Le Lagerstätte de La Voulte-sur-Rhône (France, Callovien) : paléoenvironnement, biodiversité et taphonomie

par Sylvain Charbonnier

Thèse de doctorat en Paléontologie

Soutenue en 2007

à Lyon 1 .


  • Résumé

    Le Lagerstätte de La Voulte-sur-Rhône (Ardèche, France) est un gisement à conservation exceptionnelle daté du Callovien inférieur (Jurassique moyen, env. 160 Ma). Il appartient à la marge passive de la bordure occidentale du bassin du sud-Est, diverticule de l'océan téthysien. L'ensemble du secteur de La Voulte est à cette époque sous le contrôle tectonique étroit de paléostructures hercyniennes. Les failles sont à l'origine d'un compartimentage des fonds marins sous la forme d'une mosaïque structurale de blocs basculés. La paléotopographie sous-marine résultante est caractérisée par des escarpements et des abrupts rocheux. Dans ce contexte physiographique particulier se mettent en place des sédiments très fins (calcaires argileux, marnes) dont le milieu de dépôt est relativement calme mais peut être sporadiquement perturbé par des glissements gravitaires (slumps) confirmant qu'une partie de la sédimentation est tributaire d'une photographie escarpée. Ces dépôts contiennent d'abondants fossiles dont la nature et la qualité de préservation sont variables suivant les deux sites principaux étudiés, à savoir le Ravin du Chénier et le Ravin des Mines qui comprend le Lagerstätte de La Voulte. La faune du Ravin de Chénier est composée d'organismes préservés dans les alternances marno-calcaires sous forme de squelettes plus ou moins complets. Il s'agit essentiellement d'éponges siliceuses (Hexactinellides : 11 espèces, Lithistides : 6 espèces) et de crinoïdes pédonculés appartenant au groupe des Cyrtocrinidés (7 espèces). L'analyse paléoécologique de ces organismes, se basant sur des comparaisons avec leurs analogues actuels, indique un milieu de vie probablement situé dans la zone bathyale. La faune du Ravin des Mines est composée d'organismes fossilisés soit sous forme d'empreintes phosphatées et pyritisées dans des niveaux marneux, soit en volume dans des nodusles sidéritiques. La biodiversité et la préservation de cette faune sont remarquables. Une soixantaine d'espèces y sont recensées (arthropodes, céphalopodes coléoïdes, vers marins, échinodermes, vertébrés, bivalves et brachiopodes). Les organismes dominants sont les arthropodes (50% des espèces), les céphalopodes coléoïdes (10 %) et les échinodermes (10%). Parmi les arthropodes, quatre groupes prédominent : les Thylacocéphales (33 % des spécimens), les Solenoceridae (23 %), les Coleiidae (16 %) et les Penaeidae (9 %). Ces arthropodes par leur composition et leur anatomie fonctionnelle (ex. Organisme lumineux, yeux hypertrophiés) suggèrent, eux aussi, un milieu de vie profond où la luminosité est très faible voire nulle. Les céphalopodes coléoïdes (octopodes cirrates, vampyromorphes, teuthoïdes géants) et d'autres organismes décrits ici pour la première fois (pycnofonides, astérides) sont très vraisemblablement des organismes vivant dans une tranche d'eau nettement supérieure à 200 m et donc bathyaux comme leurs descendants actuels. Le gisement de La Voulte est probablement un des rares Lagerstätten jurassique, sinon le seul, à renfermer une faune de milieu profond apportant ainsi des informations-clé sur la biodiversité de la zone bathyale à cette époque. La présence à La Voulte de dépôts métallifères et de minéraux inhabituels en milieu sédimentaire (ex. : galène, baryte, blende, célestine) suggère la remontée de fluides hydrothermaux (évents, suintements froids ?). La faune du Lagerstätte, par sa composition, sa préservation et la concentration in situ des organismes, évoque certaines communautés fauniques actuelles associées à des sources hydrothermales sous-marines. Elle s'en distingue par l'absence de benthos sessile (ex. Gros bivalves, vers) mais s'en rapproche par l'originalité et l'abondance remarquable des crustacés. Le Lagerstätte de La Voulte, gisement exceptionnel à plus d'un titre, pourrait apparaître ainsi comme un type particulier d'oasis de vie marine profonde liée à l'hydrothermalisme sous-marin.


  • Résumé

    The La Voulte Lagerstätte (Ardèche, France) is characterized by a diverse and exceptionnaly well-preserved fauna that dates back to the Lower Callovian (MiddLe Jurassic, ca 160 Myr). It is located along the western margin of the South East Basin that belongs to the Tethyan Ocean. During the Jurassic, this margin was characterizd by a complex submarine palaeotopography of tilted blocks generated by a series of faults inherited from the Hercynain tectonics. The submarine relief was steep and corresponded to a major break in the marine bottoms. The sedimentation was dominated by marls and calcareous mudstones suggesting a low energy and deep-water depositional environment. These deposits may be affected by local sedimentary slides (slumps) originating from the fault-controlled escarpment and thus confirming the strong tectonic control. These sediments are rich in fossils whose composition and quality of preservation differ in the two main localities studied here : the Chénier Ravine and the Mines Ravine where the La voulte Lagertstätte crops out. The fossils from the Chénier Ravine consist excusively of biomineralized skeletons that occurs in alternations of marls and marly limestones. The fauna is dominated by siliceous sponges (Haxactinellids : 11 species, Lithistids : 6 species) and stalked crinoids (Cyrtocrinids : 7 species). Palaeoecological comparisons with Recent representatives of the two groups indicate a deep-water palaeoenvironmental setting probably located in the bathyal zone. The fauna from the La Voulte Lagerstätte contains both numerous sideritic nodules with frequently 3D-preserved crustaceans and marly horizons rich in more or less flattened softbodied fossils. The updated faunal inventory recognizes about 60 soecies distributed within arthropods, coleoid cephalopods, marine worms, echinoderms, vertebrates, bivalves and brachiopods. The major components of the fauna are the arthropods (50 % of the species), the coleoid cephalopods (10 %) and the echinoderms (10 %). Among the arthropods, four groups dominate in numerical abundance : the Thylacocephalans (33 % of the specimens), and the Solenoceridae (23 %), the Coleiidae (16 %) and the Penaeidae (9 %) crustaceans. The composition and some anatomical features (e. G. Bioluminescent organs, hypertrophy of eyes) of thes arthropods suggest a relatively deepèwater environment characterized by dim-light conditions. The coleoid cephalopods (cirrate octopods, vampyromorph, squids, giant teuthoid squis) and other organisme described here for the first time (sea spiders, sea stars) have Recent analogues that all live in deep water niches always exceeding 200 m. The fauna as a whole bears the characteristic features (composition, adaptive features) of the present-day bathyal fauna. The la voulte Lagerstätte may be one of the rare Jurassic Lagerstätten, if not the unique, to have fossilized a deep marine fauna. It brings key-information and original data on the biodiversity of an assumed bathyal environment during the Middle Jurassic. The presence of both thick iron deposits and unusual sedimentary minerals (e. G. Galena, sphalerite, barite, celestite) may indicate hydrothermal processes (vents, cold seeps ? ), in possible relation with the activity of the La Voulte fault. The fauna from the Lagerstätte, by its composition, preservation and remarkable in situ concentration of benthic organisms shows some ressemblances with Recent faunal communities living in the vicinity of hydrothermal vents. The main difference with these present-day hydrothermal communities is the absence of characteristic sessile benthos (ex : giant bivalves, tubeworms) but the originality and the remarkable abundacne of the crustaceans reinforce the hydrothermal hypothesis. The La Voulte Lagerstätte, exceptional on several accounts, might be considered as a very particular deep-ssea possibly linked to marine hydrothermal site.

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Informations

  • Détails : 2 vol. (137-[84] p., IV-[234] p.-9 p. de dépl.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 155-165

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Claude Bernard. Département des sciences de la terre. Bibliothèque.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : AUT - CHA 2007
  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T50/210/2007/178bis/1/2
  • Bibliothèque : Muséum national d'histoire naturelle. Bibliothèque de paléontologie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PALE THESE CHARBONNIER
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