The évolution and demise of Aptian carbonate platforms along the northwestern Tethyan margin (SE France to SW Germany), and their relationship with palaeoclimatic and palaeoceanographic changes

Détails

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ID Serval
serval:BIB_910F7D845BFA
Type
Thèse: thèse de doctorat.
Collection
Publications
Titre
The évolution and demise of Aptian carbonate platforms along the northwestern Tethyan margin (SE France to SW Germany), and their relationship with palaeoclimatic and palaeoceanographic changes
Auteur(s)
Pictet A.
Directeur(s)
Föllmi K. B.
Institution
Université de Lausanne, Faculté des géosciences et de l'environnement
Adresse
Faculté des géosciences et de l'environnement Université de Lausanne CH-1015 Lausanne SUISSE
Statut éditorial
Acceptée
Date de publication
2016
Langue
anglais
Résumé
The Aptian stage and especially its lower part witnessed one of the major phases of paleoenvironmental change from the whole Cretaceous - the Selli episode. This episode introduced the changes that left their irreversibly mark on platform successions, often by their complété disappearance in the study area. The main objective of this project is to highlight the évolution of the northern Tethyan platform into a broader perspective of paleoenvironmental change. In order to attain this aim, a sériés of key sections were examined and sampled along the former Tethyan margin.
Nearly 70 sections, including 55 sections figured in this thesis for the platforms of Languedoc, Jura, and Helvetic, were investigated over nearly 1000 km between the Nice Arc (SE France) and Bavaria (Southern Germany). These sections reveal a succession of eight sedimentary and biological events punctuating the sedimentary record on the northern Tethyan margin during the Aptian. These eight events are each characterized both by a sedimentary discontinuity, as well as by an ecosystem modification. Three of them are considered as major events because they were accompanied by significant changes in Aptian sédimentation pattern, and by the appearance of laminated organic-rich muds (LOM) in the basin. A first change occurred in the early Aptian (Forbesi Zone) with an abrupt transition from oligotrophic to mesotrophic carbonate-producing ecosystems following a major sedimentary discontinuity. A second change took place during the early Aptian (uppermost Furcata Zone) with the complété disappearance of ramps, also marked by a sedimentary discontinuity. However, a heterozoan carbonate platform reappeared for a short time in the late Aptian (lowermost Nodosocostatum Zone). A third change was recorded in the terminal Aptian (uppermost Nodosocostatum Zone) with a very important sedimentary discontinuity definitively putting an end to the carbonate ramps. Each of these sedimentary and ecological changes is accompanied by a faunal modification, in particular among ammonites (radiations, extinctions, turn-overs). The Aptian is also characterized by an amplification of syn-sedimentary tectonics. Already relatively active during the late Barremian, their impact is increased on platforms bordering the Vocontian basin by a generalization of normal faults and by significant strike slip faults with SW-NE and NS axes.
Thus, during the early Aptian, the carbonate platform suffered a demise in successive steps and a brief return in the late Aptian, before disappearing on the long term until the Eocene. Important ecological changes were related to the replacement of oligotrophic faunas by heterotrophic faunas, which were better adapted to the emerging new conditions. These changes are associated with increased upwelling, phosphogenesis, and primary productivity preserved in numerous LOM intercalated into the Apto-Albian sériés. These new conditions are interspersed with periods of restrictions and extinctions punctuating the Albian-Aptian period. Important paleogeographical changes are also recorded by both extensive as well as compressive syn- sedimentary tectonics, linked to the anti-clockwise rotation and sliding of the Apulian and Iberian microplates, which created both expansion or bulging phenomena in parts of the basin, as well as the sliding of wide compartments of the European plate.
The Aptian was also marked by major climatic changes, which significantly amplified especially in this part of the Tethys, affecting ecosystems in their totality. An accélération of the breakup of Pangaea, associated with the formation of a multitude of rift basins, the intensification of crustal spreading and the formation of large marine basaltic plateaus, led to significant climate changes similar to those observed nowadays, which are marked by sea level rise, by global warming, and by the massive release of greenhouse gases.
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L'étage Aptien et tout spécialement sa partie inférieure est témoin de l'une des principales phases de changement paléoenvironnemental de l'ensemble du Crétacé - l'épisode Selli. Cet épisode initie ces changements qui ont laissé leur empreinte de façon irréversible sur les successions de plates-formes, souvent par leur disparition complète dans la zone d'étude. L'objectif principal de ce projet est de mettre en avant l'évolution des plates-formes Nord Téthysiennes dans une perspective plus large de changements paléoenvironnementaux. Afin d'atteindre cet objectif, une série de sections clés ont été examinées et échantillonnées en divers points autour du Bassin Vocontien.
Près de 70 coupes, dont 55 sections figurées dans la présente thèse pour les plates-formes du Languedoc, jurassienne, et helvétique, ont été investiguées sur près de 1000 km entre l'Arc niçois (SE de la France) et la Bavière (Sud de l'Allemagne). Ces coupes révèlent une succession de huit événements sédimentaires et biologiques ponctuant la l'enregistrement sédimentaire sur la marge Nord Téthysienne au cours de l'Aptien. Ces huit événements se caractérisent chacun par une discontinuité sédimentaire, et par une modification de l'écosystème. Trois d'entre eux sont considérés comme majeurs, car accompagnés de modifications importantes de la sédimentation aptienne, et par l'apparition de niveaux riche en matière organique (LOM) dans le bassin. Un premier changement se situe dans l'Aptien inférieur (zone à Forbesi) avec le passage brutale de plates-formes oligotrophes à hétérotrophes suite à une discontinuité sédimentaire majeure. Une seconde modification prend place durant lAptien inférieur (fin de la zone à Furcata) avec la disparition complète des plates-formes, également marquée par une discontinuité sédimentaire. Cependant, les plates-formes hétérozoaires finissent par réapparaître au cours de l'Aptien supérieur (début de la zone à Nodosocostatum), pour un court laps de temps. Un troisième changement s'enregistre à l'Aptien terminal (fin de la zone à Nodosocostatum) par une discontinuité sédimentaire très importante mettant fin de façon définitive aux plates-formes carbonatées. Chacun des ces huit changements sédimentaires et écologiques est accompagné d'une modification faunique, notamment chez les ammonites (radiations, extinctions, renouvellements). L'Aptien est également caractérisé par une amplification de la tectonique synsédimentaire. Déjà relativement active au Barrémien supérieur, elle se fait ressentir sur les plates-formes bordant le Bassin Vocontien par une généralisation des failles listriques et par d'importantes failles coulissantes d'axes SW-NE et N-S.
Ainsi, au cours de lAptien inférieur, les plates-formes carbonatées subirent une disparition par à-coups successifs, ainsi qu'un bref retour dans lAptien supérieur, avant de disparaître à long terme jusqu'à l'Éocène. D'importantes modifications écologiques se mirent en place par le remplacement des faunes oligotrophes par des faunes hétérotrophes mieux adaptées aux nouvelles conditions émergentes. Ces modifications sont associées à une augmentation des upwellings, de la phosphatogenèse, ainsi que de la productivité primaire conservée dans les nombreux LOM intercalés dans la série apto-albienne. Ces nouvelles conditions sont entrecoupées de périodes de restrictions et d'extinctions ponctuant l'Aptien-Albien. D'importants changements paléogéographiques sont également enregistrés par une tectonique syn-sédimentaire aussi bien extensive que compressive, liée à la rotation anti-horaire et au coulissement des microplaques apulienne et ibérique, laquelle crée des phénomènes d'extension ou de bombements dans certaines parties du bassin, ainsi que le coulissement de larges compartiments de la plaque européenne.
LAptien fut ainsi marqué par d'importants changements climatiques qui s'amplifièrent de façon significative dans cette partie de la Téthys, affectant les écosystèmes dans leur ensemble. Une accélération de la dislocation de la Pangaea, associée à la formation d'une multitude de bassins d'effondrement, l'intensification de la propagation crustale et des grands plateaux basaltiques marins, a mené à d'importants changements climatiques similaires à ceux observés de nos jours, lesquels se marquent par une hausse du niveau marin, un réchauffement global, et le relâchement massif de gaz à effet de serre.
Mots-clé
Languedoc, Jura, Alpes helvétiques, marge nord Téthysienne, Formation Chabert, Formation Perte-du-Rhône, Formation Garschella, Aptien, Albien, stratigraphie, sedimentologie, mineralogie, stratigraphie séquentielle, géochimie, paléontologie, Ammonites. Helvetic Alps, Northern Tethyan margin, Chabert Formation, Perte-du-Rhône Formation, Garschella Formation, Albian, stratigraphy, sedimentology, mineralogy, sequence stratigraphy, geochemistry, paleontology
Création de la notice
23/08/2016 13:02
Dernière modification de la notice
20/05/2019 11:52
Données d'usage