géochimie organique des séries argilo-carbonatées du callovo-oxfordien de l’est du bassin de...

Géochimie organique des séries

argilo-carbonatées du Callovo-

Oxfordien

de l’Est du bassin de Paris et

d’Angleterre.

Variabilités et implications

paléoenvironnementales.par Yann HAUTEVELLE

Intro-duction

Les dépôts callovo-oxfordiensde l’Est du bassin de Paris

Échelle des temps géologiques

≈ 164 – 154Ma

Barrière géologique

– apparente homogénéité ;

– caractérisation de la variabilité des paramètres physico-chimiques au sein de cette barrière.

Problématique « appliquée ».Recherches menées

par l’Andra.

Bure (Meuse)

Objet et problématiques de l’étude

Conclusions –Perspectives

II. Contextegéologique

Introduction

III. Protocoleanalytique

IV. Traçagedes variabilités

V. Change-ment paléo-floristique et

paléoclimatique

VII. Paléochi-miotaxonomieexpérimentale

VI. Implicationspaléoenviron-nementales à

l’échelle Ouest-européenne

I. Matièreorganique etbiomarqueurs

Argilitescallovo-oxfordiennes

Oxfordien

Kimméridgien

Intro-duction

Période géologiqueparticulière

➜ intérêt paléoenvironnemental

(climat, crise de laproduction carbonatée, …)

Carte paléogéographique de l’Europe de l’Ouest

Les dépôts callovo-oxfordiensdu bassin de Paris et de l’Europe

de l’Ouest

Problématique « fondamentale ».Reconstitutions

paléoenvironnementales.

Échelle des temps géologiques

≈ 164 – 154Ma

Objet et problématiques de l’étude



Introduction




paléoclimatique





Objectifs de la thèse

3 objectifs principaux :

1) caractériser les variabilités de la distribution de la matière organique sédimentaire au sein de la barrière géologique ;

2) déterminer les facteurs contrôlant la variabilité et la distribution de la matière organique au sein du dispositif sédimentaire ;

3) acquérir de nouvelles informations sur l’évolution des paléoenvironnements au Callovo-Oxfordien dans le bassin de Paris et l’Europe de l’Ouest.

Intro-duction



Introduction




paléoclimatique





Etude de la composition chimique de la matière organique

La matière organique sédimentaire ➜ excellent enregistreur des conditions paléoenvironnementales et diagénétiques.

Plan de l’exposé

Conclusions et perspectives

VII. Paléochimiotaxonomie expérimentale

VI. Implications paléoenvironnementales à l’échelle Ouest-européenne

Intro-duction

IV. Traçage des variabilités au sein de la barrière géologique

V. Changement paléofloristique et paléoclimatique enregistré par les biomarqueurs

I. La matière organique sédimentaire et les biomarqueurs

III. Protocole analytique

II. Contexte géologique



Introduction




paléoclimatique





Partie II.00



Introduction




paléoclimatique





Composition moléculaire de la matière organiqueI.01

MatièreOrganiqueextractible

Kérogène



Introduction




paléoclimatique





origine :bactérienne

origine :dinoflagellés

BIOMARQUEURSMOLECULAIRES

I.02 Composition moléculaire de la matière organique

MatièreOrganiqueextractible

Kérogène

dinostérane

produitsdiagénétiques

dinostérols

biohopanoïdeshopanes



Introduction




paléoclimatique





I.03 L’approche moléculaire et le faciès moléculaire

1) composé organique dérivant de la diagenèse d’un composé typiquement d’origine biologique ;

Définition du biomarqueur moléculaire

Informations portéesSource :

2) bonne préservation de la structure initiale.

Générique grand nombre de taxons biologiques➜

Composés précurseurs Biomarqueur moléculaires

n-alcanes

n-alcools

n-acides

diagenèse n-alcanes

Organismessources

biosyn-thèse

bactéries

algues

champignons

plantes

animaux, etc.

Spécifique nombre limité de taxons biologiques➜

Organismessources

Chlorobiaceae

biosyn-thèse Caroténoïde : isoréniératène

Composés précurseurs Biomarqueurs moléculaires

diagenèsetriméthylalkylbenzènes

isoréniératane



Introduction




paléoclimatique





http://www-micro.msb.leicester.ac.uk/video/Chromatium2.mov

Spécifique nombre limité de taxons biologiques➜

Organismessources

Chlorobiaceae

biosyn-thèse Caroténoïde : isoréniératène

Composés précurseurs Biomarqueur moléculaires

diagenèsetriméthylalkylbenzènes

isoréniératane




Informations portéesSource :


Environnement : - zone photique

- eaux anoxiqueset riches en H2S

Paléoenvironnement :eaux de la zone photique sont anoxiques et riches

en H2S

Biomarqueurs = proxies paléoenvironnementauxConclusions –Perspectives


Introduction




paléoclimatique









Informations portéesdiagenèse :


Biomarqueurs = proxies diagénétiques

hydrogénation vs.aromatisation➜ Eh, thermicité, …

réarrangements➜ conditions chimiques, minéralogie

isomérisation➜ préservation, thermicité

préservation des groupes fonctionnelset des insaturations

➜ bonne préservation, faible thermicité

diagenèse



Introduction




paléoclimatique





I.06 Le faciès moléculaire

Faciès moléculaire

– Nature et proportion relative des différents biomarqueursd’un sédiment ou d’une roche ;

– Valeur de certains paramètres moléculaires (CPI, Pr/Ph, etc.)

Faciès moléculaire ➜ conditions paléoenvironnementales

Faciès moléculaire ➜ conditions diagénétiques

Changement de faciès moléculaire ➜ évolution des conditions paléoenvironnementales et/ou diagénétiques.Conclusions –

Perspectives


Introduction




paléoclimatique





Partie IIII.00



Introduction




paléoclimatique





Cadre géodynamique et paléogéographiqueII.01

Bassin deParis



Introduction




paléoclimatique





La sédimentation au Jurassique dans le bassin de ParisII.02

Crise de la productioncarbonatée






Introduction




paléoclimatique





épisoded’inondation maximale

La sédimentation au Jurassique dans le bassin de ParisII.03







Introduction




paléoclimatique





épisoded’inondation maximale

Intérêts paléoenvironnementauxII.04

Origines de la crise de la production carbonatée

– eustatisme (Ogg, 1983; Norris et Hallam, 1995) ;

– tectonique (Guillocheau et al., 2000) ;

– climat (Dromart et al., 2003) ;

– changement de la chimie des eaux (Dromart et al., 1996) ;

– événements volcaniques majeurs (Mélendez et al., 1986; Dromart et al., 1996) ;

– chute d’un objet extraterrestre (Brochwicz-Lewinski et al., 1984).

Eustatisme

Climat

– Callovo-Oxfordien : période de haut niveau marin ;

– régression forcée au Callovien supérieur (Dromart et al., 2003).

– Jurassique : climat tropical stable ;

– Callovien-Oxfordien : indices de changements climatiques

remarquables (Dromart et al., 2003; Cecca et al., 2005).



Introduction




paléoclimatique





Les sites étudiés : les puits de l’Est du bassin de Paris

Localisation géographique Cadre paléogéographique

II.05

puits del’Est

puits del’Est

EST 312

EST 342

MSE 101

HTM 102

EST 205

150éch.



Introduction




paléoclimatique





Les sites étudiés : les puits de l’Est du bassin de Paris


II.06

puits del’Est

puits del’Est

EST 312

EST 342

MSE 101

HTM 102

EST 205

150éch.

SIM



Introduction




paléoclimatique





Les sites étudiés : le puits A 901 (Nord du bassin de Paris)


A 901 A 901

Puits de l’Est

A 901

II.07

33éch.



Introduction




paléoclimatique





Les sites étudiés : le puits Parson Drove (Yorkshire, Angleterre)Localisation géographique Cadre paléogéographique

ma

II.08

26éch.

ParsonDrove



Introduction




paléoclimatique





ParsonDrove

Les sites étudiés : le puits DSDP 534A (Proto-Atlantique)


II.09

Log minéralogique d’aprèsChamley et al. (1983)

20éch.

humide

humide

sec



Introduction




paléoclimatique




I. Matièreorganique etbiomarqueurs DSDP

534ADSDP534A

Partie IIIIII.00



Introduction




paléoclimatique





1ère étape :

broyage fin de la roche après description pétrographique.

Broyage & ExtractionIII.01



Introduction




paléoclimatique





2ème étape :

extraction de la matière organique soluble au dichlorométhane.

Extraction automatique DIONEX.

3ème étape : fractionnement de l’extrait par chromatographie liquide sur phase solide.Trois fractions sont récupérées :

FractionnementIII.02

Fraction aliphatiquehydrocarbures

aliphatiques

Fraction aromatiquehydrocarbures

aromatiques + quelques composés soufrés et oxygénés

Fraction polairecomposés

fonctionnalisésConclusions –Perspectives


Introduction




paléoclimatique





4ème étape : analyse des 3 fractions par couplage chromatographie en phase gazeuse (GC, séparation des composés) et spectrométrie de masse (MS, détermination des composés).

Analyse GC-MSIII.03



Introduction




paléoclimatique





Acquisition &traitement

Chromatographieen phase gazeuse

Séparation descomposés

Spectrométrie de masse

Identification descomposés

Acquisition et exploitation des résultats analytiquesIII.04

chromatogramme

Identification

– comparaison avec des spectres publiés

– interprétation du spectre de masse

spectre de masse



Introduction




paléoclimatique





Partie IV

Hautevelle et al. Tracing of variabilities within a geological barrier by molecular organic geochemistry. Case of the Callovo-Oxfordian sedimentary series in the East of the Paris basin (France). Article soumis à Applied Geochemistry.

IV.00



Introduction




paléoclimatique





Argilites callovo-oxfordiennes

13

14 1516

17

1819

20 21 2223

24

25

26

27

28

29

30

31

3233

3435

36 37

contribution marine

contribution continentale

Ph

MSE 101; 575 mFraction aliphatiquem/z 57

IV.01



Introduction




paléoclimatique





Pr

13 : n-alcanesPr, Ph : pristane et phytane : autres isoprénoïdes acycliques

Pr/Ph = 1 à 3

n-alcanes et isoprénoïdes acycliques


Carbonates de plate-forme

13

14 1516

17

1819

20 21 2223

24

25

26

27

28

29

30

31

3233

3435

36 37

contribution marine


Ph


IV.02



Introduction




paléoclimatique





Pr


Pr/Ph = 1 à 3

16

1718

19 20 21 22

2324

2526

27

2829

3031

323334

3536373839

EST 312; 315 mFraction aliphatiquem/z 57

13 : n-alcanes


MSE 101; 460 mFraction aliphatiqueTIC

13

14 1516

17

1819

20 21 2223

24

25

26

27

28

29

30

31

3233

3435

36 37

contribution marine


Ph

3-Me alcanes

3-Et-3-Me alcanes

2,2-diMe alcanes

5-Et-5-Me alcanes 3,3-diEt alcanes 6,6-diEt alcanes

15

16

1718

19

21

20 ?Pr Ph

14I

19 n-alcanes I isoprénoïdes acycliques

cyclo-alcanes5,5-diEt alcanes

5-but-5-Et alcanes

IV.03



Introduction




paléoclimatique







➜ Cyanobactéries ?



PrPr/Ph = 1 à 3


Distribution des stéroïdesIV.04



Introduction




paléoclimatique





MSE 101; 575 mFraction aliphatiquem/z 203, 217, 231

C25

C23C23

C25

C26C26

C29

C29C28

C27

C27

dinosté

rane

Me-sté

rane

MSE 101; 575 mFraction aliphatiquem/z 203, 217, 257, 271

diastérènesMe-diastérènes


MSE 101; 575 mFraction aromatiquem/z 231, 239, 245, 253, 267Stéroïdes

aromatiques

Stéranes

C27

C28C29

C27

C28 C29

Distribution des stéroïdesIV.05



Introduction




paléoclimatique





MSE 101; 575 mFraction aliphatiquem/z 203, 217, 231

C25

C23C23

C25

C26C26

C29

C29C28

C27

C27

dinosté

rane

Me-sté

rane

MSE 101; 575 mFraction aliphatiquem/z 203, 217, 257, 271

diastérènesMe-diastérènes

Argilites callovo-oxfordiennesStéranes

C27

C28C29

C27

C28 C29

Mélange C26, C27, C28, C29-stéroïdes

méthyl-stéroïdes et dinostérane

typique d’un mélange d’une contribution marine avec une


➜

IV.06 Evolution du rapport diastérènes/stéranes



Introduction




paléoclimatique





diastérènes stéranes

➜ Influence de la minéralogie au cours de la diagenèse

– teneur en minéraux argileux

– teneur en smectite ➜ catalyse acidefavorisent la formation

de diastérènes➜

IV.07 Distribution des hopanoïdes



Introduction




paléoclimatique





Argilites callovo-oxfordiennesMSE 101; 575 mFraction aliphatiquem/z 191



conf. bio.

conf.géo.

conf. bio.

conf.géo.

conf. bio.conf.géo.

conf.géo.

conf.bio.

immature

« plus mature »

conf.bio.

conf.géo.

hopènes

IV.08 Distribution des hopanoïdes



Introduction




paléoclimatique





Argilites callovo-oxfordiennesMSE 101; 575 mFraction aliphatiquem/z 191

conf. bio.

conf.géo.

conf. bio.

conf.géo.

conf. bio.conf.géo.

immature


« plus mature »

hopènes

➜ Protection physique par les minéraux argileux

IV.09 Géocaroténoïdes



Introduction




paléoclimatique





base duCallovien moyen

Evolution du taux d’extrait organique (mg d’extrait organique/g de roche)

MSE 101; 649 mFraction aromatiquem/z 133, 134

1314

151618

192021 24

trimethylalkylbenzènes

segmentation

dérivétriaromatique

réarrangements

bref épisode d’anoxiede la zone photique

Biomarqueurs deChlorobiaceae


IV.10 Variabilité du faciès moléculaire



Introduction




paléoclimatique





➜ un seul faciès moléculaire ;

Dans les argilites callovo-oxfordiennes

Dans les carbonates de plate-forme

➜ Changements importants du faciès moléculaire ; ➜ évolutions des conditions paléo-

environnementales et diagénétiques.

➜ légères variations entre les puits de l’Est et A 901 (contribution marine plus forte) ;

➜ influence de la paléogéographie.

Homogènes du point de vue deleur contenu organique

IV.11 Pourquoi cette homogénéité ?



Introduction




paléoclimatique





A 901

Environnements de dépôtFaciès sédimentaire

➜ faible variabilité

EST

Cas des sériessédimentaires étudiées

Position paléogéographique

Éloignée des paléocôtes

Géométrie du bassin sédimentaire

Partie V

Hautevelle et al. (2006). Vascular plant biomarkers as proxies of paleoflora and paleoclimatic changes at the Dogger/Malm transition of Paris basin (France). Article accepté pour publication à Organic Geochemistry.

V.00



Introduction




paléoclimatique





Paléobotanique(assemblages deplantes fossiles)

Palynologie(assemblages despores & pollens)

Approches géné-ralement utilisées

pour déterminer les

paléoflores

Certains biomarqueurs de plantes vasculaires ont une valeur paléochimiotaxonomique et sont spécifiques de certains taxons.

Paléochimiotaxonomie (assemblages de biomarqueurs de plantes)

Classification systématique desplantes fossiles et actuelles

Règne végétal

V.01 Approches pour l’étude des paléoflores et paléoclimats



Introduction




paléoclimatique





http://www.flmnh.ufl.edu/paleobotany/gallery/pg-20lg.htm

http://www.flmnh.ufl.edu/paleobotany/gallery/pg-14sm.htm

cadalène

évolution diagénétique

CadalèneBiomarqueur générique

de plantes terrestres

biomarqueurmoléculaire

précurseursbiogéniques

O/ Ginkgoales

O/ Coniférales

P/ Bryophyteset d’autres …

organismesprécurseurs intermédiaires réactionels

cadinènes

cadinols

V.02 Diagenèse des cadinanes



Introduction




paléoclimatique





abiétanes (cétono)phénoliques

acidesabiétanoïques

rétène

O/ ConiféralesF/ coniférales

saufPinaceae

V.03 Diagenèse des abiétanes


O/ ConiféralesF/ Pinaceae

organismesprécurseurs

précurseursbiogéniques

O/ Coniférales

biomarqueurmoléculaire

intermédiaires diagénétiques



Introduction




paléoclimatique





http://www.baumkunde.de/baumdetails_bild.php?pic=0303pic_blatt_gr.jpg&baumID=0303&merkmal=Zweig

V.04 Autres diterpanes



Introduction




paléoclimatique





diterpanes bi-, tricycliques (labdanes, pimaranes, …)

diterpanes bi-, tricycliques½ spécifiquesdes conifères

diterpanes tétracycliquesspécifiques de toutes

les familles de conifèressauf les Pinaceae

O/ Coniférales

F/ toutes

diterpanes tétracycliques (phyllocladanes, kauranes, béyéranes, …)

O/ Coniférales

F/ toutes saufPinaceae

Composition de la flore

à l’époque du dépôt

cyprés

Distribution desbiomarqueurs de

plantes

fougère

La distribution des biomarqueurs de plantes est une « image »

de la composition paléofloristique à l’époque du dépôt

V.05 Les biomarqueurs comme proxies paléofloristiques



Introduction




paléoclimatique





Interprétation en terme de composition paléofloristique

pin pinAngio-

spermes

séquoia

V.06 Relations flores / climats

climat désertique climat tempéré

climat tropical

climat polaire

flore ↔ climat



Introduction




paléoclimatique





enregistrementstratigraphique

paléobiodiversité

paléoflore

paléoclimat

T°, humidité

climat désertique

Tem

ps g

éolo

giq

ues

climat tropical

climat tempéré

facièsmoléculaire

V.07 Notions de Chimiotaxonomiostratigraphie botanique



Introduction




paléoclimatique





V.08 Evolution du rapport rétène/cadalène



Introduction




paléoclimatique




I. Matièreorganique etbiomarqueurs conifères Plantes vasculaires

V.09 Le cortège moléculaire associé au rétène

extrait riche en rétène (base de la plate-forme oxfordienne)

extrait pauvre en rétène (Callovo-Oxfordien argileux)

fraction aromatique



Introduction




paléoclimatique





cadalène

rétène

cadalène

MSE 101; 493,5 mFraction aromatiquem/z 183, 219, 223, 233,237, 241, 255

MSE 101; 606,5 mFraction aromatiquem/z 183, 219, 223, 233,237, 241, 255

rétène/cadalène = 5,92


rétène

hopanes

Faible teneur enditerpanes

hopanes

fraction aliphatique

Forte teneur enditerpanes




Introduction




paléoclimatique







MSE 101; 493,5 mFraction aliphatiquem/z 123, 109, 163, 191

MSE 101; 606,5 mFraction aliphatique m/z 123, 109, 163, 191






Introduction




paléoclimatique





fraction aliphatique

hopanes

Forte teneur enditerpanes


MSE 101; 493,5 mFraction aliphatiquem/z 123, 109, 163, 191

ZOOM

fraction polaire




Introduction




paléoclimatique







MSE 101; 493,5 mFraction polaire méthyléeTIC

MSE 101; 606,5 mFraction polaire méthyléeTIC



V.13 Signification du changement de la distribution des biomarqueurs



Introduction




paléoclimatique





Profond changementde la distribution

des biomarqueurs de plantes

Changement paléofloristique

Quelle est la naturede ce changementpaléofloristique ?

V.14 Nature du changement de paléoflore



Introduction




paléoclimatique





abiétanes (cétono)phénoliques

acidesabiétanoïques

rétène


O/ ConiféralesF/ Pinaceae

organismesprécurseurs

O/ Coniférales

O/ ConiféralesF/ coniférales

saufPinaceae

F/ Coniférales F/ Coniférales sauf Pinaceae

diterpanes bi-, tricycliques

diterpanes tétracycliques


V.15 Nature du changement de paléoflore

Quelle est sa signification en termes

d’évolution paléoclimatique ?

Cette évolution indique une

une augmentation de la

proportion de Pinaceae vers la

fin de l’Oxfordien inférieur (zone

à Cordatum ).



Introduction




paléoclimatique







Pinaceae : morphologie adaptée au climat aride

+ feuilles aciculaires ;

+ feuilles recouvertes d’une épaisse couche de cire cuticulaire ;

+ stomates encastrés dans des puits ou sillons et recouverts par un opercule.

Cheirolépidia, Podocarpa, Cupressa, Taxodiaceae, : peuplent fréquemment les marais et tourbières. Ce n’est pas le cas des Pinaceae.

V.16 Nature du changement paléoclimatique



Introduction




paléoclimatique





Autres familles de conifères :








Introduction




paléoclimatique





Fougères, Cycadales, Bennettitales colonisent préférentiellement les milieux humides.

Autres plantes :








Introduction




paléoclimatique





augmentation de l’aridité dès la fin de l’Oxfordien inférieur (zone à Cordatum)

Paléothermométrie isotopique (δO18) et paléobiogéographie : augmentation de la température des eaux marines à l’échelle globale (Riboulleau et al., 1998; Cecca et al., 2005; Martin Garin et al., 2005).

Palynologie, paléophytogéographie, minéralogie des argiles : augmentation de l’aridité (Rees et al., 2000;

Abbink et al., 2001; Pellenard, 2003).

V.19 Autres marqueurs climatiques pour la fin de l’Oxfordien inférieur



Introduction




paléoclimatique





Les biomarqueurs de plantes indiquent une augmentation de l’aridité vers la fin de l’Oxfordien inférieur (zone à Cordatum)

Une augmentation similaire de la proportion relative de rétène est décrite dans les séries oxfordiennes australiennes.

Cette augmentation est interprétée comme étant liée à un changement climatique global (van Aarssen et

al., 2000).

Rétène/(cadalène + rétène)

V.20 Comparaison avec le Callovo-Oxfordien australien

(van Aarssen et al., 2000)



Introduction




paléoclimatique





Partie VIVI.00



Introduction




paléoclimatique





VI.01 Les puits étudiés



Introduction




paléoclimatique





DSDP 534A

Parson Drove

VI.02 Parson Drove : épisode d’anoxie au Callovien moyen



Introduction




paléoclimatique





1

Parson Drove

Épisode particulier– forte teneur en

matière organique– Pr/Ph <1

VI.03 Parson Drove : distribution des dérivés de l’isoréniératène



Introduction




paléoclimatique





Ca

llo

vie

n

Inf.

mo

y.

su

p.

intensitémaximale

diminutionprogressivede l’intensité

Épisode d’anoxiede la zone photiqueau Callovien moyen

Parson Drove Parson DroveFraction aromatiquem/z 133, 134

90 m

86 m

81 m

68 m

Biomarqueurs de Chlorobiaceae

VI.04 Parson Drove : distribution des hopanes



Introduction




paléoclimatique





Ca

llo

vie

n

Inf.

mo

y.

su

p.

ApparitionC28-hopanes

gammacérane

Parson DroveFraction aliphatiquem/z 191

90 m

86 m

78 m

68 m

87 m

Anoxie du sédiment et

de la zone photique ➜ anoxie

généralisée

C35-hopane

C35-hopane

C35-hopane

Parson Drove

VI.05 DSDP 534A : épisode d’anoxie



Introduction




paléoclimatique





triméthylalkylbenzènes

Épisode d’anoxiede la zone photique

au Callovien

DSDP 534A

VI.06 Anoxie des eaux au Callovien moyen



Introduction




paléoclimatique





Callovien moyen :

Partie britannique du bassin de la mer du Nord :

➜ anoxie soudaine, importante et de toute la colonne d’eau qui perdure jusqu’au Callovien supérieur

Bassin de Paris :

➜ brève anoxie de la zone photique

Proto-Atlantique :

➜ anoxie importante de la zone photique

Période d’anoxie généralisée à l’échellede l’Europe de l’Ouest

VI.07 Conséquences de ce changement de chimie des eaux marines



Introduction




paléoclimatique





Anoxie générale en Europe de l’Ouest :

➜ anoxie enregistrée au niveau des 1er dépôts argileux

pourrait contribuer la chute soudaine de la production carbonatée

➜ piégeage de matière organique dans les sédiments

à l’origine de la chute de CO2 atm. qui serait responsable d’un refroidissement au Callovien

supérieur (Dromart et al., 2003)

VI.08 DSDP 534 A : enregistrement paléoclimatique à l’Oxfordien



Introduction




paléoclimatique





Log minéralogique d’aprèsChamley et al. (1983)

humide

humide

sec

n-C24+/n-C24

- fort ➜ climat sec

assèchement cuticules plus épaisses ➜ ➜ n-C24+/n-C24

- fort

Épisode climatique similaire à celui enregistrédans le bassin de Paris ?

Partie VII

Hautevelle et al. The Confined Pyrolysis of Extant Land Plants: Contribution to Paleochemotaxonomy. Article soumis à Geochimica et Cosmochimica Acta.

VII.00



Introduction




paléoclimatique





Paléochimiotaxonomie expérimentale : pour quoi faire ? VII.01



Introduction




paléoclimatique





Biomarqueursde plantes

proxies paléofloristiqueset paléoclimatiques

Problème ➜ informations paléochimiotaxonomiques lacunaires

➜ nouvelle technique de maturation artificielle de plantes actuelles (pyrolyse en milieu confiné).

➜ Pyrolyse d’un Pinaceae (Abies pinsapo) simulation de sa diagenèse➜

➜ Objectif : déterminer les paramètres de la pyrolyse de telle sorte que soient générés les biomarqueurs typiques de Pinaceae fossiles

Analyse de l’Abies pinsapo frais

Distribution des bioditerpenoïdes dominée par acides abiétanoïques ➜ typique de Pinaceae.

Abies pinsapo fraisFraction totale méthyléeTIC

Fenêtre àditerpénoïdes

VII.02



Introduction




paléoclimatique





Calibration de la température de pyrolyse

150°C

200°C

250°C

280°C

300°C

Autres paramètres de pyrolyse :durée : 24 h ;pression : 700 bar.

Diagenèse des abiétanes

280°C présence desabiétanes aromatiques

Abies pinsapo pyrolyséFraction totalem/z 219, 223, 237, 239, 241

VII.03



Introduction




paléoclimatique





Synthèse expérimentale des abiétanes saturés

Diagenèse des abiétanes

phytène Abies pinsapo pyrolyséFraction aliphatique TIC

280°C

280°C présence de diterpanesclassiquement détectés

dans la géosphèreLiAlH4

VII.04



Introduction




paléoclimatique





abiétanes et norabiétanes insaturés

non satisfaisant

Pyrolyse avec LiAlH4

Abies pinsapo pyrolyséFraction aliphatique TIC

280°Cabiétanes etnorabiétanes

saturéslabdanes

Paléochimiotaxonomie prédictive de l’Abies pinsapo

Abies pinsapo pyrolyséFraction aliphatique TIC

Abies pinsapo pyrolyséFraction aromatique TIC

Abies pinsapo pyrolyséFraction polaire TIC

avec LiAlH4

280°C

sans LiAlH4

280°C

sansLiAlH4

280°C

VII.05



Introduction




paléoclimatique





Procédure adoptéeVII.06



Introduction




paléoclimatique





Fraction aliphatiqueTemps : 24 h, pression : 700 bar, température : 280°C, AVEC LiAlH4

Fraction aromatiqueTemps : 24 h, pression : 700 bar, température : 280°C, SANS LiAlH4

Fraction polaireTemps : 24 h, pression : 700 bar, température : 280°C, SANS LiAlH4

Détermination de la signature moléculairefossile de la plante pyrolysée

Conclusions et perspectives

Conclusions-perspectives



Introduction




paléoclimatique






Conclusions-perspectives Conclusions générales


Introduction




paléoclimatique





I) Variabilité de la matière organique au sein des argilites de l’Est du bassin de Paris

– argilites sont homogènes (échelle de la barrière

géologique, contenu organique) ;

– évolutions importantes du faciès moléculaire au niveau des passages aux plates-formes carbonatées.

1) changements paléoenvironnementaux ;2) changements de matrice minérale.

II) Contrôle de ces variabilités

– paléogéographie (éloignement des côtes) ;

– géométrie du bassin sédimentaire.




Introduction




paléoclimatique





III) Evolution des paléoenvironnements au Callovo-Oxfordien

– mise en évidence de deux événements majeurs+ événement anoxique

Callovien moyen

Conclusions générales

+ changement climatiqueOxfordien inférieur

Climat tropical, faible profondeur,forte teneur en CO2 atm.

Sédimentationcarbonatée

Anoxie des masses d’eau

Chute de la production carbonatéeEnfouissement de MO ➜ refroidissement Sédimentation

argileuse

Sédimentationargileuse

Réchauffement & aridification

Sédimentationcarbonatée

Conditions favorables à la reprise de lasédimentation carbonatée




Introduction




paléoclimatique





IV) Perspectives

Perspectives

– élargir cette étude à l’ensemble du Jurassique

Étude des autres périodes de crise de la production carbonatée.

Résultats acquis permettraient de mieux interpréter les assemblages de biomarqueurs en termes de composition paléofloristique.

– paléochimiotaxonomie expérimentale

Reproduire la procédure analytique mise au point sur un grand nombre de taxons végétaux.

géochimie organique des séries argilo-carbonatées du callovo-oxfordien de l’est du bassin de...

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