<p> An unlocalised collection of ammonites from West New Guinea is described and identified. These identifications afford the basis for determining the stratigraphic position of the fauna, which ext ends from the Sowerbyi Zone of the Middle Jurassic to the Upper Valanginian. The relations of the fauna to other ammonite faunas are described and indicate the ammonites in the present collection to be most closely related to the faunas of the Pacific Realm and Ethiopian province of the Tethyan Realm. A new genus, Sulaites is described and possible sexual dimorphism is detected therein. </p> / Thesis / Master of Science (MSc)

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.

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.

Une calibration orbitale du Valanginien et d’une partie de l’Hauterivien (Crétacé inférieur) est présentée au cours de ce travail. Celles-ci sont basées sur l’identification des cycles de l’excentricité à partir d’analyses spectrales menées sur des proxies climatiques mesurés à haute résolution sur des alternances marne/calcaire hémipélagiques.Cinq coupes de référence sont analysées dans le Bassin Vocontien (Sud-Est de la France), couvrant l’ensemble de l’étage du Valanginien. Une durée de 5,08 Ma est proposée pour cet étage à partir de l’identification du cycle de l’excentricité de 405 ka. Le cadre temporel proposé, combiné aux âges radioisotopiques disponibles, montre que la perturbation en 13C du Valanginien moyen (événement Weissert) est antérieure à la mise en place des trapps du Paraná-Etendeka. La forte expression de l’obliquité dans la partie supérieure du Valanginien pourrait refléter la mise en place de calottes polaires de faible extension.La transition Hauterivien-Barrémien de Río Argos (Sud-Est de l’Espagne) est traitée par une analyse multi-proxies (cortèges argileux et susceptibilité magnétique ou SM). Par comparaison avec les bancs calcaires, les interbancs marneux sont enrichis en kaolinite et en illite, appauvries en smectite et possèdent de fortes valeurs de SM. Cela reflète des conditions tropicales humides lors du dépôt des marnes tandis que les calcaires se déposent en climat semi-aride. Les durées des zones d’ammonite à P. ohmi et à T. hugii sont respectivement estimées à 0,78 Ma et 0,54 Ma. L’événement anoxique Faraoni a une durée comprise entre 100 et 150 ka. Par corrélation avec d’autres coupes, Río Argos apparaît être le meilleur candidat GSSP / Orbital floating time scales are proposed for the Valanginian Stage and part of the Hauterivian Stage (Early Cretaceous). These are based on the identification of the eccentricity cycles from spectral analyses performed on high-resolution climatic proxies measured on hemipelagic marl-limestone alternations. Five reference sections were analysed in the Vocontian Basin (SE France), spanning the entire Valanginian. A duration of 5,08 myr is proposed for the Valanginian Stage from the identification of the 405-kyr eccentricity cycle. The time frame proposed, combined with available radiometric ages, shows that the mid-Valanginian 13C positive excursion (namely the Weissert Event) occurs prior to the onset of the Paraná-Etendeka traps. The stronger expression of the obliquity cycles in the upper part of the Valanginian Stage may be caused by the onset of low-extension polar ice. The Hauterivian-Barremian transition of the Río Argos section (SE Spain) was studied by a multi-proxies analysis (clay minerals, magnetic susceptibility or MS). Compared to limestone beds, marl interbeds are enriched in kaolinite and illite, impoverished in smectite and show stronger MS values. This reflect tropical humid conditions during marl deposits while limestone were deposited under semi arid conditions. The durations of the P. ohmi and T. hugii ammonite zones are assessed at 0.78 myr and 0.54 myr, respectively. The duration of the Faraoni anoxic event ranges from 100 to 150 kyr. By correlation with other sections, the Río Argos section appears to be the most valuable candidate for GSSP.

The Sulaiy Formation, which is the oldest unit in the Lower Cretaceous succession, is conformably overlain by the Yamama Formation and it is a challenge to identify the precise age of the two formations using foraminifera and other microfossil assemblages. In the eastern side of Saudi Arabia, the Sulaiy Formation and the base of Yamama Formation are poorly studied. The main objectives of this study is to enhance the understanding of the Sulaiy Formation sequence stratigraphical correlation, regional lateral variations and palaeoenvironmental investigation. Lithological and semi-quantitative micropalaeontological analysis of 1277 thin sections taken from core samples from nine cored wells providing a geographically representative distribution from the Saudi Arabian Gulf. These cores intersected the base of the Yamama Formation and the Sulaiy Formation in the total thickness of cored wells of 843.23 meters (2766.5 feet). On the evidence provided by the foraminifera, the Sulaiy Formation is considered to represent the Berriasian to the lowermost Valanginian. The investigation of the micropalaeontology has provided considerable insights into the biocomponents of Sulaiy and the base of Yamama formations in order to identify their biofacies. These microfossils include rotalid foraminifera, miliolid foraminifera, agglutinated foraminifera, calcareous algae, calcispheres, stromatoporoids, sponge spicules, problematica (e.g. Lithocodium aggregatum), molluscs, corals, echinoderms and ostracods. Systematics of planktic and benthic foraminifera is accomplished using the foraminiferal classification by Loeblich and Tappan (1988) as the main source. The assemblage contains foraminifera that recorded for the first time in the Sulaiy Formation. Other microfossils were identified and recorded to help in the identification of the sedimentary environments. The investigation of the micropalaeontology and the lithofacies analysis have provided evidence the identification of the various lithofacies. About twenty four microfacies were identified on the basis of their bio−component and non-skeletal grains. The lithofacies and the bio−component results have provided the evidence of the sedimentary palaeoenvironmental model namely the Arabian Rimmed Carbonate Platform. This palaeoenvironmental depositional model is characterised by two different platform regimes. They are the Platform Interior and the Platform Exterior each of which have unique sedimentary lithofacies zones that produce different types of lithofacies. Each lithofacies is characterised by special depositional conditions and palaeobathymetry that interact with sea level changes and the accommodation space. The important palaeoenvironments are intertidal, restricted lagoon (subtidal), open marine, deeper open marine, inner shoal, shoal and platform margin. Generating, and testing, a depositional model as a part of formulating a sequence stratigraphical interpretation of a region is a key to understanding its geological development and – ultimately – reservoir potential. The micropalaeontology and sedimentology of the Sulaiy Formation in the subsurface have indicated a succession of clearly defined shallowing−upwards depositional cycles. These typically commence with a deep marine biofacies with wackestones and packstones, capped with a mudstone-wackestone maximum flooding zone and an upper unit of packstone to grainstones containing shallow marine biofacies. The upper part of the Sulaiy Formation is highstand-dominated with common grainstones that host the Lower Ratawi reservoir which is capped by karst that defines the sequence boundary. This karst is identified by its abundant moldic porosity that enhanced the the reservoir quality by increasing its porosities into greater values. Integration of the sedimentology and micropalaeontology has yielded a succession of shoaling−upwards depositional cycles, considered to be 4th order sequences, that are superimposed on a large scale 3rd order system tract shallowing−upwards, highstand-associated sequence of the Sulaiy Formation. The Lower Ratawi Reservoir is located within the latest high-stand portion of a third-order Sulaiy Formation sequence. The reservoir consists of a succession of several sequences, each of which is sub-divided into a lower transgressive systems tract separated from the upper highstand systems tract by a maximum flooding surface (MFS/Z). The last of these depositional cycles terminates in beds of porous and permeable ooid, or ooidal-peloidal, grainstone. The reservoir is sealed by the finer-grained sediments of the Yamama Formation.