Bedforms in a tidally modulated ridge and runnel shoreface (Berck-Plage; North France): Implications for the geological record

Abstract

Tidally modulated shoreface (TMS) corresponds to peculiar costal environments. The general morphology and the expressed bedforms are provided by the interplay of both waves and tides. The recognition of TMS in the fossil record still remains a difficult task. The study of one mega-tidal modern TMS in the north of France (Berck-Plage) provides new key criteria to identify this kind of coastal system in the rock record. Field investigation and digital mapping were realized at lowest tide during spring tide under fair-weather condition. The intertidal zone is characterized by a succession of several sand banks shore parallel separated by topographic lows that are defined as ridges and runnels. Seven distinct dominant bedforms are recognized: 3D current ripples, 3D asymmetrical ripples, 2D symmetrical ripples, 2D small symmetrical dunes, 2D large symmetrical dunes, 3D symmetrical dunes and plane beds. The upper stage plane bedding mainly composed the ridges while the six other bedforms are commonly found within the runnels or on the flanks of the ridges. Comparison of the bedforms of Berck-Plage with previous experimental studies on bedforms genesis proves that the necessary flow parameters for generating these bedforms belong to an oscillatory flow except for the 3D current ripples, which are formed by a unidirectional flow. This study confirms the dominance of oscillatory structures through the intertidal zone in a mega-tidal context and show that wave processes are more powerful than tide processes for bedform generation although during fair weather conditions. Based on the timing of genesis, the description and the repeated pattern of distribution of bedforms between two ridges is highlighted thus helping to propose a theoretical facies sequence for an intertidal zone characterized by ridges and runnels applicable to ancient sedimentary successions.

Structures sédimentaires d’une zone intertidale en barre et bâches dominée par la houle (Berck-Plage ; Nord de la France) : implications pour le registre sédimentaire ancien. Les plages et avant-plages sous l’influence de la houle et modulées par l’action de la marée, correspondent à des environnements côtiers particuliers. Leurs géomorphologies générales ainsi que les structures sédimentaires associées résultent de l’action combinée de la houle et de la marée. L’identification de ces environnements atypiques dans des successions sédimentaires anciennes demeure difficile. L’analyse d’un environnement mégatidal semi-diurne actuel dans le Nord de la France (Berck-Plage) a permis de fournir de nouveaux critères de reconnaissance pour ce type de système côtier hybride dans le fossile. Une étude de terrain ainsi qu’une cartographie numérique ont été réalisées à marée basse au cours d’une marée de vives-eaux. La zone intertidale est caractérisée par une succession de plusieurs bancs de sables parallèles à la côte et qui sont définies comme des barres (topographie positive) et des bâches (topographie négative). L’étude de terrain de cette zone a révélé sept types de structures sédimentaires : des rides de courant 3D ; des rides asymétriques 3D ; des rides symétriques 2D ; des petites dunes symétriques 2D ; des grandes dunes symétriques 2D ; des grandes dunes symétriques 3D et des litages plans. Les structures planes caractérisent principalement le sommet des barres, tandis que les six autres types de structures sédimentaires se retrouvent plus communément dans les bâches ou sur le flanc des barres. La comparaison effectuée de la morphologie des structures sédimentaires de Berck-Plage avec celles d’études expérimentales sur la genèse de structures sédimentaires prouve que les paramètres de flux nécessaires sont relatifs à un courant oscillatoire (à l’exception des rides d’asymétriques 3D, qui sont formées par un courant unidirectionnel). Cette étude confirme la prédominance des structures oscillatoires dans la zone intertidale mégatidale et montre clairement que les processus de houle sont plus énergiques que ceux liés aux marées, même en contexte de beau temps. La cartographie de ces sept types de structures sédimentaires montre une répartition similaire des structures entre chaque couple de barres/bâches. Ces observations ont permis de proposer une séquence de faciès théorique pour un environnement mégatidal dominé par la houle qui est utilisable pour la reconnaissance d’environnements similaires dans les successions sédimentaires anciennes.