Brachiopodes du Dévonien supérieur et séquences sédimentaires d’Arménie : biodiversité, stratigraphie et paléobiogéographie

Upper Devonian brachiopods and sedimentary sequences from Armenia : biodiversity, stratigraphy and paleobiogeography

• Auteur / Autrice : Vahram Serobyan
• Direction : Taniel Danelian, Araiyk Grigoryan, Catherine Crônier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre et de l'univers
• Date : Soutenance le 24/09/2021
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021) en cotutelle avec Académie nationale des sciences de la République d'Arménie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Evolution, Ecologie et Paléontologie (Evo-Eco-Paléo)
• Jury : Président / Présidente : Thomas Servais
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Khachatur Meliksetian, Vachik Hairapetian, Bernard Mottequin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Crasquin-Soleau, James Day

Mots clés

Mots clés contrôlés

Petit Caucase (monts)

Biostratigraphie

Biodiversité

Paléobiogéographie

Roches carbonatées

Arménie

Dévonien supérieur

Fossiles

Brachiopodes

Mots clés libres

Lithostratigraphie

Brachiopods

Upper Devonian

Armenia

Biodiversity

Stratigraphy

Paleobiogeography

Résumé

Les séries sédimentaires carbonatées-terrigènes et les brachiopodes du Dévonien supérieur d’Arménie centrale ont été ici étudiées à partir de trois coupes distinctes (Ertych, Djravank et Noravank). Leur interprétation paléoenvironnementale a été réalisée à partir des bio- et lithofaciès afin de reconstituer leur milieux de dépôt. De plus, les coupes étudiées ont été corrélées lithostratigraphiquement, ainsi que biostratigraphiquement, en se basant sur leurs assemblages à brachiopodes. Vingt-six espèces de brachiopodes sont décrites sur la base d’un matériel récemment collecté. Quatre nouveaux genres de brachiopodes (Aramazdospirifer, Angustisulcispirifer, Pentagonospirifer et Tornatospirifer), ainsi que cinq nouvelles espèces (Crinisarina pseudoglobularis, Cyrtospirifer pseudoasiaticus, Pseudocyrtiopsis areniensis, Pentagonaspirifer abrahamyanae et Angustisulcispirifer arakelyani) sont introduits. Toutes les espèces de brachiopodes sont examinées selon des concepts taxonomiques modernes ; leurs caractéristiques internes et externes sont illustrées, à l’exception de quelques rares espèces. La variabilité morphologique intraspécifique des espèces décrites est documentée quantitativement. Le schéma biostratigraphique proposé auparavant pour l’intervalle Frasnien–Famennien du Petit Caucase (Arménie et Nakhichevan) est révisé. Plus particulièrement, la zone à Ripidiorhynchus gnishikensis–Angustisulcispirifer arakelyani, d’âge Frasnien, est proposée pour la faune trouvée dans les calcaires à péloïdes accumulés dans un cortège à haut niveau marin, alors que la zone à Aramazdospirifer orbelianus–Tornatospirifer armenicus, d’âge Fammenien inférieur, est caractérisée par des packstones/graistones de l’intervalle 4, déposés lors d’un événement transgressif. La présente étude documente également la diversité des brachiopodes signalée dans le Petit Caucase à travers l’intervalle Frasnien–Famennien inférieur et souligne un renouvellement majeur de faune parmi les rhynchonellides, les atrypides et les spiriférides. D’un point de vue paléobiogéographique, la faune étudiée a clairement des affinités avec celles connues dans d'autres régions de la marge nord-Gondwanienne, notamment celles qui s’étendent vers l’est du SAB (Bloc sud arménien) jusqu’en Afghanistan et le Pamir, bien qu’il existe également de nombreux éléments endémiques. De plus, la signification paléobiogéographique des quatre nouveaux genres est discutée, y compris de plusieurs autres espèces du Famennien qui leur sont réaffectés et qu’elles étaient connues auparavant du Nakhichevan, du Pamir (Tadjikistan), du Kazakhstan central et de la Plate-forme d’Europe de l’Est.

The Upper Devonian carbonate-siliciclastic sedimentary sequences and brachiopods from three distinct sections (Ertych, Djravank and Noravank) of Central Armenia are here examined. Paleoenvironmental interpretation is performed based on bio- and lithofacies to reconstruct the depositional environments in which the sedimentary sequences were accumulated. Moreover, the studied sections are correlated lithostratigraphically, as well as biostratigraphically by focusing on their brachiopod assemblages. Twenty-six brachiopod species are described on the basis of recently collected material from the Frasnian–Famennian (F–F) succession. Four new brachiopod genera (Aramazdospirifer, Angustisulcispirifer, Pentagonospirifer and Tornatospirifer) and five new species (Crinisarina pseudoglobularis, Cyrtospirifer pseudoasiaticus, Pseudocyrtiopsis areniensis, Pentagonaspirifer abrahamyanae and Angustisulcispirifer arakelyani) are introduced. All brachiopod species are examined according to modern taxonomic concepts and illustrated both externally and internally, with the exception of some rare species. The intraspecific morphological variability of the described species is documented quantitatively. The previously suggested biostratigraphic scheme for brachiopods of the F–F interval of the Lesser Caucasus (Armenia and Nakhichevan) is revised. More particularly, the Ripidiorhynchus gnishikensis–Angustisulcispirifer arakelyani brachiopod zone, of Frasnian age, characterizes the peloidal grainstones of the Interval 1 that accumulated as a highstand system tract, while the Lower Famennian Aramazdospirifer orbelianus–Tornatospirifer armenicus Zone is found in the packstones/grainstones of the Interval 4, which was deposited during a transgressive event. The present study also documents the diversity of brachiopods reported from the Frasnian–lower Famennian sequences of the Lesser Caucasus (Armenia and Nakhichevan); the synthesis of all previous and current data suggests that a major change in diversity took place amongst rhynchonellides, atrypides and spiriferides. From a paleobiogeographic viewpoint, the studied fauna clearly shares affinities with contemporaneous brachiopods known from other parts of the north-Gondwanan margin, especially from those areas that extend eastwards of the South Armenian Block (SAB) into Afghanistan and Pamir, although there are also many endemic elements. Finally, the paleobiogeographic significance of the four newly defined genera is discussed, including the re-assignment to them of several other Famennian species known previously from Nakhichevan, Pamir (Tajikistan), Central Kazakhstan and the East European Platform.