ENVIRONNEMENTS SEDIMENTAIRES ET ASSOCIATIONS D'OSTRACODES

AU QUATERNAIRE TERMINAl, SUR LA PENTE CONTINENTALE RHODANIENNE

(M] DITERRANI E OCCIDENTAl,E) ABDELLAH EL HMAIDI, PIERRE CARBONEL, BERNARD GENSOUS & ANDRl~ MONACO

EL HMAIDI A., CARBONEL P., GENSOUS B. & MONACO A. 1998. Environnements s~dimentaires et associations d'ostracodes au Quaternaire terminal sur la pente continentale rhodanienne (M~diterran~e occidentale). [Late Quaternary sedimentary environments and ostracode associations on the rhodanian continental slope (Western Mediterranean)]. GEOBIOS, 31, 5: 621-631. Villeurbanne, le 31.10.1998.

Manuscrit dSpos~ le 12.05.1997; acceptS, d~finitivement le 23.07.1997.

RI~SUMI~ - L'~tude des s~diments et de l'ostracofaune de quatre carottes, pr~lev~es sur la pente continentale rhoda- nienne, permet de reconstituer les variations des palSoenvironnements durant le dernier cycle glacio-eustatique. La chronologie relative, at tr ibute aux diff~rents faciSs, montre qu'ils recoupent des d~pSts allant du dernier maximum glaciaire jusqu'~ l'Actuel. La synth~se des r~sultats analytiques conduit ~t l '~tablissement d'une s~quence type, dyna- mique et palSoclimatique, constitute de trois ensembles sSdimentaires. Ces ensembles correspondent respectivement

une p~riode de bas niveau marin, ~ l'intervalle transgressif et ~ une p~riode de haut niveau matin. Les remanie- ments et l'influence du plateau continental sont importants sur la pente pendant les ~poques glaciaires. Les envi- ronnements s~dimentaires sont essentiellement g~rSs par la circulation g~n~rale, qui suit le talus continental, et par la morphologie de la marge caract~risSe par l'indentation de canyons. Les variations spatio-temporelles des faunes d'ostracodes refl~tent ~ la fois les changements du pal~oenvironnement ~ l'interface eau-s~diment, en particulier, les variations eustatiques, les conditions hydrodynamiques et le contexte climatique. La conjonction de ces deux types d'approches a permis de donner une interpretation de l'~volution du cadre hydros~dimentaire et morphostructural.

MOT-CLIPS: SI~DIMENTOLOGIE, OSTRACODES, ENVIRONNEMENTS, VARIATIONS EUSTATIQUES, QUATER- NAIRE TERMINAL, M]~DITERRANt~E OCCIDENTALE.

ABSTRACT - The study of sediments and of the ostracofauna of four cores, taken on the rhodanian continental slope, allows to reconstruct variations of palaeoenvironments during the last glacio-eustatic cycle. The relative chronolo- gy, attributed to the different facies, shows that they intercept deposits going from the last glacial maximum until the Recent. The synthesis of analytic results conduit to the establishment of a sequence typical, dynamic and paleao- climatic, constituted of three sedimentary ensembles. These ensembles correspond respectively to a period of low sea level, to the transgressive interval and to a period of high sea level. Reworkings and the influence of the continen- tal shelf are important on the slope during glacial periods. Sedimentary environments are essentially controlled by the general circulation, that follows the continental slope, and by the morphology of the margin characterized by the indentation of canyons. Spatio-temporal variations of fauna of ostracodes reflect both changes of the palaeoenvi- ronment to the interface water-sediment, especially, eustatic variations, hydrodynamic conditions and the climati- cal context. The conjunction of these two types of approaches has allowed to give an interpretation of the evolution of the hydrosedimentary and morphostructural framework.

KEYWORDS: SEDIMENTOLOGY, OSTRACODES, ENVIRONMENTS, EUSTATIC VARIATIONS, LATE-QUATERNARY, WESTERN MEDITERRANEAN.

INTRODUCTION

Depuis p lus d 'une v i n g t a i n e d 'ann~es, de nom- b r e u x t r a v a u x , men~s su r la m a r g e con t inen ta le du Golfe du Lion, ont p e r m i s , g race ~ u n e app roche mul t id i sc ip l ina i r e (s ismique, s6dimento- logique, mic ropa l~on to log ique , g~och imique et g6otechnique) , d ' am~l iore r no t r e conna i s sance de n o m b r e u x m 6 c a n i s m e s et p rocessus qui contr6- l en t et ont contr616 la f o r m a t i o n et l 'gvolut ion de

cet te m a r g e (Monaco 1971; Bourdi l lon 1982; M e a r 1984; Aloisi et al. 1975 et 1978; Tesson et al. 1993, 1995; Got & Aloisi 1990; Gensous et al. 1993).

Dans le cadre du p r o g r a m m e E C O M A R G E France J G O F S (1984-1993), les r eche rches p]uri- d isc ip l ina i res (g6ologie, biologie, g~ophys ique et gSochimie), se sont appuy~es su r une i n s t r u m e n - t a t ion sp~cifique (pi~ges ~ s~d imen t s s~quent ie ls , p o m p e ~ par t icules) . L e u r s objectifs ont ~t5 de

622

quantifier les flux de mati~re et d'~nergie sur les marges de fa~on ~ ~tablir un brian des transferts du continent vers l'oc~an, de pr~ciser la nature des ~changes ~ l'interface eau - sSdiment et la r@onse de l'~cosyst~me benthique (structure et dynamique des communaut~s, activit~ biologique et biog~ochimique) aux variations de l'environne- ment. Le Programme National d'Oc~anographie C6ti~re (PNOC), actuellement en cours sur la faqade m~diterran~enne, est focalis~ sur les cycles biog~ochimiques, mais ~galement sur les enregis- t rements s~dimentaires modernes.

Les recherches entreprises depuis 1988 dans le cadre du programme national fran~ais CNRS / INSU "Dynamique et Bilan de la Terre DBT", th~me "Message s~dimentaire et pal~obiologique" ont eu pour objectif principal d'Stablir les corr~la- tions haute rSsolution entre les changements glo- baux (climatiques, glacio-eustatiques, tectoniques)

haute fr~quence (105 & 2.104 ans) du Quaternaire terminal et Holoc~ne et la gen~se des corps s~di- mentaires sur une marge continentale delta~que.

Le but de ce travail est de mieux comprendre les m@anismes et les processus s~dimentaires respon- sables des variations environnementales depuis le dernier glaciaire sur la pente continentale rhoda- nienne, et ce, ~ partir des s~quences sSdimentaires et des variations des associations d'ostracodes.

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FIGURE 1 - Bathym~trie et positionnement des carottes 6tu- di~es sur la pente continentale rhodanienne. Bathymetric chart and location of studied cores on Rhodanian continental slope.

SITUATION ET ENVIRONNEMENT DE LA ZONE D'I~TUDE

Le Golfe du Lion est dSfini comme une marge pro- gressive caract@is~e par une structure s6dimen- taire tr~s complexe r4sultant de la conjonction de plusieurs facteurs: les effets du glacio-eustatisme q uaternaire doubles par ceux du contr61e tecto- nique, la morphologie tr~s accident~e de la pente entaill~e par de nombreux canyons et le r6gime hydrodynamique, caract@is6 par l'existence du courant liguro-proven~al et la stratification des eaux en p@iode estivale (Got et al. 1979; Aloisi 1986; Millot 1990; Tesson et al. 1993 et 1995).

La pente continentale se d~veloppe, au-del& de la rupture de pente du plateau, entre 120 et 1 500 m de profondeur (Fig. 1). Le gradient de pente, impor- tant dans la partie sommitale (10°), s'att6nue ensui- te progressivement pour se raccorder au domaine du glacis. Le Plio-Quaternaire fossilise la surface d'@osion et comble les canyons messiniens. Le recouvrement s~dimentaire superficiel @ais tend s'amincir progressivement en bas de pente. Le maximum de d@6t est enregistr6 sur les bords des interfluves, alors qu'h l'int@ieur des canyons sous- marins, plusieurs phases d'@osion et de glissement ont ~t~ raises en ~vidence grace aux donn5es sis- miques (Got et al. 1979; Tesson et al. 1993 et 1995).

MATl~RIEL ET M]~THODES

Cette @ude est bas~e sur l'analyse d@aill6e de quatre carottes (de 4 ~ 10 m de longueur), r6a]is6es

l'aide du carottier Kullenberg ~ bord du N/O "Catherine Laurence" lors des missions ECOMSED I en 1988 et TRANSEDMAR II en 1989. Elles sont localis6es sur la pente continentale, et trois d'entre elles sont situ~es sur l'interfiuve entre les canyons du Petit RhSne et du Grand Rh6ne (88K14, 88K15 et 88K16) et un pr~l~vement (89K02) a 6t~ effectu6 sur l'interfluve & l'ouest du canyon du Petit RhSne (Fig. 1). Apr~s ouverture des carottes, un log litho- logique d~taill6 a 5t6 ~tabli, puis des mesures pr~li- minaires de radiographie au R.X, de la r~sistance au cisaillement et de la teneur en eau ont 5t~ effec- tu~es. Apr~s s6paration sur tamis de 40 pro, les constituants de la fraction sableuse ont ~t~ observ6s sous ]a loupe binoculaire. La granulom~- trie de la fraction p~litique a 6t6 r~alis6e ~ l'aide du Sedigraph 5000 (Coultronics).

Pour ]'~tude de l'ostracofaune, des 6chantillons de 20 g de mati~re brute ont ~t~ pr~lev~s t o u s l e s vingts centim~tres et syst~matiquement lots des changements de faci6s et tamis6s sur 125 pm. Les param~tres analytiques pris en compte sont qua- litatifs et quantitatifs: - densit~ faunique (reflet de la richesse trophique du milieu, bas niveau d'6nergie);

623

- diversit6 (indice de la stabilit6 hydrochimique l'interface);

poureentage des formes adultes et juv6niles (indication de la stabilit6 dynamique); - poureentage des formes allochtones (intensit6 et origine des apports); - caract6ristiques des associations en place (en particulier, bathym6trie);

enfin, variabilit6 intrasp6cifique de certaines populations (information sur les 6quilibres des carbonates, sur l'oxyg6nation, etc.).

Tous ces param6tres ont 6t6 test6s ~ de nom- breuses reprises et sont couramment utilis6s (Peypouquet & Nachite 1983; Peypouquet et al. 1988; Carbonel et al. 1988; E1 Hmaidi 1993; etc.).

RI~SULTATS Six facibs sddimentaires (El Hmaidi 1993) ont 6t6 distingu6s sur la base de leurs caract6ristiques lithologiques, texturales, par le type de contact et par le contenu micropal6ontologique (Fig. 2).

VASE GRISE SILTEUSE A TACHES ET A PASSt~ES NOIRES

Elle a 6t6 recoup6e sur une 6paisseur de 8 m sur l 'interfluve s6parant les canyons du Petit Rh6ne et de Montpellier (carotte 89K02) ~ 920 m de pro- fondeur (Fig. 2d). I1 s'agit d'une vase silteuse tr6s homogbne de couleur gris-fonc6 ~ la base, deve- nan t plus claire et 16g6rement coquilli6re au som- met. Sa couleur fonc6e est due ~ la pr6sence de taches et de passdes noires de monosulfures, riches en d6bris v6g6taux qui disparaissent pro- gressivement vers le haut.

Les ostracodes sont principalement des formes juv6niles fi la base et adultes au sommet. Leur densit6 faunique diminue du bas vers le hau t res- pectivement de 10 ~ 4 individus pour 20 g de s6di- ment brut. Ils sont autochtones et repr6sent6s surtout par deux espbces de l'6tage 6pibathyah l'esp6ce Echinocythereis sp. pr6domine ~ la base; le genre Krithe sp. div. pr6domine dans la moiti6 supdrieure du facibs. D'autres espbces tr6s rares apparaissent de temps en temps, en particulier Macrocypris minna, Cytheropteron alatum et Pseudocythere caudata qui sont des formes 6piba- thyales ~ circalittorales.

VASE GRISE SILTEUSE A TACHES NOIRES ET NIVEAUX SILTEUX

Ce facibs se situe ~ la base des carottes pr61ev6es sur l ' interf luve Peti t Rh6ne - Grand Rh6ne (88K14, 88K15 et 88K16) off il a 6t6 recoupd sur une 6paisseur d'environ 1,5 m sans atteindre sa base (Fig. 2a,b,c). I1 est limit6 a son sommet par des niveaux de vases beiges oxyd6es; il s'agit d'une vase compacte gris-fonc6 riche en taehes

noires de monosulfures ~ la base et devenant de plus en plus claire vers le sommet. Des pass6es silto-sableuses ~ sableuses sont parfois pr6sentes sous forme de lentilles ~ l 'int6rieur de la vase.

Les ostracodes appartiennent presque enti6rement l'6tage 6pibathyal et sont repr6sent6s par les

espbces suivantes: Kr~the sp. div., Bythocypris obtu- sata, Macrocypris minna, Cytherella robusta, Echi- nocythereis echinata, Paracypris polita, Bosquetina rhodiensis, Pterygocythereis jonesii, etc. Deux types d'6volution spatio-temporelles sont observ6s: - verticalement et de bas en haut , on observe une 16g6re diminution aussi bien en densit6 qu'en diversit6. Ceci est en relation avec la diminution en Macrocypris rninna, Pterygocythereis jonesii et Echinocythereis echinata. Seuls les Krithe pr6sen- tent une ldgbre augmentation; - lat6ralement, on note une dvolution en relation avec la bathym6trie. En haut de pente (vers 750 m de profondeur), la microfaune, riche en formes adultes, a une proportion en allochtones d'environ 16%, ces formes allochtones proviennent du plateau (6tage phytal et surtout circalittoral). En bas de pente, les allochtones disparaissent, la faune deve- nant entibrement 6pibathyale, de plus en plus abon- dante avec des juv6niles en augmentation, souli- gnant ainsi le caract6re autochtone de la faune.

NIVEAUX OXYDt~S

I1 s'agit de plusieurs niveaux (1 ~ 4) millim6- triques ~ centim6triques (3 cm au maximum), de couleur beige jaun~tre, rencontr6s en alternance avec la vase grise fi taches noires (88K15) ou par- fois fi la base de niveaux silto-sableux (88K16). Ils constituent des niveaux rep6res marquan t la limi- te entre la vase grise ~ gris-clair et la vase grise taches noires (Fig. 2b,c). L'ostracofaune, presque enti6rement autochtone, adulte et caract6ristique de l'dtage 6pibathyal, est similaire ~ celle de ]a vase encaissante.

VASE SILTEUSE GRISE A GRIS-CLAIR

Ce facibs a 6t6 recoup6 sur une 6paisseur de 2 m environ dans les quatre carottes (Fig. 2). I1 est limit6 ~ la base par les niveaux oxyd6s, qui le sdparent de la vase grise silteuse ~ taches noires, et est surmont6 par la vase beige. I1 s'agit d'une vase grise ~ gris-clair ~ texture grano-d6croissan- re, d6tritique fi la base et de plus en plus orga- nogbne au sommet. I1 est recoup6, selon les pr616- vements, par des niveaux silto-sableux millim6- triques ~ centim6triques et par quelques rares taches noires de monosulfures.

Les ostracodes sont caract6ristiques de l'6tage 6pibathyal et sont diff6remment r6partis entre la patt ie basale d6tritique et sommitale organog6ne: - la partie basale, ~ pr6dominance d6tritique, est

6 2 4

FIGURE 2 - Donn~es s6dimen- tologiques et ostracofaune des carottes 6tudi~es (a: 88K14, b: 88K15, c: 88K16 et d: 89K02). Sedimentological data and ostracpfaune of the studied cores (a: 88K14, b: 88K15, c: 88K16 and d: 89K02).

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relativement pauvre en microfaune. Toutefois, on note un enrichissement vers le haut, aussi bien en nombre (1 & 8 individus par @hantillon) qu'en esp~ces (2 ~ 6 esp~ces). Parall~lement, il y a aug- mentation des formes allochtones provenant des 6tages infralittoral et phytal (de 25 ~ 40%) et des formes juv6niles (de 50 ~ 80%). Les esp~ces recon- nues sont: Krithe sp. div., Macrocypris minna~ Pseudocythere caudata et Cytheropteron alarum; - la partie sommitale s'enrichit vers le haut en nombre d'individus (de 5 ~ 15 individus par 6chantillon) et en esp6ces (de 3 & 6 esp~ces). De bas en haut, le rapport adulte/juv~nile diminue, surtout en haut de pente (de 4 ~ 0,4). On observe

6galement une 6volution suivant la bathym6trie. Ainsi, la laurie autochtone pr~domine (100% envi- ron) au niveau de la pente sup6rieure; en revanche, au niveau de la pente inf@ieure, ]es formes allochtones, d@lac~es depuis le haut de pente et de l'6tage circalittoral, augmentent de bas en haut (13 ~ 33%). I1 se produit parall6le- ment une augmentation du rapport adulte/juv6ni- le, (0,5 ~ 1,3). Les esp6ces reconnues sont: Krithe sp. div., Echinocythereis echinata, Bythocypris obtusata, Paracypris polita, Cytherella robusta, Monoceratina mediterranea, Bosquetina rhodien- sis et qui sont associ6es ~ de rares Pseudocythere caudata, Pterygocythereis jonesii, Cytheropteron

FIGURE 2 - suite

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rotundatum, Costa edwardsii et Loxoconcha de plateau.

VASE BEIGE

Elle constitue le niveau sup6rieur de la majorit6 des carottes situ~es sur la pente (Fig. 2). I1 s'agit d'une vase beige, sableuse et coquilli~re sur le haut de pente, devenant fine, homog~ne et tr~s plastique vers le bassin. Son ~paisseur diminue de la partie sup~rieure (45 cm) vers la partie moyenne de la pente (10 cm). Les ostracodes sont constitu6s 100% d'esp~ces autochtones, caract~ristiques de 1'6-

tage @ibathyal. Les esp~ces pr~sentes sont: Krithe sp. div., Bythocypris obtusata, Paracypris polita, Henryhowella asperrima, Cytherella robusta et Bosquetina rhodiensis. Selon les divers pr~l~ve- ments effectuds, d'autres esp~ces peuvent appa- ra~tre comme Macrocypris minna et Echinocythereis echinata.

De la base vers le sommet, on note une diminution du rapport adultes/juv~niles (de 1,5 ~ 0,5) et une augmentation de la densit~ faunique (de 5 ~ 28 individus par ~chantillon) et de la diversit6 sp~ci- fique (de 4 ~ 8 esp~ces).

626

VASE MARRON

Ce facies n'a ~t5 recoup6 que par un seul pr~l~ve- ment (88K16), situ~ dans la pattie inf~rieure de la pente (1 230 m) sur l'interfluve Petit Rh6ne - Grand Rh6ne (Fig. 2c). Les ~tudes effectudes dans le Deep Sea Fan, situ~ en contrebas (Mear 1984), montrent que ce facies est present de fa~on assez constante dans le domaine plus profond. I1 s'agit d'une vase marron, plastique et d'une @aisseur r~duite (18 cm environ); elle est silteuse & la base et devient rela- tivement coquilli~re et plus fonc~e au sommet.

Les ostracodes, enti~rement autochtones et dominos par les formes juv6niles (70%), sont tous de l'~tage 4pibathyal. On note, de bas en haut, une diminution de la densit~ (de 35 h 10 individus par ~chantillon) et de la diversit4 (de 8 h 4 esp~ces). Les formes allochtones, tr~s rares (3%) et limit~es h la base, proviennent de l'~tage infralittoral phytal. Les esp~ces rencontr4es sont: Bythocypris obtusata, Macrocypris minna, Cytherella robusta, Henryho- wella asperrima, Echinocythereis echinata, Paracy- pris polita, Semicytherura incongruens et Bosque- tina rhodiensis.

STRATIGRAPHIE ET CHRONOLOGIE DES DI~POTS

Les datations des diff~rents facibs, propos~es au cours de cette 6tude, ont ~t~ bas4es sur des corr,- lations avec les diff~rents faciSs qui ont ~t~ 4tu- di~s par Mear (1984), Bourdillon (1982) et Blanc- Vernet (1984). Les r4sultats proposes sont donc relatifs et r4sum~s dans le tableau 1.

D I S C U S S I O N

COURBE DE NIVEAU MARIN DES DERNIERS 20 000 ANS B.P.

A l'~chelle mondiale, les analyses des isotopes de l'oxyg~ne r~alis~es sur des carottes oc~aniques profondes indiquent que le passage du dernier maximum glaciaire & l'actuel s'est effectu~ en

deux ou trois 6tapes majeures (Mix & Ruddiman 1985). Pour la plate-forme continentale du Golfe du Lion, Aloisi et al. (1978) et Monaco et al. (1982) ont 6tabli, a partir de donndes sismiques, sddi- mentologiques, palynologiques et radiom6triques, une courbe de variation du niveau marin pour la p6riode post-glaciaire (Fig. 3); elle indique que la remont6e relative du niveau m a r i n a pris place entre 14 000 ~ 6 000 ans B.P., avec deux p6riodes d'acc616ration (de 14 000 ~ 12 00O arts B.P. et de 8 000 ~ 6 000 ans B.P.). Dons notre zone d'6tude, et bien que les ~ges exacts des d6p6ts ne soient pas d6finitivement 6tablis, une tentative de corr61a- tion entre les intervalles de la courbe eustatique prise comme r6f6rence et les diff6rentes unit6s de d6p6ts, recoup6es par carottage, est propos6e (Fig. 3, 5).

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FIGURE 3 - Courbe des var ia t ions du n iveau m a t i n au Quate rna i re te rminal en M~diterran4e occidentale (Aloisi et al. 1978 et Monaco et al. 1982) et sa corr61ation avec les unit4s de d~pSt recoup6es su r la pente continentale rhodanienne. Late Quaternary sea level curve in Western Mediterranean (Aloisi et al. 1978 and Monaco et al. 1982) and its correlations with Rhodanian continental slope deposits.

Facies Epaisseur (cm) Age relatif (ans B.P.) Taux d'accumulat ion Strat igraphie

vase m a r r o n 16 cm 8000 h l 'actuel 2cm/1000 ans Holoc~ne te rmina l

vase beige 10 ~ 50 cm 11000 ~ 10000 5 ~ lcm/1000 ans Holoc~ne basa l

vase gris -clair 50 & 200 cm 16000 & 11000 40 ~ 10cm/1000 ans Dgbut du PostgIaciaire

Niveaux oxyd~s 2 ~ 4 cm 17000 ~ 16000 2 ~ 4era/1000 ans Fin du Wiirm IV

vase grise & pass4es plus de 800 cm 28000 ~ 18000 plus de Fin du W d r m II I - noires et vase grise 80 cm/1000 ans Wtirm IV (dernier h n iveaux si l teux m a x i m u m glaciaire)

TABLEAU 1 - Data t ions relat ives des facies de la pente continentale rhodanienne, obtenues & la sui te des correlat ions avec les donn~es bibl iographiques (Mear 1984; Bourdillon 1982; Blanc-Vernet 1984). Relative dating o f rhodanian continental slope facies, obtained from correlations with bibliographic data.

STRATIGRAPHIE DES DEPOTS ET VARIATIONS ENVIRONNEMENTALES

Les donn6es de sismique haute r6solution mon- trent que les d6p6ts sont organis6s en un ensemble de prismes s6dimentaires progradants, superpos6s avec une 6volution globalement r6gressive et attei- gnant plus de 200 m d'6paisseur au niveau du talus sup@ieur. Chaque prisme est de 20 ~ 50 m de puissance sur le rebord du plateau et le haut de pente off il est tronqu6 par des incisions de canyons fossiles et d@art de "slumps". Leur raise en place r6sulte d'6pisodes de progradation c6ti6re pendant les p@iodes de bas niveau marin du Wiirm. Les d@Sts superficiels, qui coiffent le complexe de prismes de bas niveau, repr6sentent les d6p6ts transgressifs et de haut niveau mis en place lots de la derni~re remont6e post-glaciaire et lors de la stabilisation du niveau mat in (Gensous et al. 1993; Tesson et al. 1993, 1995).

Les donn6es de s6dimentologie, de chronologie rela- tive et de l'ostracofaune permettent de retrouver cette organisation stratigraphique, raise en 6viden- ce par les donn6es sismiques, avec un ensemble s6dimentaire de bas niveau marin, un intervalle transgressif et un ensemble s6dimentaire de haut

627

niveau marin; chaque ensemble est caract@is6 par un environnement sp@ifique (Fig. 4, 5).

L 'ensemble de has n iveau m a r i n - I1 est repr6- sent6 par les vases grises ~ taches et ~ pass6es noires d@os6es entre 28 000 et 17 000 ans B.P. Cette p6riode correspond ~ la p@iode r6gressive Wt~rm I I I - Wfirm IV et au dernier maximum gla- claire (Monaco 1971; Monaco et al. 1982; AloiM et al. 1975). L'abondance des 616ments d6tritiques, d6bris v6g6taux, agr6gats de monosulfures et le taux de s6dimentation 6lev6 (jusqu'~ 80 cmll03 ans) t6moi- ghent de ]a proximit6 des sources d'apports ter- rig6nes pendant cette p@iode. En effet, le rivage 6tait situ6 au niveau du rebord du plateau conti- nental, et le Rh6ne d6bouchait directement sur la pente continentale au niveau des canyons du Petit Rhfne et du Grand Rh6ne qui le prolongeaient jus- qu'au glacis continental. Les vases grises ~ taches et

pass6es noires, recoup6es sur les interfluves, seraient des turbidites fines d@os6es par d6borde- ment de particules ~ partir des canyons du Rh6ne. Du point de vue bathym6trique, les ostracodes indi- quent un milieu 6pibathyal, caract@is6 par des apports notables des 6rages sup@ieurs et notam- ment de la zone circalittorale voire des zones phyta- le et infralittorale. Les foraminif'eres planctoniques,

Apport s~dimenta~lre

Rh6ne - - y / ~ ' ~ c, oura,n!s X • ,,,,,/ ~ " ae turD,alte\ -100 r~

Plateau continental ~ ~ . . __ ~ \ \ X ~ " , ~ " _ ~ . ~ colon ne__d'eau stag na_&nte

s6dimentation turbiditique ~"~_,."-.~.,_ __ milieur6ducteur d e . . . . , Z progradante b. taux 61ev6 ~ type protosaprop6Iique , /

Bassin (a) p@iode de bas niveau marin de 20 & 16 000 ans B.P.

FIGURE 4 - Repr6sentation sch6- matique des variations environne- mentales sur la pente continenta- le rhodanienne entre le dernier maximum glaciaire (~18000 ans B,P.) et la stabilisation du haut niveau marin depuis 6000 ans B.P. Schematic representation of environmental variations on rho- danian continental slope between the last glacial maxim um (~ 18000 years BP) and high sea level stabi- lisation since 6000 years BP.

~ D4placement du rivage vers sa position actuelle Apportterrig6ne ~ / /

v i" ( ~ circulation superfioielle Rh6ne - - U ~ o n d e ' - t J j 0m

PJateau c

p=n,,~ XN'XN~'. ~ courants ~ . d , , ~ S" Pente \ \ \ \ " ~ de turbidit6 ~

N courant continentale " ~ [ ["[N,=m, \ " ~ ' ~ k , k ~ " ' ~ ' ~ "-,....~ro-proven gal

s@quence condens6e de ~ ' N . , ~ vr;÷~ ~ o o ~ - • A r l r ne sp, zz

s6dimentation tr6s faible ~ ' ~ - / Bassin

(b) Transgression postglaciaire & partir de 16 000 ans B.P. et stabilisation du niveau marin entre 6 000 ans B.P. et I'actuel.

628

FIGURE 5 - S~quence s~dimentaire type au Quaternaire terminal de la pente continentale rhodanienne de part et d'autre du canyon du Petit RhSne. Late Quaternary typical sedimentary sequence of rhodanian continental slope on either side of the Petit-RhSne canyon.

8 ka B,P. & I'actuel <g& 10 ka B,P,

Unit6 3 (Ensemble de haut

niveau marin)

11 ka B.P.

14 ka B.P.

16 ka B.P.

niveau oianogbne

vase gris-clair

niveau d~tritique

niveaux oxyd6s

U n~t~. 2 (Ensemble transgressif)

18 ka B.P,

Vase grise silteuse & taehes noires et niveaux silteux

UnJt~ 1 (Ensemble de

bas niveau marin)

28 ka B.P. Vase griae silteuse & taches et pass~es noires

rares mais bien conserv6s, indiquent l'installation d'un climat glaciaire (Blanc-Vernet 1982, 1984).

Du point de vue hydrologique, cette p6riode est mar- qu6e par une forte stratification de la colonne d'eau, induisant une faible oxyg6nation au niveau du fond. Cette hypoth6se est en effet confirm6e par les valeurs n6gatives d'oxydo-r6duction (Added et al. 1983), la raret6 de l'ostracofaune ainsi que par la pr6sence de Kr i the s C.24 & grands vestibules (Nachite 1984). La diminution, de la base vers le sommet, de la densit6 faunique et l'augmentation du rapport adultes/juv6niles seraient dues & l'aug- mentation du taux de s6dimentation et & l'avanc6e de la zone turbide en relation avec le rapproche- ment du rivage vers le rebord du plateau continen- tal lors de la r6gression wtirm I I I - wtirm IV. De plus, l'importance des formes adultes et allochtones sur le haut de pente refl6te l'interp6n6tration des 6tages bathym6triques r6sultant de la diminution de la largeur du plateau continental. I1 s'agit donc d'un environnement confin6, proche du rivage et des sources d'apports, et dont la microfaune (quand elle existe) est caract6ristique d'un milieu hypoxique de type proto-saprop61ique (Murray 1973; Boltovskoy & Wright 1976).

Dans certains niveaux, la conservation exception- nelle des tests carbonat6s fragiles permet de clas- ser le milieu de d6p6t des vases grises a taches et

pass6es noires dans les milieux confin6s ~ pH 61ev6 (Herman 1971; Berger 1979; Mollineaux & Lohman 1981; Buscail 1991) (Fig. 4a).

Ce faci6s pourrait ~tre l'6quivalent de niveaux saprop~les en M6diterran6e orientale et serait d£t une 6ventuelle stagnation de l'eau profonde dans le

Golfe du Lion et sur toute la M6diterran6e (Bourdillon 1982; Murat 1991). Ces niveaux proto- saprop6liques, qui n'avaient 6t6 jusqu'alors rencon- tr6s qu'au niveau du glacis et de la pente inf6rieu- re (Bourdillon 1982; Nachite 1984) sont pr6sents jusqu'fi la limite sup6rieure de la pente vers 340 m de fond. De ce fait, ]a position de la zone & oxyg6ne minimum (due & la diminution de la formation d'eau profonde et responsable de l'installation du complexe stratification-stagnation) se situerait encore plus en amont (350 m de fond) par rapport ce qui a 6t6 suppos6 auparavant par Bourdillon (1982), Nachite (1984) et Murat (1991).

L 'ensemble t r a n s g r e s s i f - I1 est s~par6 de Fen- semble pr@6dent par les niveaux oxyd6s. Ces der- niers marqueraient le d6but de la remontge post- glaciaire et seraient les premiers indices d'une circulation ocSanique qui s'amplifiera progressi- vement avec ]e temps. Cette interpretat ion est confirm6e par ]a raret6 de la microfaune fi la base, off persistent encore les conditions glaciaires, et l '6panouissement progressif de l 'ostracofaune vers le sommet des vases silteuses grises fi gris- clair. Cet environnement, devenant de plus en plus ouvert, expliquerait l 'enrichissement, de la base vers le sommet, en formes allochtones et juveniles qui seraient transport~es en suspension dans la colonne d'eau depuis les ~tages infralitto- ral et phytal. La predominance des formes autoch- tones sur le haut de pente et des formes alloch- tones sur le bas de pente ainsi que l 'augmentat ion du rapport adultes/juv~niles du haut vers le bas de pente refl~tent probablement les ph~nom~nes d'apports chenalis~s par les canyons.

629

L'ensemble t ransgressif (16 000 ~ 6 000 ans B.P.) est repr~sent~ par les vases grises ~ gris-clair, d~pos~es entre 16 000 et 11 000 ans B.P., et la base des vases beiges, d~pos~es entre 11 000 et A 6 000? ans B.P. Cet ensemble est caract@is~ par une ~volution texturale grano-d@roissante et par la disparition progressive, vers le haut, des d~bris v~g~taux et des taches noires de monosulfures et ce, au profit de la phase organog~ne (microfaune) qui devient de plus en plus abondante vers le som- met. Parall~lement, les taux d'accumulation pas- sent d'environ 40 ~ 1 cm/103 ans.

Uenrichissement progressif en microfaune (ostra- codes, foraminif'eres, etc.) r~sulte de la disparition des conditions r~ductrices et de la remont~e du niveau marin responsable du d~placement des centres de d~pSt vers le continent. Les ostracodes sont caract@istiques de l'~tage ~pibathyal, avec un pourcentage notable de formes allochtones (30 40%), d'origine circalittorale, de plate-forme et m~me phytale ~ infralittorale. D'autre part, cet ensemble reste d@endant du contexte bathym~- trique, physiographique et morpho]ogique. En effet, des d~p6ts similaires, pr~levds sur l'interfluve l'Est du canyon du Petit RhSne, ne montrent que le sous-faci~s organog~ne sommital; le sous-faci~s d~tritique basal est absent probablement ~ cause de l'@osion par glissement le long de ]a pente. Du point de vue climatique, les foraminif'eres plancto- niques refl~tent un passage progressif d'un climat temp@~ froid ~ la base vers un climat temp@~ chaud au sommet (Blanc-Vernet 1982, 1984).

L ' e n s e m b l e de h a u t n i v e a u m a r i n - I1 est repr~sent~ suivant le domaine physiographique soit uniquement par des vases beiges, soit par des vases beiges surmont~es de vases marrons. Ces vases, toujours de faible ~paisseur (environ 20 25 cm), cons t i tuent une s~quence condens~e d~pos~e durant les derniers 8 000 ans B.P. Les t aux d 'accumulat ion tr~s faibles darts cet ensemble (5 ~ 1 cm/103 ans) r~sultent de l'~loigne- ment des sources d'apports qni sont transf@~es vers les parties internes du plateau continental (Aloisi 1986; Got & Aloisi 1990).

Caract~ris~s par une tr~s grande fiuidit~ et plas- ticit~ et par une predominance de la fraction p~li- tique, les d~pSts out ~t4 interpr~t~s comme des facies de d~cantation (Mear 1984). La base des vases beiges, marque la phase maximale de r~chauffement climatique (riche en phase orga- nog~ne) de la p~riode Atlantique d~j~ mise en ~vi- dence par les t ravaux ant~rieurs (Bourdillon 1982; Blanc-Vernet 1982 et 1984; Mear 1984). La raret~ de la microfaune allochtone, l 'abondance et la diversit~ de la microfaune p~lagique de l'~tage ~pibathyal t~moignent de l '~panouissement de la microfaune dfi ~ la stabilit~ du milieu loin de Fin-

fluence des sources terrig~nes et refl~teraient une bonne oxygenation du fond, comme le montrent la presence des Krithes C.22 ~ pet i t ves t ibule (Nachite 1984) et les valeurs positives du poten- tiel d'oxydo-r~duction (Added et al. 1983).

Ces caract@istiques indiquent l 'installation, au niveau de la pente, d'un environnement oc6anique bathyal, ouvert ~ la circulation (superficielle et verticale), responsable du renouvel lement des eaux profondes qui deviennent plus oxyg~n~es (Fig. 4b). C'est cette circulation qui ventile et r6oxyg~ne les eaux profondes de la M~diterran~e (Wiist 1961). Les associations de foraminif'eres allochtones (littorales), tr~s rares, rappellent le comportement des ostracodes; alors que les formes autochtones indiquent un environnement bathyal et un climat temp@6 ~ chaud semblable au climat actuel (Blanc-Vernet 1982, 1984; V~nec- Peyr~ 1990; V~nec-Peyr~ et al. 1991).

St~QUENCE TYPE

Uensemble des donn~es ana ly t iques (litholo- giques, s~dimentologiques, microfaunis t iques) conduit ~ la d~finition d'une s~quence type pour la pente continentale rhodanienne (Fig. 5). Uanalyse texturale montre, globalement, une ~volution grano-d~croissante depuis des d6pSts vaso-silteux turbiditiques ~ la base jusqu'~ des argiles trSs fines au sommet.

La fraction sableuse, principalement terrig~ne et grossi~re dans les vases grises basales (min@aux en grains, d~bris v~g~taux et monosulfures), devient organog~ne et plus fine vers le sommet dans les vases beiges et marrons, riches en microfaune p~la- gique. Uaugmentation de la densit~ faunistique des ostracodes et des foraminif'eres en t6moignent.

Dans les vases grises et gris-clair r~ductrices, l'os- tracofaune est caract@is~e par un m~lange de for- mes autochtones (~pibathyales) et allochtones pro- venant du plateau continental (6rages phytal ~ cir- calittoral). Dans les vases beiges et matrons, l'ostra- cofaune devient plus dense et se caract@ise par la predominance de formes autochtones et ~piba- thyales.

La s~quence type ainsi d~finie, pr~sente, par rap- port ~ celle du glacis rhodanien (Mear 1984), des similitudes et des diff@ences qui r~sultent de l'in- tervention de m@anismes s6dimentaires et du mode de fonctionnement propre ~ chaque domai- ne physiographique. Du point de rue lithologique, on note globalement la m~me 6volution avec une predominance des facies p61agiques. La presence des sables turbidit iques ~ la base de la s6quence du glacis r~sultent de ph~nom~nes de chenalisa- tion. Les vases grises s i l teuses et les vases varv~es w~irmiennes du glacis sont remplac~es

630

sur la pen te pa r des vases grises ~ taches et pass6es noires. Les n iveaux oxyd6s, sgparan t les vases grises fi taches noires wi i rmiennes des vases gris-clair, sont absents au n iveau du glacis. Les vases gris-clair postglacia i res sont relat ive- m e n t homog~nes au n iveau du glacis, mais pr~- sentent , au n iveau de la pente , une 6volution bien ma rqu6e d 'un p61e d6t r i t ique vers un p61e orga- nog~ne. Le n iveau oxydC s~paran t les vases gris- clair postglacia i res des vases beiges h~mipgla- giques du glacis est remplac~ au n iveau de la pen te p a r un contact franc.

Au n iveau de la pen te pyr6n~enne (V6nec-Peyr6 1990; V~nec-Peyr6 et al. 1991), la s~quence type est g loba lement s imila i re fi celle de la pen te rho- dan ienne , mais moins ~paisse. La p~riode plus r~cente de son d6p6t (16 000 ans B.P. fi l 'actuel), p e u t ~tre a t t r i b u t e p robab lemen t fi un d~place- m e n t des appor t s rhodan iens vers l 'Ouest dfi l ' i n s t a l l a t i on du c o u r a n t l iguro-proven~a l au d~but de la p~riode holoc~ne (11 000 ans B.P.).

CONCLUSION L'analyse de carottes pr~lev~es sur la pente conti- nenta le rhodanienne met en 6vidence une succes- sion faciologique cons t i tuan t une s6quence de d6p6ts raise en place depuis le dernier 6pisode gla- ciaire. I1 s'agit d 'une s6quence dynamique et pal6o- cl imatique comparable, g quelques diff6rences prbs, aux s6quences 6tablies pour le glacis rhodanien et la pente catalane. De tex ture globalement grano- d6croissante, elle 6volue d 'un te rme sil teux turbidi- t ique et tr~s d6tr i t ique g la base g un te rme d'h6- mip61agite g p6lagite organogbne au sommet. Pa- rallMement, le milieu de ddp6t, r6ducteur et g taux de s6dimentat ion 61ev6 g la base, devient progressi- vement plus profond, oxyg6n6 et h taux de s6di- menta t ion de plus en plus faible vers le sommet.

L'6tude de la distr ibution des ostracodes dans les s6diments de la pente rhodanienne, permet d'obte- nir, comme avec les foraminif'eres, des informations sur ]es processus s6dimentaires et les modifications pa l6ohydrologiques et pa l6oenv i ronnemen ta l e s duran t le dernier cycle glacio-eustatique.

Les var ia t ions de faune, issues de domaines physio- graphiques diff6rents (haut de pente, interfluves, bas de pente), r6vMent l ' importance des facteurs glacio-eustat ique, g6omorphologique et hydrolo- gique. En effet, l ' augmenta t ion de la diversit6 des espbces et de la fr6quence des esp~ces 6pibathyales dans les pr61bvements me t t en t en 6vidence un approfondissement continu du milieu et une inten- sification progressive de la circulation gdn6rale. De plus, la pr6sence de Krithes C.24 g la base et de Krithes C.22 au sommet, met en 6vidence le passa- ge d 'un env i ronnement g complexe hydrologique

stratifi~ et s tagnant vers un env i ronnement epiba- thyal ouvert ~ la circulation superficielle et profon- de. Cette derni~re est en re la t ion avec le fonction- nement , depuis ]'Holoc~ne basal, du courant liguro- provencal et avec le p longement des eaux de surfa- ce au niveau de la pente cont inentale responsable de la formation des eaux profondes. L'ostracofaune r~v~le 6galement des extensions anciennes des her- biers l i t toraux bien au-delh de leur l imite actuelle. La diminution progressive, de la base vers le sore- met de la s~quence, des esp~ces circalittorales, infral i t torales et des herbiers l i t toraux marque l 'avanc~e de l a m e r au cours de la remont~e eusta- t ique postglaciaire qui est responsable de la migra- tion de ces esp~ces, respec t ivement vers le p la teau externe et la ligne de r ivage actuelle.

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