L'approche cyclostratigraphique, qui repose sur l'analyse des cyclicités sédimentaires et l'étude de leurs relations avec les évolutions des paramètres orbitaux de la Terre, a été employée ici dans le but de construire une échelle de temps astronomique pour le Maastrichtien. Plusieurs sites ont été étudiés : les forages ODP des legs 122 (marge Nord ouest australienne), 207 (Atlantique équatorial), et 208 (Atlantique sud), le leg DSDP 74X et les coupes à terre situées à Gubbio (Italie) et Bidart (Pays Basque). Les analyses ont portées sur les variations de la susceptibilité magnétique, de la réflectance et des niveaux de gris. L'étude cyclostratigraphique a permis de détecter un contrôle orbital de la sédimentation sur l'ensemble des séries étudiées, avec l'enregistrement de cyclicités correspondants aux variations de l'excentricité à 100 et 405 ka, de l'obliquité et de la précession. Un calage temporel de l'ensemble des séries provenant des forages DSDP et ODP a ensuite été effectué à l'aide de la solution astronomique La0x, sur la base de l'identification des cycles d'excentricité à 405 ka. Ce cadre ainsi créé constitue une échelle de temps relative couvrant 8 Millions d'années, depuis le Campanien supérieur jusqu'à la limite K-Pg. La durée de chaque magnétochrone, du C32r2r au C29r, a ainsi pu être estimée avec une précision de l'ordre de 0.03 Ma. La calibration astronomique des séries calées en temps a été effectuée à l'aide de la nouvelle solution astronomique La10.Deux séries d'âges sont proposées pour les événements géologiques reconnus dans les séries sédimentaires. L'âge de la limite K-Pg a été estimé à ~65.59 Ma ou ~66 Ma.

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).

La Formation Ayabacas est une unité resédimentée, affectée de déformations spectaculaires, qui affleure irrégulièrement dans les Andes du sud du Pérou. Elle résulte du collapse sous-marin, aux alentours de la limite Turonien-Coniacien (~91-89 Ma), de la quasi-totalité de la plate-forme carbonatée qui s'était mise en place au cours de deux transgressions, entre l'Albien inférieur et l'Albien supérieur (~108,5 - ~102 Ma) pour la première, et entre le Cénomanien supérieur et le Turonien supérieur (~95 - ~90 Ma) pour la seconde. Le collapse a affecté une surface d'au moins 80 000 km2 et les dépôts, parfois absents à l'amont, atteignent plus de 500 m d'épaisseur à l'aval. Il a été déplacé, au cours d'un événement unique à l'échelle des temps géologiques, un volume de matériaux estimé à > 10 000 km3. Ces dimensions, de l'ordre de celles des glissements sous-marins géants récents, font du collapse Ayabacas le plus grand glissement sous-marin fossile actuellement connu.<br />Le collapse s'organise du NE au SW en six zones basées sur les faciès de déformation, en relation avec deux importants systèmes structuraux d'échelle lithosphérique (une septième zone, à l'extrême NE, correspondant aux dépôts non déstabilisés). Dans les parties amont du collapse (zones 1 à 3, au NE), les dépôts forment une méga-brèche, avec des éléments de taille décamétrique à kilométrique (principalement des nappes et des radeaux calcaires, souvent plissés plastiquement ; plus rarement des blocs rigides dérivés de formations crétacées et paléozoïques) flottant dans un mélange de petits clastes carbonatés ou siliciclastiques et de matériaux pélitiques rougeâtres. Ce mélange de matériaux enclins à se liquifier et à se déformer plastiquement a servi de semelle de glissement aux plus gros éléments. Ces zones se caractérisent également par des déformations et des faciès bréchiques quelle que soit l'échelle d'observation. Les parties aval, au SW, sont exclusivement carbonatées, avec un empilement de masses calcaires de tailles croissantes, une disparition de la semelle de glissement très ductile et une organisation croissante des dépôts marquant un amortissement du collapse.<br />Le collapse Ayabacas, qui s'est produit sur une marge qui paraissait a priori stable, est atypique comparé aux autres glissements actuels ou fossiles. Intervenant immédiatement avant la rapide continentalisation du bassin d'arrière-arc sud-péruvien, et donc l'émergence des Andes, le collapse est une des conséquences de changements géodynamiques à l'échelle de la cellule de convection mantellique du Pacifique, qui ont notamment entraîné une brusque modification des conditions de subduction dans le sud du Pérou. Ce bouleversement a provoqué une flexure de la lithosphère de l'arrière-arc et un découpage du substratum ante-Ayabacas en blocs basculés par des failles normales, créant des pentes favorables au collapse de la plate-forme.

Cette thèse concerne l'étude du message magnétique de la lithosphère océanique. Nous nous sommes, dans un premier temps, intéressés à l'évolution du signal magnétique à travers une section de croûte océanique complète et continue des basaltes jusqu'aux gabbros. Le but était de comprendre comment les propriétés magnétiques des roches peuvent nous renseigner sur les conditions d'altération dans la croûte océanique. Nous avons donc établi un jeu de données magnétiques (température de Curie, paramètres d'hystérésis, mesures magnétiques basse température) sur l'ensemble de la section de croûte océanique forée au site IODP 1256D, dans l'océan Pacifique. Ces données sont confrontées aux températures d'altération, établies par thermo barométrie et mettent en évidence une étroite relation entre l'altération des phases magnétiques et les températures d'altération. De plus, des analyses semi-quantitatives et des observations microscopiques (optique, MEB et MET) mettent en évidence un changement de structure cristalline, associée à une perte de titane, permettant la formation d'une phase secondaire, l'hydroschorlomite, dans un intervalle de forte altération des phases magnétiques (entre 670 et 1028 mbsf (meters below sea floor)). Dans un second temps, l'acquisition de profils d'anomalies magnétiques marines de surface et d'un profil d'anomalies de fond " deep tow " à travers le superchron du Crétacé (entre 83 et 120 Ma) nous a permis de tester la stabilité de polarité du champ géomagnétique durant cette période. Nous mettons en évidence la présence d'anomalies magnétiques : des anomalies de courtes longueurs d'onde ou " tiny-wiggles " à travers l'ensemble du superchron et des anomalies magnétiques de plus grande longueur d'onde, assimilables à de courts intervalles de polarité inverse. Nos mesures montrent que le comportement du champ magnétique durant le superchron n'est pas différent des périodes qui le précèdent (chrons M0-M1-M2) et le suivent (chrons 33n et 33r). La définition de superchron doit être remise en question.

L'analyse stratigraphique, la découverte de faunes et microfaunes et l 'étude des modes et milieux de dépôts permettent de distinguer plusieurs unités lithostratigraphiques, qui malgrè quelques variations de faciès, se suivent latéralement d'Ouest en Est et ont pu être cartées au 1/125.000e. La structure d ' ensemble en synclinorium dissymétrique affecté de failles inverses à vergence nord résulte de deux phases de plissements majeures . L 'analyse microstructurale permet d 'estimer une direction de raccourcissement proche de N10. L 'importance des déformations et l 'intensité du métamorphisme décroissent toutes deux du Sud vers le Nord. Ceci peut être mis en relation avec un rétrochevauchement vers le Nord . L'histoire de l évolution du bassin de l'Indus est celle d'une marge active prise dans une collision intercontinentale. En avant 'un arc magmatique, mis en place le long de la marge active sud tibétaine , s 'individualise dès l'Albien supérieur un bassin semblable au "fore arc" interne des marges andines actuelles. Pendant toute la fin du Crétacé et jusqu'à l'Eocène inférieur, des conditions marines franches régnent au Sud du bassin, tandis qu ' au Nord les produits terrigènes issus du démantèlement du batholite ladakhi constituent d 'importants cônes torrentiels ou fluviatiles. A partir de l 'Eocène moyen, consécutivement à la collision des blocs indien et sud tibétain s'observe une régression généralisée; la sédimentation devient continentale sur tout le bassin , et correspond à la superposition de cônes alluviaux plus ou moins distaux . La dérive vers le Nord du bloc continental indien se poursuivant un serrage important règle les déformations et le métamorphisme qui affectent les séries du bassin de l'Indus; celles- ci finissent par être chevauchées par les formations du fore -arc externe : la cicatrice de l'Indus est alors définitivement structurée.

Dans le cadre du projet Européen GTS Next, nous avons obtenu des nouvelles contraintes sur l’âge des étages du Crétacé Supérieur à partir de plusieurs techniques de géochronologie et d’interprétations stratigraphiques au Canada et au Japon. Dans le bassin sédimentaire du Western Interior Canada, nous proposons une nouvelle détermination de l’âge de la limite Crétacé - Tertiaire (K/Pg) enregistrée dans la coupe de Red Deer River (Alberta). Il a été possible de calibrer par cyclostratigraphie haute-résolution cette série sédimentaire fluviatile non-marine et d’identifier 11-12 cycles associés à la précession orbitale de la Terre. En considérant la technique 40Ar/39Ar intercalibrée avec la cyclostratigraphie, l’âge apparent de la base du chron magnétique C29r suggère que la limite K/Pg se trouve entre un minimum et un maximum de l’excentricité, avec une durée pour C29r de 66.30 ± 0.08 à 65.89 ± 0.08 Ma. En supposant que le cycle contenant le niveau de charbon soit associé à un cycle de précession, l’âge révisé de la limite Crétacé - Tertiaire est donné par la plus jeune des populations de zircon datée par U-Pb à 65.75 ± 0.06 Ma.La limite Campanien – Maastrichtien est également enregistrée dans ce même bassin canadien, et se trouve à environ 8 m sous le niveau de charbon No. 10 dans la formation de Horseshoe Canyon. L’étude cyclostratigraphique montre que le dépôt de cette séquence sédimentaire est directement influencé par les changements du niveau marin dû à la précession et dominés par l’excentricité Notre travail montre que la position de la limite Campanien – Maastrichtien dans ce bassin sédimentaire du Western Canada est placée à environ 2.5 cycles d’excentricité au dessus d’un niveau de téphra de la base de la coupe dont l’âge U-Pb est donné par la plus jeune population des zircons, et ~4.9 Myr avant la limite Crétacé - Tertiaire. Nous en déduisons un âge absolu de 70.65 ± 0.09 Ma pour la limite Campanien – Maastrichtien, ce qui est ~1.4 Myr plus jeune que les études récemment publiées.Enfin, à partir des isotopes du carbone et des foraminifères planctoniques enregistrés au centre d’Hokkaido (Pacifique Nord-Ouest), les coupes Crétacé du groupe Yezo ont été corrélée avec les séries européennes et nord-américaines. Plusieurs niveaux de téphra prélevés au sein des coupes de Kotanbetsu et Shumarinai ont été datés par les méthodes 40Ar/39Ar and U-Pb. Deux d’entre eux, placés de part et d’autre de la limite Turonien – Coniacien, ont donné des âges de 89.31 ± 0.11 et 89.57 ± 0.11 Ma, ce qui suggère un âge de 89.44 ± 0.24 Ma pour cette limite. En combinant notre résultat avec les âges récemment publiés, nous pouvons proposer un âge de 89.62 ± 0.04 Ma pour la limite Turonien – Coniacien. / As part of the wider European GTS Next project, I propose new constraints on the ages of the Late Cretaceous, derived from a multitude of geochronological techniques, and successful stratigraphic interpretations from Canada and Japan. In the Western Canada Sedimentary Basin, we propose a new constraint on the age of the K/Pg boundary in the Red Deer River section (Alberta, Canada). We were able to cyclostratigraphically tune sediments in a non-marine, fluvial environment utilising high-resolution proxy records suggesting a 11-12 precession related cyclicity. Assuming the 40Ar/39Ar method is inter-calibrated with the cyclostratigraphy, the apparent age for C29r suggests that the K/Pg boundary falls between eccentricity maxima and minima, yielding an age of the C29r between 65.89 ± 0.08 and 66.30 ± 0.08 Ma. Assuming that the bundle containing the coal horizon represents a precession cycle, the K/Pg boundary is within the analytical uncertainty of the youngest zircon population achieving a revised age for the K/Pg boundary as 65.75 ± 0.06 Ma. The Campanian - Maastrichtian boundary is preserved in the sedimentary succession of the Horseshoe Canyon Formation and has been placed ~8 m below Coal nr. 10. Cyclostratigraphic studies show that the formation of these depositional sequences (alternations) of all scales are influenced directly by sea-level changes due to precession but more dominated by eccentricity cycles proved in the cyclostratigraphic framework and is mainly controlled by sand horizons, which have been related by autocyclicity in a dynamic sedimentary setting. Our work shows that the Campanian - Maastrichtian boundary in the Western Canada Sedimentary Basin coincides with ~2.5 eccentricity cycles above the youngest zircon age population at the bottom of the section and ~4.9 Myr before the Cretaceous - Palaeogene boundary (K/Pg), and thus corresponds to an absolute age of 70.65 ± 0.09 Ma producing an ~1.4 Myr younger age than recent published ages. Finally, using advances with terrestrial carbon isotope and planktonic foraminifera records within central Hokkaido, Northwest Pacific, sections from the Cretaceous Yezo group were correlated to that of European and North American counterparts. Datable ash layers throughout the Kotanbetsu and Shumarinai section were analysed using both 40Ar/39Ar and U-Pb methods. We successfully dated two ash tuff layers falling either side of the Turonian - Coniacian boundary, yielding an age range for the boundary between 89.31 ± 0.11 Ma and 89.57 ± 0.11 Ma or a boundary age of 89.44 ± 0.24 Ma. Combining these U-Pb ages with recent published ages we are able to reduce the age limit once more and propose an age for the Turonian - Coniacian boundary as 89.62 ± 0.04 Ma.

Cette thèse concerne l’étude du message magnétique de la lithosphère océanique. Nous nous sommes, dans un premier temps, intéressés à l’évolution du signal magnétique à travers une section de croûte océanique complète et continue des basaltes jusqu’aux gabbros. Le but était de comprendre comment les propriétés magnétiques des roches peuvent nous renseigner sur les conditions d’altération dans la croûte océanique. Nous avons donc établi un jeu de données magnétiques (température de Curie, paramètres d’hystérésis, mesures magnétiques basse température) sur l’ensemble de la section de croûte océanique forée au site IODP 1256D, dans l’océan Pacifique. Ces données sont confrontées aux températures d’altération, établies par thermo barométrie et mettent en évidence une étroite relation entre l’altération des phases magnétiques et les températures d’altération. De plus, des analyses semi-quantitatives et des observations microscopiques (optique, MEB et MET) mettent en évidence un changement de structure cristalline, associée à une perte de titane, permettant la formation d’une phase secondaire, l’hydroschorlomite, dans un intervalle de forte altération des phases magnétiques (entre 670 et 1028 mbsf (meters below sea floor)). Dans un second temps, l’acquisition de profils d’anomalies magnétiques marines de surface et d’un profil d’anomalies de fond « deep tow » à travers le superchron du Crétacé (entre 83 et 120 Ma) nous a permis de tester la stabilité de polarité du champ géomagnétique durant cette période. Nous mettons en évidence la présence d’anomalies magnétiques : des anomalies de courtes longueurs d’onde ou « tiny-wiggles » à travers l’ensemble du superchron et des anomalies magnétiques de plus grande longueur d’onde, assimilables à de courts intervalles de polarité inverse. Nos mesures montrent que le comportement du champ magnétique durant le superchron n’est pas différent des périodes qui le précèdent (chrons M0-M1-M2) et le suivent (chrons 33n et 33r). La définition de superchron doit être remise en question. / So we, in a first part, studied the evolution of the magnetic signal through a section of a, complete and continuous, oceanic crust, from basalts to gabbros. In order to understand how the magnetic properties of rocks can tell us about the conditions of alteration in the oceanic lithosphere, we established a set of magnetic data (Curie temperature, hysteresis parameters, low temperature magnetic measurements) through the entire section of the oceanic crust, drilled at IODP Site 1256D, in the Equatorial Pacific Ocean. These magnetic data are compared to alteration temperatures, determined by thermobarometry (Alt et al., 2010) and show a close relationship between the alteration of the magnetic phases and the alteration temperatures, including the identification of an interval of strong alteration of the titanomagnetites (between 670 and 1028 mbsf (meters below sea floor). In addition, semi quantitative chemical analysis and microscopic observations (optical, SEM and TEM), performed on titanomagnetites, show a change in crystalline structure and a loss of titanium element (Ti4 +) in titanomagnetites to form a secondary phase rich in titanium, in this same interval of strong alteration. In a second part, the acquisition of numerous sea-surface magnetic profiles and a high resolution magnetic profile ("deep tow") through the Cretaceous Normal Superchron (83-120 Ma), allowed us to test the stability of the geomagnetic polarity of the superchron and to highlight the presence of numerous magnetic anomalies: anomalies of short wavelength or "tiny-wiggles” through the entire period and magnetic anomalies of greater length wave, similar to short intervals of reverse polarity. Our measurements show that the behavior of the magnetic field during the superchron is no different from previous periods (chrons M0-M1-M2) and the following magnetic period (chrons 33n and 33R) and the definition of ‘superchron’, long geomagnetic event without inversions, must be questioned

Le livre 1 décrit le socle pré-jurassique, la couverture, la structure "alpine" de la région étudiée résultant de la superposition de diverses phases tectoniques, l'évolution paléo-géographique et structurale au cours du cycle mexicain. Le livre 2 est consacré à la stratigraphie et structure d'ensemble de la Sierra Madre, tente un essai sur l'évolution du nord du Mexique durant le mésozoïque et le cénozoïque, et met en évidence une ouverture tethysienne jurassique dans la partie sud-est du continent nord-americain.

De nouveaux gisements à ambre et à végétaux ont été découverts dans les terrains<br />albiens et cénomaniens de Charente-Maritime (France). L'un d'eux, daté de l'Albien, constitue l'un des plus anciens mais aussi l'un des plus importants gisements d'ambre fossilifère du Crétacé, compte tenu de la richesse et de la diversité des inclusions répertoriées. Les insectes et les arthropodes sont les plus nombreux, mais quelques restes de vertébrés (plume, peau de reptile) et des fragments végétaux sont également signalés. La singularité de cet ambre est d'avoir préservé une abondante faune d'arthropodes vivant au niveau de la litière du sol, alors que l'essentiel des inclusions représente généralement le biotope vivant le long du tronc ou des branches de l'arbre producteur de résine. La confrontation d'analyses taphonomiques, xylologiques et physico-chimiques permet de discuter la source botanique probable de cet ambre.<br />Quelques insectes particulièrement significatifs pour la compréhension de l'histoire<br />évolutive de leur groupe, ou bien informatifs d'un point de vue paléoenvironnemental ou paléobiogéographique, font l'objet d'une étude systématique détaillée. Des informations complémentaires, d'ordre paléoécologique et paléoclimatique, sont apportées par les nombreux végétaux associés dans les gisements sous forme de bois ou de feuilles. Une reconstitution régionale des écosystèmes terrestres côtiers médio-crétacés est proposée, via l'analyse sédimentologique des milieux de dépôt et les informations paléoécologiques fournies par ces assemblages fossiles. Ces gisements contribuent à une meilleure connaissance des biotopes côtiers du Crétacé, période cruciale pendant laquelle la co-évolution des insectes et des plantes à fleurs a constitué les prémices de nos écosystèmes actuels.

La dynamique des courants de turbidité est fortement contrôlée par la morphologie du fond marin. Les turbidites issues de ces courants constituent des réservoirs d’hydrocarbures très importants dans les bassins sédimentaires à travers le monde. L'objectif principal de ce travail est de comprendre comment le paleorelief a contrôlé la géométrie et l'architecture des réservoirs turbiditiques, en utilisant comme zone d'étude les réservoirs du Crétacé d'un champ pétrolier du bassin de Campos (offshore du Brésil), où la tectonique a été en partie dominée par l'halocinèse. La méthodologie utilisée dans cette thèse a couplé deux approches. La première a inclus à la fois la description des séquences sédimentaires, à partir de données de sismique-réflexion et de puits, et les restaurations structurales. Six horizons régionaux et quatre unités-réservoirs ont été identifiés et cartographiés afin de construire un modèle géologique multi-2D. Ces surfaces ont ensuite été aussi restaurées. Les résultats de cette étape suggèrent que les failles liées à l'halocinèse ont contraint la paléotopographie pour le dépôt des réservoirs plus anciens et que des structures tectoniques et un canyon ont formés les contraintes paléotopographiques pour la distribution des réservoirs plus jeunes. La seconde approche a été l'analyse du rôle des paramètres des écoulements en effectuant des simulations numériques du type stratigraphique (Dionisos) et des automates cellulaires (CATS). Une surface restaurée, considérée comme référence pour le dépôt des unités-réservoirs a été utilisée comme paléotopographie pour les simulations CATS. Le modèle numérique a été contraint par les données réservoirs. Cette utilisation inédite des simulations 3D avec des automates cellulaires dans une étude de cas réel concernant des dépôts marins anciens a produit des résultats réalistes par rapport aux exemples modernes connus. Elle a également fourni des résultats plus exploitables à l'échelle de réservoir que les modèles numériques de type "stratigraphique". Ce travail met en évidence l'importance des interactions tectonique-sédimentation et de la paléotopographie pour la distribution de réservoirs turbiditiques. / The dynamic of gravity-driven turbidity currents is strongly influenced by the morphology of the seafloor. The resulting turbidites constitute important hydrocarbon reservoirs in sedimentary basins throughout the world. The main objective of the present work is thus to understand the way the paleorelief controls turbidite reservoir architectures, with application in a specific study area with Cretaceous reservoirs in Campos Basin (Brazilian offshore). The tectonics in this Basin was partly controlled by halokinesis. The first approach was describing the local Cretaceous sedimentary sequence architecture, from seismic and well data, and performing structural restorations. Six regional horizons and four reservoir-scale units were identified and mapped in order to build a multi-2D geological model. Structural restorations highlighted the structural evolution and allowed the related horizon palaeotopography to be obtained. The results of this work step suggest that the halokinesis-related listric faults regulated the distribution of the basal reservoirs. Moreover, at the top of the Albian carbonates, a canyon was identified, which, in association with the tectonic structures, forms the palaeotopographic constraints for the upper reservoir geometry. The second approach was analyzing the role of flow controlling parameters by performing stratigraphic (Dionisos) and cellular automata-based (CATS) numerical simulations. The latter provided a more appropriate reservoir scale-simulation process than Dionisos. A restored surface, considered as reference for the deposition of the reservoir units, was used as the palaeotopography for CATS simulations, having as constraints the reservoir data. This pioneer use of cellular automata simulations in a real subsurface case study produced coherent results when compared with the actual reservoir distribution. This work sheds light on the importance of tectonic-sedimentation interactions and of palaeotopography for the distribution of turbidite reservoirs.