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25 février 2014 / admin

Fin février 2014, avec Simon Andrieu, un terrain d’une dizaine de jours a été organisé pour étudier une vingtaine de coupes sédimentaires dans les séries carbonatées du Jurassique moyen et supérieur de Normandie. L’objectif a été de réaliser des levés sédimentologiques précis le long de la côte normande ou dans des carrières, afin de décrire les différents faciès et de contraindre l’évolution des systèmes de dépôts. Ce terrain s’intègre dans le travail de thèse de Simon Andrieu sur la caractérisation des carbonates de l’ouest de la France. Les échantillons prélevés seront étudiés en microscopie afin de définir les microfaciès et d’étudier les processus diagénétiques par microscopie en cathodoluminescence ou par l’analyse des isotopes stables.

Communications à venir :
Simon Andrieu, Benjamin Brigaud, Jocelyn Barbarand, Eric Lasseur. 2014. Facteurs contrôlant l’évolution des paléoenvironnements et de l’architecture des carbonates du Jurassique moyen et supérieur de l’ouest du bassin de Paris.
lors de la 24e Réunion des Sciences de la Terre, Pau, 31 octobre 2014
et lors du colloque « Géologie du Bassin parisien, Le Cinquantenaire de l’AGBP », Paris, 12-13 novembre 2014

17 février 2014 / admin

L’article « Impact of basin burial and exhumation on Jurassic carbonates diagenesis on both sides of a thick clay barrier (Paris Basin, NE France) » par Carpentier, C., Brigaud, B., Blaise, T., Vincent, B., Durlet, C., Boulvais, P., Pagel, M., Hibsch, C., Yven, B., Lach, P., Cathelineau, M., Boiron, M-C., Landrein, P., Buschaert, S. 2014. vient d’être publié dans la revue Marine and Petroleum Geology. Cet article présente les processus diagénétiques (surtout une cimentation de calcite) affectant deux formations sédimentaires carbonatées (calcaires du Jurassique moyen ou Dogger et calcaires du Jurassique supérieur ou Malm). Les processus diagenétiques dans ces deux formations calcaires est assez différente dans le détail mais une caractéristique commune est que la porosité diminue fortement par la précipitation de calcite de blocage. Les deux premières générations de calcite, précipitant à partir d’eaux météoriques avec probablement une composante marine, sont liées à des paléo-recharges durant le Crétacé inférieur lors d’une phase d’exhumation de la bordure ardennaise. Cette phase de circulation d’eau est responsable d’une importante cimentation dans les calcaires du Jurassique moyen mais son développement est très limité dans les calcaires de l’Oxfordien. Deux autres générations tardives sont associées à la télogenèse en présence d’eaux météoriques et correspondent à l’essentiel de la cimentation dans les géodes du Jurassique supérieur. Les fluides circulent dans des fractures pyrénéennes, oligocènes et alpines (Crétacé supérieur à aujourd’hui). Le développement de ces deux dernières générations est très limitées dans les calcaires du Jurassique moyen.

Calcite et fluorine dans les calcaires du Jurassique moyen observées en cathodoluminescence

7 janvier 2014 / admin

L’étude multi-laboratoires, associant l’Université Paris-Sud, Cambridge Carbonate Ldt, l’Université de Rennes 1, l’Université de Lorraine et l’Andra, intitulée « Growth and demise of the Jurassic carbonate platform in the intracratonic Paris Basin (France): interplay of climate change, eustasy and tectonics » vient d’être publiée dans la revue Marine and Petroleum Geology.

Dans le contexte actuel de changements environnementaux liés aux activités anthropiques (relargage de CO2, déforestation, pollution…), il convient de mieux comprendre l’évolution et le fonctionnement de certains écosystèmes très riches comme les lagons et récifs coralliens des mers subtropicales. En effet, ces écosystèmes de lagons et plus largement ceux des plateformes carbonatées peu profondes peuvent être particulièrement sensibles aux effets directs de ces activités anthropiques comme le réchauffement climatique, la hausse du niveau marin, l’acidification des eaux de surface, l’augmentation du relargage de particules fines (boue). En France, notre territoire se trouvait sous une latitude sub-tropicale (30°N) durant le Jurassique (de 200Ma à 145Ma) et était recouvert d’une mer chaude et globalement peu profonde. Dans l’Est de la France, cette mer a laissé dernière elle plus d’1 km en épaisseur de sédiments qui se sont déposés sur une grande plateforme carbonatée, formant maintenant des calcaires avec des coraux, bivalves ou oolithes, marnes, argiles ou sables. Il est donc possible, en étudiant ces roches, d’apporter des réponses sur les facteurs contrôlant l’évolution des écosystèmes carbonatés.

L’objectif de ce travail a donc été de se servir de ces archives carbonatées datant du Jurassique, affleurant en carrière ou carottées jusqu’à 1300 m de profondeur dans le forage profond de l’Andra de Montiers-sur-Saulx dans l’Est de la France. Durant les 55 millions d’années du Jurassique, cette immense plateforme carbonatée montre 8 phases successives de forte production carbonatée avec des coraux, bivalves, gastéropodes, oolites, entrecoupées de 7 crises où la sédimentation a été argileuse. Ces huit phases de forte croissance ont été comparées à la courbe standard de variation du niveau marin, aux régimes tectoniques et à des données isotopiques en oxygène (courbe de variation de la température de l’eau de mer) et aux cortèges minéralogiques argileux.

Des faciès de type hétérozoans (avec des bivalves, échinodermes, gastéropodes, foraminifères, bryozoaires) migrant le long d’une rampe marquent des périodes dominées par une hausse du niveau marin, des conditions mésotrophiques (eaux chargées en nutriments), humides et des eaux de surface moyennement chaudes (entre 16 et 24°C) pendant l’Hettangien, le Pliensbachien, l’Oxfordien supérieur, et le Tithonien. Durant ces périodes, des décharges temporaires d’argiles sont venues perturber la production carbonatée.
Durant le Bajocien et l’Oxfordien moyen, des températures des eaux de surface chaudes (20-29°C), des conditions oligotrophiques (quasiment pas de nutriments) et relativement humides ont été constatées. Associées à une hausse du niveau marin relatif (eustatisme ou de subsidence locale), ces conditions ont clairement favorisé le développement de coraux scleractiniaires formant des récifs avec de nombreux gastéropodes ou bivalves.
Des systèmes de cordons oolitiques se sont installés durant le Bathonien, délimitant un vaste lagon à sédimentation très fine (calcaire mudstone avec des foraminifères de type miliolidés). Cet environnement s’est développé sous des conditions climatiques plutôt fraîches (16 à 24°C) et sèches.
Une hausse du niveau marin relatif, accompagnée d’une eutrophisation des eaux (chargées en nutriments) et parfois d’eaux plutôt froides (<20°C) ont été néfastes au développement des écosystèmes carbonatés. Ces conditions sont responsables d’au moins cinq crises de la production carbonatée durant le Toarcien, le début du Bajocien supérieur, à la transition Callovien/Oxfordien, au début de l’Oxfordien supérieur et au Kimmeridgien.

résumé en diapos

14 décembre 2013 / admin

Les études ci-dessous, réalisées dans le cadre de thèses, travaux de Master ou d’un projet de recherche Andra/CNRS ont été présentées lors du 14ème Congrès de Sédimentologie à Paris (5-7 novembre 2013).

Sédimentologie et diagenèse des carbonates du Cénomanien moyen

-Andrieu S., Brigaud B., Rabourg T. 2013. Origine de l’évolution des systèmes sédimentaires carbonatés et de l’architecture stratigraphique au Cénomanien moyen (nord du Bassin Aquitain, France). 14ème Congrès Français de Sédimentologie, Paris – Livre des résumés, Publ. ASF, n°73, p. 3.

-Rabourg T., Brigaud B., Andrieu S. 2013. Origine et timing des processus diagénétiques des carbonates du Cénomanien moyen : impact sur les propriétés pétrographiques et de porosité (nord du Bassin Aquitain). 14ème Congrès Français de Sédimentologie, Paris – Livre des résumés, Publ. ASF n°73, p. 344

Simon Andrieu et Thomas Rabourg ont étudié dans le cadre de leur M2 des carrières et carottes de carbonates du Cénomanien moyen appartenant à la Société Rocamat. Pour cette société, le but a été (1) de reconstruire la géométrie du gisement de calcaire (épaisseur, largeur, longueur et type de faciès) et de (2) comprendre l’origine de sa couleur jaune; cette couleur étant une qualité très recherchée par Rocamat. Une carte 3D de la distribution des faciès calcaires du gisement a été établie. L’installation de ces faciès est contrôlée par un cycle transgressif et des conditions de l’eau de mer de type hétérotrophique. Des oxydes de fer précipitant sur les microcristaux de calcite sont responsables de la couleur jaune du calcaire. L’origine du Fer est probablement à rechercher dans la dissolution des glauconies, présentent dans ces calcaires.

Projet Andra/CNRS

Brigaud B., Zeyen H., Pessel M., Saintenoy A., Saïag J., Vincent B., Hayet M. 2013. Origine de la structuration de la plate-forme carbonatée bajocienne de l’est du bassin de paris : apport du couplage sédimentologie/géophysique de surface. 14ème Congrès Français de Sédimentologie, Paris – Livre des résumés, Publ. ASF n°73, p. 60.

L’objectif de cette étude a été de mieux comprendre l’architecture stratigraphique assez complexe du Bajocien de l’Est du Bassin de Paris à l’aide d’une étude de terrain et géophysique.

Projet Fluorine

Gigoux M., Brigaud B., Delpech G., Pagel M., Augé T., Guerrot C., Rad S. 2013. Les gisements stratiformes de fluorine de la bordure Sud-est du Bassin de Paris (Morvan) : Paragenese, élements traces et isotopes Sr-Nd. 14ème Congrès Français de Sédimentologie, Paris – Livre des résumés, Publ. ASF n°73, p. 168.

Dans le cadre de la thèse de Morgane Gigoux, l’origine de la mise en place des gisements en F de taille mondiale est recherchée à travers des études pétrographiques et géochimiques.

Diagenèse des grès

Saïag J. , Brigaud B., Portier E., Pagel M., Désaubliaux G., Bucherie A. 2013. Contrôle sédimentologique sur les procesus diagénétiques des grès tidaux de la Formation Cape Hay : Impact sur les propriétés réservoirs (Permien, Bassin de Bonaparte, Nord de l’Australie). 14ème Congrès Français de Sédimentologie, Paris – Livre des résumés, Publ. ASF n°73, p. 370.

Dans cette étude réalisée dans le cadre d’une collaboration avec Gdf-Suez, l’origine des fortes perméabilités et porosités des grès enfouis à plus de 3500 m de profondeur est recherchée. Un facteur de contrôle très important est la présence de grain coatings de chlorite, qui favorise la préservation des qualités réservoirs à grandes profondeurs.

Paléoclimat et argiles

Pellenard P., Brigaud B., Deconinck J-F., Dera G., Gigoux M., Hermoso M., Pucéat E., Bruneau L. 2013. Apport des minéraux argileux aux reconstitutions paléoclimatiques du Jurassique. 14ème Congrès Français de Sédimentologie, Paris – Livre des résumés, Publ. ASF n°73, p. 323.

Dans cette présentation, Pierre Pellenard a réalisé une synthèse des données d’argiles à l’échelle du Jurassique en Europe. Il en ressort un potentiel signal paléoclimatique: les périodes avec beaucoup de kaolinite correspondraient à des périodes plutôt chaudes et humides.

Carbonate et Vp

Régnet J-B., Robion, P., Brigaud B., David C., Yven B. 2013. Faciès et propriétés pétrophysiques des carbonates néritiques : exemple du jurassique supérieur de l’Est du Bassin de Paris. 14ème Congrès Français de Sédimentologie, Paris – Livre des résumés, Publ. ASF n°73, p. 350.

Ce travail a été présenté dans le cadre de la thèse de Jean-Baptiste Régnet et d’un projet Andra/CNRS.

Diagraphie et Modélisation

Vincent B., Brigaud B., Jobard E., Fleury M., Yven B., Landrein P., Trouiller A. 2013. Coupled NMR log /lab investigation of carbonates : an application for hydrogeological purpose to the Jurassic limestone of the Paris Basin (France). 14ème Congrès Français de Sédimentologie, Paris – Livre des résumés, Publ. ASF n°73, p. 407.

Benoît Vincent a présenté l’intérêt d’utiliser les diagraphies RMN afin de mieux modéliser en 3D les propriétés des réservoirs carbonatés (faciès, porosité, perméabilité).

14 décembre 2013 / admin

Du 11 au 20 novembre 2013, avec cinq de mes collègues; Jocelyn Barbarand (Professeur, Université Paris-Sud, Orsay), Johan Yans (Université de Namur), Yves Missenard (McF, Université Paris-Sud, Orsay), Ludovic Lafforgue (Doctorant, Université Paris-Sud, Orsay), Bertrand Saint-Bézar (McF, Université Paris Sud, Orsay), j’ai participé à une mission de terrain dans le Haut-Atlas oriental vers la ville de Bouarfa (Maroc). Cette mission a été centrée sur un échantillonnage fin des minéralisations en Mn, Pb, Zn et Cu autour du front nord atlasique, mais également sur la cartographie, des levés de logs sédimentologiques, et de coupes structurales. L’objectif de ce travail de terrain aura donc été de mieux comprendre l’origine des minéralisations dans les terrains dolomitiques et calcaires du Jurassique inférieur (Sinémurien à Pliensbachien) en relation avec l’histoire sédimentaire et tectonique de cette partie sud-orientale du Maroc. Ce terrain a été réalisé dans le cadre de la thèse de Ludovic Lafforgue, dont un des objectifs est d’étudier l’origine de l’enrichissement en Mn, Cu, Pb, Zn des carbonates du Jurassique, en relation avec les mouvements verticaux. Les échantillons récoltés feront par la suite l’objet d’analyses pétrographiques (microfaciès, cathodoluminescence, paragenèse), géochronologiques (datations) et thermochronologiques (analyses des traces de fission dans les apatites).

26 novembre 2013 / admin

Suite au 14^ème Congrès des Sédimentolgistes Français, une journée de terrain a été organisée le 8 novembre 2013 par Médard Thiry sur les Sables et Grès de Fontainebleau : que reste-t-il des faciès sédimentaires initiaux ?

« Les faciès typiques des Sables de Fontainebleau sont en fait secondaires, acquis tardivement, en liaison avec la mise à l’affleurement de la formation. Il n’y a guère que les figures sédimentaires qui peuvent être considérés comme primaires ! Tous les autres faciès considérés comme caractéristiques (grès, sables blancs, et même la composition minéralogique) sont dus à des altérations de subsurface, en liaison directe avec la géomorphologie et la mise à l’affleurement et les dernières périodes glaciaires.

Si l’exemple de Sables de Fontainebleau est presque « caricatural », ces phénomènes d’altération existent aussi dans d’autres formations : il faut en être averti pour les distinguer. C’est l’objectif de cette excursion, faire la part du primaire et du secondaire dans une formation affleurante. »

Infos : http://hebergement.u-psud.fr/congres-sedimentologie/index.php/excursions/sables-et-gres-de-fontainebleau-que-reste-t-il-des-facies-sedimentaires-initiaux/

30 septembre 2013 / admin

Retrouver ici le film entre Argiles et calcaires

@Réalisation: Pascal Moret – Andra

http://vimeo.com/25042197

14 septembre 2013 / admin

L’étude suivante « Les Amphibiens fossiles de Bourgogne (Temnospondyles et Lissamphibiens) » vient d’être publiée dans le Hors-Série n°11-2012 de la Revue Scientifique Bourgogne-Nature. Cette étude d’inventaire sur les Amphibiens fossiles de Bourgogne avait été initiée il y a une dizaine d’années par G. Gand, Daniel Sirugue et Jacques Thierry. J’étais alors étudiant en L3 à l’Université de Bourgogne, et très intéressé par la paléontologie et la sédimentologie, nous avions fait avec un « pote » Raphaël Bourillot, un stage à la Société d’Histoire Naturelle d’Autun, encadré par G. Gand (l’été 2004). Cette étude sur les Amphibiens fossiles de Bourgogne qui vient d’être publiée fait donc suite à nos deux stages, respectivement sur la « Faune et la Flore du Morvan, du Dévonien au Jurassique » pour moi et sur l’«Inventaire, Histoire et Evolution des Reptiles et des Amphibiens fossiles en Bourgogne » pour Raphaël, réalisés en 2004. Ces deux études, comprenant deux rapports détaillés, ont servi de données de base à Georges, qui les a largement complétées et adaptés à partir de ses données personnelles, de recherches bibliographiques et de plusieurs visites au Muséum d’Histoire naturelle Jacques de La Comble d’Autun. Il en résulta une version qui a été revue par Jean-Claude Rage concernant les Lissamphibiens. Le texte actuel correspond donc à un inventaire des fossiles bourguignons concernant les Amphibiens de type moderne ou Lissamphibiens puis de leurs ancêtres les Stégocéphales bien représentés dans notre région dans les terrains du Carbonifère supérieur et de l’Autunien (Permien inférieur).

Résumé:

L’inventaire actuel des Amphibiens fossiles des collections bourguignonnes montre que les Temnospondyles (Branchiosaures, Eryopidés), Lépospondyles (Nectridiens, Aïstopodes) et Discosauridés du Carbonifère et du Permien sont bien représentés ; ainsi que leurs traces de pas. Par contre, les Lissamphibiens n’ont pas été rencontrés dans les séries du Mésozoïque et du Cénozoïque hormis plusieurs espèces modernes qui ont été récoltées à la faveur des recherches préhistoriques dans le Quaternaire (Pléistocène, Holocène, Actuel).

Gand, G., Bourillot, R., Brigaud, B., Steyer, J-S, Peyrouse, J-B. 2013. Les Amphibiens fossiles de Bourgogne (Temnospondyles et Lissamphibiens). in Sirugue, D. ed., Atlas des amphibiens de Bourgogne. Rev. sci. Bourgogne-Nature – Hors-série 11-2012, 47-69

5 septembre 2013 / admin

L’étude intitulée « Reconstruction of low burial (< 100 °C) in sedimentary basins: A comparison of geothermometer sensitivity in the intracontinental Paris Basin » par Thomas Blaise , Jocelyn Barbarand , Myriam Kars , Florian Ploquin , Charles Aubourg , Benjamin Brigaud , Michel Cathelineau , Abderrazak El Albani , Cécile Gautheron , Alain Izart , Dominique Janots , Raymond Michels , Maurice Pagel , Jean-Pierre Pozzi , Marie-Christine Boiron , Philippe Landrein vient d’être acceptée pour publication à la revue Marine and Petroleum Geology.

Cette étude est l’une des premières à comparer différents geothermomètres – thermochronologie traces de fission, microthermométrie des inclusions fluides, minéraux argileux, réflectance de la vitrinite, pyrolyse Rock-Eval, présence de dolomite baroque et technique « MagEval »- afin de reconstruire l’histoire d’enfouissement d’un bassin intracratonique. Le cas d’étude choisi a été l’Est du Bassin de Paris, et notamment les séries sédimentaires du Jurassique proche de la zone du laboratoire souterrain de l’Andra (Forage de Montiers-sur-Saulx). L’emploi de ces techniques et les modélisations à partir des traces de fission et de l’évolution de la matière organique indiquent des températures atteintes au maximum d’enfouissement d’environ 25°C plus hautes que celles mesurées actuellement dans la zone. Une température maximum de 50°C dans les argiles du Callovo-Oxfordien est très probablement atteinte à la fin du Crétacé. Toutes les techniques s’avèrent complémentaires mais seules les données de matière organique et de traces de fission sur apatites apportent des contraintes en terme de temps-température et donc sur le maximum thermique.

5 septembre 2013 / admin

à télécharger : 2013_brigaud_SGA

Stratiform fluorite deposits in the south-eastern part of the Paris basin (Morvan): paragenetic sequence, trace elements and Sr-Nd isotopes

Abstract: In France, stratiform fluorite deposits occurred at the base of Mesozoic sedimentary units from the Paris Basin around the Morvan massif, and reserves are estimated to about 5Mt. Detailed paragenetic sequence fluid nature and the timing of the mineralization are still poorly constrained. In this study we examine the petrographical properties, trace elements composition and isotopic signatures of the fluorite deposits. These investigations provide insights into the parameters controlling the mineralization stages. The petrographical observations revealed a distinct growth zonation of fluorite crystals and a mineral paragenesis composed of
multiple fluorite stages associated with various minerals (barite, sphalerite, galena and others). Significant variations of U, Th, Sr, Ba, and especially U/Th ratios are recorded from all fluorite stages. Concerning Rare Earth Element (REE), a bell-shaped pattern is recognized for all fluorite stages. Sr isotopic data of fluorite (87Sr/86Sr=0.7119 to 0.7134) are incompatible with a seawater signature. Available microthermometric data and the thermal history of the basin indicate hydrothermal fluid flow. A preliminary isochron data suggest a Lower Cretaceous age for the fluorite mineralization at the Pierre-Perthuis deposits.

Orcid