Th. 3e cycle--Stratigr. paléontol.--Marrakech--Univ. Cadi Ayyad, 1991. / Bibliogr. p. 133-144.

Diss. Phil. Nat. Bern, 1978.

L'étude de la plate-forme carbonatée du BerriasienValanglnlen de Chartreuse a permis d'effectuer une analyse séquentielle détaillée des séries, et de dater les différentes étapes de l'installation puis de la disparition de la plate-forme. Micropaléontolooie : 65 espèces de foraminifères benthiques sont déterminées et décrites. Une analyse statistique détaillée est effectuée pour les genres Trocholina, Neolrocholina et le groupe GaudrvinaDorothia. Sédimentologie : cinq types de séquences d'ordre différent sont mises en évidence. Elles traduisent des modifications des milieux de dépôt dues principalement à l'eustatisme, mais également à la tectonique et à des variations de la subsidence et de la productivité primaire en carbonates. Stratigraphie : la détermination des calpionelles et les corrélations établies avec le stratotype du Berriasien permettent de situer à une sous-zone d'ammonites près les évènements que traduisent les discontinuités sédimentaires. Du point de vue paléogéographique, la progradation de la plate-forme s'effectue au cours du Berriasien supérieur en trois étapes successives : la submersion n'est pas synchrone à l'échelle de la région étudiée, mais se déroule en quatre phases pendant le Berriasien terminal et le Valanginien. L'étude des séries alternantes de bassin se base sur l'analyse des variations d'épaisseur des bancs marneux et la disposition de l'ammonitofaune. Elle montre l'existence de cinq cyclicités d'ordre différent, quatre d'entre elles étant reliées aux variations des paramètres de rotation de la Terre. La Magnétostratigraphie effectuée sur les hypostratotypes du Valanginien d'Angles et de Barret permet, d'une part, d'établir une échelle des polarités détaillée, d'autre part d'envisager l'existence de liaisons entre les renouvellements de faune et les inversions magnétiques. Corrélations plate-forme-bassin : une équivalence entre séquences décrites sur les plates-formes et les cyclicités observées dans les bassins est envisagée à trois échelles différentes, montrant ainsi l'existence de liaisons entre la rotation de la Terre, les inversions magnétiques, et les principaux paramètres influant sur l'environnement sédimentaire (eustatisme, climat, productivité primaire en carbonates).

La synthèse des connaissances sur la sédimentation au Berriasien supérieur et au Valanginien inférieur dans les domaines jurassien et nord-vocontien et l'homogénéisation des interprétations séquentielles ont abouti à une reconstruction de l'agencement des corps sédimentaires le long d'un transect plate-forme-bassin. Une interprétation phylogénétique de l'évolution des faunes de calpionelles en domaine de bassin autorise un nouveau découpage zonal à très haute résolution (précision de l'ordre de +/- 250 000 ans) notamment pour l'intervalle Berriasien supérieur-Valanginien inférieur. Dans ce cadre chronostratigraphique, les répartitions de quelques foraminifères benthiques ont également pu être calées et utilisées pour les corrélations à longue distance. Une trentaine de coupes en domaine de bassin, de talus et de plate-forme a fait l'objet d'une étude sédimentologique et biostratigraphique fine qui a permis d'enrichir le découpage séquentiel. La nature et l'importance des transferts de sédiments dans les corps sédimentaires en fonction des variations du niveau marin relatif ont pu être ainsi estimés. Il ressort de cette étude que la plupart des particules sédimentaires dans les dépôts carbonatés peuvent être, contrairement à l'idée classiquement admise, allochtones, comme dans le cas des dépôts silicoclastiques. Depuis la plate-forme jurassienne jusqu'au Bassin Vocontien, les corrélations biochronologiques, séquentielles et géométriques aboutissent à un schéma correspondant à une morphologie de rampe carbonatée complexe pour la période étudiée. Dans cet intervalle, le long du transect, les accumulations sédimentaires sont particulièrement disproportionnées: - Sur la plate-forme, notamment dans les parties les plus internes (Jura neuchâtelois), l'ensemble Berriasien-Valanginien n'excède pas 25 mètres: les séquences Be0, Be1, Be2, Be3, Va0 et Va3 ne sont représentées que très partiellement, les autres séquences Be4, Be5 et Val ont été érodées (karstifiées) ou n'ont pas été déposées (Be6). Certaines séquences (Be5 ou Va3) sont préservés de façon très variable d'une coupe à l'autre en domaine de plate-forme, l'importance des matériaux remaniés et l'irrégularité de la surface qui les caractérise semble liée à des géométries de vallées incisées. - Dans la partie médiane de la rampe (bordure de plate-forme et talus), le même intervalle stratigraphique peut être représenté par plus de 500 mètres de dépôt ; les séquences de dépôt qui constituent la série deviennent de plus en plus complètes et de nouveaux corps sédimentaires apparaissent (cortèges de bas niveau progradant et agradant). - Dans le bassin, la sédimentation est aussi lacunaire (limite de séquence Va0 par exemple) à cause de la présence de surfaces de discontinuité (liées ou non à des remaniements gravitaires). Les séquences de dépôt qui constituent la série deviennent de plus en plus complètes en direction du talus et de nouveaux corps sédimentaires apparaissent (cortèges de bas niveau). La synthèse des coupes de terrain a abouti à un transect à haute résolution chonostratigraphique qui permet par encadrement des corrélations fines à l'échelle de la séquence de dépôt. Ces datations montrent qu'en domaine de plate-forme, les intervalles de temps documentés par des sédiments sont beaucoup plus réduits que les intervalles de temps correspondant aux périodes de non-dépôt ou de non préservation des dépôts.

L'étude des géométries et des faciès des dépôts sédimentaires du Berriasien-Valanginien de la Plate-forme du Jura-Dauphiné jusqu'au Bassin Vocontien (SE France) met en évidence la crise globale des plates-formes carbonatées au Valanginien, celle-ci se faisant en plusieurs étapes. Le développement de glaces en hautes latitudes entraîne des variations du niveau marin de plusieurs dizaines de mètres. L'asymétrie de ces variations traduit des débâcles rapides et des englacements plus lents qui sont contrôlés par les cycles d'excentricité de l'orbite terrestre. Le refroidissement global couplé à une hausse des apports en nutriments sous un climat plus humide et la baisse du niveau marin global vont progressivement diminuer la production des plates-formes, installer des systèmes de rampe, jusqu'à la mort de ces systèmes au Valanginien supérieur. La comparaison de cet évènement de crise avec celui de l'Aptien-Albien suggère qu'à plus d'une reprise le Mésozoïque a connu des épisodes glaciaires.

La formation de la Vaca Muerta, dans le bassin de Neuquén (Argentine), constitue le gisement non conventionnel le plus important d’Argentine. Dès lors, cette formation à la fois roche mère et roche réservoir a suscité un intérêt particulier dans le monde pétrolier afin de comprendre l’architecture des corps sédimentaires et la distribution de la matière organique de ce réservoir. L’étude menée dans le cadre de cette thèse se base sur la sédimentologie, la stratigraphie, la minéralogie et la géochimie dans le but de comprendre la logique de mise en place des systèmes de dépôt et les conditions d’oxygénation du milieu. Le but final de ce travail est de comprendre les conditions de dépôt et de préciser la relation stratigraphique entre les intervalles riches en matière organique et l'évolution du bassin (interactions entre remplissage et déformations/structuration). L’étude de sismique 3D menée dans la partie orientale du bassin a permis de déterminer un système de dépôt dominé par la houle, et montrer l’impact de la tectonique locale sur la géométrie des clinoformes et le contrôle eustatique des séquences sismiques. L’étude de terrain centrée dans un premier temps sur l’anticlinal de Picún Leufú en partie méridionale du bassin puis sur d’autres secteurs le long d’un transect nord-sud de plus de 500 km de long, a permis de mettre en évidence deux grands secteurs ayant évolué distinctement. Un secteur centro-méridional qui évolue pendant l’intervalle Tithonien-Valanginien depuis un environnement de plateforme silicoclastique vers un environnement de rampe mixte; ce secteur est alimenté essentiellement depuis le sud et le transport des sédiments vers le large est assuré par la combinaison entre des courants de dérive littorale, des courants de tempêtes et des courants gravitaires. Le second secteur au nord du bassin correspondant à la zone de Malargüe, et montre un environnement de rampe carbonatée pérenne pendant tout l’intervalle Tithonien-Valanginien. L’analyse et la synthèse stratigraphique des différents secteurs étudiés montrent un signal stratigraphique homogène avec la mise en place de cinq séquences transgressives-régressives dans le bassin pendant l’intervalle Tithonien-Valanginien. L’étude minéralogique et géochimique a permis d'évaluer l’impact du climat sur les terres émergées et par conséquent sur la distribution des sédiments vers le large. La géochimie révèle des conditions oxiques de la colonne d’eau faisant suite à une période initiale euxiniques qui coïncident avec le dépôt des niveaux les plus riches en matière organique. Enfin, la synthèse entre le signal stratigraphique et le signal géochimique montre l’existence de 4 ou 5 intervalles relativement riches en matière organique et préférentiellement localisés dans les cortèges transgressifs. / The Vaca Muerta Formation is the principal source rock in the Neuquén Basin (Argentina). It constitutes also the major unconventional play in Argentina. Therefore, the Vaca Muerta formation stirs up large interest in the oil industry to understand the architecture and the organic matter distribution of this reservoir. Our study proposes an integrated approach, using sedimentology, stratigraphy, mineralogy and geochemistry in order to understand the depositional system and the paleoenvironmental conditions. The ultimate goal of this work is to clarify the stratigraphic relationship between organic-rich level and the basin filling. In the eastern part of the Neuquén basin, the study of 3D seismic allowed us to identify a wave-dominated depositional system and assess the role of the local tectonic and the eustatic control through seismic geometry. We carried out extensive field investigation, including logs and sampling, first in the Picún Leufú Anticline (southern part of the basin) and second, on several areas along a N-S trend over 500 km distance. This study allowed to define two major sectors which evolve differently. The first one corresponds to the central and southern part of the basin (from Picún Leufú Anticline to Chos Malal). There, an evolution from a siliciclastic shelf to a mixed ramp setting is observed during the Tithonian-Valanginian interval. Sediments were redistributed along the shoreface by longshore currents and further transported by storm and gravitary currents basinward. The second sector corresponds to Malargüe area (North area). It displays a perennial carbonate ramp during the Tithonian-Valanginian interval. Sequence stratigraphy analysis of all areas shows an homogeneous signal with five transgressive-regressive sequences in the basin. The geochemistry and clay mineralogy indicate the climate role in the evolution of the sedimentary environments. Geochemistry displays a “normal marine” environment with oxic waters and short-lived episodes of euxinia that coincides with the organic-rich levels. Lastly, the integrated approach, connecting stratigraphy end geochemistry shows four to five organic-rich intervals that coincide with the transgressive systems tract.

L'étude du Berriaso-Valanginien a permis de définir et de dater les grandes étapes de l'évolution de la plateforme carbonatée du Jura méridionnal et du massif subalpin des Bauges. L'étude sédimentologique a conduit à une reconstitution des milieux de dépôt qui se subdivisent en quatre domaines paléogéographiques : le bassin, la plate-forme externe (talus et bordure), la plate-forme interne et l'ensemble marginolittoral. Chacun de ces ensembles est représenté par des faciès particuliers. L'étude minéralogique a permis, d'une part de définir l'environnement minéralogique (argiles, quartz, goethite ... ), et ses variations qui sont, non seulement locales mais régionales, d'autre part de comparer les roentgénofaciès (classes de diffractogrammes) avec les microfaciès. Cette comparaison a mis en évidence une relation entre la nature du sédiment et son association minéralogique, et un parallélisme entre évolution minéralogique et évolution des microfaciès ; ainsi la notion d'apparition synchrone d'une argile donnée est remise en question. L'étude stratigraphique a permis de situer les limites moyen-Berriasien supérieur, Berriasien-Valanginien, Valanginien Valanginien supérieur, Valanginien-Hauterivien. Du point de vue séquentiel, la série étudiée, montre quatre séquences principales limitées par autant d'horizons de discontinuité majeurs, constituant une mégaséquence en général transgressive dans le Jura, cyclique dans les Bauges. Des corrélations entre, d'une part les différentes coupes étudiées, et d'autre part la Chartreuse et la Provence, ont été établies. Du point de vue paléogéographique, quatre grandes étapes ont mises en évidence au cours de l'évolution de la plate-forme, le début de chaque étape correspondant à un approfondissement des milieux de dépôt. L'étude micropaléontologique a mis en évidence les principales espèces benthiques de la plate-forme berriaso-valanginienne, et a permis de donner leur paléoécologie. Cette dernière est assez semblable à celle de la plate-forme urgonienne, à l'exception du groupe des trocholines qui se substitue à celui des orbitolinidés.

Le Crétacé inférieur est ponctué de perturbations du cycle du carbone associées à des épisodes de préservation de matière organique et à des crises de la production carbonatée néritique et pélagique. Ces évènements coïncident également avec des refroidissements à très court terme (<1Ma) dont l'origine et les conséquences sont encore imprécises en raison de la faible résolution des courbes de températures dans les eaux de surface. Les études récentes réalisées à partir de modèles climatiques couplés à des modèles géochimiques laissent penser qu'une crise de la production carbonatée pourrait engendrer un refroidissement climatique sur une échelle de temps inférieure à 1 Ma (Donnadieu et al., accepté). Basées sur les dépôts d'âge Valanginien des coupes de La Charce-Vergol et d'Ollioules (Sud-est de la France) et sur les sédiments de l'Aptien du sous-Bassin de Galvé (Nord-est de l'Espagne), des études stratigraphiques, paléoécologiques et géochimiques ont été menées pour établir les relations entre la production carbonatée et le climat au cours du Valanginien et de l'Aptien. Pour cela, des courbes de température à haute résolution pour les eaux de surface ont été établies et mises en regard des évolutions des producteurs néritiques et pélagiques de carbonate. Le Valanginien et l'Aptien présentent tous deux des arrêts polyphasés de la production carbonatée néritique. Certains arrêts précèdent des refroidissements à court terme, dont ceux datés du Valanginien supérieur, du début et de la fin de l'Aptien inférieur. Cette succession suggérerait un lien de cause à effet entre les crises de la production et les fluctuations climatiques. Toutefois, les refroidissements du Valanginien supérieur et de la fin de l'Aptien inférieur sont respectivement précédés par un enfouissement de matière organique continentale et océanique, qui est un processus pouvant également générer une diminution de CO2 et un refroidissement. Ce travail a permis de mettre en évidence les répercutions des changements climatiques sur la production carbonatée par l'intermédiaire de changements de producteurs dans les domaines néritiques et pélagiques. Dans un premier temps, la mise en place de conditions froides au Valanginien supérieur et à la fin de l'Aptien inférieur est suivie de remplacements floro-fauniques caractérisés par l'évolution de communautés hétérozoaires à photozoaires. Les bouleversements observés suggèrent un changement drastique des conditions trophiques sous le développement de conditions arides relatives au refroidissement. Dans un second temps, l'évolution des communautés pélagiques au Valanginien répondraient également aux changements climatiques : ces communautés marquées d'un déclin depuis la fin du Valanginien inférieur présentent une courte reprise du début au milieu du Valanginien supérieur. Cette reprise coïncide avec le développement de conditions froides et plus arides occasionnant des conditions trophiques plus faibles

Le Crétacé inférieur est ponctué de perturbations du cycle du carbone associées à des épisodes de préservation de matière organique et à des crises de la production carbonatée néritique et pélagique. Ces évènements coïncident également avec des refroidissements à très court terme (<1Ma) dont l’origine et les conséquences sont encore imprécises en raison de la faible résolution des courbes de températures dans les eaux de surface. Les études récentes réalisées à partir de modèles climatiques couplés à des modèles géochimiques laissent penser qu’une crise de la production carbonatée pourrait engendrer un refroidissement climatique sur une échelle de temps inférieure à 1 Ma (Donnadieu et al., accepté). Basées sur les dépôts d’âge Valanginien des coupes de La Charce–Vergol et d’Ollioules (Sud-est de la France) et sur les sédiments de l’Aptien du sous-Bassin de Galvé (Nord-est de l’Espagne), des études stratigraphiques, paléoécologiques et géochimiques ont été menées pour établir les relations entre la production carbonatée et le climat au cours du Valanginien et de l’Aptien. Pour cela, des courbes de température à haute résolution pour les eaux de surface ont été établies et mises en regard des évolutions des producteurs néritiques et pélagiques de carbonate. Le Valanginien et l’Aptien présentent tous deux des arrêts polyphasés de la production carbonatée néritique. Certains arrêts précèdent des refroidissements à court terme, dont ceux datés du Valanginien supérieur, du début et de la fin de l’Aptien inférieur. Cette succession suggérerait un lien de cause à effet entre les crises de la production et les fluctuations climatiques. Toutefois, les refroidissements du Valanginien supérieur et de la fin de l’Aptien inférieur sont respectivement précédés par un enfouissement de matière organique continentale et océanique, qui est un processus pouvant également générer une diminution de CO2 et un refroidissement. Ce travail a permis de mettre en évidence les répercutions des changements climatiques sur la production carbonatée par l’intermédiaire de changements de producteurs dans les domaines néritiques et pélagiques. Dans un premier temps, la mise en place de conditions froides au Valanginien supérieur et à la fin de l’Aptien inférieur est suivie de remplacements floro-fauniques caractérisés par l’évolution de communautés hétérozoaires à photozoaires. Les bouleversements observés suggèrent un changement drastique des conditions trophiques sous le développement de conditions arides relatives au refroidissement. Dans un second temps, l’évolution des communautés pélagiques au Valanginien répondraient également aux changements climatiques : ces communautés marquées d’un déclin depuis la fin du Valanginien inférieur présentent une courte reprise du début au milieu du Valanginien supérieur. Cette reprise coïncide avec le développement de conditions froides et plus arides occasionnant des conditions trophiques plus faibles / The Early Cretaceous is punctuated by carbon cycle perturbations, associated with organic matter burial episodes and carbonate production crises. These events coincide with short-term cooling (<1Ma), yet the mechanisms are still unclear, because of low resolution in sea surface temperature reconstructions. Recent climatic models suggest that carbonate-platform-collapse events may trigger a short-term ocean cooling episode (Donnadieu et al., accepted). In order to establish relations between climates and carbonate productions, we performed stratigraphic, palaeoecologic and geochemical analyses on Valanginian sediments from the La Charce-Vergol and the Ollioules sections (South-East France) and Aptian sedimentary record of the Galvé subasin (North East Spain). Therefore, high-resolution sea surface temperature curves were reconstructed with regard to the pelagic and neritic carbonate producer evolution. Both Valanginian and Aptian stages are marked by polyphased neritic production drawdown. Moreover, the Late Valanginian, basal and latest Early Aptian carbonate-platform demises predate a short-term cooling occurrence. The chronology of these events may imply that carbonate production decrease may have affected the atmospheric CO2 pool and the climate. Nevertheless, the decreases of water temperature that took place in the Late Valanginian and the latest Early Aptian are also prior to episodes of continental and oceanic organic matter burial, respectively. This process is also known as a CO2 drawdown and cooling generator. The present study allowed establishing climate feedbacks on the pelagic and neritic carbonate producers triggering fluctuations of the carbonate production fluxes. At first, cooler conditions during the Late Valanginien and latest Early Aptian are posterior to floro-faunal changes characterised by heterozoan to photozoan replacements. These suggest a trophic level decrease relative to cool and dryer climatic condition. Subsequently, nannoconid communities seem to record a response to the Late Valanginian climatic change: these producers are characterised by a decline from the latest Early Valanginian onward, interrupted by a recovery from the earliest Late Valanginian up to the mid-Late Valanginian. This recovery coincides with the development of cooling and dryer conditions, triggering low trophic level and thus promoting a subsequent pelagic production recovery.

L'étude des dépôts de l'Urgonien du Bassin d'Organyà a permis de caractériser les différentes séquences de dépôt superposées, limitées dans quelques cas par des surfaces émersives et érosives. L'étude sédimentologique et faciologique de détail a conduit à l'élaboration d'un modèle d'agencement de micro faciès et a permis également de mieux comprendre l'évolution verticale des milieux de dépôt du bassin étudié. L'inventaire micropaléontologique de la faune et de la flore présentes dans cet intervalle a été entrepris. Les données micropaléontologiques et sédimentologiques ont permis de caractériser précisément 6 séquences de dépôt. La comparaison de la répartition de la faune et la flore pyrénéennes avec celle des chaînes subalpines permet d'attribuer la première séquence à un âge Valanginien (séquence OR-0); les séquences OR-l, OR-2 et OR-3 caractérisent le Barrémien supérieur et les deux dernières séquences, OR-4 et OR-5, sont datées de l'Aptien inférieur. Quatre épisodes paléoenvironnementaux ont été identifiés dans cet intervalle stratigraphique : -le premier se compose d'un niveau calcaréo-marneux avec des influences terrigènes (séquence OR-0); -le second est formé par de niveaux carbonatés d'environnement de bordure de plate-forme (OR-l) et de lagon interne (faciès à rudistes et à orbitolinidés) (OR-2) ; -le troisième épisode se compose de grands dépôts de calcaires d'eau douce/eau saumâtre (calcaires à charophytes), très bien représentés dans les séquences OR-3 et OR-4; -le quatrième épisode marque l'interruption brutale de la sédimentation carbonatée et la fin des dépôts urgoniens dans ce bassin; cet épisode est caractérisé par un important dépôt de calcaires à foraminifères planctoniques très riches en matière organique qui apparaissaient déjà dans la séquence OR-4 et deviennent dominants dans la dernière séquence, OR-5. Une étude quantitative détaillée de la microfaune nous a permis de mettre en évidence des cortèges sédimentaires dans les séquences de dépôt ce qui n'était pas possible avec une étude normale des faciès. Deux périodes anoxiques ont été mises clairement en évidence à la fin des dépôts urgoniens et corrélées avec un des événements anoxiques mondiaux (OAE 1a).