Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

12

S

ARCYA

andS

ARTUCYA

dives

Early stages of the European margin outer blocks break-off that led

to separation of Calabria and Peloritan terranes from Sardinia

achieved elsewhere in the Tyrrhenian Sea. Slope steepness and deep

sea water currents prevented burial of the channel margins under

pelagic sediments thus allowing visual investigations. Dives data

include 112 rock samples and a 78 hours film record. 

Basement and sedimentary cover oligo-miocene evolution

Sardinian channel basement is made of metamorphic panafrican to

hercynian rocks weakly metamorphised during alpine orogenesis.

Like the on-shore Calabrian-Peloritan-Kabylian (CPK) basement, it

records a oligo-miocene crustal thickening and erosion, here increas-

ing toward the CPK front (as suggested by 

40

Ar /3

9

Ar and apatite fis-

sion track datings). 

The channel basement is overlain by the oligo-miocene detrital

cover of peloritan or kabylian type. The dives led to the discovery of

shoshonitic tortonian volcanism on both the sardinian and tunisian

margins.

The South Cornaglia Scarp is characterized by lower slopes devel-

oped on the basement. They display a succession of scree-covered tri-

angular facets and deep narrow canyons fringed with high cliffs.

Above the lower slopes, the tertiary sedimentary cover is buried under

more than 100m plio-pleistocene pelagic sediments deposited on a

subdued relief in large valleys. Thus the tertiary sediments only out-

crop in the canyon heads. A wide span of CPK sedimentary formations

were sampled, however, as loose blocks on the lower slopes. The mor-

phologic signature of the tertiary cover was used to draw a geological

scheme of the channel (see figure). The south scarp exhibits several

aprons, oblique to the main scarp direction. They could result from

differential erosion around basement rocks or mezosoic limestones. As

theTeulada Apron stands above a shallow dipping crustal re?ector,

they could be basement units thrusted over the sedimentary cover, or

alternatively they could result from the intersection of the Late

Miocene channel fault scarps with older rifted structures. Tertiary sed-

iments were also found as pebbles along the sardinian slopes. They

could lie on top of the tilted blocks along the Sardinian Margin and on

the Median Ridge.

Indices of an early inversion

In some places, differential erosion has stripped off the basement

topography drawned under the first oligo-miocene sediments. The

interface is quite ?at, broken by numerous fault scarps like in the

Peloritan Mountains. This surface could account for the ?at topped

Teulada Apron and Median Ridge. 

This buried faulted topography documents a regionally known early

stage of extension during the ligurian-algerian rifting. This first tec-

tonic inversion directly follows the stage of crustal thickening.

Tortonian evolution: the second period of faulting 

Incipient tyrrhenian rifting propagated into the channel area during

tortonian times and created the present trough. Whereas opening of

neighbouringTyrrhenian Sea is still an active process, it stopped

abruptly before Messinian in the channel, and did not reached

oceanization. Fractures orientations show that almost all the older

structures were reactivated and that tyrrhenian strike-slip and normal

faults directions prevail.

The Sardinian Margin exhibits a classical structure with 3 main

steps of tilted crustal blocks and faulted relief at all scales. The

Sicilian-Tunisian Margin formation could involve larger strike-slip

components. It has been argued that the present slopes are detachment

surfaces inverting older oligo-miocene thrusts. They would connect in

the crust to shallow-dipping re?ectors detected on deep seismic

records. The slopes investigated here did not show evidence of the

strong deformations that could be expected on pristine denudation

slopes. However, those are not representative of the south margin as a

whole.

Messinian evolution

The channel bottom is filled with several hundred meters of

messinian evaporites. They grade into detrital formations at the foot of

surrounding canyons. This suggest a continental evolution of the

scarps consistent with a sea level drop.

Some conglomerates were found scattered on the Median Ridge and

the Sicilian Margin slopes . They stand for possible remnants of con-

tinental or ?uvial erosion. However, the other features observed on

dive sites can be explained by post-miocene submarine gravitational

processes: rock slide, rock fall, rock avalanches.

Quaternary evolution

Scree deposits several tens of meter thick blanket the lower

slopes of the South Cornaglia Scarp. They are filled with a

quaternary pelagic micrite and breached in some places by

recent faults bringing the basement to the surface. Those dis-

locations are located on topographic ?exures well visible on

bathymetric maps. The ?exures are linked to recent reverse

activity on former normal faults, as it can be noticed at the

foot of the Cornaglia Scarp where a ridge is growing into the

sediments and dams the canyon outlets. This strain regime is

also responsible for a wide bulge drawning canyons of the

Sentinelle Apron. Other fold-like structures postdating ero-

sion features surround the Median Ridge and the Sentinelle

Apron. The in?uence of gravity driven instabilities cannot be

excluded in their growth.

MORPHOLOGY, STRUCTURE AND EVOLUTION OF THE SARDINIAN CHANNEL

G. Brocard*, J.P. Bouillin, P.Tricart, G. Mascle and the SARCYA-SARTUCYA Scientific Party.

Laboratoire de Géodynamique des Chaines Alpines. UMR-CNRS 5025/UJF-Grenoble, France - gbrocard@ujf-grenoble.fr

Abstract

The Sardinian Channel is located in a 400 km-long submerged section of the maghrebian branch of the Alpine chain. This 2000m deep

trough connects the Algerian-Ligurian and Tyrrhenian Oceanic Basins. Sixteen dives were conducted on the channel scarps using CYANA

submersible during two cruises in 1994 and 1995. A structural and morphological study involving film, seismic profile, relief map and

sample analyses allowed recognition of the basement and its sedimentary cover.The oligo-miocene crustal thickening is followed by an

early oligo-miocene extension and a latter tortonian rifting. A quaternary compressive event eventually inverts inherited extensive struc-

tures.

Keywords : Geomorphology, Basin formation, Tyrrhenian basin, Algerian Basin