Caractérisation sédimentologique, paléontologique et géochimique des dysodiles du Liban

Sedimentological, paleontological and geochemical characterization of the dysodiles of Lebanon

• Auteur / Autrice : Layla El Hajj
• Direction : François Baudin, Dany Azar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre
• Date : Soutenance le 26/11/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université en cotutelle avec Université Libanaise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de la Terre de Paris (2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Crasquin-Soleau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marleine Brax, Didier Néraudeau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Bariche, Nicolas Tribovillard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Géochronologie

Sédiments (géologie) -- Analyse

Liban

Paléoenvironnement

Mots clés libres

Schistes cartons

Paléoenvironnement

Barrémien inférieur

Lac

Paléobiodiversité

Potentiel pétrolier

Shales

Paleoenvironment

Lower Barremian

Résumé

Les dysodiles sont des roches sédimentaires formées de feuillets millimétriques riches en matière organique et en fossiles. Au Liban, malgré leur intérêt pétrolier et paléontologique, les dysodiles ont été très rarement étudié, gardant leur environnement de dépôt largement inconnu. Ce travail doctoral vise une approche interdisciplinaire sédimentologique, paléontologique et géochimique, afin de reconstruire le paléoenvironnement de dépôt de 5 sites de dysodiles du Barrémien inférieur du Liban. Une diversité de fossiles est exceptionnellement préservée à l’intérieur des dysodiles : des poissons, des tortues d’eau douce, des insectes, des gastéropodes, des ostracodes, des débris de végétaux et des coprolithes. Leur étude a permis de reconstruire un lac temporaire peu profond, influencé par le volcanisme, entouré d’une savane tropicale typique du Crétacé inférieur, et abritant des précurseurs de la faune continentale actuelle. Les ostracodes montrent des différences taxonomiques et taphonomiques entre les sites, et les palynomorphes sont dominés par les grains de pollen au Nord du Liban, contrairement aux autres sites où figure une diversité de spores de fougères. Les analyses optiques, géochimiques et moléculaires indiquent l’origine algaire et bactérienne de la matière organique (dominance de matière organique amorphe fluorescente, kérogène de type I, HI moyen = 659 mgHC/gTOC, et OI moyen = 30 mgCO2/gTOC, n-alcanes à chaine courte et hopanes), et prouvent que les dysodiles sont d’excellentes roches-mères potentielles (TOC entre 3 et 25 %). Toutefois à cause de leur extension limitée, l’intérêt pétrolier des dysodiles est supplanté par leur intérêt paléontologique.

Dysodiles are sedimentary rocks formed by finely laminated millimetric layers rich in organic matter and in fossils. In Lebanon, despite their petroleum and paleontological interest, few studies mentioned their presence in different lacustrine geological formations, allowing their depositional environment to remain largely unknown. This study aims to reconstruction the depositional environment of five dysodiles outcrops from the Lower Barremian of Lebanon, by the mean of a multidisciplinary approach, using sedimentology, paleontology and geochemistry. A wide variety of exceptionally well-preserved fossils are found in dysodiles, including fish fossils, freshwater turtles, insects, gastropods, ostracods, plant debris and coprolites. The study of these fossils led to the reconstruction of a temporary shallow lake, influenced by volcanic activity, surrounded by a typical Lower Cretaceous tropical savanna, housing the ancestors of the present continental fauna. However, the ostracods show taxonomic and taphonomic differences between the sampling sites, and the palynomorphs are dominated by pollen grains in the North of Lebanon while they show a diversity of fern spores in the other sites. The optical, geochemical and molecular analyses indicate the algal and bacterial origin of the organic matter (dominance of fluorescent amorphous organic matter, type I kerogen, mean HI = 659 mgHC/gTOC, mean OI = 30 mgCO2/gTOC, short chained n-alkanes and hopanes). They also prove the excellent source-rock potential of the dysodiles (TOC between 3 and 25 %). However, due to their limited extension, the petroleum interest of the dysodiles is superseded by their paleontological interest.