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National audience; L’âge d’édification, l’origine et l’évolution géologique de l’archipel des Glorieuses (sudouestde l'océan Indien) sont encore méconnus. La reconstruction stratigraphique longtermede ce mont sous-marin et du bassin océanique adjacent permet d’identifier lesmécanismes qui se sont produits au fil du temps, pour finalement façonner les îlesmodernes et les plates-formes récifales qui émergent aujourd’hui. Différentesterrasses, actuellement submergées le long des flancs des Glorieuses, ont étéinterprétées comme résultant d'épisodes successifs d’édification et d’ennoiement descarbonates au cours des derniers 62 Ma. De nouvelles datations isotopiques etbiostratigraphiques, couplées à une étude de stratigraphie sismique, permettent deréévaluer l’évolution verticale de l’archipel au cours du Cénozoïque.Même si les pentes sont maigres et abruptes, empêchant toute continuitéstratigraphique depuis le domaine de plate-forme jusque dans le bassin, notre travailpropose un cadre chronostratigraphique cohérent pour les marqueurs et les séquencessismiques identifiés dans le bassin profond. Il discute également d’un modèlegéologique long-terme incluant les principaux processus contrôlant l'origine des dépôts(événements volcaniques, phases de subsidence et de soulèvement, climat ethydrodynamisme) et leur impact quantitatif sur l'évolution du système. Nos résultatsdémontrent que: (i) le mont sous-marin volcanique des Glorieuses a émergé suite à (aumoins) deux pulses magmatiques fini Crétacé, Turonien puis Maastrichtien; (ii) aumoins deux soulèvements potentiels sont reconnus au cours du Tertiaire (Paléogèneet/ou Éocène et Tortonien); (iii) la sédimentation a enregistré un changement brutal àl'Éocène tardif probablement en lien avec des changements océanographiquesrégionaux majeurs dans l'océan Indien occidental; (iv) l'export sédimentaire de la plateformevers le bassin (via les nombreux processus gravitaires) s’est fortement accruaprès le Miocène moyen, probablement du fait de la mise en place de la moussonasiatique et de l’augmentation des processus d’écoulement gravitaires. Enfin, l’archipeldes Glorieuses, bien que situé à proximité des îles Comoriennes, semble avoir unehistoire beaucoup plus longue que le magmatisme des Comores, et son évolutionsemblerait plus proche des volcans sous-marins à l’origine des Seychelles externes.

The Western Pyrenean Jurassic carbonate platform, cropping out on the northerwestern Pyrenees foreland, is a remarkable laboratory for the characterization of dolomitization. With a geodynamic evolution at the interface between margin and chain, as well as the presence of the whole carbonate system at the outcrop,the study of this zone allows to apprehend the crucial parameters of the dolomitization and thus to determine which geodynamic and sedimentary contexts are suitable. The combination of field observations, petrographic, isotopic and microthermometric analyses on fluid inclusions coupled with carbonate U-Pb dating allowed to determine the dolomitization conditions of different localities of this carbonate system cropping out in the chaînons béarnais and the Basque Country.In the Mano (Tithonian) and Meillon (Batho-Callovo-Oxfordian) Formations of the Mail Arrouy (referenceoutcrop) in the Chaînons Béarnais, dolomitization occurred in several stages, spanning the Neocomian (prerift)to the Albian (syn-rift, associated with crustal hyper-thinning and mantle exhumation, accompanied by activesalt tectonics). Both units were first massively dolomitized in near-surface to shallow burial conditions duringNeocomian, likely triggered by the influx of marine-derived waters. Between the Barremian and the Albian, theLower Cretaceous rifting caused the upward influx of hot fluids (T > 160°C), associated with partial to completerecrystallization of the initial dolomites. Subsequent dolomites precipitated in both formations during the Albian,from distinct hot fluids (with evaporite-derived water in the Meillon and clay water in the Mano) as vein- andpore-filling cements. Finally, a last episode of dolomite cementation occurred only in the vicinity of faults andvolcanic intrusions during the Albian, from hydrothermal water recording the mixing of mantle-, crustal- andevaporites-derived waters and the highest temperatures in both formations (T > 260°C). Subsequent quartz andcalcite cement precipitation record a temperature decrease in a post-rift to inversion context.Southward (Layens anticline), dolomitization was only partial in the Meillon Formation. The upwelling of hot fluids during the rifting induced a partial recrystallization of this outcrop, located on the necking zone of the rift basin. Dedolomitization was also strongly present, induced by an extended emersion period, until the rifting, causing an influx of meteoric water synchronous with this episode of hydrothermalism.In the Basque Country, the dolomitic Meillon and Mano Formations lateraly pass to the distal formationsof Microfilament limestones and Hosta marls. In these compact and marl-rich formations, only a few traces ofdolomite are present as vein fillings. Calcite was ubiquitous during the Albian, and partially to completelyreplaced the dolomites initially in place. Thus, the distal zone of this carbonate system was also affected bydolomitization, during the Cretaceous rifting, probably caused by the upwelling of hot fluids.The dolomitization of the West Pyrenean platform was primarily controlled by the sedimentary andclimatic depositional environment allowing the influx of seawater generating early massive dolomitization.Cretaceous rifting inducing thermal anomalies, combined with the presence of a significant salt layer and salttectonics represent the second control, inducing massive recrystallization and dolomitic cementationsthroughout the basin. The stratigraphic architecture of the carbonate system also conditions the distribution ofthe dolomite with the presence of traces of cement in the distal environment as opposed to the abundance ofdolomite observed in the more internal environment. Thus, the distribution of dolomite on carbonate platform onsalt-rich hyperthinned passive margin depends essentially on the correlation between the sedimentology of thecarbonate system and the paleogeography of the margin., Affleurant sur le versant nord des Pyrénées, la plate-forme carbonatée jurassique ouest-pyrénéenne constitue un laboratoire d’étude unique dans la caractérisation de la dolomitisation. Avec une évolution géodynamique à l’interface entre marge et chaine, ainsi que la présence de l’ensemble du système carbonate ́à l’affleurement, l’étude de cette zone permet d’appréhender les paramètres cruciaux de la dolomitisation et ainsi déterminer quels contextes géodynamiques et sédimentaires s’avèrent propices. La combinaison d’observations de terrain, d’analyses pet́ rographiques, isotopiques et microthermomet́riques sur inclusionsfluides couplée à la datation U-Pb a permis de déterminer les conditions de la dolomitisation de différentes localités de ce système carbonaté dans les Chaînons Béarnais et le Pays basque.Dans les Formations de Mano (Tithonien) et de Meillon (Batho-Callovo-Oxfordien) du Mail Arrouy, la dolomitisation se fait en plusieurs étapes du Néocomien (anté-rift) à l’Albien (syn-rift associe ́ à un hyperamincissement crustal et une exhumation mantellique, accompagné d’une tectonique gravitaire). Dans un premier temps, ces formations ont éte ́ affectées par une dolomitisation massive en domaine peu profond à émergent, liée à l’influx d’eau de mer durant la période d’émersion puis de ré-ennoiement de la plate-forme au Néocomien. Du Barreḿ ien a ̀ l’Albien, la remontée de fluides chauds (T > 160°C) à affinité évaporitique provoquée par le rifting, a induit la recristallisation complète à partielle de la Formation de Meillon. La précipitation de ciments dolomitiques a ̀ partir de fluides chauds distincts (a ̀ affinité évaporitique dans le Meillon et générés par la diagenèse argileuse dans le Mano), a suivi dans les deux formations. Une dernière précipitation de dolomies baroques (saddle) à proximité de failles enregistre les fluides les plus chauds (T >260°C), témoignant également d’une contribution crustale, mantellique et évaporitique durant l’Albien. Par la suite, la précipitation de quartz et de calcites enregistre une diminution de la température lors du post-rift et de la compression pyrénéenne. En direction du sud (chaînons du Layens), la dolomitisation est seulement partielle dans la Formation du Meillon. La remontée de fluides chauds durant le rifting a induit une recristallisation partielle de cet affleurement excentré du coeur du rift. La dédolomitisation est également présente, induite par une émersion prolongée jusqu’au rifting, provoquant un influx d’eau météorique.Dans le Pays basque, les Formations de Meillon et de Mano passent latéralement aux faciès distaux des Calcaires à Microfilaments et des Marnes d’Hosta. Dans ces formations, seulement quelques traces de dolomies sont présentes. La calcite est omniprésente durant l’Albien, et remplace partiellement à complètement les dolomites initialement en place. Ainsi, la zone distale de ce système carbonate ́ a également éte ́ affectée par une dolomitisation, pendant ou avant le rifting crétacé. La dolomitisation de cette plate-forme est premièrement contrôlée par l’environnement de dépôt sédimentaire permettant l’influx d’eau de mer générant une dolomitisation massive. Le rifting crétacé induisant des anomalies thermiques, combiné à de la tectonique salifère représente le second contrôle, induisant une recristallisation massive ainsi que des cimentations dolomitiques dans l’ensemble du bassin.L’architecture stratigraphique du système carbonaté conditionne également la répartition de la dolomie avec la présence de traces de ciment en milieu distal opposée à l’abondance de dolomies observée en milieu plus interne. Ainsi, la répartition de la dolomie sur une plate-forme carbonateé en contexte de marge salifère hyper-étirée et inversée dépend essentiellement de la corrélation de la sédimentologie du système carbonaté et de la paléogéographiede la marge.

During the Early Cretaceous epoch, intensive magmatic activity due to the dislocation of the super-continent Pangaea, highly influenced global environmental conditions, which were characterized by a warm and generally humic climate. In this context, carbonate platforms were important in tropical and subtropical shallow-water regions, and especially during the late Barremian and early Aptian, platform carbonates of so-called Urgonian affinity are widespread. In southeastern France, the Urgonian platform was part of the northern Tethyan margin and bordered the Vocontian and the Bedoulian basins. The goal of this thesis was the systematic study of the Urgonian Formation in this region, and in order to achieve this goal, a biostratigraphic chart and a facies model were developed. The faunistic assemblages, the facies succession, the field observations and the study of geochemical signals lead to a sequential subdivision of the Urgonian series along 54 sections and wells allocated in five different regions in southeastern France (Gard, Ardèche, Vercors, Vaucluse and Provence). Correlations from this stratigraphic study highlight important variations in thickness and depositional environments of the Urgonian series. These variations are explained by relative movements induced by syn-sedimentary faults, which divided the Urgonian platforms into blocks. On the southern border of the Vocontian basin, these faults, oriented N30° and N110°, delineate six tilted blocks. At the top of the upper Barremian carbonates, subsidence of the two southern blocks accelerated leading to the opening of the Bedoulian basin. The reconstruction of the sequence-stratigraphic and paleoenvironmental evolution of the Urgonian platforms was then tested by the construction of a 3D numerical model of the Urgonian formation of southeastern France. Firstly, its consistency with the data collected during this study, and secondly, its geometrical coherence validate the proposed theory. Urgonian analogs exist all over the world and particularly in Middle East where they constitute important oil reservoirs. The exact reconstruction of the major factors, which influenced the architecture of these formations, will allow for a better exploitation of these energy resources.; Au Crétacé inférieur, l'intense activité magmatique due à la dislocation du super-continent Pangée influence fortement les conditions environnementales globales. Au Barrémien terminal et Aptien basal, période géologique dont fait l'objet cette étude, le bassin Vocontien, puis Bédoulien, recouvre le Sud-Est de la France, sous un climat chaud et humide. Sur les bordures de ces bassins, des plateformes carbonatées se mettent en place. Les sédiments qui se déposent sur ces plateformes sont à l'origine de la formation urgonienne. Afin d'étudier cette formation, une charte biostratigraphique, principalement basée sur les Orbitolinidés, et un modèle de faciès ont été développés. Les assemblages faunistiques, la succession des faciès, les observations de terrain ainsi que l'étude de signaux géochimiques ont permis le découpage séquentiel de la série urgonienne le long de 54 coupes et puis, répartis sur l'ensemble du Sud-Est de la France. Les corrélations induites par cette étude stratigraphique ont mis en évidence d'importantes variations d'épaisseur et d'environnements de dépôt au sein même de la plateforme urgonienne. Ces variations sont expliquées par le jeu de failles syn-sédimentaires qui ont compartimentées la plateforme urgonienne en blocs. Sur la bordure sud du bassin Vocontien, ces failles d'orientation N30° et N110° délimitent six blocs basculés. Au sommet du Barrémien terminal, la subsidence des blocs situés le plus au sud s'amplifie jusqu'à provoquer l'ouverture du bassin de la Bédoule au sud du secteur d'étude. Cette théorie d'évolution a ensuite été testée par l'élaboration d'un modèle numérique en trois dimensions de l'Urgonien du Sud-Est de la France. Sa cohérence avec les données acquises tout au long de cette étude d'une part, et sa cohérence géométrique d'autre part, valide les théories avancées. Des analogues de l'Urgonien sont répartis dans le monde entier et notamment au Moyen-Orient où ils représentent d'importants réservoirs pétroliers. Être capable de caractériser les facteurs ayant influencé l'architecture de l'Urgonien du Sud-Est de la France permet par la suite une meilleure exploitation de ses ressources énergétiques.

During the Early Cretaceous epoch, intensive magmatic activity due to the dislocation of the super-continent Pangaea, highly influenced global environmental conditions, which were characterized by a warm and generally humic climate. In this context, carbonate platforms were important in tropical and subtropical shallow-water regions, and especially during the late Barremian and early Aptian, platform carbonates of so-called Urgonian affinity are widespread. In southeastern France, the Urgonian platform was part of the northern Tethyan margin and bordered the Vocontian and the Bedoulian basins. The goal of this thesis was the systematic study of the Urgonian Formation in this region, and in order to achieve this goal, a biostratigraphic chart and a facies model were developed. The faunistic assemblages, the facies succession, the field observations and the study of geochemical signals lead to a sequential subdivision of the Urgonian series along 54 sections and wells allocated in five different regions in southeastern France (Gard, Ardèche, Vercors, Vaucluse and Provence). Correlations from this stratigraphic study highlight important variations in thickness and depositional environments of the Urgonian series. These variations are explained by relative movements induced by syn-sedimentary faults, which divided the Urgonian platforms into blocks. On the southern border of the Vocontian basin, these faults, oriented N30° and N110°, delineate six tilted blocks. At the top of the upper Barremian carbonates, subsidence of the two southern blocks accelerated leading to the opening of the Bedoulian basin. The reconstruction of the sequence-stratigraphic and paleoenvironmental evolution of the Urgonian platforms was then tested by the construction of a 3D numerical model of the Urgonian formation of southeastern France. Firstly, its consistency with the data collected during this study, and secondly, its geometrical coherence validate the proposed theory. Urgonian analogs exist all over the world and particularly in Middle East where they constitute important oil reservoirs. The exact reconstruction of the major factors, which influenced the architecture of these formations, will allow for a better exploitation of these energy resources., Au Crétacé inférieur, l'intense activité magmatique due à la dislocation du super-continent Pangée influence fortement les conditions environnementales globales. Au Barrémien terminal et Aptien basal, période géologique dont fait l'objet cette étude, le bassin Vocontien, puis Bédoulien, recouvre le Sud-Est de la France, sous un climat chaud et humide. Sur les bordures de ces bassins, des plateformes carbonatées se mettent en place. Les sédiments qui se déposent sur ces plateformes sont à l'origine de la formation urgonienne. Afin d'étudier cette formation, une charte biostratigraphique, principalement basée sur les Orbitolinidés, et un modèle de faciès ont été développés. Les assemblages faunistiques, la succession des faciès, les observations de terrain ainsi que l'étude de signaux géochimiques ont permis le découpage séquentiel de la série urgonienne le long de 54 coupes et puis, répartis sur l'ensemble du Sud-Est de la France. Les corrélations induites par cette étude stratigraphique ont mis en évidence d'importantes variations d'épaisseur et d'environnements de dépôt au sein même de la plateforme urgonienne. Ces variations sont expliquées par le jeu de failles syn-sédimentaires qui ont compartimentées la plateforme urgonienne en blocs. Sur la bordure sud du bassin Vocontien, ces failles d'orientation N30° et N110° délimitent six blocs basculés. Au sommet du Barrémien terminal, la subsidence des blocs situés le plus au sud s'amplifie jusqu'à provoquer l'ouverture du bassin de la Bédoule au sud du secteur d'étude. Cette théorie d'évolution a ensuite été testée par l'élaboration d'un modèle numérique en trois dimensions de l'Urgonien du Sud-Est de la France. Sa cohérence avec les données acquises tout au long de cette étude d'une part, et sa cohérence géométrique d'autre part, valide les théories avancées. Des analogues de l'Urgonien sont répartis dans le monde entier et notamment au Moyen-Orient où ils représentent d'importants réservoirs pétroliers. Être capable de caractériser les facteurs ayant influencé l'architecture de l'Urgonien du Sud-Est de la France permet par la suite une meilleure exploitation de ses ressources énergétiques.

Isotopic (δ18O and δ13C) and elementary geochemical data as well as macro and microfossil associations, show a chemical change in the water of the lagoonal platform in the eastern Paris Basin, during the Late Oxfordian/Early Kimmeridgian interval (Upper Jurassic, ~156 Ma). Gradually, the shallow tropical environments dominated by biomineralization of carbonates became confined, dysoxic and colder. Correlations between depositional environments with similar facies in the Southern and in the Eastern Paris Basin helped to improve the biostratigraphic frameworks. Comparisons between the sequential frames deduced from the palaeoenvironmental evolution of Berry and Lorraine place the maximum regression of a 3rd order cycle at the Planula and Platynota ammonite zones boundary. Recently, the Flodigarry Shale Member, a shaly succession located on the Isle of Skye (Scotland), has been proposed as a possible GSSP (Global Stratotype Section and Point) to define the Oxfordian/Kimmeridgian boundary. The section was studied in order to compare this subboreal series to submediterranean deposits (Paris Basin) by means of other markers such as organic molecular contents. It revealed very well preserved biomolecules, among the oldest identified in the world. This thesis provides new palaeontological, geochemical and stratigraphic data in both Jurassic palaeobiogeographic realms. Well documented sections of the Eastern Paris Basin are now available for this interval. Such local observations, integrated in a multidisciplinary approach, should strengthen the correlations across these realms and precise the global factors of the crisis of the carbonate production near the Oxfordian/Kimmeridgian boundary., L'intervalle Oxfordien supérieur/Kimméridgien inférieur (Jurassique supérieur, ~156 Ma) de la région de Lorraine/Champagne a fait l'objet d'une étude pluridisciplinaire en vue d'améliorer les corrélations entre les provinces boréales et téthysiennes. Les associations de fossiles ainsi que les données géochimiques de l'Est du Bassin parisien révèlent un changement des conditions physico-chimiques de l'eau de la plate-forme lagonaire tropicale (dysoxie, diminution de température). Ces changements vont entraîner la quasi-disparition des organismes et empêcher la production de carbonates. Le refroidissement s'explique localement par le renforcement de courants apportant des eaux boréales fraîches envahissant la plate-forme. Des corrélations entre les dépôts de l'Est et ceux du Sud du Bassin parisien (Berry) ont permis d'améliorer le cadre chronologique de l'Est du Bassin parisien très pauvre en ammonites. La comparaison des cadres séquentiels permet de placer le maximum de régression d'un cycle eustatique de 3ème ordre reconnu et caractérisé par ailleurs (limite des zones à Planula et Platynota). D'autre part, une succession située sur l'Ile de Skye a été proposée en tant que potentiel stratotype pour la limite Oxfordien/Kimméridgien. L'étude de la coupe de Flodigarry avait pour objectif de tenter de comparer cette succession subboréale à des dépôts subméditerranéens à travers différents marqueurs. L'analyse de la matière organique soluble a révélé des biomolécules très bien préservées, parmi les plus vieilles identifiées au monde. Cette thèse apporte de nouveaux éléments paléontologiques, géochimiques et stratigraphiques dans les deux grands royaumes paléobiogéographiques jurassiques. En particulier, l'Est du Bassin de Paris recèle désormais des coupes de références bien documentées pour l'intervalle considéré surtout en matière de foraminifères, d'algues, de brachiopodes, de phytoclastes, de δ18O et δ13C des carbonates biologiques, de géochimie organique. La multiplication de telles observations locales, accompagnées d'une démarche pluridisciplinaire, devrait conduire à corréler avec davantage de fiabilité les provinces boréales et téthysiennes et préciser les causes, à l'échelle globale, de la crise des carbonates à la limite Oxfordien/Kimméridgien.

Isotopic ([delta]18O and [delta]13C) and elementary geochemical data as well as macro and microfossil associations, show a chemical change in the water of the lagoonal platform in the eastern Paris Basin, during the Late Oxfordian/Early Kimmeridgian interval (Upper Jurassic, ~156 Ma). Gradually, the shallow tropical environments dominated by biomineralization of carbonates became confined, dysoxic and colder. Correlations between depositional environments with similar facies in the Southern and in the Eastern Paris Basin helped to improve the biostratigraphic frameworks. Comparisons between the sequential frames deduced from the palaeoenvironmental evolution of Berry and Lorraine places the maximum regression of a 3rd order cycle at the Planula and Platynota ammonite zones boundary. Recently, the Flodigarry Shale Member, a shaly succession located on the Isle of Skye (Scotland), has been proposed as a possible GSSP (Global Stratotype Section and Point) to define the Oxfordian/Kimmeridgian boundary. The section was studied in order to compare this subboreal series to submediterranean deposits (Paris Basin) by means of other markers such as organic molecular contents. It revealed very well preserved biomolecules, among the oldest identified in the world. This thesis provides new palaeontological, geochemical and stratigraphic data in both Jurassic palaeobiogeographic realms. Well documented sections of the Eastern Paris Basin are now available for this interval. Such local observations, integrated in a multidisciplinary approach, should strengthen the correlations across these realms and precise the global components of the crisis of the carbonate production near the O/K boundary, L'intervalle Oxfordien supérieur/Kimméridgien inférieur (Jurassique supérieur, ~156 Ma) de la région de Lorraine/Champagne a fait l'objet d'une étude pluridisciplinaire en vue d'améliorer les corrélations entre les provinces boréales et téthysiennes. Les associations de fossiles (foraminifères, algues, brachiopodes, phytoclastes etc.) ainsi que les données géochimiques de l'Est du Bassin parisien révèlent un changement des conditions physico-chimiques de l'eau de la plate-forme lagonaire tropicale (dysoxie, diminution de température). Ces changements vont entraîner la quasi-disparition des organismes et empêcher la production de carbonates. Le refroidissement s'explique localement par le renforcement de courants apportant des eaux boréales fraîches envahissant la plate-forme. Des corrélations entre les dépôts de l'Est et ceux du Sud du Bassin parisien (Berry) ont permis d'améliorer le cadre chronologique de l'Est du Bassin parisien très pauvre en ammonites. La comparaison des cadres séquentiels permet de placer le maximum de régression d'un cycle eustatique de 3ème ordre reconnu et caractérisé par ailleurs (limite des zones à Planula et Platynota).Une succession située sur l'Ile de Skye a été proposée en tant que potentiel stratotype pour la limite Oxfordien/Kimméridgien. L'étude de la coupe de Flodigarry avait pour objectif de tenter de comparer cette succession subboréale à des dépôts subméditerranéens à travers différents marqueurs. L'analyse de la matière organique soluble a révélé des biomolécules très bien préservées, parmi les plus vieilles identifiées au monde

The Ayabacas Formation, which crops out irregularly in the Andes of southern Peru, is a resedimented unit displaying spectacular deformation. It results from the submarine collapse, near the Turonian-Coniacian boundary (~90 Ma), of the carbonate platform that had developed during two transgressions, in the early to late Albian (~108.5 - ~102 Ma) and from the late Cenomanian to late Turonian (~95 - ~90 Ma). The collapse extended over more than 80 000 km2 and its deposits, which are locally lacking in the head, reached > 500 m in thickness in the toe. More than 10 000 km3 of sedimentary materials were displaced during a single event (at the scale of geological time). Its dimensions are comparable to those of recent giant slides and the Ayabacas collapse appears as the most extensive fossil submarine mass-wasting body currently known.Deposits are organised from NE (head) to SW (toe) into six zones, on the basis of deformational facies and in relation with two important structural systems that were reactivated at the time of collapse. A seventh zone corresponds to the northeastern ‘stable' platform. In zones 1 to 3, deposits consist in a megabreccia, with elements of 10s to 100s of metres (limestone rafts and sheets, plastically folded, and less commonly rigid blocks deriving from Cretaceous or Paleozoic units) ‘floating' in a calcareous-siliciclastic mix of small clasts and red mudstones to siltstones. These materials were partly liquified and easily deformable and thus prone to ductile deformation: they acted as a sliding sole that greatly facilitated the downslope displacement of the larger elements. These zones are also characterised by deformation and brecciation at whichever scale. Zones 4 to 6, at the toe of the collapse, are exclusively calcareous and display stacked limestone masses that increase in size, due to the westward disappearance of the ductile sliding sole.When compared with recent or fossil giant slides, the Ayabacas Formation appears as an atypical collapse because it occurred along an apparently stable backarc margin. The collapse occurred just prior to the rapid continentalization of the backarc basin of Peru, which have long been interpreted to mark the beginning of the Andean orogeny, and was one of the consequences of the significant changes that affected the Pacific mantle convection cell between ~91 and 70 Ma. Along the Peru margin, the conditions of subduction were abruptly modified starting ~91-89 Ma: decrease in slab subduction angle increased plate coupling and slab velocity, which dragged down and flexured the backarc lithosphere. This flexuration normal-faulted the backarc substratum, which triggered the giant collapse of its sedimentary cover.; 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.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.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.

The Ayabacas Formation, which crops out irregularly in the Andes of southern Peru, is a resedimented unit displaying spectacular deformation. It results from the submarine collapse, near the Turonian-Coniacian boundary (~90 Ma), of the carbonate platform that had developed during two transgressions, in the early to late Albian (~108.5 - ~102 Ma) and from the late Cenomanian to late Turonian (~95 - ~90 Ma). The collapse extended over more than 80 000 km2 and its deposits, which are locally lacking in the head, reached > 500 m in thickness in the toe. More than 10 000 km3 of sedimentary materials were displaced during a single event (at the scale of geological time). Its dimensions are comparable to those of recent giant slides and the Ayabacas collapse appears as the most extensive fossil submarine mass-wasting body currently known.Deposits are organised from NE (head) to SW (toe) into six zones, on the basis of deformational facies and in relation with two important structural systems that were reactivated at the time of collapse. A seventh zone corresponds to the northeastern ‘stable' platform. In zones 1 to 3, deposits consist in a megabreccia, with elements of 10s to 100s of metres (limestone rafts and sheets, plastically folded, and less commonly rigid blocks deriving from Cretaceous or Paleozoic units) ‘floating' in a calcareous-siliciclastic mix of small clasts and red mudstones to siltstones. These materials were partly liquified and easily deformable and thus prone to ductile deformation: they acted as a sliding sole that greatly facilitated the downslope displacement of the larger elements. These zones are also characterised by deformation and brecciation at whichever scale. Zones 4 to 6, at the toe of the collapse, are exclusively calcareous and display stacked limestone masses that increase in size, due to the westward disappearance of the ductile sliding sole.When compared with recent or fossil giant slides, the Ayabacas Formation appears as an atypical collapse because it occurred along an apparently stable backarc margin. The collapse occurred just prior to the rapid continentalization of the backarc basin of Peru, which have long been interpreted to mark the beginning of the Andean orogeny, and was one of the consequences of the significant changes that affected the Pacific mantle convection cell between ~91 and 70 Ma. Along the Peru margin, the conditions of subduction were abruptly modified starting ~91-89 Ma: decrease in slab subduction angle increased plate coupling and slab velocity, which dragged down and flexured the backarc lithosphere. This flexuration normal-faulted the backarc substratum, which triggered the giant collapse of its sedimentary cover.; 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.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.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.

Subaerial exposure of carbonate platforms is generally recorded by karstification and pedogenesis, whereas erosion features such as incisions along emersion surfaces have seldom been observed and studied. However, the recognition of incisions and the characterization of their fill may facilitate sequence boundary definition and hierarchy, especially along exposure surfaces which do not otherwise present clear petrographic evidence for emersion. Within the Natih Formation (Late Albian-Early Turonian, Oman), two successive incision surfaces are found in the upper part of the first third-order depositional sequence. Seismic interpretation of regional subsurface data has allowed the quantification of progradational geometries within the Natih sequence I carbonate platform and the correlation of incision surfaces with forced regressive prograding wedges on the margins of an intrashelf basin. This regional seismic analysis has therefore highlighted the architectural complexities that build third- and fourth-order depositional cycles in interior platform carbonate systems. The heterogeneities associated with emersion phases (incisions, lowstand wedges) are superimposed on this complex stratigraphic framework. Detailed geological sections and correlations have been made from three outcrop localities, allowing a precise description of incision fill geometries and facies, and a comparative analysis of these observations via the integration of incision paleogeographic positions. Morphology, orientation and extent of these incisions have been assessed from detailed seismic interpretation coupled with specific forward seismic modeling. Tidal channels are found at several stratigraphic levels within the Natih Formation. They generally develop during flooding phases of the inner platform. A comparative analysis of these channels and incisions has allowed the recognition of the main elements of differentiation and of similarity between these two types of channelized structures within carbonate platform strata. The integration of outcrop and seismic data sets at the regional and local scales allows the interpretation and discussion of the origin and factors controlling the development of these incisions and a refinement of the stratigraphic model. These two incisions record rapid sea-level variations (500 ky) with a magnitude of approximately 20 and 30 m that occurred during the early Cenomanian. This is probably not a unique case, since for the same time interval, incisions have been observed in siliciclatic systems in western Canada and India and in carbonate systems on the Arabian plate., L'émersion de plates-formes carbonatées est généralement enregistrée dans les séries sédimentaires par des phénomènes de karstification et de pédogenèse. Les structures d'érosion, telles que des incisions qui se développent le long des surfaces d'émersion, ont quant à elles été très rarement observées et étudiées. La reconnaissance de ces incisions et l'analyse de leur remplissage permet une meilleure caractérisation et une meilleure hiérarchisation des limites de séquence de dépôt, notamment dans le cas où les surfaces d'émersion ne présentent pas ou peu d'évidences pétrographiques d'une émersion. Deux surfaces d'incision successives ont été analysées dans la partie supérieure de la première séquence de dépôt de 3ème ordre de la Formation Natih en Oman (Albien supérieur-Turonien inférieur). L'interprétation de données sismiques régionales a permis de déterminer et quantifier des géométries progradantes au sein de cette séquence de plate-forme et de corréler les surfaces d'incision à des prismes de régression forcée sur les bordures d'un bassin intrashelf. Cette analyse sismique régionale a ainsi permis de mettre en évidence dans le détail la complexité de l'architecture des cycles de 3ème et 4ème ordre dans les systèmes de plate-forme carbonatée. A ce canevas stratigraphique complexe se superposent les hétérogénéités associées aux phases d'émersion : incisions, prismes de bas niveau marin. L'analyse sédimentologique et stratigraphique détaillée de trois zones d'affleurement aboutit à une description précise des géométries et des faciès de remplissage des incisions, et leur comparaison en fonction de leur position paléogéographique. La morphologie, l'orientation et l'étendue de ces structures ont été analysées à partir d'une interprétation sismique détaillée et couplée à une modélisation sismique ciblée. Des chenaux de marée se développent à différents niveaux stratigraphiques de la Formation Natih marquant en général des phases d'inondation de la plate-forme interne. L'analyse comparative de ces chenaux et des incisions a permis d'établir les similitudes et les principaux critères de différenciation de ces deux types de structures chenalisées dans les séries de plate-forme carbonatée. L'intégration de données d'affleurement et de données sismiques à différentes échelles (locale et régionale) permet d'interpréter et de discuter l'origine et les facteurs qui contrôlent le développement de ces incisions et de proposer une amélioration du modèle stratigraphique. Les deux générations d'incisions enregistrent des variations rapides du niveau marin avec des amplitudes de 20 à 30 m pendant le Cénomanien inférieur. Il ne s'agit pas ici d'un cas unique, puisque des incisions et des prismes de régression forcée ont également été observés dans des systèmes terrigènes de la partie ouest du Canada et en Inde, ainsi que dans des systèmes carbonatés sur la plaque arabe, dans le même intervalle stratigraphique.

Subaerial exposure of carbonate platforms is generally recorded by karstification and pedogenesis, whereas erosion features such as incisions along emersion surfaces have seldom been observed and studied. However, the recognition of incisions and the characterization of their fill may facilitate sequence boundary definition and hierarchy, especially along exposure surfaces which do not otherwise present clear petrographic evidence for emersion. Within the Natih Formation (Late Albian-Early Turonian, Oman), two successive incision surfaces are found in the upper part of the first third-order depositional sequence. Seismic interpretation of regional subsurface data has allowed the quantification of progradational geometries within the Natih sequence I carbonate platform and the correlation of incision surfaces with forced regressive prograding wedges on the margins of an intrashelf basin. This regional seismic analysis has therefore highlighted the architectural complexities that build third- and fourth-order depositional cycles in interior platform carbonate systems. The heterogeneities associated with emersion phases (incisions, lowstand wedges) are superimposed on this complex stratigraphic framework. Detailed geological sections and correlations have been made from three outcrop localities, allowing a precise description of incision fill geometries and facies, and a comparative analysis of these observations via the integration of incision paleogeographic positions. Morphology, orientation and extent of these incisions have been assessed from detailed seismic interpretation coupled with specific forward seismic modeling. Tidal channels are found at several stratigraphic levels within the Natih Formation. They generally develop during flooding phases of the inner platform. A comparative analysis of these channels and incisions has allowed the recognition of the main elements of differentiation and of similarity between these two types of channelized structures within carbonate platform strata. The integration of outcrop and seismic data sets at the regional and local scales allows the interpretation and discussion of the origin and factors controlling the development of these incisions and a refinement of the stratigraphic model. These two incisions record rapid sea-level variations (500 ky) with a magnitude of approximately 20 and 30 m that occurred during the early Cenomanian. This is probably not a unique case, since for the same time interval, incisions have been observed in siliciclatic systems in western Canada and India and in carbonate systems on the Arabian plate., L'émersion de plates-formes carbonatées est généralement enregistrée dans les séries sédimentaires par des phénomènes de karstification et de pédogenèse. Les structures d'érosion, telles que des incisions qui se développent le long des surfaces d'émersion, ont quant à elles été très rarement observées et étudiées. La reconnaissance de ces incisions et l'analyse de leur remplissage permet une meilleure caractérisation et une meilleure hiérarchisation des limites de séquence de dépôt, notamment dans le cas où les surfaces d'émersion ne présentent pas ou peu d'évidences pétrographiques d'une émersion. Deux surfaces d'incision successives ont été analysées dans la partie supérieure de la première séquence de dépôt de 3ème ordre de la Formation Natih en Oman (Albien supérieur-Turonien inférieur). L'interprétation de données sismiques régionales a permis de déterminer et quantifier des géométries progradantes au sein de cette séquence de plate-forme et de corréler les surfaces d'incision à des prismes de régression forcée sur les bordures d'un bassin intrashelf. Cette analyse sismique régionale a ainsi permis de mettre en évidence dans le détail la complexité de l'architecture des cycles de 3ème et 4ème ordre dans les systèmes de plate-forme carbonatée. A ce canevas stratigraphique complexe se superposent les hétérogénéités associées aux phases d'émersion : incisions, prismes de bas niveau marin. L'analyse sédimentologique et stratigraphique détaillée de trois zones d'affleurement aboutit à une description précise des géométries et des faciès de remplissage des incisions, et leur comparaison en fonction de leur position paléogéographique. La morphologie, l'orientation et l'étendue de ces structures ont été analysées à partir d'une interprétation sismique détaillée et couplée à une modélisation sismique ciblée. Des chenaux de marée se développent à différents niveaux stratigraphiques de la Formation Natih marquant en général des phases d'inondation de la plate-forme interne. L'analyse comparative de ces chenaux et des incisions a permis d'établir les similitudes et les principaux critères de différenciation de ces deux types de structures chenalisées dans les séries de plate-forme carbonatée. L'intégration de données d'affleurement et de données sismiques à différentes échelles (locale et régionale) permet d'interpréter et de discuter l'origine et les facteurs qui contrôlent le développement de ces incisions et de proposer une amélioration du modèle stratigraphique. Les deux générations d'incisions enregistrent des variations rapides du niveau marin avec des amplitudes de 20 à 30 m pendant le Cénomanien inférieur. Il ne s'agit pas ici d'un cas unique, puisque des incisions et des prismes de régression forcée ont également été observés dans des systèmes terrigènes de la partie ouest du Canada et en Inde, ainsi que dans des systèmes carbonatés sur la plaque arabe, dans le même intervalle stratigraphique.

M. Hervé PHILIP PrésidentM. Gilles MERZERAUD Directeur de ThèseM. Michel SERANNE Co-Directeur de ThèseM. François GUILLOCHEAU RapporteurM. Bernard PEYBERNES RapporteurM. Marc FLOQUET ExaminateurM. Christophe RIGOLLET Examinateur; In the Lodève region (« Caussenard High », southwestern margin of the South-East Basin), liasic deposits are composed of peritidal dolomitic facies of Hettangian age, overlained by Sinemurian shallow water carbonate ramp deposits, capped by a major hardground. A major change in sedimentation then occurred, with the development of black marls typical of deep water conditions. Detailed descriptions of eleven field sections, including a precise analysis of the sedimentary facies and of their organisation has enabled us to show that this sinemurian series can be divided in two sedimentary groups, corresponding to two types of shallow platforms.The first group is mainly composed of low-energy facies (tidal flat and lagoonal facies). The second one is characterized by the absence of dolomitic tidal flat facies and by the increase of opened and external facies. The facies partitioning has shown that lateral facies changes occur rapidly over very short distances (100s of meter). Moreover, no consistent landward or seaward direction seems to be indicated by the pattern of facies changes. It is thus impossible to rationalise the studied facies within a traditional shoreline model as previously proposed for this region. We suggest a new carbonate platform model, based on the observations presented in this paper (Fig.11). The Lodève region platform is hence envisaged to have been a “mosaic” of shallow, intertidal to supratidal “islands” between which restricted subtidal or open conditions could coexist over very short distances (hundreds of meter). The local tectonic setting, characterized by numerous synsedimentary faults (SW-NE and NW-SE), seems to locally control the sedimentation, by defining parts of the basement on which shallow, peritidal facies are able to develop, and subsiding parts where subtidal facies occur.Numerous sedimentary discontinuities developed in this particular setting. On the basis of several universally applicable criteria (geometry, morphology biological activity, mineralization, early diagenesis...), four groups of surfaces have been identified : 1) emersion surfaces (karstic surfaces, palaeosoils, desiccation cracks) ; 2) condensation surfaces (softgrounds, firmgrounds, different types of hardgrounds) ; 3) Submarine erosion surface ; 4) “polyphase surfaces” which exhibit emersion, erosion and condensation criteria. Detailed sedimentological study has enabled us to show the lateral continuity of these surfaces, and their morphological variations. The vertical distribution of surface types in the studied sections has also been discussed, and compared with the sequential framework. Correlations between “Caussenard high”, “ardèche” paleomargin of the subalpine basin” and Sologne paleomargin of the Paris basin, have enabled us to distinguish major discontinuities. Lotharingian hardgound of the “Caussenard high” series seems to record a regional tectonic event, known as Lotharingian crisis and observed in the Causses Basin, the Quercy or the Paris Basin. The Hettangian-Sinemurian transition, well-known in the Paris Basin, could be more enigmatic in the Caussenard High series, consisting of a repetition of karstic surfaces in the dolomitic series.; La série liasique du Seuil Caussenard, située sur la marge Sud-Ouest du Bassin du Sud-Est Français est constituée de dépôts dolomitiques hettangiens épais, suivis de faciès à dominante calcaire, d'âge Hettangien supérieur à Lotharingien. Cette série carbonatée est coiffée par un niveau condensé durci, associé à de l'érosion, qui marque la transition Lias calcaire – Lias marneux (Toarcien). Le levé banc par banc de onze coupes géologiques balayant l'intervalle Sinémurien s.l., a permis de montrer que cette série s'organise en deux ensembles sédimentaires correspondant à deux types de plates-formes carbonatées qui se relaient au cours du temps. Le premier ensemble voit surtout se développer des faciès de faible énergie (de replat de marée, de lagune). Le second ensemble voit la disparition des faciès dolomitiques et la multiplication des faciès ouverts, profonds. L'étude régionale de la répartition latérale de ces faciès a montré des variations rapides et sur de très faibles distances (de la centaine de mètres au kilomètre). De plus, il s'avère impossible de définir une réelle polarité « amont-aval » entre une zone continentale et un domaine marin franc à l'échelle régionale et il est rapidement apparu comme impossible de hiérarchiser les faciès sédimentaires le long d'un profil de dépôts de plate-forme barrée classique. Nous proposons donc un nouveau modèle de dépôts basé sur ces observations. La région de Lodève est envisagée comme une mosaïque de zones hautes, très peu profondes, à caractère inter- à supratidal, entre lesquelles peuvent se développer des zones plus profondes, infralittorales à circalittorales. Le contexte tectonique local, caractérisé par la présence de nombreux réseaux de failles SW-NE et NW-SE, dont certaines ont joué de façon synsédimentaire, contrôle la formation de ces zones hautes et basses, et affecte la sédimentologie et l'épaisseur de la série du Lias calcaire.Cette première phase de l'étude a permis de définir le contexte géodynamique régional, dans lequel se développent les nombreuses discontinuités sédimentaires. En se basant sur différents critères, d'ordre morphologique, biologique ou diagénétique, les discontinuités ont été classées en quatre grandes catégories : surfaces d'émersion (surfaces karstiques, paléosols, coupelles de dessiccation) ; niveaux de condensation de différents types (softgrounds, firmgrounds, différents types de hardgrounds) ; surfaces d'érosions sous-marines ; surfaces composites présentant en association des critères d'érosion, d'émersion et de condensation. L'étude sédimentologique et le découpage en unités génétiques ont permis de proposer des corrélations régionales dans ces dépôts du Lias et d'examiner le « comportement latéral » des différentes discontinuités limitant ces unités (continuité, changement de morphologie ou de nature, maturité, etc...). Il a également été possible de discuter de leur répartition verticale dans la série en fonction du cadre séquentiel et suivant le contexte paléotopographique et tectonique local.Les corrélations réalisées entre la série du Seuil Caussenard, la marge Ardéchoise et la marge de Sologne (Bassin de Paris) ont enfin permis de déterminer l'existence de discontinuités majeures. Le hardground au sommet du Lotharingien marque un évènement tectonique pluri-régional (connu sous le nom de crise Lotharingienne) enregistré dans les Causses, le Quercy ou encore le Bassin de Paris. La transition Hettangien-Sinémurien bien visible dans le Bassin de Paris ne se marque, sur le Seuil Caussenard, que par un « niveau diagnostique », au sein duquel s'observent plusieurs surfaces karstiques.

The diversity of facies and depositional environments of the Oxfordian of Lorraine allowed to propose a new lithostratigraphic framework. The survey of field and subsurface data using facies sedimentolgy and sequential stratigraphy allowed to describe 13 transgressive-regressive depositional cycles between the Mariae zone and the Planula zone. The depositional systems evolved from a marl-limestone ramp deepening southward, to a reefal and/or oolitic carbonate platform and finally to a marl-limestone ramp deepening northward. Amplifications of high frequency relative sea level falls appear in transgressive context and coïncide with climatic changes. Thirteen oxfordian depositional cycles are inserted in 6 medium frequency transgressiveregressive cycles and floodings are contemporaneous with tectonic events. Those 6 cycles are inserted in a low frequency regressive transgressive cycle and accommodation minimum appear in the upper part of the Middle Oxfordian., La variété des faciès et des environnements de dépôt de l'Oxfordien de Lorraine est à l'origine d'un nouveau découpage lithostratigraphique proposé dans ce mémoire. L'étude de l'Oxfordien de Lorraine à partir des données d'affleurement et des données diagraphiques de subsurface en termes de sédimentologie de faciès et de stratigraphie séquentielle a permis de décrire 13 cycles de dépôt transgressifs-régressifs. Les systèmes de dépôt ont évolué depuis une rampe argilo-carbonatée à vergence sud jusqu'à une rampe à argilo-carbonatée à vergence nord en passant par une plate-forme carbonatée récifale et/ou oolithique ouverte à la fois sur la Téthys et sur la Mer germanique. Les reconstitutions des paléoenvironnementales ont permis de proposer des cartes d'isopaques ainsi que des cartes paléogéographiques pour différentes périodes de l'Oxfordien. Les 13 cycles de dépôt oxfordiens s'inscrivent dans 6 cycles transgressifs régressifs à moyenne fréquence pour lesquels les ennoyages sont contemporains d'évènements tectoniques dans 5 cas sur 6. Des amplifications des chutes du niveau marin relatif à haute fréquence s'observent en contexte transgressif et sont contemporaines de changements climatiques. Les 6 cycles s'inscrivent dans un cycle régressif-transgressif à basse fréquence dont le minimum d'accommodation se situe dans la partie supérieure de l'Oxfordien moyen. Enfin, malgré certains problèmes de datations, la comparaison entre la Lorraine et les régions voisines (Jura septentrional français, Jura suisse, Bassin du Sud-Est, Bourgogne, Bassin du Sud-Est et Normandie) permet de mettre en évidence une influence de la tectonique sur l'architecture séquentielle.

The study of the Urgonian sediments of Organyà Basin has permitted to characterise the sedimentary sequences deposited in this basin. Detailed sedimentary and facies studies allow us to propose a microfacies depositional model used for a good knowledge of the vertical evolution of sedimentary environment. An exhaustive inventory of microfauna and microflora has been presented. Owning the micropaleontological and sedimentologieal data 6 sedimentary sequences have identified. In comparison with the foraminifera distribution well known in other alpine basins, the OR-0 sequence is dated from Valanginian age, the OR-1, OR-2 and OR-3 sequences as Upper Barremian and the last ones (OR-4 and OR-5 sequences) as Lower Aptian. Four main types of sediments has been identified: - silty limestone with terrigenous influence in the OR-0 sequence; - shelf-margin and inner platform limestone in the OR-1 sequence and OR-2 sequence respectively; - charophytes limestone at the base of OR-3 and OR-4 sequences and, - planctonik foraminifera and rich anoxie lime stone in the OR-4 and OR-5 sequences. Sequence stratigraphy of this region is now detailed, due to quantification of the microfauna, specially useful to distinguish the different systems tracts. Two anoxic episodes are observed at the top of the Urgonian sediments; they are correlated with one of the global Cretaceous Oceanic Anoxie Events (OAE 1a)., 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).

The aim of this work is an integrated multi-disciplinary study conceming the seismic modeling and inversion of a realistic 2D geological mode!. The approach which involves an impedance model building, a pre-stack seismic modeling and seismic inversions, is based on the study of outcrops trom a carbonate platform. To build the geo logical model, we focused on the urgonian limestones (Barremian - lower Aptian) and their basement situated on the leeward side of the platforrn, on the south-western part of the Vercors mass if. The outcrops show a semi-continuous exposure of the stratal anatomy from the inner to the outer-slope of the platforrn. Stratal pattern study, associated with cartography and correlation of fifthorder cycles, allowed to build a 16 kilometers long and about 800 meters thick cross-section. By sampling the different Iithofacies, rock physic properties (Vp, Vs, porosity and density) were measured in laboratory. The measured velocities and porosity or clay-content are Iinearly related. The Iinear coefficients were determined and used to build impedance models from porosity values of a real reservoir. The Impedance contrasts will be localized at the top of ail the parasequence of the crosssection. The seismic modeling was perforrned with IWo approaches, a zero-offset ray tracing and a 2D finite differences scheme. The source frequency content was chosen to reproduce the frequency range of standard seismic profiles of oil exploration. Usual as weil as AVO processings were performed on the dataset modelised by fmite difference method to obtain a time migrated profile. The Interpretation of the seismic profiles is compared to the geological mode!. This comparison shows that the stratal pattern is difficult to recover from the interpretation ofthe seismic events in terrns of geometry and pinch-out. Stratigraphie inversion and seismic attributes analyses were carried out on a profile and results were compared to the model geological mode!. The stratigraphie inversion gives impedance profiles close to the original impedance mode!. A lithological prediction was made using the seismie impedance as an attribut and a instantaneous attribut. This attribut discriminate the lithology classes which show the same seismic impedance. After prediction, the lithological section are close to the geological crosssection., Le but de ce travail est une étude pluridisciplinaire de modélisation sismique 2D et d'inversion d'une coupe géologique de la bordure méridionale du Vercors. L'originalité de ce travail réside dans l'emploi de techniques qui mènent à la caractérisation sismique de réservoir à partir d'une coupe géologique. Le modèle géologique est construit à partir de l'étude sur le terrain des ameurements de la bordure de la plateforme urgonienne (Barrémien - Aptien inférieur). Les corrélations cartographiques et séquentielles de coupes lithologiques de détail permettent d'établir une coupe géologique de 16 kilomètres de long pour 800 mètres d'épaisseur environ. Les calcaires hémipélagiques du Barrémien inférieur et les calcaires bioclastiques du prisme de bas niveau et de l'intervalle transgressif de la séquence BA3 montrent une diminution d'épaisseur en direction du Nord. Cette géométrie résulte d'une érosion des couches du Barrémien inférieur et~Ùne disposition en biseau d'aggradation ("onlaps") des paraséquences du prisme de bas niveau et de l'intervalle transgressif de la séquence BA3 sur la limite SbB3. Ces calcaires bioclastiques ont pu être datés de la base du Barrémien supérieur. Les Calcaires urgoniens montrent une position rétrogradante par rapport aux calcaires bioclastiques de Glandasse, indiquant qu'ils appartiennent à une formation transgressive dont l'âge est Barrémien supérieur. L'échantillonnage des différents Iithofaciès identifiés permet de réaliser la mesure en laboratoire des propriétés pétrophysiques et acoustiques (Vp, Vs et densité) de ces roches. Des relations linéaires entre les vitesses et la porosité ou l'argilosité sont déterminées. Ces. relations sont utilisées pour construire les modèles d'impédance, à partir des valeurs de porosité d'un réservoir réel. La construction des modèles d'impédance est réalisée en accord avec les hypothèses de la stratigraphie séquentielle, toutes les limites des paraséquences sont des réflect,eurs potentiels. La modélisation sismique a été réalisée par deux approches différentes, tracé de rayons à déport nul et différences fmies "multioffset". Les signaux sources employés ont un contenu fréquentiel comparable à ceux généralement extraits des profils sismiques de prospection pétrolière. L'interprétation des profils sismiques est comparée à la coupe géologique. Cette comparaison montre qu'il est difficile de retrouver le découpage en séquences de dépôt "il partir de l'interprétation des relations géométriques et des terminaisons des biseaux des événements sismiques. La dernière partie de ce travail est consacrée à la mise en oeuye de deux techniques de caractérisation sismique de réservoirs sur les profils simulés. Dans un premier temps, une inversion stratigraphique a été réalisée sur les données modélisées par tracé de rayons. Les sections d'impédance acoustiques obtenues sont caractérisées par des valeurs d'impédance proches du modèle d'origine. Dans un second temps, les attributs sismiques après sommation sont employés pour réaliser une interprétation lithologique des données sismiques. L'emploi de l'impédance sismique comme attribut permet une première discrimination lithologique. Un second attribut (attribut instantané) permet de discriminer les classes lithologiques présentant la même impédance sismique. Les profils lithologiques obtenus après prédiction sont comparables au modèle géologique.

Hauterivian-Barremian carbonate platform strata of the Jura have been studied by me ans of their micropaleontology, sedimentology and mineralogy. These analyses define 7 sequence boundaries in the Jura deposits, documented by the micropaleontologieal content and emersion markers. Three major palaeoenvironments are recognized : high-energy, outershelf environments, shallow-water bioclastic environments, and transgressive microfacies. Outcrop and thin-section sedimentologic analyses show that in most of cases dissolution and microkarstification occurs below sequence boundaries attesting to periods of emersion. The mineralogical characteristics of the four sections studied show that carbonate is the major component of the whole-rock analysis whereas phyllosilicates are present only in the transgressive microfacies. Repartitions of major minerals like smectite, kaolinite, micas of decarbonated fractions (2-16 um and < 2um) are more abundant in the transgressive facies. Six roentgenofacies were compared to the microfacies. Inner platform environments shows low X-Ray intensities and few minerals whereas more open-marine platform environments show more micas, smectites and kaolinite. Transgressives facies cannot be characterized by any specifie assemblage. For the first time, detrital pyrophyllite and paragonite have been identified in carbonate sediments of the Jura. Micropaleontologieal study consists of identifying benthic foraminifera in all outcrop sections. New foraminifers identified include Nezzazatinella sp. and a new orbitolinid. The orbitolinids are used to form the stratigraphie framework. Two chronostratigraphic schemes were compared. The Valserina lineage proposed by Schroeder [1994] is considered invalid because it is based solely on the evolution of the embryonic apparatus and does not take into account the general shape of these foraminifers. Moreover, no precise stratigraphic calibration has yet been shown. In contrast, orbitolinids in the Vercors area are calibrated by ammonites [Arnaud and Arnaud-Vanneau, 1992] and the same orbitolinid species are founded in the Jura area. Four faunal intervals are recognized from a stratigraphic distribution of micropaleontological data. The first is characterized by the association of Meandrospira favrei and Flabellammina ? sp. ; in the second, Meandrospira favrei and Praedictyorbitolina occur together ; the third is characterized by the abundance of various orbitolinids ; and in the last, Palorbitolina lenticularis is the only benthic foraminifera present. Sequence analyses reveal that sequences Ju1 and Ju2 are Hauterivian in age and are mainly represented by outer-shelf facies. Sequences Ju3 and Ju4 are as yet undated because of the lack of stratigraphic fossils in the lagoonal sediments, however, sequence Ju4 occurs between sediments of Barremian and Hauterivian age. Sequences Ju5 and Ju6 are characterized by various orbitolinids and by rudists in the latter and both are upper Barremian in age. The last sequence, Ju7, interrupts the Urgonian sequence with the deposition of orbitolinid-rich marls that are considered early Aptian in age. In summary, upper Barremian sediments have been highlighted in the Jura Mountain. The limited thickness of Urgonian sediments represents only isolated parts of the total Hauterivian and upper Barremian sequence as documented by the interpretation of diagenetic anomalies, emersion and erosion surfaces, and the micropaleontological data., L'étude des dépôts de l'Hauterivien-Aptien du Jura a permis de mettre en évidence le caractère discontinu de la sédimentation carbonatée en domaine de plate-forme. Dans cette région en effet, les niveaux de l'Urgonien se composent de plusieurs séquences de dépôt superposées, fréquemment limitées par des surfaces émersives et érosives. L'étude sédimentologique et microfaciologique de détail a conduit à l'élaboration d'un modèle d'agencement de microfaciès et a permis également de mieux comprendre l'évolution verticale des milieux de dépôt de chaque coupe. L'analyse d'un grand nombre de coupes dans cet intervalle permet enfin de connaître précisément l'importance des variations latérales de faciès. L'étude minéralogique fait ressortir que les intervalles riches en kaolinite coïncident plutôt avec les faciès de transgression (FT) et les faciès de plate-forme. La présence de pyrophyllite dans toutes les séquences de dépôt rencontrées et de la paragonite dans les niveaux de la séquence de dépôt Ju6 n'avaient jusqu'alors jamais été mises en évidence dans les séries du Jura neuchâtelois et vaudois. Un inventaire micropaléontologique systématique de toutes les faunes de cet intervalle a été entrepris ainsi qu'une analyse critique permettant de rejeter la lignée phylétique proposée par Schroeder [1994]. Les données micropaléontologiques et sédimentologiques ont permis de caractériser précisément sept séquences de dépôt. La comparaison des répartitions des faunes jurassiennes avec celles du Vercors, chronostratigraphiquement calées par ammonites, permet d'attribuer les deux premières séquences à l' Hauterivien (Ju1, Ju2) ; les séquences Ju5, Ju6 sont attribuées au Barrémien supérieur et Ju7 à l'Aptien inférieur. La présence de niveaux du Barrémien supérieur dans le Jura est maintenant prouvée. En revanche, l'âge des séquences Ju3 et Ju4 n'est pas précisément connu, en raison de leur pauvreté en éléments de valeur chronostratigraphique. La séquence Ju4, qui peut manquer totalement par érosion dans la plupart des coupes étudiées, pourrait être placée soit dans la partie élevée de l'Hauterivien, soit dans la partie inférieure du Barrémien. L'analyse séquentielle a permis de plus de démontrer que les corrélations lithostratigraphiques antérieurement proposées sont, dans la plupart des cas, erronées sur le plan chronologique. Le découpage en séquences de dépôt permet de reconnaître quatre épisodes paléoenvironnementaux dans cet intervalle stratigraphique : - le premier se compose de niveaux calcaréo-mameux d'environnements circalittoraux ouverts d'âge clairement Hauterivien (séquences Jul-2), fréquemment marqués par des surfaces d'érosion majeures; - le second se compose de niveaux essentiellement carbonatés, d'environnements de lagon d'âge inconnu (séquences Ju3-Ju4) ; - le troisième épisode, situé au-dessus d'une surface d'érosion d'extension verticale pluridécamétrique, se compose de faciès calcaires de lagon ouvert et de lagon à rudistes fréquemment émergés, d'âge Barrémien supérieur (séquences Ju5 et Ju6), qui forment l' Urgonien jurassien; - le quatrième épisode, qui marque l'interruption brutale de la sédimentation carbonatée et la fin des dépôts urgoniens dans cette région (séquence de dépôt Ju7) est d'âge Aptien inférieur. Les sédiments de l'Urgonien jurassien, de puissance réduite, ne représentent en réalité que des séquences partielles de l'Hauterivien et du Barrémien supérieur pro parte, documentées par l'interprétation des données sédimentologiques, diagénétiques, et micropaléontologiques.

The study of the Berriasian-Valanginian carbonate platform of the Chartreuse massif (the subalpine chain, France) was detailed and the major stages of progradation and submersion were defined and dated. Micropaleontology: 65 benthic foraminifera species are identified. A detailed statistic analysis is given to the genus Trocholina, Neotrocholina, Gaudryina and Dorothia. Sedimentology: Five different order sequences are described. They mainly correspond to eustatic variations of sea leve!, modifications of tectonic regime, rate of subsidence, and primary carbonate productivity. Stratigraphy Fine datations of platform discontinuities were possible according to both the determination of their Calpionellids and fine correlations with the Berriasian stratrotype. The evolution of the platform can be subdivided in main steps. On one hand, three steps of progradation were recognized during the Berriasian, on the other hand four steps of submersion during the late Berriasian and the lower Valanginian. Study of the basinal marly-limestone alternations consists both in analysis of thickness variations of the marlys beds and distributions of the Ammonites. Five cyclicities of different orders were recognized. Four of them are supposed to be controlled by Earth rotation parameters. Paleomagnetic study of the Valanginian stratotypic sections (Angles, Barret) allows us to give a more detailed magnetic stratigraphy. A correlation between faunal modification and magnetic reversa! is proposed. Platform-basin correlations : A detailed correlation between the platform sequencies and the basin cyclicities has been possible. Furthermore, close relationships between, earth rotation, magnetic reversaI may occured.; L'étude de la plate-forme carbonatée du BerriasienValanglnlen de Chartreuse a permis d'effectuer une analyse séquentielle détaillée des séries, et de dater les différentes étapes de l'installation puis de la disparition de la plate-forme. Micropaléontolooie : 65 espèces de foraminifères benthiques sont déterminées et décrites. Une analyse statistique détaillée est effectuée pour les genres Trocholina, Neolrocholina et le groupe GaudrvinaDorothia. Sédimentologie : cinq types de séquences d'ordre différent sont mises en évidence. Elles traduisent des modifications des milieux de dépôt dues principalement à l'eustatisme, mais également à la tectonique et à des variations de la subsidence et de la productivité primaire en carbonates. Stratigraphie : la détermination des calpionelles et les corrélations établies avec le stratotype du Berriasien permettent de situer à une sous-zone d'ammonites près les évènements que traduisent les discontinuités sédimentaires. Du point de vue paléogéographique, la progradation de la plate-forme s'effectue au cours du Berriasien supérieur en trois étapes successives : la submersion n'est pas synchrone à l'échelle de la région étudiée, mais se déroule en quatre phases pendant le Berriasien terminal et le Valanginien. L'étude des séries alternantes de bassin se base sur l'analyse des variations d'épaisseur des bancs marneux et la disposition de l'ammonitofaune. Elle montre l'existence de cinq cyclicités d'ordre différent, quatre d'entre elles étant reliées aux variations des paramètres de rotation de la Terre. La Magnétostratigraphie effectuée sur les hypostratotypes du Valanginien d'Angles et de Barret permet, d'une part, d'établir une échelle des polarités détaillée, d'autre part d'envisager l'existence de liaisons entre les renouvellements de faune et les inversions magnétiques. Corrélations plate-forme-bassin : une équivalence entre séquences décrites sur les plates-formes et les cyclicités observées dans les bassins est envisagée à trois échelles différentes, montrant ainsi l'existence de liaisons entre la rotation de la Terre, les inversions magnétiques, et les principaux paramètres influant sur l'environnement sédimentaire (eustatisme, climat, productivité primaire en carbonates).