The southern Campos Basin comprises syn- and post-rift strata characterised by thick and extensive units of non-marine limestones. These carbonate platforms are scientifically significant due to their unusual palaeoenvironmental setting, and the complexity of the factors controlling their accumulation. They are of economic importance due to discoveries of giant hydrocarbon accumulations in these non-marine carbonate rocks. 3D seismic interpretations show an oblique extensional rifting system that formed a series of graben, half-graben, accommodation zones and horsts oriented NESW to NNE-SSW. The area is subdivided into three tectonic domains based on structural style, stretching factors and subsidence rates. The structural template of the syn-rift exerts a strong influence on depositional patterns. Core logging and thin-section work together with FMI and sidewall core data indicate proximal to more distal lacustrine carbonate deposits with fluvio-deltaic clastics in marginal areas. The dominant carbonate facies are molluscan rudstones and floatstones and a taphonomic analysis (taphofacies) of the cored intervals and exposure surfaces indicate accumulation in shallowing-upward cycles in response to changes in lake level. Microbialite facies, Aptian in age, appear to occur in the most distal locations in restricted palaeoenvironmental conditions. Facies models are presented for the skeletal, mollusc-rich deposits of the Barremian Coqueiros Formation and the overlying microbialite-rich Aptian Macabu Formation. The deposits are stacked in a hierarchical arrangement of four levels of cyclicity ranging from the entire rift basin fill to metre-scale cycles. Controls on formation of these cycles include structural setting, climate and lacustrine margin progradation. Different types of carbonate platform form in the different basinal settings and include footwall areas of fault-blocks, accommodation zones and buried horst blocks. The southern Campos Basin evolves from an initial alkali lake (Barremian) to a main phase of syn-rift, brackish lake conditions. The post-rift succession (Aptian) is characterised by both brackish and hypersaline conditions.

Les calcaires sont des roches sensibles aux phénomènes physiques et chimiques qui peuvent les dissoudre, les cimenter ou les fracturer. Dans ce cas, les propriétés des calcaires vont évoluer en fonction de ces différents processus qui varient dans le temps et dans l’espace. Or les réservoirs carbonatés peuvent s’étendre sur plusieurs centaines de kilomètres. Afin d’exploiter ces réservoirs géologiques (ressources en eau, gaz ou pétrole), il est donc nécessaire de caractériser en 3 dimensions leurs propriétés (porosité, perméabilité) ainsi que les hétérogénéités géologiques ou tectoniques, qui peuvent modifier la géométrie du réservoir ou ses propriétés. L’acquisition de données locales (affleurements, forages), réparties sur la totalité du réservoir, pose la question de leurs représentativités projetées sur l’ensemble du volume de roche mais aussi de leurs distributions entre les points d’acquisitions qui sont espacés de plusieurs kilomètres. Cette thèse propose d’étudier les propriétés des calcaires Urgoniens (d’âge Barrémien supérieur – Aptien inférieur) situés en Provence, analogues aux calcaires des réservoirs d’hydrocarbures présents au Moyen-Orient. Trois sites comportant différentes échelles sont étudiés afin de caractériser cette série carbonatée. L’étude propose ensuite des règles géologiques dans le but d’extrapoler les mesures réalisées sur des échantillons d’unités centimétriques à l’échelle hectométrique / Carbonates are sensitive to physical and chemical processes which can dissolve, cement or fracturing them. In this case, the carbonate properties evolve according to these different changes that vary in time and space. Carbonated reservoirs can extend for hundreds of kilometres. To prospect these geological reservoirs (water, gas or oil resources), it’s therefore necessary to characterize in 3 dimensions their properties (porosity, permeability), as well as geological and structural heterogeneities which can modify the basin geometry or the reservoir properties. The acquisition of local data (outcrops, boreholes) compared to the properties distributed at field scale ponder their representativeness at multi-kilometres scale but also their distribution between the acquisition area. This thesis proposes to study the properties of Urgonian limestones (Upper Barremian - Lower Aptian) located in Provence, analogue of Middle East hydrocarbon reservoirs. Three sites with different scales are studied to characterize this carbonate series. Additionally, this study proposes geological rules to upscale the measurements made on centimetric samples to hectometric scale

This study is a multi-proxy analysis of a 30-m section of a Barremian-Aptian succession of interbedded, grayish black (N2) and black (N1) limestones from a quarry of the Sierra de Prada. Index taxa include planktic foraminifera Globigerinelloides blowi and Hedbergella sigali, which combined with δ13C data from Cresmina and Gorgo a Cerbara sections indicate a late Barremian to early Aptian age. The rocks are organic-rich with 0.67 - 3.10 wt% total organic carbon (TOC). A marlstone interval (~1m) at 2.24 m has a low bioturbation index (1), TOC ~6.66 wt%, framboidal pyrite, and enrichment spikes of major, biolimiting, and redox-sensitive trace elements (Al, Si, Ti, P, Fe, and Mo, Cr, Cu, V, Th), indicating an anoxic episode. Biomarker analyses show a predominance of n-alkanes (≤nC20) at this level, suggesting an in situ origin of organic matter from phytoplankton. Pr/Phy ratios below 2 imply that organic matter did not reach overmaturity.

Les bassins sédimentaires d'Hamakoussou et du Mayo Oulo-Léré sont des bassins à sédiments continentaux. Ils se situent en territoire camerounais, dans le prolongement de la branche de Yola de direction Est-Ouest du Fossé de la Bénoué dont la mise en place est liée à l'ouverture de l'Atlantique Sud à partir de la dislocation du Gondwana. L'âge de ces bassins est basé sur des études biochronologiques les situant dans le Crétacé inférieur. La série sédimentaire est sensiblement la même dans les deux bassins, elle est constituée de dépôts fluviatiles à fluviolacustres montrant une alternance de grés, de siltite et d'argilite.Des prélèvements paléomagnétiques ont été effectués sur des niveaux fins situés dans la partie supérieure de la série sédimentaire de chaque section. Dans le bassin sédimentaire d'Hamakoussou, 50 échantillons sur 11 sites d'épaisseur égale à 69 m, ont été prélevés dans la localité de Djallou et 78 échantillons sur 20 sites d'une épaisseur de 511 m dans la localité d'Ourokessoum. Dans le bassin du Mayo Oulo-Léré, 116 échantillons sur 45 sites sur une épaisseur de 478 m ont été prélevés dans la localité de Tchontchi.La désaimantation progressive au champ alternatif et à la température de ces échantillons montre que les séries sédimentaires de ces bassins portent une aimantation primaire. Les directions d'aimantation ont permis de déceler une tectonique régionale marquée par un mouvement de rotation autour de l'axe vertical et un mouvement de translation des blocs. Les minéraux magnétiques porteurs de cette aimantation sont de faible, moyenne et de forte coercivité. Une séquence de trois polarités a été déterminée le long de chaque section du bassin d'Hamakoussou : une polarité inverse et deux polarités normales. Dans le bassin du Mayo Oulo-Léré, la section Mayo a livré deux polarités dont une normale et une, inverse. La séquence de polarités obtenue pour chaque coupe a été corrélée avec l'échelle de temps de polarités magnétiques. Les trois polarités des coupes du bassin d'Hamakoussou ont été corrélées avec les chrones M1 et M3 avec un âge compris entre 125 Ma et 128,11 Ma. La séquence d'inversions de la coupe du Mayo Oulo-Léré a été corrélée avec le chrone M1 avec un âge compris entre 125 Ma et 127,61 Ma. Le taux de sédimentation des dépôts du bassin d'Hamakoussou varie entre 5,5 cm/ma et 40,5 cm/ma et est de 38 cm/ma dans la section du Mayo Oulo-Léré. / Hamakoussou and Mayo Oulo-Léré sedimentary basins are extension of the executive branch of East-West Yola Benue Trough, whose formation is related to the opening of the South Atlantic from the dislocation of Gondwana, in the Cameroonian territory. An age range of lower Cretaceous to Barremian-Hauterivian limit has been assigned based on biochronological studies. The sedimentary sequence in both basins is composed upward finnings fluivial to fluviolacustrine deposits. The deposits present an alternation of fine grained sandstone, siltstone and mudstone overlying coarse sandstone which is underlain by micro-conglomerate to conglomerate facies at the base.A magnetostratigraphic study has been carried out on a fine sediments in the upper part of each sections. 50 samples from about 69.03 m thickness, were collected from 11 sites at Djallou and 78 samples, about 511.03 m thickness, were collected from 20 sites at Ourokessoum localities in the Hamakoussou basin ; and 116 samples, about 478.19 m thickness, collected from 45 sites at Tchontchi locality in the Mayo Oulo-Lere basin.Specimens subjected to progressive alternating field and thermal demagnetization show that the sedimentary sequences have a primary magnetization. The directions of magnetization indicate a regional tectonic marked by a rotation and translation block. Rock magnetic investigations reveal the presence of both high and low coercivity minerals. A sequence of three polarities was determined along each section of the Hamakoussou basin: one reversal polarity and two normal polarities, whereas two polarities: (normal and a reversal) were determined along Mayo section in the Mayo Oulo-Lere basin The three polarities sequences from the two sections from Hamakoussou basin are correlated with M1 and M3 Chrons and suggest an age between 125 and 128, 11 My. While the two polarities sequences from the Mayo Oulo-Lere basin are correlated with M1 Chron, and suggest an age between 125 and 127.61 My. The sedimentation rates of Hamakoussou basin deposits vary between 5.5 cm/kyr and 40.88 cm/kyr and 38.26 cm/kyr in the section of Mayo Oulo-Lere basin.

SEDIMENTOLOGY AND STRATIGRAPHY OF T&Uuml / RBEYANI MARL SEQUENCES AND iNPiRi LIMESTONES (LATE BARREMIAN - ALBIAN): IMPLICATIONS FOR POSSIBLE SOURCE AND RESERVOIR ROCKS (NW TURKEY) Anar Nabiyev M.Sc., Department of Geological Engineering Supervisor: Assist. Prof. Dr. i. &Ouml / mer Yilmaz April 2007, 105 pages Sedimentology, cyclostratigraphy and sequence stratigraphy of the T&uuml / rbeyani Marls (Albian) and the inpiri Limestone (Upper Barremian-Albian) members of Ulus Formation (incigez, Bartin, Amasra) were interpreted in this study. In the T&uuml / rbeyani Marls total of five different facies were defined. Marl and limestone facies are the most abundant in the succession. The depositional environment of the succession was defined as an outer shelf area. Within the pelagic marls 39 smaller order and 9 higher order cycles were recognized. These cycles correspond to the parasequences and parasequence sets of sequence stratigraphy, respectively. In the measured section only one type-3 sequence boundary was identified. In the inpiri Limestones great variety of limestone facies are represented. Bioclastic, peloidal, intraclastic wackestone-packstone-grainstone facies are the most abundant. Moreover, occurrence of lime mudstone, fenestral limestone, ooid packstone-grainstone, and sandstone facies are present as well. In the measured section of the inpiri Limestones 25 fifth order and 6 fourth order cycles were defined. These cycles correspond to the parasequence sets and systems tracts of the sequence stratigraphy, respectively. Total of three transgressive and three highstand systems tract were defined. Only one type 2 sequence boundary was identified in the measured section, the rest of them are interrupted by covers. This study revealed that the T&uuml / rbeyani Marls and the inpiri Limestones are not economically valuable as petroleum source and reservoir rocks, respectively. The total organic carbon (TOC) values of marl facies of the T&uuml / rbeyani marls are very low, and the pore spaces observed in the inpiri Limestone are cement filled making it unsuitable reservoir rock. Keywords: sedimentology, cyclostratigraphy, sequence stratigraphy, T&uuml / rbeyani Marls, inpiri Limestones, Albian, Upper Barremian, Amasra, Bartin.

Les calcaires du Crétacé inférieur de la "Falaise de BLANCHE" affleurent sur une grande partie du territoire libanais. Ils apparaissent dans le paysage sous forme d'escarpements linéaires saillants constituant autant de points d'ancrage remarquables pour tout recalage stratigraphique. Toutefois, jusqu'à très récemment, cette unité était piètrement caractérisée : il lui manquait notamment une définition rigoureuse. Nous introduisons ici l'Étage régional Jezzinien, dont la localité-type est sise à Jezzine. Il s'agit également d'une unité stratigraphique particulière, une « unconformity-bounded unit", une unité qui, par définition, est encadrée par deux discontinuités. Le nouvel étage régional couvre deux séquences. Le canevas lithostratigraphique étant clairement redéfini, nous avons pu étudier les associations micropaléontologiques, constituées essentiellement de foraminifères benthiques et d'algues calcaires, associations dorénavant relativement bien contraintes du point de vue de leur âge. Typiquement sud-téthysiennes, elles facilitent les corrélations holostratigraphiques à haute résolution avec la région du Golfe persique, sur le côté oriental de la Plaque arabique. L'intervalle Jezzinien correspond ainsi à la partie supérieure de l'Étage Régional Kharaïbien (aussi connu comme unité réservoir "Thamama II" dans l'industrie pétrolière). À son tour, le Jezzinien est indirectement corrélé avec les unités stratigraphiques urgoniennes nord-téthysiennes où il correspond à un intervalle relativement court comprenant la limite des étages standards (internationaux) Barrémien et Bédoulien. Les associations macropaléontologiques reconnues dans le Jezzinien (échinides) et au-dessus de cette unité (ammonites) viennent à l'appui de notre datation micropaléontologique ou tout au moins ne la contredisent pas. / The "Falaise de Blanche" is a prominent cliff consisting mostly of Lower Cretaceous limestones that extends as linear outcrops over most of the Lebanese territory and provides geologists a remarkable reference for stratigraphic studies. However, until now, this unit was lacking a clear definition. We introduce herein the Jezzinian Regional Stage, the type-locality of which is at Jezzine. It is an unconformity-bounded unit and, per definition, it is framed by two discontinuities. The new regional stage implicitly spans two sequences. The lithostratigraphic framework having been properly redefined, we were able to investigate time-constrained micropaleontological assemblages consisting mostly of benthic foraminifers and calcareous algae. Typically Southern Tethysian, these assemblages contribute to high-resolution, holostratigraphic correlations with the Persian Gulf area on the eastern part of the Arabian Plate. The Jezzinian interval correlates with the upper part of the Kharaibian Regional Stage (also known as the "Thamama II" reservoir unit in the oil industry). The Jezzinian is also indirectly correlated with the Northern Tethysian Urgonian stratigraphic units where it corresponds to a rather short interval encompassing the standard Barremian - Bedoulian stage boundary.Locally the upper discontinuity is associated with a significant intra-Bedoulian hiatus. The macrofossil assemblages found in the Jezzinian (echinids) and above it (ammonites) support, or at least do not contradict, our micropaleontological dating.

Les systèmes carbonatés, anciens et actuels, se retrouvent au coeur d’enjeux économiques et sociétaux majeurs, notamment dans le domaine énergétique où ils représentent une part considérable des réserves prouvées de gaz et de pétrole. La présente thèse se focalise sur la plate-forme urgonienne Provençale (Barrémien supérieur–Aptien inférieur), analogue d’affleurement prouvé de réservoirs carbonatés du Moyen-Orient. Près d’une trentaine de coupes stratigraphiques, incluant notamment deux forages réalisés dans le cadre de ce travail, ont été considérées sur l’ensemble du domaine Provençal. La reconnaissance de surfaces d’émersion et d’ennoiement contraintes biostratigraphiquement permet d’appréhender régionalement l’évolution paléogéographique et l’architecture stratigraphique. Plusieurs phases de progradation en direction des bassins adjacents, entrecoupées d’épisodes de perturbation de la production carbonatée, sont identifiées en Provence. Un scénario stratigraphique comparable est proposé pour les plates-formes urgoniennes du Pourtour Vocontien. En Provence, la compartimentation réservoir de la plate-forme urgonienne est principalement contrôlée par le contexte séquentiel des dépôts qui induit une dualité entre des carbonates cimentés précocement et ceux préservant un certain espace poreux. Les règles géologiques définies dans cette étude 1) servent à la réalisation d’un modèle numérique 3-D destiné aux simulations des écoulements à l’échelle de l’aquifère karstique de Fontaine-de-Vaucluse, dont le débit à l’exutoire est classé au cinquième rang mondial, et 2) aident à la prédiction des hétérogénéités sédimentaires et pétrophysiques des systèmes carbonatés / The analysis of carbonate systems is at the heart of major economic and societal challenges, especially in the energy field since they represent significant oil and gas reserves. The present thesis focuses on the Urgonian Provence platform (upper Barremian–lower Aptian interval) which is considered as a valid outcrop analogue of middle East carbonate reservoirs. About thirty stratigraphic sections, including newly acquired cores, are considered throughout the Provence domain. The recognition of biostratigraphically constrained exposure and drowning surfaces enables us to restore the regional palaeogeographic evolution along with the stratigraphic architecture. Several phases of platform progradation toward the adjacent basins, interrupted by episodes of changes in carbonate production, are identified in Provence. A comparable stratigraphic scenario is proposed for the peri-Vocontian Urgonian platforms. In Provence, the reservoir compartmentalisation of the Urgonian platform is mainly controlled by the sequence stratigraphic context that induced a distinction between early cemented carbonates and those preserving part of their original porosity. The geological rules provided in this study 1) are implemented into a 3-D numerical model intended for fluid-flow simulations at the scale of the Fontaine-de-Vaucluse karstic aquifer, whose karst spring is the fifth largest in the world, and 2) help in predicting the sedimentary and petrophysical heterogeneities of carbonate systems