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Biostratigraphie de haute résolution des foraminifères planctoniques du passage Cénomanien - Turonien et impact de l'événement anoxique EAO- 2 sur ce groupe dans la marge sud de la Téthys. Exemple des régions de Jerissa et Bargou en Tunisie( Télécharger le fichier original )par Mohamed SOUA Université El Manar ( Tunisie) - Master dynamique tectono- sédimentaire et caractérisation des réservoirs 2005 |
II - La limite Cénomanien - Turonien en TunisieCet intervalle est représenté en Tunisie septentrionale et centro - septentrionale par une entité lithologique essentiellement formée d'alternances marno-calcaires. Les calcaires y sont laminés, cartonnés, de texture micritique, noirâtres ou blanchâtres et se débitant en plaquettes. Les marnes y sont indurées ; elles sont aussi feuilletées et noirâtres. Ces alternances marno-calcaires passent latéralement vers le sud (Tunisie méridionale et centro-méridionale) à des dépôts
carbonatés (Fig. 11) (calcaire ou dolomie) Ces alternances marno-calcaires ont été repèrées et nommées « marnes schisteuses » par Pervinquière (1903) ou « Première masse calcaire » par Berthe (1949) ou « calcaire en plaquette » par Schijfsma (1955). Elles ont été attribuées à la « Formation Bahloul » ou à « l'horizon Bahloul » par Burollet et al., (1954) puis Burollet (1956). La localité-type de cette formation, Oued Bahloul est située au Sud Est du Makthar. En décrivant cette Formation, ces auteurs précisent qu'elle démarre dans la base du Turonien et qu'elle correspond à un horizon stratigraphique caractérisé par l'expansion du genre Guembelina EGGER. (Dalbiez, 1956). Selon son auteur (Burollet, 1956), la Formation Bahloul est formée par des calcaires finement lités d'aspect feuilleté ou cartonné, souvent marneux et alternant parfois avec des marnes (alternances marno-calcaires) brunes, gris foncé ou noires et dégageant une odeur bitumineuse lors de la cassure. Les surfaces de stratification de cette formation présentent des empreintes aplaties d'Ammonites et parfois des restes de poisson. L'auteur mentionne que cette entité n'est pas résistante à l'érosion toutefois, elle forme un « ressaut dans la topographie entre les deux larges ensembles 8° 9° 10° 11°
37° 36° 34° 35° 35° 30 Les isopaques de Fm. Bahloul 40 Algerie 10 Fahdène/Zebbag supérieur avec Guettar Mer Méditerranée * Localité type "Oued Bahloul" Touzeur ? Bahloul Black shale facies C-T lithofacies zones Puit pétrolier Coupes C-T Bahloul absent La coupe CES Tebessa Légende Kalâat Senan ? 80 Kasserine Gafsa Tajerouine Tabarka Kef Jendouba Évaporites & dépôts détritiques 20 ? Kebili Carbonates * Bizerte Skhira Kairouan 0 Échelle 100 km 22 Gabès Bahloul pauvre en M.O Tunis Golfe de Gabès Bioaccumulation West Gabes well Morjene-1 well Golfe de Hammamet Medenine 30 Kerkenah West Permit Sfax Djerba Mahdia Kerkenah N 37° 35° 34° 35° 36° 8° 9° 10° 11° 22 Fig. 11 - Carte des isopaques de la Formation Bahloul
(Cénomanien - Turonien) et de ses équivalents 23 argilo-marneux qui l'entourent » (idem, p.81) tout en reposant directement sur la Formation Fahdène (Burollet, 1956) et en étant surmontée par la Formation Kef (Fournié, 1978) qui sont de nature essentiellement argileuse. Quant à l'attribution chronostratigraphiqe de cette formation est controversée. Dans le même document, Burollet (idem), mentionne que la Formation Bahloul, comprise entre les Formations Fahdène et Aleg, est du passage Cénomanien - Turonien (fig. 19 - 20, p. 86), alors que dans le tableau de corrélation des unités stratigraphiques en Tunisie Centrale, la Formation Bahloul est attribuée au Turonien basal conformément à la définition qu'il a proposé en page 81. Jauzein (1967) a décrit lui aussi la formation Bahloul dans de nombreuses coupes qu'il a levées en Tunisie centro-septentrionale. Cet auteur considère que la base de cette entité est du Turonien basal ou du Turonien inférieur mais sans donner d'arguments paléontologiques pour fonder une telle attribution chronostratigraphique. Salaj (1976 ; 1980), a signalé le caractère typique des calcaires en plaquette dits calcaires du Bahloul et leur abondance en Tunisie septentrionale. Toutefois, en ce qui concerne certaines régions (Zaghouan, Pont du Fahs, Jebel Fkerine et Enfida), l'auteur a noté la réduction voire l'absence de ces calcaires. En outre, en se basant sur la distribution des Foraminifères planctoniques, il précise que selon les régions la Formation Bahloul peut être du passage Cénomanien - Turonien ou du Turonien basal. Tlatli et al., (1977) ont eu le mérite de découvrir le « Complexe récifal » de Borj Cédria (Potinville). Il s'agit d'un dépôt à faune mixte (des Foraminifères planctoniques et des Rudistes). Ces auteurs ont conclu que ce complxe est d'âge Cénomanien - Turonien. Benzarti-Saïd (1981) a reconnu la Formation Bahloul dans le forage de Djebiniana 1 (DJB.1) réalisé dans le Sahel Tunisien (Tunisie Orientale). Elle note que les calcaires de ladite Formation sont constitués d'une biomicrite brune riche en matière organique et contenant des Hedbergelles, des Pithonelles et des filaments. Elle attribue la Formation Bahloul à la base du Turonien en se basant sur les associations d'Ostracodes. 24 Bismuth et al., (1981) attribuent la Formation Bahloul affleurant dans la région de Jebel Bou Zer (Tunisie Centrale) au Turonien basal en se basant sur les associations de Foraminifères et d'Ostracodes. Dans la même année Boltenhagen arrive à la même conclusion en publiant une carte des faciès du Turonien montrant la répartition des calcaires Bahloul et leurs équivalents latéraux. Gargouri (1981 ; 1983) a essayé d'effectuer des analyses stratigraphique et paléoécologique sur le Cénomanien de la Tunisie Centrale. De ce fait, elle a surtout établi une étude d'ordre phylogénétique, taxonomique et paléoécologique sur l'espèce de Foraminifère benthique Thomassinnella punica (SCHLUMBERGER) qu'elle considère marqueur de l'étage Cénomanien. Ainsi, vu que cette espèce figure aussi dans les calcaires du Bahloul de Tunisie Centrale, elle conclut que ces calcaires sont du Cénomanien supérieur. Phillip (1981 ; 1982) a étudié spécialement les Rudistes du « Complexe récifal ». Bellier (1983) dans son travail sur les Foraminifères du Crétacé superieur, a abordé du point de vue biostratigraphique la Formation Bahloul du Jebel el Oust (région de Bir M'cherga). Il a proposé une biozonation basée sur les Foramininifères planctoniques. Concernant le passage Cénomanien - Turonien, il précise qu'il est caractérisé par la zone à Whiteinella aprica. Marie et al., (1984) en s'intéressant à la paléogéographie de la Tunisie, ont publié une carte paléogéographique du Turonien en se basant sur l'extension des dépôts de la Formation Bahloul et de ses équivalents latéraux. Cette carte a été ultérieurement améliorée et modifiée par de nombreux autres travaux (Layeb, 1990 ; Ben Ferjani et al., 1991). Orgeval et al., (1986) ont mis en évidence l'intérêt minier de la Formation Bahloul et sa richesse en sulfures de Pb, Zn, S, notamment dans le gisement de Bougrine (Tunisie Nord Occidentale). 25 Dali-Rossot (1987), en se basant sur les Calcisphaerulidés, a noté que la Formation Bahloul n'est pas synchrone. Elle peut être du Cénomanien terminal - Turonien basal comme au Jebel Bou El Ahnèche ou du Turonien basal comme au Jebel Sif El Kohol (Tunisie Centrale). Le même auteur a indiqué que cet intervalle durant lequel le climat était chaud, le dépôt de la Formation Bahloul correspond à une transgression majeure. Ben Haj Ali (1987) a effectué une étude biostratigraphique du Crétacé (Aptien - Cénomanien) dans la Région de Téboursouk (Tunisie Septentrionale) en se basant sur les Foraminifères planctoniques. Dans ce travail, elle a reconnu le faciès typique de la Formation Bahloul qu'elle a attribué au Turonien basal. Dans la même année, Batik et al., (1987), dans leur étude sur les dépôts crétacés du Jebel Trozza (Tunisie Centrale), ont reconnu la Formation Bahloul composée de calcaires en plaquettes feuilletés, de couleur gris foncé, et riches en matières organique. Ces calcaires ont livré d'après ces auteurs une association de Foraminifères composée de Dicarinella imbricata, D. hagni, Whiteinella gegantea, W. paradubia, W. aprica, Heterohelix globulosa. Cette association est attribuée au Turonien inférieur. Abdallah (1987 ; 1995 ; 2000) a signalé la présence du faciès Bahloul dans la chaîne Nord des Chotts. Par la suite, Layeb et Belayouni (1989 ; 1991 ; 1999) et Layeb (1990) ont réalisé une étude géochimique approfondie sur les faciès riches en matière organique de la Formation Bahloul en Tunisie Centro-Septentrionale. En établissant une carte des isopaques de ladite Formation, ils ont dégagé un modèle de dépôt conduisant à une bonne roche mère de pétrole. De ce fait, Ils ont attribué la Formation Bahloul au passage Cénomanien - Turonien. Robaszynski et al., (1990 ; 1993) ont entrepris une étude sur la Formation Bahloul de plusieurs coupes levées dans la région de Kalâat Es Senan (Tunisie Centrale). L'âge de ladite Formation a été discuté en se basant d'une part sur les Ammonites qu'ils ont récoltées dans cette formation et d'autre part sur les associations de Foraminifères 26 planctoniques et de nannofossiles calcaires. Ces auteurs concluent que ladite formation est d'âge Cénomanien supérieur. En (1991) Burollet et Robaszynski décrivent de « gros bancs de calcaires » à la base de la Formation Bahloul qu'ils intègrent dans ladite Formation des secteurs de Kalâat Es Senan et d'Oued Bahloul. Ces « gros bancs » sont de natures gréseuses et riches en bioclastes. Au cours de la même année Matmati et al., (1991) ont publié sur le membre Gattar, qui est un équivalent latéral d'une partie de la Formation Bahloul, affleurant dans la chaîne Faïd - Chaabet El Attaris (Axe Nord Sud : Tunisie Centro - orientale). Dans ce travail, les auteurs attribuent ce membre au passage Cénomanien - Turonien. Par la suite, Hardenbol et al., (1993) ont repris les analyses séquentielle et sédimentologique sur la Formation Bahloul dans la région de Kalâat Es Senan. Ils ont précisé que cette formation s'était déposée au cours d'un cycle transgressif. Une année plus tard, Chaâbani et al., (1994) ont découvert un horizon riche en matière organique à cachet Bahloul au sein d'une dalle carbonatée de 80 m d'épaisseur mise en équivalence par les auteurs avec le membre Gattar (équivalent latérale d'une partie de la Formation Bahloul en Tunisie Centro - méridionale) au Jebel Berda (Tunisie centro-méridionale). Maâmouri et al., (1994) ont étudié plusieurs coupes levées dans différentes localités où affleure la Formation Bahloul : Koudiat Nahala (Garn Halfaya : Feuille Tajerouine), Jebel Bou Grine (les Salines), J. Es Seif (Ouergha), Koudiat Guenaoua, Hammam Mellègue (El Kef), Kalâat Es Senan, Melalis (Nébeur) et même dans sa localité type (Oued Bahloul). En se basant sur la distribution des Foraminifères planctoniques, les auteurs attribuent un âge Cénomanien terminal - Turonien basal à cette formation en éliminant les gros bancs de base de ladite Formation. Les auteurs précisent que les Ammonites récoltées dans la coupe de Oued Bahloul, Calycoceras naviculare, Pseudaspidoceras cf. angulanum recueillies dans le niveau OB 8 sont considérées appartenant à la Zone à Metoicoceras geslinianum du Cénomanien supérieur, alors que Eucalycoceras gothicum, Mantelliceras villei ; Fagesia sp, Pseudaspidoceras flexuosum, Mammites sp, Kamerunoceras sp., 27 déterminent le Turonien inférieur. Quant à la Zone à Neocardioceras judii du Cénomanien sommital n'a pas été reconnue. Sur le plan séquentiel, les mêmes auteurs admettent que les conditions d'anoxie coïncidant avec l'événement global du passage Cénomanien - Turonien (EAO-2) ont été réalisées postérieurement à l'augmentation globale du niveau marin de la période transgressive déterminant le cycle eustatique global UZA-2.5 de Haq et al., (1987), sans dépasser toutefois la période d'inondation maximale induite il y a 91 Ma. D'ailleurs ces auteurs précisent que la base de la séquence de troisième ordre est bien soulignée par un niveau conglomératique. Au cours de la même année, Ben Haj Ali et al., (1994) ont confirmé que la Formation Bahloul dans sa localité type est d'âge Cénomanien - Turonien en se basant d'une part sur les Ammonites étudiées par l'un des signataires (J. W. Kennedy) et d'autre part sur les Foraminifères planctoniques. Ces auteurs ont identifié la zone à Calycoceras guerangeri indiquée par Calycoceras sp et l'association des Foraminifères planctoniques parmi lesquels Rotalipora cushmani, R. greenhornensis. Puis la Zone à Metoicoceras geslinianum et la Zone à Neocardioceras judii qui caractérisent le Cénomanien sommital où la microfaune est pauvre et représentée essentiellement par Whiteinella spp., des Dicarinelles et Hedbergella spp.. Ces auteurs indiquent que la base du Turonien est soulignée par l'apparition du genre Fagesia alors que Praeglobotruncana helvetica n'apparaît que plus haut au sein des marnes de la Formation Kef. En outre, Razgallah et al., (1994) ont accomplis un travail sur le passage Cénomanien - Turonien de la Tunisie Centro-méridionale. Ils ont apporté des précisions sur le membre Gattar et les faciès intermédiaires entre les deux unités lithologiques Formation Bahloul et Membre Gattar en admettant que le faciès de la Formation Bahloul n'affleure que dans le massif de Chemsi, le reste du secteur étudié est caractérisé par le développement du membre Gattar. En se basant sur les Ammonites et les Foraminifères, ces auteurs concluent que le membre Gattar est d'âge Turonien basal. Bagga et al., (1995) ont signalé l'existence de récifs d'âge Cénomanien - Turonien à Borj Cédria. Ces auteurs indiquent que ces récifs correspondent en effet, à l'établissement de 28 deux cycles de sédimentation récifale locaux et sont formés essentiellement par des débris de Rudistes. Kassaâ et al., (1995) en effectuant une étude minéralogique dans la région de Garn Halfeya (Tunisie Nord occidentale), rajoutent que le passage Cénomanien - Turonien représenté par des laminites à faciès de Black Shales caractéristique de la Formation Bahloul, contiennent des fissures miniralisées riches en calcite et en galène témoignent d'une tectonique synsédimentaire. Quelques années plus tard, Rami (1998) dans son travail de Thèse intitulé « Stratigraphie, micropaléontologie et environnements de dépôt du Crétacé supérieur de la Tunisie Centro-Septentrionale » a abordé entre autre les dépôts de la Formation Bahloul en indiquant son milieu de dépôt en se basant sur la répartition des Foraminifères planctoniques en Tunisie centro - septentrionale, nord orientale et septentrionale. Il a précisé que cette Formation s'étend sur l'intervalle des Zones à Rotalipora cushmani, Whiteinella archaeocretacea et Helvetoglobotruncana helvetica. Ensuite, Troudi et al., (1999) dans leur analyse séquentielle de la Formation Bahloul en Tunisie centrale, confirment que cette formation riche en matière organique serait déposée au cours d'un cycle transgressif. Accarie et al., (1999) et Caron et al., (1999) ont effectué des analyses chimiostratigraphiques, cyclostratigraphique et biostratigraphique sur les dépôts riches en matière organique de la Formation Bahloul dans la région de Kalâat Es Senan et dans sa localité Type : Oued Bahloul. Ils ont conclu que ces faciès typiques à Black Shales représentent l'enregistrement de l'Événement Anoxique Océanique global du passage Cénomanien - Turonien en Tunisie. Caron et al., (1999) ont ajouté que la Formation Bahloul dans sa localité type montre une répétition cyclique d'une séquence enregistrant deux paléoenvironnements. Un milieu eutrophique mais anoxique sur le fond (les calcaires noirs finement laminés) et un milieu oligotrophe et faiblement oxygéné sur le fond (les marnes bioturbées). Ces mêmes auteurs admettent que la Formation Bahloul serait déposée lors d'un grand cycle d'excentricité du globe de durée égale à 400 ka. 29 Pour Nederbragt et Fiorentino (1999), la coupe d'Oued Mellègue (région d'El Kef, Tunisie Nord Occidentale) levée à intervalles serrés, a fourni des renseignements biostratigraphiques de haute résolution sur l'Événement Anoxique Océanique du Cénomanien sommital (EAO-2) en milieu bathyal supérieur et pélagique à hémiplégique. L'analyse isotopique de ä13C et ä18O effectuée sur les dépôts de la Formation Bahloul du passage Cénomanien - Turonien ainsi que l'analyse des associations d'Hétérohélicidés sont en faveur du développement des conditions anoxiques maximales, bien exprimées dans cette coupe. Ils rajoutent que la diversité des associations est très faible dans les sédiments de la limite Cénomanien - Turonien. Cette faible diversité est attribuée par ces auteurs à l'installation de conditions hostiles mais également à la dissolution des tests des Foraminifères au cours de la sédimentation de la Formation Bahloul. Une baisse dans l'abondance des indicateurs de haute productivité parmi les nannofossiles pourrait aussi être le résultat de cette dissolution. Les mêmes auteurs ont confirmé que la Formation Bahloul s'était déposée au cours d'une période de haut niveau marin majeur. A la même période des sédiments clastiques ont été piégés en domaine de plateforme. Ultérieurement au cours du Turonien durant la période de dépôt du membre Annaba (Burrolet, 1956), les conditions océaniques hostiles s'estompent et la diversification des associations de foraminifères planctoniques et des nannofossiles augmente. Srarfi (1999) a attribué un âge Cénomanien - Turonien à la Formation Bahloul affleurant dans les régions des Jebels Sekarna et Bargou. Ferry et al., (2003) dans leur contribution sur la crise de la limite Cénomanien - Turonien en Tunisie méridionale (bassin de Tataouine), indiquent que la barre dolomitique Gattar, localement à rudistes et madréporaires, est transgressive. Plus au Nord dans la Chaîne des Chotts, l'équivalent latéral d'une partie du black shale Bahloul de Tunisie centrale repose au Jebel Asker sur des calcaires à ammonites du Cénomanien supérieur. Au Jebel Zitouna et Jebel Naimia, le faciès Bahloul passe à des calcaires noduleux moins profonds. Ces auteurs ont conclu que la surface d'émersion connue plus au Sud se raccorde à la base du Bahloul qui peut être considéré, à la manière de la fosse vocontienne occidentale, comme un faciès confiné de bas niveau marin, déposé dans la partie la plus profonde des bassins résiduels en période d'émersion de la marge gondwanienne et que 30 la barre Gattar transgressive correspond à la remise en eau de cette marge méridionale gondwanienne. Ouertani (2004) a entrepris des études minéralogique et structurale dans la région de Tajerouine. Dans ce travail, les séries crétacées et paléogènes ont été précisées. Particulièrement, la Formation Bahloul a été attribuée au passage Cénomanien - Turonien. III - Caractéristiques et extension des dépôts de la limite C/T dans le domaine téthysien
facies "Black shale" Terre émergée Milieu de Platforme Environnement marin profond
369 Atlantique 11% Essaouira 18% Tarfaya Maroc 397 Maroc 3,5% Dakar Senegal W.S Maroc 28% Rif 5% g 11 e N Atlas Algérie 3% Tebessa Algerie Tunisie 7% Lybie Lybie Egypt Est 18.7% Gafsa > <--- NW v ? 13% Tunisie 9% West a Tunisie Sicilie Mediterranean sea <--- 26 % 2% Egypt centrale <--- Fig. 11 - Extension des dépôts de la limite C/T
dans le domaine téthysien (Lüning et al., 2002,
modifiée a - L'AlgérieNaïli et al., (1995) ont signalé l'existence des calcaires en plaquettes riches en matière organique dans la Région de Tebessa et de Morsott (Algérie orientale, environ 45 km de Kalâat Es Senan). Ils attribuent ces calcaires de la Formation Bahloul (Burollet, 1956) au Cénomanien terminal en s'appuyant sur la présence de l'Ammonite Pseudaspidoceras pseudonosoides en association avec des Foraminifères planctoniques parmi lesquels Heterohelix sp, Whiteinella sp, Whiteinella archaeocretacea, Dicarinella 31 spp, Praeglobotruncana sp, Praeglobotruncana stephani. Ils ajoutent que le Turonien inférieur ne débute qu'à la base du membre Annaba (Burollet, 1956) avec la présence de Fagesia sp. et Watinoceras sp. en association avec Hedbergella sp, Whiteinella archaeocretacea, Guembelitria cenomana, Dicarinella sp et Heterohelix spp. Des couches siliceuses riches matière organique d'âge Cénomanien - Turonien ont été signalées dans plusieurs localités en Algérie notamment au nord de l'accident Sud Atlasique (Busson et Cornée, 1996 ; Busson et al., 1999). Ce faciès a formé une bande continue le long de la plateforme nord africaine au cours du Cénomanien - Turonien, s'étendant de la Tunisie à l'Est jusqu'au Pré-Rif marocain à l'Ouest (Kuhnt et al., 1990). |
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