Sedimentary Basins of the Republic of Yemen : Their Structural Evolution and Geological Characteristics Evolution structurelle et caractéristiques géologiques des bassins sédimentaires de la république du Yemen

Abstract

The distribution and evolution of the sedimentary basins of Yemen was, until recently, poorly understood as this was based entirely on surface geology and correlations of the older stratigraphic units which were exposed only in the deeply dissected bordering uplifts of the Gulf of Aden and Red Sea or the high plateau of the north west. Elsewhere cover by the tabular Tertiary sedimentary blanket and the Tertiary Volcanic Group lavas masked the major underlying pre-Cenozoic structural elements and sedimentary successions. Earlier attempts at the delineation of the country's structural framework were, thus, sketchy and/or only partially correct. The discovery of commercial oil and gas in several interior Mesozoic rift basins of Yemen in the late 1980s and in the early 1990s after unification of the former two Yemens, spured many oil companies to enter the exploration race and carry out detailed seismic surveys and intensive exploration drilling in many areas. This resulted in a rapid rise in overall new subsurface geological data acquisition and an increasingly clearer perception of the distribution, orientation and inception times of the main basins. No overall synthesis of results was, however, undertaken since each individual company was primarily concerned with its own concession area and its immediate surroundings. Recent studies involving the review, correlation and synthesis of the mass of new subsurface stratigraphic data in connection with standardisation of lithostratigraphic nomenclature in use in Yemen and its further formalisation in accordance with internationally accepted rules, have, perforce, required the establishment of an overall structural framework within which inter and intra-basinal stratigraphic correlation could be carried out. It is this new framework of depositional basins and interbasinal uplifts that is discussed here. The main Mesozoic basins are related to late Jurassic extension and rifting, principally involving rejuvenation of the ancient NW-SE Najd fault system with subordinate strike-slip motion. The Tertiary basins are related to separation of Arabia from Africa in the Neogene along the Gulf of Aden and Red Sea trends. The principal uplifts are of equal antiquity, the oldest and most persistent being the Hadhramawt Arch. All the tectonic activity is linked to Gondwanan fragmentation and breakup from the initial closure of the paleo-Tethys and opening of the neo-Tethys in late Carboniferous to Permian times, and the development of the African Karoo system, through separation of India from Afro-Arabia in the Cretaceous to ultimate separation of Arabia from Africa in the Neogene. Within individual basins, compartmentalisation by sub-parrallel highs into graben-like and half-graben sub-basins or sectors is related to local adjustments to this continuing motion within the overall structural framework. Il y a peu de temps encore, on ne disposait que de peu d'informations sur la distribution et l'évolution des bassins sédimentaires au Yemen, puisque les données existantes reposaient entièrement sur la géologie de surface et les corrélations des formations stratigraphiques anciennes étudiées uniquement dans les redressements situés en bordure du golfe d'Aden et de la mer Rouge, ou sur le haut plateau au nord-ouest où l'on a réalisé des coupes en profondeur. Partout ailleurs, la couche tabulaire de sédiments du Tertiaire et de laves du groupe volcanique du Tertiaire masquait les principaux éléments structurels précénozoïques sous-jacents ainsi que les diverses successions sédimentaires. Les premières tentatives de délinéation de la structure des sols du pays furent donc rudimentaires et/ou ne pouvaient être que partiellement correctes. La découverte de champs de pétrole et de gaz rentables dans plusieurs fossés d'effondrement mesozoïques, à l'intérieur du Yemen, à la fin des années quatre-vingt et au début des années quatre-vingt-dix après l'unification des deux ex-Yemen, a incité de nombreuses compagnies pétrolières à se lancer dans la course à l'exploration, à exécuter des études sismiques approfondies et à entreprendre des campagnes de forage intensives en de nombreux points du pays. Il en a résulté un accroissement rapide du nombre des nouvelles données géologiques concernant le sous-sol et une perception de plus en plus claire de la distribution, de l'orientation et du moment de formation des principaux bassins. Il convient de noter, toutefois, qu'aucune synthèse de l'ensemble des résultats n'a encore été entreprise, chaque compagnie ne s'intéressant qu'à sa concession et aux zones avoisinantes. Des études récentes portant sur l'analyse, la comparaison et la synthèse de la masse des nouvelles données stratigraphiques disponibles, dans le cadre de la standardisation de la nomenclature lithostratigraphique utilisée au Yemen et de sa mise en conformité avec les normes et règles internationales ont demandé obligatoirement la mise en place d'un cadre structurel général permettant une corrélation stratigraphique entre les bassins et à l'intérieur de ces derniers. L'objet du présent article est donc de présenter la nouvelle carte des bassins sédimentaires et des redressements qui les séparent. La formation des principaux bassins mésozoïques résulte de l'extension et de l'effondrement du système jurassique récent qui ont entraîné, essentiellement, la réjuvénation de l'ancienne faille de Najd orientée nord-ouest/sud-est suivie de l'apparition d'un rejet horizontal. Les bassins du Tertiaire sont nés de la séparation de l'Arabie et de l'Afrique au Néogène le long des axes du golfe d'Aden et de la mer Rouge. Les principaux redressements remontent à la même époque, le plus ancien et le plus persistant étant la chaîne de l'Hadhramaout. Toute l'activité tectonique est liée à la fragmentation et à l'éclatement du Gondwanan, depuis la fermeture initiale du paléo-Téthys et l'ouverture du néo-Téthys à l'âge du Carbonifère récent jusqu'au Permien, à la formation du système Karroo en Afrique due à la séparation de l'Inde et de l'Afro-Arabie au Crétacé et, enfin, à la dernière division de l'Arabie et de l'Afrique au Néogène. À l'intérieur des bassins, la compartimentation en secteurs ou sous-bassins graben et semi-graben par des redressements sous parallèles est le résultat des ajustements locaux au mouvement continu qui anime le cadre structurel général.