Several 360 channel MCS profiles, collected in summer

2002, have allowed us to investigate and image, locally down to the

Moho, this African passive margin segment. The terrigenous cone, fed

by erosional products transported by one of the world’s most

important rivers, the Nile river, has moreover been nearly entirely

mapped by swath bathymetry and back-scatter imagery during two

geophysical surveys run in 1998 and 2000. Simultaneously,

continuous high resolution and 3-5 kHz seismic re?ection profiling, as

well as magnetic and gravity measurements, were recorded; and

several Kullenberg piston-cores were collected (2).

In different areas of the NDSF, subdued sub-circular bathymetric

features, suggesting active ?uid releases and vents directly on the sea

bed, have been discovered (3). Some of these, particularly at depths

around 3000 meters within the north-western NDSF, are characterized

as small cones, ranging from 100 to 900m in diameter and a few tens

of meters in elevation; locally small cones are associated with large

caldera-like depressions.

Along the NDSF upper continental slope (between 1000 and few

hundred meters of water depth), a few large ?at subcircular (5 km in

diameter) mud “pies” delineate a belt of apparently very active gas

chimneys. Most of the ?uid-releasing features are clearly fault-

controlled. In 2000, two cores, one on a mud cone and a second on a

gas chimney, have yielded structure-

less and gassy muds with high

sulfide content, including rock clasts.

Finally, numerous pock-marks, or mounds, have also been

identified on the seabed; depending on the areas, these are associated

with strongly destabilized sedimentary masses or with gas chimneys.

Most of these fluid-rich features are found in regions where

underlying Messinian evaporites are extremely thinned and nearby

growth faults act as conduits (3).

More recently (September 2003) the NAUTINIL expedition, the

first phase of the European scientific project MEDIFLUX (2003-

2006) within the Euromargins programme initiated by the European

Science Foundation which involves research groups from France, the

Netherlands and Germany, has allowed the observation and

demonstrated the occurrence of active ?uid seepage through the

sea?oor at several of these features.

On the Nile margin five main parameters in?uencing ?uid release

locations are distinguished: (1) the presence, at depth, of potential

source rocks and reservoirs; (2) the regional distribution of Messinian

evaporites whose presence may prevent upward ?uid migration; (3)

the distribution of sedimentary loading which may induce localized

overpressures on under-compacted and ?uid-rich sediments; (4) the

presence of a network of syn-sedimentary faults acting as potential

conduits for ?uid migration; and finally, and chie?y for pockmarks

and mounds, (5) areas submitted to large scale sedimentary

instabilities.

References

(1)-Loncke, L., 2002. Le delta profond du Nil: structure et évolution

depuis le Messinien (Miocène terminal). Thèse de doctorat de l’Université

Paris 6. 209 p.

(2)-Loncke, L., Gaullier, V., Bellaiche, G. and Mascle, J. (2002). Recent

depositional patterns of the Nile deep-sea fan from echo-character

mapping. AAPG bulletin, 86(7): 1165-1186.

(3)-Loncke, L. Mascle, J. et l’équipe scientifique Fanil. Mud volcanoes,

gas chimneys, pock-marks and mounds in the Nile deep-sea fan (Eastern

Mediterranean): geophysical evidences. Marine and Petroleum Geology

(submitted).