Structural analysis of the Eastern Crimean mountains (onland-offshore) : consequence of the tectonic evolution of the northern margin of the eastern Black Sea

Cette thèse concerne l’étude de la structure géologique de la Crimée orientale et de son prolongement en mer, le fossé Sorokin, dans le but de reconstruire l'évolution tectonique de la marge, inversée, au nord de la Mer Noire Orientale. Ces recherches ont été initiées car l’âge Trias supérieur-Jurassique inférieur des roches les plus anciennes, de type flysch, seraient en fait Albien (Crétacé inférieur) soit 60 à 110 millions d'années plus jeune. Force d'observations sur le terrain, de datations micropaléontologiques, d’une analyse structurale, avec une recherche des paléo-champs de contraintes, d'une analyse de profils de sismiques réflexion de la marge, notre étude permets de réactualiser et de clarifier la géologie de la Crimée orientale. Les principaux résultats de cette thèse sont les suivants : 1) grâce à nos nouvelles datations, les sédiments turbiditiques du Crétacé inférieur ont une plus grande répartition géographique; 2) deux formations de flysch ont été identifiées, l’une du Crétacé inférieur et l’autre du Trias supérieur-Jurassique Moyen (Groupe Tauric); 3) une carte structurale de la Crimée orientale a été réalisée qui permet de mettre en évidence une phase d'extension durant le Crétacé et deux phases compressives durant le Cénozoïque ; 4) ces deux phases compressives (Paléocène-Eocène inférieur et Oligocène-Pliocène moyen) sont confirmées par l’interprétations de 8 profils sismiques en mer qui ont été corrélés avec un forage (Subbotina 403) ; 5) la réalisation de deux transects Terre-Mer permettent de comprendre les structures liées à l'inversion de la marge ; 6) l'analyse des paléo-champs de contraintes révèle plusieurs régimes tectoniques liées aux développement des structures tectoniques; 8) finalement cette thèse propose un vision nouvelle de l'évolution tectonique de la marge nord de la mer Noire orientale, qui subit une inversion depuis le Paléocène, en présentant des cartes de reconstitutions de son évolution depuis le Trias supérieur.This study is focused on the main structural features of the Eastern Crimean Mountains (CM) and of their closest offshore, with a purpose to derive and reconstruct the tectonic evolution of the northern inverted margin of the Eastern Black Sea. This study was inspired because the Late Triassic-Early Jurassic age of the oldest exposed flysch-like rocks (so-called Tauric Group) “was” defined as 60 to 110 my younger, namely as the Albian (Middle Cretaceous).The aim of this thesis was to obtain by field observations, new dating of rocks, structural analysis, stress-field analysis and seismic interpretation allowing reconsidering the geology of the CM. The main findings of the thesis are: (1) the Lower Cretaceous sediments have a much wider spatial distribution in the Eastern CM; (2) the presence of two flysch units of different age: the youngest flysch unit of the Early Cretaceous age and the oldest, the Tauric Gp and Middle-Jurassic flysch; (3) the structural analysis in the Eastern CM resulted in new structural geological map of the Eastern CM and showed the evidence of extensional tectonics during the Cretaceous and of compressional structures during the Cenozoic; (4) two-stage compression: 1) during the Paleocene-Early Eocene and 2) during the Oligocene-Middle Pliocene were confirmed by interpretation of seismic lines offshore, correlated with the “Subbotina-403” well; (5) both geological and geophysical data in the on-and- off shore transects evidence connection of structures in the northern inverted Black Sea margin; (6) the paleostress analysis of the brittle fault-slip data allow distinguishing of several tectonic regimes responsible for the developments of main tectonic structures of the study area; (8) finally, this thesis presents a new vision of the tectonic evolution of the northern inverted part of the Eastern Black Sea illustrated with paleotectonic maps providing the reconstruction for each main stage of its geological history since the Late Triassic