La matière organique sédimentaire en environnement de...

35GÉOLOGIE DE LA FRANCE, N° 1, 2000

Résumé

Les résidus palynologiques des argi-lites et grès silteux du Trias de la vallée del’Azergues (nord-ouest de Lyon) fournis-sent des sporomorphes qui permettent dedater les faciès argileux noirs, riches enempreintes de halite et gypse de la limiteFassanien-Langobardien (Ladinien infé-rieur/Ladinien supérieur). Dominées parles grains de pollens Triadispora aurea, lesassociations microfloristiques des argilitesnoires sont le reflet d’un environnement dedépôt de type plaine deltaïque hypersalineà dominance de marées. Les argilites ver-sicolores sous-jacentes, et celles vertes etlie-de-vin surincombantes sont inter-prétées comme des dépôts de plained’inondation. Outre les sporomorphes, lesrésidus palynologiques renferment desdébris de bois (phytoclastes). Parmi lesphytoclastes, les variations des quantitésrelatives des particules en aiguilles sontutilisées comme marqueur de la variationde la hauteur d’eau prévalante dans lesmilieux de dépôts considérés. La combinai-son des paramètres typiques pris chez lessporomorphes et les phytoclastes permetde définir six types de palynofaciès. Deux

d’entre eux caractérisent à la fois les envi-ronnements de plaine deltaïque et de plai-ne d’inondation et les quatre autres sontrestreints à la plaine deltaïque. L’évolutiondes palynofaciès montre une bonne analo-gie avec la variation de la hauteur d’eau,telle qu’il est permis de l’apprécier à tra-vers les variations des épaisseurs desunités génétiques sédimentologiques.

Abridged English Version

In the Triassic sediments of theAzergues valley (NW of Lyons, France;Fig. 1) kerogens of the green and reddishshales consist only of woody phytoclastswhereas the black shales and silty sand-stones also contain sporomorphs. Thesporomorph diversity in the black shalesand associated sandstones is moderate(16 species of spores; 19 species of pollen;1 species of lacustrine algae; 3 species ofmarine algae), with specimens of thebisaccate genus Triadispora (T. aurea andT. suspecta) being dominant among thespores and pollen associations (Fig. 2).Other types of spores and pollens arenowhere abundant (a few percent).Lacustrine palynomorphs (Plaesiodictyon

mosellanum) and marine palynomorphs(Cymatiosphaera and Michrystridium)are rare. Abundant small smooth-walledpalynomorphs are found locally; they aretentatively attributed to the genusLeiosphaeridia (probably a prasinophyte)and considered as marine elements. Thesimultaneous presence of Echinitosporitesiliacoïdes, Heliosaccus dimorphus andOvalipollis pseudoalatus and the absenceof some characteristic palynomorphs, suchas polysaccoid pollens, suggest that theblack shales are Fassanian-Langobardianin age (Table 1). Triadispora aurea isknown to be produced by halophytes andthermophytes growing in salinas andcoastal sabkhas. Equisetophytic spores(Calamospora) and fern spores (Verrucosi-sporites) reflect a relative proximity ofhygrophytic swamp or marsh vegetation,probably indicative of fresh-water-influ-enced delta ecosystems.

The dominance of halophytic pollen,the scarcity of hygrophytic spores and thesporadic presence of marine elementsreflect a wave-dominated hypersaline deltaplain. Palynomorphs are very rare orabsent in the green shales, below the black

La matière organique sédimentaireen environnement de dépôt marginal.Exemple de la plaine deltaïquehypersaline du Ladinien dela bordure est du Massif central*

Sedimentary organic matter in nearshore deposits. Example from the Ladinianhypersaline delta plain in the eastern margin of the Massif Central (France)

Géologie de la France, n° 1, 2000, pp. 35-45, 4 fig., 2 tabl.

Mots-clés : Palynomorphe, Phytoclaste, Palynofaciès, Ladinien, Milieu deltaïque, Milieu hypersalin, Rhône, Vallée de l’Azergues.

Key words: Palynomorphs, Phytoclasts, Palynofacies, Deltaic environment, Hypersaline environment, Ladinian, Rhône France, Azerguesvalley.

Bernard COURTINAT (1)

* Manuscrit déposé le 2 novembre 1999, et accepté le 11 avril 2000.(1) UFR Sciences de la Terre, Université Claude-Bernard Lyon 1, 43 boulevard du 11novembre 1918, 69622 Villeurbanne Cedex, France.

shales, and in the overlying reddish shales.When present they consist only ofTriadispora, facies that are considered tobe deposited in a floodplain environment.

Woody phytoclasts are another impor-tant group of kerogen constituents in theshales (Fig. 3). The use of the slightlyadapted classification of Whitaker (1984)allows the recognition of PM4E (blackequidimensional particles; arithmeticalmean: 58%) as the dominant class, fol-lowed by PM1E (brown equidimensionalparticles; 16%), PM4T (black lath-shapedparticles; 15%), PM2 (yellow to brownwoody tissue; 6%), PM1T (brown lath-shaped particles; 5%) and PM3 (yellow tobrown cuticle; less than 1%). These differ-ent classes constitute the inertinite (73%)and vitrinite (27%) groups. From a mor-phological point of view, equidimensionalphytoclasts (noted E) are more abundant(74%) than the lath-shaped ones (noted T;26%).

The different phytoclast and sporo-morph associations permit the definition ofsix palynofacies types (Table 2) based onthe presence/absence of leiospheres andthe relative abundances of PM4T, PM2and PM3. Two types (palynofacies A andC) characterize deposits from both thewave-dominated hypersaline delta plainand the flood plain; the other four types areexclusive to the wave-dominated typesaline delta plain. The palynofacies typesand their relative constituent abundancesare:

Palynofacies A: no leiospheres;PM4T less than 14%; PM2+PM3 lessthan 6%. Complementary characteristics:Triadispora from 0 to 100%; 0 to 7 sporetaxa; 0 to 5 pollen taxa; vitrinite variable.

Palynofacies B: no leiospheres; PM4Tless than 14%; PM2+PM3 greater thanor equal to 6%. Complementary charac-teristics: Triadispora greater than 94%; 0to 3 spore taxa; vitrinite from 20 to 35%.

Palynofacies C: no leiospheres; PM4Tgreater than 14%; PM2+PM3 greaterthan or equal to 6%. Complementary char-acteristics: Triadispora from 0 to 98%; vitrinite from 25 to 30%.

Palynofacies D: no leiospheres;PM4T greater than 14%; PM2+PM3 lessthan 6%. Complementary characteris-tics: Triadispora greater than 85%; 6 to

12 spore taxa; 3 to 9 pollen taxa (this typeshows the greatest specific diversity ofsporomorphs); vitrinite from 28 to 36%.

• Palynofacies E: presence of leios-pheres; PM4T greater than 14%;PM2+PM3 less than 6%. Complementarycharacteristics: Triadispora from 57 to88%; PM4E from 70 to 84%; high specificdiversity of sporomorphs; vitrinite from5 to 15%. This type has the greatestabundance of PM4E phytoclasts and thelowest quantity of vitrinite.

Palynofacies F: presence of leios-pheres; PM4T greater than 14%; PM2+PM3 greater than or equal to 6%.Complementary characteristics: Triadi-spora from 58 to 82%; specific diversityof sporomorphs variable; vitrinite from20 to 41%.

Among the parameters used, the lath-shaped particles (PM1T and PM4T) are ofparticular interest because their relativeabundance shows an increase from baseto top. This increase is interpreted asindicative of increasing water depth.Consequently, the palynofacies with thelowest proportions of lath-shaped parti-cles (A to D) are interpreted as the mostcontinental deposits and those with thegreatest abundance as the least continen-tal deposits. The palynofacies trend thusreflects water depth variation in the deltaplain ecosystem, a concept that is sup-ported by the good analogy between thewater depth curve established from boththe coarsening-up/fining-up cycles of thegenetic units and the palynofacies curve(Fig. 4). This demonstrates that the use ofwoody phytoclasts can be a pertinent toolin palaeoenvironmental reconstruction.

Introduction

Le contexte géologique de l’étude

Les faciès gréso-argileux du Trias dela région lyonnaise (fig. 1) sont inter-prétés comme des sédiments de vasières(Courel, 1973). De tels environnementsde dépôt sont rencontrés sur toute la bor-dure orientale du Massif central. Du pointde vue sédimentologique, les marqueurspaléoenvironnementaux sont portés parune alternance irrégulière d’argilites sil-teuses ou gréseuses (versicolores à la base,gris sombre dans la partie intermédiaire etvert et lie-de-vin au sommet) et de petits

bancs silto-gréseux ou gréso-dolomi-tiques. Les structures sédimentaires sontrares ; les bancs de grès renferment desstructures de rides de vagues, mais ne pré-sentent pas de structures de rides de cou-rant. L’énergie de dépôt n’a probablementjamais été forte. Les sommets de quelquesbancs de grès portent des indices d’unebioturbation. Dans ces mêmes bancs, lespseudomorphoses de sulfate (gypse lamel-laire enchevêtré) et d’halite sont nom-breuses. Les argilites vertes et lie-de-vin dusommet montrent des reliques de paléo-sols. Cet ensemble s’intercale entre desbancs de dolomites à sa base et des grèsmassifs à son sommet, qui de fins devien-nent brusquement grossiers et arkosiques.Cette alternance, assez monotone, corres-pond à l’Ensemble Moyen de Courel(1973). L’auteur date la partie supérieurede l’Ensemble Moyen du Carnien-Norienet rapporte la partie inférieure au Ladinien.

Les buts de l’analysepalynologique

L’analyse palynologique des dépôtsde vasières de l’Ensemble Moyen infé-rieur présente trois intérêts d’ordresdivers. Dire que ces faciès de dépôt sontinfluencés par les apports d’élémentsdétritiques fins terrigènes et organiquesest assez banale mais cela met en exerguele fait que les sédiments qui en résultentpeuvent présenter un enregistrementcontinu des assemblages de spores etgrains de pollens ainsi que des débris debois. Les populations sporopolliniques, àtravers leurs plantes émettrices, serontindicatives des conditions édaphiques etclimatiques. Les débris de bois (ou phy-toclastes) seront des compléments d’in-formations puisqu’ils se comportentcomme des particules détritiques c’est-à-dire que leur distribution résulte deparamètres multiples dont l’hydrodyna-misme (Tyson, 1995). Nos analyses encours mais aussi les travaux de Batten(1973, 1974, 1982), de Gorin (Gorin etSteffen, 1991 ; Steffen et Gorin ; 1993 ;Gorin et Monteil 1990) ou encore deWhitaker (Whitaker, 1984 ; Whitaker etal., 1992) mettent en évidence l’impor-tance de l’abondance de certaines mor-phologies de phytoclastes dans desenvironnements de dépôt tant proximauxque distaux ou bien encore commetémoins d’événements particuliers telsdes épisodes d’inondation maximale.

LA MATIÈRE ORGANIQUE SÉDIMENTAIRE EN ENVIRONNEMENT DE DÉPÔT MARGINAL

GÉOLOGIE DE LA FRANCE, N° 1, 200036

L’Ensemble Moyen analysé paraît ne pasavoir subi une influence marine franche(en témoignent les figures sédimentaireset l’absence de traces fossiles d’orga-nismes marins). Il est opportun d’analy-ser les palynofaciès et, à travers cesderniers les phytoclastes, pour valider endomaine continental les observations réa-lisées en domaine marin franc par lesauteurs précités.

L’Ensemble Moyen du Trias lyonnais,peu épais (un peu plus de 10 m), estmonotone en terme d’hydrodynamisme.Les palynofaciès seront-ils, eux aussi,sans variations significatives ? L’atelierque constitue l’Ensemble Moyen semblejudicieux, de ce point de vue-là, pour testerle degré de pertinence du palynofaciès àtravers ses composants phytoclastiques.

L’utilisation des phytoclastesdans la définition du palynofaciès

Les différentes classes de phytoclastessont définies par Whitaker (1984) ; cetteclassification est retenue pour sa connota-tion plus hydrodynamique que géochi-mique (vitrinite et inertinite). Du point devue du langage, Whitaker, en utilisant leterme de palynomacéraux pour désignerles éléments du palynofaciès (dont lesphytoclastes) établit un parallèle avec lesclassifications macérales des charbons,mais en même temps il ordonne sur uneéchelle de flottabilité croissante les quatreclasses de phytoclastes qu’il emploie(PM1 = particules brunes sans structure;PM2 = particules jaunes à brunes corres-pondant à des restes de tissus de bois;PM3 = particules jaunes à brunes corres-pondant à des restes cuticulaires ; PM4 =particules noires sans structure). Cetteéchelle de flottabilité pose de nombreusesquestions car elle peut prendre plusieurssignifications qui sont en cours d’inter-prétation. L’abondance relative de chaqueclasse de phytoclastes correspond à unpalynofaciès qui se place sur un axe dedépôt entre deux pôles, comme l’axe pôlemarin-pôle continental, distal-proximal,ouvert-restreint ou hauteur d’eau épaisse-réduite (correspondant à la notion d’espacedisponible). Cela peut être une combinai-son croisée de plusieurs axes environne-mentaux, par exemple une combinaison del’axe proximal-distal et de l’axe espace dis-ponible.

Résultats palynologiquesLes échantillons ont été traités de

manière standard (HCl, HF) mais le traite-ment est arrêté avant oxydation par l’acidenitrique. Les résidus sont filtrés manuelle-ment à 10 µm pour éliminer les fines parti-cules représentées principalement par del’inertodétrinite (issue de feux et trans-portée par les plumes thermiques). Aucuneméthode faisant appel aux ultrasons n’a été

utilisée. Avant le montage entre lame etlamelle, les résidus sont récupérés par cen-trifugation dans du chlorure de zinc(d = 2,06).

Les échantillons de la base et du som-met de l’Ensemble Moyen (argilites sil-teuses et vertes à couleur lie-de-vin) se sontrévélés stériles. Toutes les argilites sil-teuses ne sont pas stériles ; celles qui sonten contact avec les argilites silteuses



Fig. 1.- Colonne stratigraphique du secteur analysé et position des échantillons étudiés.

Fig. 1.- Stratigraphic log of the studied area and location of the studied samples.

noires, sur un mètre, ont délivré des résidusriches en phytoclastes mais pauvres enpalynomorphes.

Inventaire en sporomorphes

Les sporomorphes (spores et grainsde pollen) sont dominants par rapport auxformes aquatiques. Les spores sont repré-sentées par 16 espèces, les grains de pollenpar 19 espèces soit un total de 35 taxons.Les formes aquatiques sont très peudiversifiées ; une seule forme d’alguelacustre et trois espèces d’algues marines.

Anteturma Sporites H. Potonié 1893

Turma Triletes Reinsch emend.Dettmann 1963

Calamospora keuperiana Mädler 1964

Carnisporites ? telephorus (Pautsch)Mädler 1964

Kraeuselisporites cuspidus Balme 1963

Lapposisporites lapposus Visscher 1966

Deltoidospora tenuis (Leschik) Mädler1964

Palaeospongisporis europaeus E. Schulz1965

Perotrilites minor (Mädler) Antonescu etTaugourdeau-Lantz 1973

Retusotriletes mesozoicus Klaus 1960

Uvaesporites gadensis Praehauser-Enzenberg 1970

Verrucosispsorites remyanus (Mädler)Adloff et Doubinger 1969

Turma Monoletes Ibrahim 1933

Aratrisporites pilosus (Leschik) Mädler

Aratrisporites saturni (Thiergart) Mädler1964

Aratrisporites sp. A Taugourdeau 1973

Aratrisporites tenuispinosus Playford 1965

Echinitosporites iliacoïdes Schulz etKrutzsch 1961

Turma Hilates Dettmann 1963

Apiculatasporites plicatus Visscher 1966

Anteturma Pollenites R. Potonié 1931

Turma Protosaccites Scheuring 1974

Ovalipollis lepidus Scheuring 1970

Ovalipollis pseudoalatus (Thiergart)

Schuurman 1976

Illinites chitonoides Klaus 1964

Lunatisporites acutus Leschik 1955

complexe Triadispora aurea Scheuring1970

Triadispora suspecta Scheuring 1970

Striatoabieitites aytugii Visscher 1966

Turma Saccites Erdtman 1947

Alisporites ind.

Cucullispora cuneata Scheuring 1970

Ellipsovelatisporites rugosus Scheuring1970

Heliosaccus dimorphus Mädler 1964

Jugasporites antonescui Taugourdeau-Lantz 1983

Podosporites amicus Scheuring 1970

Protodiploxypinus gracilis Scheuring 1970

Vitreisporites pallidus (Reissinger)Nilsson 1958

Turma Plicates (Naumova) Potonié 1958

Cycadopites coxii Visscher 1966

Retisulcites perforatus (Mädler) Scheuring1970

Turma Kryptaperturates Potonié 1966

Haberkornia gudati Scheuring 1978

Duplicisporites tenebrosus (Scheuring)Scheuring 1978

Algues diverses

Classe Prasinophyceae

Cymatiosphaera ind.

? Leiospheridia ind.

Acritarches

Micrhystridium sp.

Algue d’eau douce

Plaesiodictyon mosellanum Wille 1970.

Les palynomacérauxcaractéristiques

Le palynofaciès est l’image de syn-thèse de l’ensemble des palynomacérauxdu kérogène. Dans l’exemple traité, lespalynomacéraux sont les spores et grainsde pollen, quelques éléments à affinité

aquatique d’eau douce ou marine (cepoint sera abordé dans le paragrapheInterprétations - Discussions [b - le milieude dépôt]) et des phytoclastes.

Les palynomorphes

Un élément est dominant (fig. 2) ; ils’agit du groupe des Triadispora, grainsde pollen à deux ballonnets, exception-nellement 1 ou 3 ballonnets et dont lecorps central porte une marque trilètevestigiale non fonctionnelle. Cet élémentreprésente de 57 à 100 % de la populationdes palynomorphes (moyenne 85 %).Lorsqu’on rapporte sa représentation auxseuls sporomorphes, ce groupe ne des-cend pas en dessous de 69 % avec unemoyenne de 90 %.

Le groupe Triadispora est représentépar le complexe T. aurea et l’espèce T. sus-pecta. Le complexe rassemble une formedominante (T. aurea) et des espèces acces-soires (T. boelchii Scheuring 1970, T. bellaScheuring 1978, T. sulcata Scheuring1978, T. ventriosa Scheuring 1978, T. sta-bilis Scheuring 1970 emend. Scheuring1978) mais morphologiquement prochesde la forme éponyme du complexe. Lesautres espèces de spores et de grains depollen ne sont jamais fortement abon-dantes (pas plus de quelques pourcents).Ensemble, les spores ne dépassent pas10 % de la population en palynomorphes.Parmi les éléments aquatiques, l’alguelacustre Plaesiodictyon mosellanum estrare. Les spécimens attribués à Cymatio-sphaera et Michrystridium sont, eux aussi,rares. Seuls les ? Leiosphaeridia sont, parépisodes, abondantes puisqu’elles peuventatteindre 32 % de la population des paly-nomorphes. Ainsi, les résidus obtenus sont,du point de vue des palynomorphes,écrasés par les Triadispora et en quelquesoccasions par les Triadispora et les? Leiosphaeridia. Ces deux groupes d’élé-ments sont deux attracteurs forts qui défi-nissent une fraction palynomorphique àTriadispora (sous entendre à Triadisporaet sans ? Leiosphaeridia) et une fraction à? Leiosphaeridia (sous-entendu àTriadispora et à ? Leiosphaeridia).

Les phytoclastes

Les quatre classes de Whitaker (PM1,PM2, PM3 et PM4 ; 1984) sont rencon-trées (fig. 3) dans les échantillons qui ontété analysés. Les classes PM1 et PM4



sont les plus abondantes. Elles ont étésubdivisées en deux catégories d’après lamorphologie des particules. La premièrecatégorie (notée E ; définissant les sous-classes PM1E et PM4E) comprend lesparticules massives, plus ou moins équi-dimensionnelles. La seconde catégorierassemble les particules allongées (notéeT ; définissant les sous-classes PM1T etPM4T). Cette subdivision n’est pas appli-quée aux classes PM2 et PM3 en raisonde leur faible représentation (fig. 3). Lesparticules PM1T, PM1E, PM2 et PM3constituent la fraction vitrinite du kérogè-ne tandis que les phytoclastes des typesPM4T et PM4E en composent la fractioninertinite.

En terme de fréquences relatives, lesPM4E sont les particules les plus abon-dantes (10 à 84 %; moyenne 58 %). Puisviennent les PM1E (4 à 67 % ; moyenne16 %), les PM4T (5 à 27 % ; moyenne15 %), les PM2 (0 à 21 % ; moyenne 6 %),les PM1T (1 à 16 % ; moyenne 5 %) etenfin les PM3 (de 0 à 2 % ; moyenneinférieure à 1 %). Le groupe dominantcorrespond à la fraction inertinite (17 à92 % ; moyenne 73 %). Du point de vuedes morphologies, les particules équidi-mensionnelles (E) sont les plus abon-dantes (49 à 89 % ; moyenne 74 %). Lesparticules allongées (T) représentent enmoyenne 1/5 des palynomacéraux, maisla variation est non négligeable (de 9 à

32 %). Cette variation est intéressante carce sont ces particules qui ont été utiliséescomme marqueurs de maxima d’inonda-tion pour les auteurs indiqués dans leparagraphe Ib et qui vont être au centredes développements qui vont suivre.

Les classes et sous-classes de phyto-clastes présentent des grandes tendancesau niveau de leur variation. Chez lesPM1, les PM1E et les PM1T sont enmoyenne plus abondantes dans la partieinférieure (argilites silteuses versicoloreset grès fins) que dans la partie supérieure(argilites noires et grès fins). Enrevanche, les PM4E et PM4T sont sensi-blement plus abondantes dans la partie



Fig. 2.- Courbe de distribution de quelques paramètres du palynofaciès.

Fig. 2.- Distribution of some palynofacies parameters.



supérieure que dans la partie inférieure.De la même manière, et bien que très peureprésentées, les PM2 comme les PM3paraissent augmenter globalement dans lapartie supérieure (fig. 3).

Exploitation des donnéespalynologiques

Interprétation stratigraphique (tabl. 1)

Les assemblages sporopolliniques sontdominés par les formes du groupeTriadispora Klaus 1964. Lorsque la popu-

lation des Triadispora atteint les plusfaibles pourcents (57 %), c’est le résultatd’une augmentation du nombre des paly-nomorphes aquatiques de type ? Leio-spheridia et non pas d’une élévation dela fréquence d’une ou plusieurs espèces despores et/ou de grains de pollen. Du pointde vue de la diversité spécifique, les assem-blages sont modestes (de 2 à 29 espèces despores et pollens et 0 à 3 espèces d’algues).La diversité spécifique des spores est faible(de 0 à 11 espèces).

Doubinger et Adloff (1977) ont citédes assemblages comparables à ceux del’Azergues à la limite Ladinien/Carniendans le bassin de Largentière en Ardèche

(bordure sud-est du Massif central).Adloff et al. (1984) décrivent des assem-blages riches en Triadispora dans dessondages du Jura qu’ils datent duLadinien. D’autres auteurs, ont signaléune forte proportion de Triadispora dansle Ladinien (Scheuring, 1970, 1978 ;Visscher et al., 1993). Cependant, l’abon-dance des Triadispora n’indique pas, àtout coup, un âge Ladinien. En effet,l’Anisien de la région du Languedoc étu-diée par Taugourdeau-Lantz (1983) révèleplus de 80 % d’individus appartenant à cegenre.

La présence simultanée des formesattribuées à Echinitosporites iliacoïdes,

Fig. 3.- Distribution des classes et sous-classes de phytoclastes (pour leur définition se reporter au texte).

Fig. 3.- Distribution of the phytoclast classes and sub-classes (see text for their definition).

Heliosaccus dimorphus et Ovalipollispseudoalatus, est d’une meilleure signifi-cation stratigraphique que la forte propor-tion de Triadispora. Ces trois taxonssemblent apparaître durant le Ladinien.Van der Eem (1983 ; Dolomites-Italie)place l’apparition de O. pseudoalatus dansla phase thiergartii-vicentinense qu’il datede l’Anisien supérieur (Illyrien) tandis queE. iliacoïdes et H. dimorphus apparaissentdans la phase secatus-dimorphus quimarque la limite entre le Ladinien inférieuret le Ladinien supérieur (Fassanien-Langobardien). Pour Visscher et al. (1993),E. iliacoïdes et H. dimorphus sont deuxmarqueurs du passage du Fassanien auLangobardien de Franconie (Allemagne).Plus généralement, Wisscher et Brugmann(1981) retiennent E. iliacoïdes commeapparaissant à la base du Fassanien alpinen Europe. E. iliacoïdes apparaît dèsla base de la série des argilites noires et estrencontrée jusqu’à son sommet. H. dimor-phus est plus rare et sporadique que E. ilia-coïdes . La présence de ces taxons permetde donner un âge Ladinien à l’ensembledes argilites noires. Aller plus en avantdans la précision stratigraphique est pos-sible, mais offre moins de certitude. Si onse réfère aux séries germaniques, l’en-semble analysé serait d’âge langobardieninférieur. Par comparaison avec les sériesalpines, il serait daté de la limite Fassanien-Langobardien. Cependant, et si l’absencede certains taxons peut avoir une significa-tion stratigraphique, alors force est deconstater l’absence des formes polysac-coides qui impliquerait un âge limiteFassanien-Langobardien.

Le milieu de dépôt

Si l’abondance des formes apparte-nant au genre Triadispora n’est pas unbon critère stratigraphique, en revancheelle paraît avoir une signification éda-phique. Les Triadispora sont des grainsde pollen rencontrés dans des cônes deSertostrobus et Darneya, qui sont attri-buables à des ptéridospermées ou à desgymnospermes (Grauvogel-Stamm, 1978).Plusieurs auteurs ont émis l’hypothèseque ces végétaux se développaient parti-culièrement bien en milieu de plaine flu-viale, de playa. Taugourdeau-Lantz (1984)évoque un habitat de type plaine mariti-me presque exclusivement colonisé parles plantes halophytes et thermophilesproductrices de Triadispora (T. crassa,T. staplini, T. falcata, T. aurea et T. sus-

pecta). Ces plantes restent en place alorsque les évaporites se déposent. SelonVisscher et al. (1993) Triadispora plicataa probablement été émise par une plantede milieu restreint de type salin ou seb-kha côtière. Ces auteurs montrent queT. plicata et T. suspecta ont des maximad’abondance qui ne sont pas en phases.Lorsque le premier taxon est abondant lesecond est faiblement représenté et viceversa. Cette remarque va dans le sens decelle de Taugourdeau-Lantz (1984) quienvisageait que T. crassa, T. staplini,T. falcata et T. aurea étaient probable-ment des espèces synonymes et diffé-rentes de T. suspecta. Dans l’inventairede l’Azergues, T. aurea, T. boelchii,T. bella, T. sulcata, T. ventriosa et T. sta-bilis sont rassemblées dans un mêmecomplexe, en raison de différences mor-phologiques faibles. T. suspecta est untaxon, quant à lui, bien cerné et différentdu complexe T. aurea.

Dans les assemblages de l’Anisien,parfois du Ladinien ou encore du Carnienles spores d’Equisétales (telle Calamo-spora keuperiana) ou de Ptéridophytes(comme Verrucosisporites reymanus) sontabondantes. Ces abondances soulignentle caractère marécageux du milieu. Cesspores sont accompagnées par des grainsde pollen de gymnospermes tels queStriatoabieitites aytugii. Les interpréta-tions paléoenvironementales qui concer-nent S. aytugii sont divergeantes. Ainsi,Brugman et al. (1994) estiment que lesStriatoabieitites et les Protohaploxypinus(dans leur analyse, ce dernier genre estreprésenté par P. gracilis) représentent lavégétation d’arrière-pays.

Les palynoflores de l’Azergues sontdominés par les Triadispora du type T.aurea. Les spores comme les grainsde pollen autres que Triadispora sontrares et notamment les Calamospora,



Tabl. 1.- Répartition des palynomorphes.

Table 1.- Palynomorph range chart.

Verrucosisporites ou Striatoabieitites. Lavégétation serait ainsi représentée presqueexclusivement par des halophytes. Cetteobservation concorde avec les donnéessédimentologiques et en particulier la pré-sence presque ubiquiste des empreintesd’halite et de gypse. Le fait que les sporeset grains de pollen qui accompagnent lesTriadispora soient les représentants d’unevégétation marécageuse ou d’arrière-paysne contrarie pas l’interprétation puisqu’ilsne sont pas des halophytes. Heunish (1986)a fait des observations similaires dans leKeuper de Franconie (Allemagne). Lesassemblages que cet auteur décrit sontpresque exclusivement composés deTriadispora, pauvres en spores et sans acri-tarches (Micrhystridium). Selon Heunish,s’appuyant sur les données sédimentolo-giques, le milieu de dépôt correspond à undomaine marin hypersalin sous faibletranche d’eau. Le milieu de plaine del-taïque de l’Azergues est d’une nature com-parable, hypersalin. Dans les inventaires del’Azergues, si les Micrhystridium ne sontpas absents, ils sont rares (quelques unitéspar échantillons). D’autres palynomorphesaquatiques leur sont associés. Il s’agitnotamment des leiosphères. Ces formeslisses et transparentes sont attribuées sanscertitude au genre Leiosphaeridia en raison

de leurs petites tailles (de l’ordre de 20 µm)tandis que les vraies Leiosphaeridia, à affi-nité de Tasmanacées ont une taille généra-lement supérieure à 50 µm. Certaines deces petites sphères applaties, attribuées auxprasinophytes, sont aujourd’hui reconnuesdans des milieux de salinité très variée (3 à133 ‰ ; Wood, 1965 in Tyson, 1995).Chez Pyramimonas, les formes d’eauxdouces actuelles produisent des phycomata(sphères) de petites tailles et ornementéestandis que les espèces marines génèrent dessphères de grande taille et lisse. Il sembledélicat d’interpréter ces leiosphères, avecces analogues actuels. Pourtant, il existe unargument supplémentaire qui permetd’avancer une interprétation. Il s’agit desformes rares de Micrhystridium et/ou deCymatiosphaera, indubitablement d’origi-ne marine, qui, lorsqu’elles sont présentes,sont associées aux leiosphères. Selon cetteinterprétation, les leiosphères inventoriées,d’origine marine, supportent l’idée d’uneplaine deltaïque hypersaline à dominancede marées.

Les argilites versicolores sous-jacentesà l’ensemble des argilites noires et des grèssilteux et les argilites verdâtres à lie-de-vinqui surincombent cet ensemble sont sté-riles en palynomorphes ou bien ne contien-

nent que des Triadispora. Ces argilitescompte tenu de leurs caractéristiques sédi-mentologiques (cf. introduction) sont inter-prétées comme des dépôts de plained’inondation.

Les palynofaciès

L’analyse des groupes de palynomacé-raux révèle des variations suffisammentmarquées pour permettre la définition desix types de palynofaciès. Ces types sontfondés (tabl. 2) sur les critères présence-absence des leiosphères, la proportion dePM4T supérieur ou inférieur à 14% (ceseuil représente la moyenne de la classe) etle pourcentage de PM2+ PM3 supérieur ouinférieur à 6 % (moyenne de la classePM2+PM3). Les principaux éléments deces palynofaciès sont les suivants (tabl. 2) :

Palynofaciès A : Leiosphères absentes ;proportion de PM4T inférieure à 14 % ;PM2+PM3 inférieure à 6 %. Caractèrescomplémentaires : population de Triadi-spora variable de 0 à 100 % ; de 0 à7 taxa de spores ; de 0 à 5 taxa de pol-lens ; proportion de vitrinite variable.

Palynofaciès B : Leiosphères absentes ;proportion de PM4T inférieure à 14 % ;PM2+PM3 supérieure ou égale à 6 %.Caractères complémentaires : populationde Triadispora supérieure à 94 %; de 0 à3 taxa de spores ; de 20 à 35 % de vitrinite.

Palynofaciès C : Leiosphères absentes ;proportion de PM4T supérieure à 14 % ;PM2+PM3 supérieure ou égale à 6 %.Caractères complémentaires : populationde Triadispora variable de 0 à 98 % ; de25 à 30 % de vitrinite.

Palynofaciès D : Leiosphères absentes ;proportion de PM4T supérieure à 14 % ;PM2+PM3 inférieure à 6 %. Caractèrescomplémentaires : population de Triadi-spora supérieure à 85 % ; de 6 à 12 taxade spores ; de 3 à 9 taxa de pollens (c’estl’un des palynofaciès qui renferme la plusgrande diversité spécifique en sporo-morphes) ; de 28 à 36 % de vitrinite.

Palynofaciès E : Leiosphères pré-sentes ; proportion de PM4T supérieureà 14 % ; PM2+PM3 inférieure à 6 %.Caractères complémentaires : populationde Triadispora comprise entre 57 et 88 % ;c’est le palynofaciès qui renferme la plusgrande quantité de PM4E (de 70 à 84 %)et la plus faible quantité de vitrinite (de



Tabl. 2.- Clé pour la détermination des palynofaciès.

Table 2.- Key for palynofacies determination.



5 à 15 %). La diversité spécifique dessporomorphes est élevée ; de 5 à 15 % devitrinite.

Palynofaciès F : Leiosphères pré-sentes ; proportion de PM4T supérieure à14 % ; PM2+PM3 supérieure ou égale à6 %. Caractères complémentaires : popu-lation de Triadispora comprise entre 58et 82 % ; la diversité spécifique peut êtreélevée ; de 20 à 41 % de vitrinite.

Parmi les palynofaciès analysés, lesparticules PM4E sont les plus abon-dantes. Ce sont des particules équidimen-sionnelles qui, dans l’exemple étudié, nesont pas de grandes tailles (moyenne del’ordre de 40 µm). Les proportions desparticules allongées PM1T et PM4T, bienque moins abondantes que les particuleséquidimensionnelles, augmentent vers lehaut de la série. L’abondance de ces par-ticules en aiguille a des significationsmultiples ; en régime de faible énergie(cas de l’exemple discuté) les particules

en aiguille augmentent vers le large(Whitaker et al., 1992 ; Van Waveren,1989). Appliquée à un environ deltaïque,l’augmentation des particules en aiguilletraduit une augmentation de la hauteurd’eau maintenue suffisamment long-temps pour permettre leur dépôt comptetenu du fait que ces particules sont cellesqui peuvent rester le plus longtemps ensuspension. Ainsi, plus la hauteur d’eau estimportant plus la quantité de particules enaiguille sédimentée est importante. Seloncette remarque, les palynofaciès qui ren-ferment le moins de particules enaiguilles traduiraient les environnementsles plus continentaux (palynofaciès A, B,C et D). Les palynofacies enrichis en par-ticules en aiguille correspondraient auxmilieux les moins continentaux (palyno-faciès E et F). A titre d’hypothèse, lespalynofaciès A à F sont utilisés commemarqueurs d’espace disponible (fig. 4).La courbe obtenue (fig. 4C) présente desmaxima et minima qui seraient le refletdes variations de l’espace disponible

(comparer la courbe 4C à la courbe 4Détablie d’après les variations d’épaisseurdes faciès lithologiques). La premièreaugmentation d’espace disponible estlocalisée dans l’échantillon AZE 14 etcorrespond au changement de couleur desargilites qui de verdâtres deviennentnoires. Avec ce changement de couleur,apparaissent les premières rides devagues. La hauteur d’eau (l’espace dispo-nible) diminue alors jusqu’à un minimumrelatif localisé dans l’échantillon AZE 18correspondant à l’apparition des pre-mières traces de halite et de gypse. Unenouvelle augmentation relative de l’espacedisponible est repérée dans l’échantillonAZE 21. Cette montée en eau se poursuitpar saccades jusque dans l’échantillonAZE 34. A partir de ce niveau, la hauteurd’eau relative diminue, mais elle demeuresuffisamment importante pour permettrele dépôt des argilites noires. Au-delà del’échantillon AZE 36, elle devient insuffi-sante pour permettre leur dépôt et ce sontles argilites lie-de-vin qui sédimentent.

Fig. 4.- Comparaisons des paramètres du palynofaciès et sédimentologiques. L’espace disponible est interprété d’après les variations d’épaisseurs deslithologies (la colonne stratigraphique indiquée est schématique).

Fig. 4.- Comparison of the palynofacies and sedimentological parameters. The accommodation potential is inferred from lithological thickness (thestratigraphic log indicated on the left part of the figure is diagrammatic).



Bien que les deux courbes 4C et 4Dsoient sans échelle, on peut observer quela courbe extrapolée des palynofaciès,selon l’interprétation qui en est faite, pré-sente une tendance analogue à celle quiest extrapolée des faciès sédimentaires.Les variations relatives de la courbe despalynofaciès apportent des indicationsaussi franches que celles des faciès sédi-mentaires.

ConclusionsLes kérogènes des argilites verdâtres

et lie-de-vin ne renferment que des débrisde bois tandis que les alternances d’argi-lites noires et de grès, silteux du Trias del’Azergues délivrent des sporomorphes etdes phytoclastes. Les argilites noires etles grès silteux associées présentent unediversité modérée en sporomorphes(16 espèces de spores, 19 espèces de grainsde pollen, une espèce d’algue lacustre ettrois espèces d’algues marines). Le groupedes Triadispora, grains de pollen à deuxballonnets, est l’élément majoritaire dansles assemblages. Ce groupe est principa-lement représenté par la forme T. aurea.Les autres sporomorphes ne sont jamaisfortement abondants (quelques pourcents).Les formes aquatiques d’eau douce(Plaesiodictyon mosellanum) ou marine(Cymatiosphaera et Michrystridium) sonttrès rares. Par épisodes, des formes sphé-riques lisses de petites tailles, rapportéesavec doute au genre Leiosphaeridia sontabondantes ; elles sont considérées commeétant d’origine marine.

La présence concomitante de Echinito-sporites iliacoïdes, Heliosaccus dimorphus

et Ovalipollis pseudoalatus et l’absencede quelques éléments caractéristiquescomme les pollens polysaccoides, argu-mentent pour un âge limite Fassanien-Langobardien.

L’abondance des Triadispora, pollensémis par des plantes halophytes et thermo-philes, la rareté des spores d’Equisétales oude Ptéridophytes et la présence épisodiquesdes leiosphères étayent l’hypothèse d’uneplaine deltaïque hypersaline à dominancede marées. Du point de vue lithologique,ces dépôts sont représentés par des argilitesnoires. Les argilites versicolores et verteset lie-de-vin qui encadrent les argilitesnoires sont interprétées comme des dépôtsde plaine d’inondation, grâce aux observa-tions sédimentologiques.

Les palynomorphes sont accompa-gnés d’abondants débris de végétaux(phytoclastes). L’utilisation de la classifi-cation améliorée de Whitaker (1984)conduit à reconnaître une sous-classeabondante, les particules noires équidi-mensionnelles (moyenne de 58 %) puisles particules brunes équidimensionnelles(moyenne 16 %), les PM4T (moyenne15 %), les particules issues de tissus(moyenne 6 %), particules brunesallongées (moyenne 5 %) et enfin lesrestes de cuticules (moyenne inférieure à1 %). Du point de vue des morphologies,les particules équidimensionnelles (E)sont plus abondantes (moyenne 74 %)que les particules en aiguille (particuleT ; moyenne 26 %). Les principalescaractéristiques observées au sein desphytoclastes et des sporomorphes per-mettent de définir six palynofaciès fondéssur la présence ou l’absence des leios-

phères, les proportions des PM4T et del’ensemble PM2 + PM3.

Les échantillons issus de l’environne-ment de dépôt de type plaine d’inondationdélivrent deux types de palynofaciès. Chezle premier les Leiosphères sont absentes,les proportions de PM4T et de PM2+PM3 sont faibles. Chez le second, lesLeiosphères sont présentes, les proportionsde PM4T sont fortes tandis que celles dePM2+PM3 sont faibles. Les échantillonscorrespondant aux dépôts de plaine del-taïque hypersaline ont délivré les six typesdécrits, incluant les deux rencontrés précé-demment.

Parmi les paramètres du palynofaciès,les particules en aiguilles (PM1T etPM4T) ont un intérêt particulier comptetenu du fait qu’elles augmentent enmoyenne, de la base vers le sommet de lasérie. L’accroissement des particules enaiguille est supposé traduire une élévationde la hauteur d’eau. Selon cette hypothèse,les palynofaciès qui renferment le moinsde particules en aiguilles traduisent lesenvironnements les plus continentaux etceux qui en ont le plus les milieuxles moins continentaux. A travers l’évolu-tion des palynofaciès, est exprimée lavariation de la hauteur d’eau dans la plainedeltaïque. Cette variation présente unebonne analogie avec la courbe de l’espacedisponible établie à partir des variationsd’épaisseur des unités génétiques sédimen-tologiques. Cette analogie montre quel’analyse de la distribution des classes departicules de bois (phytoclastes) dans lekérogène est un outil pertinent pourapprécier la variation de la hauteur d’eaudans des milieux peu profonds.

RéférencesAdloff M.C., Appia C., Doubinger J., Lienhardt M.J. (1984) - Zonations palynostratigraphiques dans les séries triasiques traversées par des sondages dans leJura et le Bas-Dauphiné. Géologie de la France, n° 1-2, 3-21.

Batten D.J. (1973) - Use of palynologic assemblage-types in Wealden correlation. Palaeontology, 16, 1-40.

Batten D.J. (1974) - Wealden palaeoecology from the distribution of plant fossils. Proc. Geol. Assoc., 85, 433-458.

Batten D.J. (1982) - Palynofacies, palaeoenvironments and petroleum. J. Micropalaeontology, 1, 107-114.

Brugman W.A., Van Bergen P.F., Kerp J.H.F. (1994) - A quantitative approach to Triassic palynology, the Lettenkeuper of the Germanic Basin as an example.In: A. Traverse (Ed.): Sedimentation of Organic Particles; Cambridge (Cambridge University Press).

Courel L. ( 1973) - Modalités de la transgression mésozoïque Trias et Rhétien de la bordure nord et est du Massif central français. Mém. Soc. Géol. Fr., 118,1-150.

Doubinger J., Adloff M.C. (1977) - Etudes palynologiques dans le Trias de la bordure sud-est du Massif central (Bassin de Largentière, Ardèche). Sci. Géol.,39, 59-74.

Gorin G., Monteil E. (1990) - Preliminary note on the organic facies, thermal maturity, and dinoflagellate cysts of the Upper Maastrichtian Wang Formation inthe northern Subalpine Massifs (western Alps, France). Eclogae Geol. Helv., 83, 265-285.



Gorin G., Steffen D. (1991) - Organic facies as a tool for recording eustatic variations in marine fine-grained carbonates, example of the Berriasian stratotypeat Berrias (Ardèche, SE France). Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol., 85, 303-320.

Grauvogel-Stamm L. (1978) - La flore du grès à Voltzia (Buntsandstein supérieur) des Vosges du Nord (France). Morphologie, anatomie, interprétationsphylogénique et paléogéographique. Sci. Géol., 50, 1-225.

Heunisch C. (1986) - Palynologie des Unteren Keupers in Franken, Süddeutschland. Palaeontographica, 200, 1-6, 33-110.

Scheuring B.W. (1970) - Palynologische un palynostratigraphische Untersuchungen des Keupers im Bölchentunnel (Solothurner Jura). Schweiz. Paläontol.Abh., 88, 1-119.

Scheuring B.W. (1978) - Mikrofloren aus den Meridekalken des Mte. San Giorgio (Kanton Tessin). Schweiz. Paläontol. Abh., 100, 1-205.

Steffen D., Gorin G. (1993) - Palynofacies of the Upper Tithonian-Berriasian deep-sea carbonates in the Vocontian Rough (SE France). Bull. Centre Rech., ElfExploration Prod., 17, (1), 235-247.

Taugourdeau-Lantz J. (1983) - Associations palynologiques définies dans le Trias languedocien (France) : interprétation stratigraphique. CahiersMicropaléontologie, 3, 5-20.

Taugourdeau-Lantz J. (1984) - Les associations palynologiques du Trias languedocien dans leur cadre européen : influence du milieu (sols de végétation -milieu sédimentaire). Géologie de la France, n° 1-2, 23-28.

Tyson R.V. (1995) - Sedimentary Organic Matter. Chapman & Hall (Ed.), Londres, 1-615.

Van Der Eem J.G.L.A. ( 1983) - Aspects of Middle and Late Triassic Palynology. 6. Palynological investigations in the Ladinian and Lower Karnian of theWestern Dolomites, Italy. Rev. Palaeobotany, Palynology, 39, 189-300.

Van Waveren (1989) - Pattern analysis of organic component abundances from deltaic and open marine deposits: palynofacies distribution (East Java,Indonesia). Netherl. J. Sea Research, 23, 441-447.

Visscher H., Brugman W.A., Van Houte M. (1994) - Chronostratigraphical and Sequence Stratigraphical Interpretation of the palynomorph Record from theMuschelkalk of the Obernsees Well, South Germany. In: H. Hagdom & A. Seilacher (Coord.): Muschelkalk. Schöntaler Symposium 1991; Goldschneck-VerlagWerner K. Weidert, Stuttgart, Korb, 145-152

Visscher H., Brugman W.A. (1981) - Ranges of selected palynomorphs in the Alpine Triassic of Europe. Rev. Palaeobotany, Palynology, 34, 115-128.

Whitaker M.F. (1984) - The usage of palynostratigraphy and palynofacies in definition of Troll Field geology. 6th Offshore Northern Seas Conference andExhibition, Stavanger 1984, Paper G6.

Whitaker M.F., Giles M.R., Cannon J.C. (1992) - Palynological review of the Brent Group, UK sector, north sea. In: Morton A.C., Haszeldine R.S., Giles M.R.and Brown S. (eds), 1992, Geology of the Brent Group. Geol. Soc. Spec. Publ., 61, 169-202.

La matière organique sédimentaire en environnement de...

Documents

Transcript of La matière organique sédimentaire en environnement de...