Caractérisation moléculaire et isotopique de biomarqueurs de milieux de dépôt anciens très immatures : (Jurassique supérieur de la plate-forme russe)

Molecular and isotopic characterization of highly immature ancient depositional settings : (Upper Jurassic, russian platform)

• Auteur / Autrice : Teresita de Jesus Carrillo Hernandez
• Direction : Pierre Albrecht
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sédimentation (géologie)

Triterpènes

Jurassique supérieur

Russie

Portlandien

Paléoenvironnement

Marqueurs biologiques

Archéobactéries

Résumé

La plate-forme Russe a été la siège du dépôt d'une importante formation sédimentaire riche en carbone organique au cours du Volgien moyen (Tithonien, 140 mA). Ces sédiments n'ont été que peu enfouis au cours de leur histoire géologique et représentent une opportunité exceptionnelle d'étudier des fossiles moléculaires particulièrement bien préservés au cours du temps. Dans le cadre de nos travaux, nous avons caractérisé, d'un point de vue moléculaire et isotopique, les biomarqueurs d'une série de schistes et marnes de cette formation provenant d'un affleurement (coupe de Gorodische, Russie). Les extraits organiques sont principalement constitués de macromolécules polaires (80%), et les hydrocarbures libres ne sont que mineurs. L'étude de ces derniers atteste notamment de la contribution de végétaux terrestres, de phytoplancton, de bactéries et de cyanobactéries et présente les caractéristiques d'une matière organique très immature provenant d'un milieu de dépôt moyennement anoxique. Par ailleurs, l'analyse des composés polaires a révélé la présence de nombreux lipides membranaires fonctionnalisés exceptionnellement bien préservés. Ainsi, une série de polyols hopaniques de haut poids moléculaire, dont un des composés présente des caractéristiques structurales proches du -ribosylhopane (précurseur hypothétique des bactériohopanepolyols) a été détectée. De plus, l'analyse par HPLC-MS de certaines fractions polaires a révélé la présence de divers tétraéthers de diglycérol intacts, dont les distributions sont caractéristiques de constituants membranaires d'archaebactéries planctoniques particulières, les Crénarchéotes. La préservation de ces composés permet ainsi de faire remonter l'existence de telles archaebactéries dans l'échelle des temps géologiques jusqu'au Jurassique supérieur, et l'étude de leur distribution semble indiquer qu'ils représentent des marqueurs potentiels permettant d'estimer les paléotempératures de la surface de la mer.

During the Middle Volgian (Late Tithonian, 140 Myrs), an important organic matter-rich formation has been deposited on the Russian platform. These sediments were only little buried during their geological history; they represent therefore an exceptional opportunity to study particularly well-preserved molecular fossils. In the present study, we investigated the distribution and stable carbon isotopic composition of individual biomarkers from a series of shales from an outcrop belonging to this formation (Gorodische outcrop, Russia). The organic extracts of these sediments are mainly made up of polar macromolecules (80%) and the free hydrocarbons represent only minor constituents indicative of a highly immature organic matter derived from terrestrial plants, phytoplankton, bacteria et cyanobacteria deposited under fairly anoxic conditions. Investigation of the distribution of polar biomarkers has revealed the presence of functionalized membrane lipids that were exceptionally well preserved. Among these, a series of high molecular weight polyol hopanoids were detected, comprising a compound showing structural features close to those of -ribosylhopane, a putative biosynthetic precursor of bacteriohopanepolyols. In addition, it was possible to identify by HPLC-MS analysis of the polar fractions intact diglycerol tetraethers, the distribution of which being characteristic of membrane lipids from pelagic archaea (Crenarchaeotes). The present work extends the geological occurrence of such archaea up to the Late Jurassic and suggests that these archaeal lipids represent interesting proxies to estimate past sea surface temperatures.