Desmares, Delphine (2005) Enregistrement à haute résolution des modifications environnementales inscrites dans un cadre tephrochronologique Le bassin du Western Interior au passage Cenomanien-Turonien. PhD thesis Sciences de la terre et de l'univers, ENSMP p.440.

Full text available as: - Resumé.pdf ( 20 Kb ) - TheseDesmares.pdf ( 103443 Kb )

Licence: Copyright

Abstract

During the Cenomanian-Turonian boundary interval, over 2Ma, five altered volcanic-ash beds, which are isochronous time-line, have been correlated over tens of thousands of square kilometres through the US Western Interior Basin from Arizona to Kansas and from Texas up to South Dakota while passing by the Pueblo type section (Colorado). These instantaneous events constitute independent chronostratigraphic marker-beds enabling the robustness of lithologica, biological (planktic and benthic foraminefera, calcareous nannofossils) or geochemical (S13C, S18C) records to be tested as tool for high resolution correlations.

As suggested by our scheme, differences obseved between supposed continuous sections could be related, with some hiatuses in the sedimentary record. If correct, one hiatus may have been as long as 800 Kyrs.

The onset and most of the fine-scale features of carbon-isotope excursion identified at pueblo are recognised over long distances even in the more coastal sections where bed by bed correlations become more difficult. Thus, this tool appears extremely robust if the hiatuses are precisely constrained.

Some bioevents as the benthic zone or the Heterohelix event are synchronous at the scale of the Western Interior Basin and they could be used as global stratigraphic tools; they also coincide with events recorded by S13Ccarb (respectively phase of oxygenation and second rise of the anoxia).

On the basis of this high resolution scheme, we show that the filament event, the last occurences of R. cushmani as well as the first occurence of H. helvetica are strongly diachronous at the basin scale. Thus the W. archaeocretacea Partial Range Zone, in which is the Cenomanian-Turonian boundary, has a variable duration. If it is reduced at almost nothing at Pueblo (<50 Ka), it reaches at least 350 Ka on the stable eastern platform in Kansas.

Table of content

Remerciements - 5

Sommaire - 7

Introduction générale - 9

PARTIE I - ETATS DES CONNAISSANCES - 13

Chapitre I - Le passage Cénomanien-Turonien à l'échelle globale - 15

I.I.1 - Introduction - 15

I.I.2 - Modifications environnementales à l'échelle globale au passage Cénomanien-Turonien - 16

I.I.2.1 - Signal lithologique - 16

I.I.2.2 - Signaux biologiques - 19

I.I.2.3 - Signaux chimiostragraphiques - 23

I.I.2.4 - Ces signaux, dans l'état actuel des connaissances, forment-ils un schéma de corrélations à haute résolution?

Chapitre II Le bassin du Western Interior - 31

I.II.1 - Introduction - 31

I.II.2 - Contexte géodynamique et paléolatitude - 32

I.II.2.1 - Situation globale et paléolatitude - 32

I.II.2.2 - Géométrie spatiale et temporelle du bassin - 32

I.II.2.3 - Principaux faciès et environnements de dépôt - 35

I.II.2.4 - Faune marine, salinité et température - 37

I.II.3 - Coupe de référence de Pueblo (Colorado) - 40

I.II.3.1 - Signal lithologique - 40

I.II.3.2 - Signaux biologiques - 44

I.II.3.3 - Signaux chimiostratigraphiques - 54

I.II.3.4 - Conclusions - 61

I.II.4 - Autres coupe de référence pour le bassin - 62

I.II.4.1 - Lohali Point (Arizona) - 62

I.II.4.2 - Mesa Verde ( Colorado) - 69

I.II.4.3 - Bridge Creek (Kansas) - 70

I.II.4.4 - Bunker Hill (Kansas) - 74

I.II.4.5 - Hot Springs (Dakota du Sud) - 77

I.II.4.6 - Chispa Summit (Texas) - 79

I.II.4.7 - Rio Grande ( Texas) - 82

I.II.4.8 - Conclusions - 86

I.II.5 - Niveaux d'altération de cendres volcaniques - 88

I.II.5.1 - Intérêts et définitions - 88

I.II.5.2 - Processus de formation des niveaux de cendres volcaniques et des bentonites - 89

I.II.5.3 - Sources du volcanisme dans le bassin du Western Interior - 92

I.II.5.4 - Utilisation de ces niveaux dans le bassin du Western Interior - 94

I.II.6 - Les signaux litho-, bio-, chimio- des coupes de référence forment-ils un schéma de corrélation à haute résolution? - 97

I.II.6.1 - Signaux lithologiques - 97

I.II.6.2 - Signaux biologiques - 99

I.II.6.3 - Signaux Chimiostratigraphiques - 101

I.II.6.4 - Conclusions - 104

I.II.7 - Conclusions - 106

PARTIE II - LES DONNÉES ACQUISES - 107

Chapître I - Concepts et méthodes - 109

II.I.1 - Introduction - 109

II.I.2 - Signaux biologiques - 110

II.I.2.1 - Foraminifères planctoniques - 110

II.I.2.2 - Nannofossiles calcaires - 110

II.I.3 - Signaux isotopiques - 110

Chapître II - Corrélation des horizons de bentonites - 113

II.II.1 - Introduction - 113

II.II.2 - Reconnaissance des niveaux de bentonites sur le terrain - 114

II.II.3 - Validité des corrélations - 116

II.II.4 - Conclusion - 118

Chapître III - La coupe de référence de Pueblo - 119

II.III.1 - Introduction - 119

II.III.2 - Signal lithologique - 120

II.III.3 - Signaux biologiques - 122

II.III.3.1 - Occurences des foramifères planctoniques, index de zone - 122

II.III.3.2 - Les anaticinelles (description et extension temporelle) - 122

II.III.3.3 - Distribution des autres espèces de foraminifères planctoniques et des autres organismes - 126

II.III.4 - Microfaciès - 128

II.III.4.1 - Définitions - 128

II.III.4.2 - Distribution temporelle des microfaciès - 130

II.III.5 - Signaux chimiostratigraphiques - 131

II.III.5.1 - Isotopes stables de carbone - 131

II.III.5.2 - Isotopes stables de l'oxygène - 131

II.III.6 - Signaux lithologiques et biologiques dans la région de Pueblo (Coupes de Graneros et de Las Animas) - 133

II.III.6.1 - Signal lithologique - 133

II.III.6.2 - Occurences des foraminifères planctoniques et des autres organismes - 135

II.III.6.3 - Evolution temporelle et spaciale des microfaciès - 137

II.III.7 - Conclusions - 139

Chapître IV - Autres coupes types: la transversale de la marge occidentale (Lohali Point, Arizona) à la bordure orientale stable (Elm, Kansas) - 141

II.IV.1 - Introduction - 141

II.IV.2 - Lohali Point (Arizona) - 142

II.IV.2.1 - Signal lithologique - 142

II.IV.2.2 - Signaux biologiques - 142

II.IV.2.3 - Signaux chimiostratigraphiques - 146

II.IV.3 - El vado (Nouveau Mexique) - 148

II.IV.3.1 - Signal lithologique - 148

II.IV.3.2 - Signaux biologiques - 148

II.IV.4 - Elm (Kansas) - 152

II.IV.4.1 - Signal lithologique - 152

II.IV.4.2 - Signaux biologiques - 152

II.IVI.4.3 - Signaux chimiostratigraphiques - 155

II.IV.5 - Conclusions - Synthèse ouest est - 157

II.IV.5.1 - Signal lithologique - 157

II.IV.5.2 - Signaux biologiques - 158

II.IV.5.3 - Signaux chimiostratigraphiques - 163

Chapître V - Autres coupes types: la transversale Nord-Sud de Hot Springs (Dakota du Sud) à Rio Grande (Texas) - 165

II.V.1 - Introduction - 165

II.V.2 - Hot Springs (Dakota du Sud) - 166

II.V.2.1 - Signal lithologique - 166

II.V.2.2 - Signaux biologiques - 166

II.V.2.3 - Signaux chimiostratigraphiques - 169

II.V.3 - Taylor Springs (Nouveau Spring) - 171

II.V.3.1 - Signal lithologique - 171

II.V.3.2 - Signaux biologiques - 171

II.V.4 - Chispa Summit (Texas) - 175

II.V.4.1 - Signal lithologique - 175

II.V.4.2 - Signaux biologiques - 175

II.V.4.3 - Signaux chimiostratigraphiques - 178

II.V.5 - Rio Grande (Texas) - 180

II.V.5.1 - Signal lithologique - 180

II.V.5.2 - Signaux biologiques - 180

II.V.5.3 - Coupe de Ernst Tinaja: signaux lithologiques et biostratigraphiques - 181

II.V.6 - Conclusions - Synyhèse nord sud - 187

II.V.6.1 - Signal lithologique - 187

II.V.6.2 - Signaux biologiques - 187

II.V.6.3 - Signaux chimiostratigraphiques - 191

PARTIE III - VALORISATION DES DONNÉES ACQUISES - 197

Chapître I - Continuité de l'enregistrement sédimentaire - 199

III.I.1 - Introduction - 199

III.I.2 - Mise en évidence de hiatus à grande échelle - 200

III.II.2.1 - Coupe d'El Vado (Nouveau Mexique) - 200

III.II.2.2 - Coupe de Hot Springs (Dakota du Sud) - 201

III.I.3 - Mise en évidence de hiatus à petite échelle - 202

III.I.4 - Conclusions - 204

Chapître II - Signaux chimiostratigraphiques - 205

III.II.1 - Introduction - 205

III.II.2 - Signal primaire et diagenèse - 206

III.II.3 - Les différents évènements isotopiques - 208

III.II.3.1 - Isotopes stables du carbone - 208

III.II.3.2 - Isotopes stables de l'oxygène - 210

III.II.4 - Corrélation des évènements isotopiques - 214

III.II.4.1 - Isotopes stables ddu carbone - 214

III.II.4.2 - Isotopes stables de l'oxygène - 220

II.II.5 - Conclusions - Fiabilité du signal isotopique et proposition d'un composite pour le passage Cénomanien-Turonien du bassin du Western Interior - 225

III.II.5.1 - Proposition d'un signal-type composite du S13Ccarb - 225

III.II.5.2 - Proposition d'un signal-type composite du S18Ocarb - 226

III.II.5.3 - Perspectives - 227

Chapître III - Signaux biologiques - 229

III.III.1 - Introduction - 229

III.III.2 - Microfaciès - 232

III.III.2.1 - Relations des microfaciès avec la distribution des foraminifères planctoniques - 232

III.III.2.2 - Relations des microfaciès avec la distribution des foraminifères planctoniques et les rapports isotopiques de l'oxygène et du carbone - 235

III.III.3 - Evènements biologiques - 239

III.III.3.1 - La "zone à benthiques" - 239

III.III.3.2 - L'évènement à Heterohelix - 243

III.III.3.3 - L'évènement à filaments - 244

III.III.3.4 - L'évènement à Eprolithus floralis - 245

III.III.3.5 - Réponse de la macrofaune au développement de l'anoxie - 246

III.III.4 - Conclusions - 247

Chapître IV - Signification de la zone à W. archaeocretacea - 249

III.IV.1 - Introduction - 249

III.IV.2 - Diachronisme des occurrences - 250

III.IV.3 - Signification de la zone à W. archaeocretacea - Conclusion - 251

Chapître V - Evolution de la morphologie des tests en réponse aux modifications environnementales - 253

III.V.1 - Introduction - 253

III.V.2 - Formes intermédiaires - 254

III.V.2.1 - De Rotalipora à Anaticinella - 254

III.V.2.2 - De W. praehelvetica à H. helvetica - 257

III.V.2.3 - De E. turriseiffellii à E. eximius - 258

III.V.3 - Evolution du sens d'enroulement - 260

III.V.3.1 - Définitions et observations dans l'actuel - 260

III.V.3.2 - Applications au récent - 260

III.V.3.3 - Applications au crétacé - 262

III.V.4 - Evolution de la porosité des tests de foraminifères planctoniques sur une même ligne temps en différents points du bassin - 265

III.V.4.1 - Définitions et observations dans l'actuel - 265

III.V.4.2 - Applications au crétacé - 266

III.V.5 - Conclusions - 270

PARTIE IV - PERSPECTIVES - 271

IV.I - Le bassin du Western Interior - 273

IV.I.1 - Intégration des coupes les plus méridionales et septentrionales dans notre schéma de corrélation à haute résolution - 273

IV.I.2 - Application des nouvelles approches méthodologiques sur une même ligne temps, sur différents taxons et à différentes latitudes - 274

IV.II - Ontogénie et phylogénie des foraminifères planctoniques au Crétacé - 277

IV.II.1 - Développement d'une carène au cours de l'ontogenèse - 277

IV.II.2 - Retour à la phylogénie des rotalipores grâce aux nouvelles approches méthodologiques - 277

Conclusion générale - 279

Annexes - 285

A1 - Synthèse des formations du Western Interior - 287

A2 - Les foraminifères planctoniques, outils biostratigraphiques et paléoécologiques - 291

A3 - Localisation, levés de l'ensemble des coupes et données isotopiques - 309

A4 - Les planches - 343

A5 - Les publications - 355

Bibliographie - 405

Liste des figures - 425

Statistiques de consultation

Repository Staff Only: edit this item