ThèseDoct(2007) cor Aout 2015

270 Pages·2015·17.09 MB·French

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE D’ORAN
DEPARTEMENT DES SCIENCES DE LA TERRE

THESE
PRESENTEE POUR L’OBTENTION DU TITRE DE DOCTEUR
EN SCIENCES DE LA TERRE

PAR

HEBIB HAKIM

LA LIMITE TORTONO-MESSINIENNE DANS LA MARGE NORD

DU BASSIN DU BAS CHELIF. PRECISIONS BIOSTRATIGRAPHIQUES

ET EVOLUTION DES ASSEMBLAGES DE FORAMINIFERES BENTHIQUES

Devant le jury

BESSEDIK Mustepha Professeur université d’Oran Président
BELKEBIR Lahcene Professeur université d’Oran Rapporteur
MANSOUR Bouhameur Professeur université d’Oran Examinateur
KHARROUBI Benali Maître de conférence A université des Sciences et Techologies, Oran Examinateur
CONESA Gilles Maître de conférence université d’Aix-Marseille Examinateur
MEBROUK Fateh Maître de conférence A université de Djidjel Examinateur

2014
AVANT PROPOS

Au terme de ce modeste travail, j’aimerais remercier et exprimer ma gratitude à tous ceux qui ont contribué à
son aboutissement.
Je suis particulièrement redevable à Monsieur le Professeur Belkebir Lahcene qui m’a proposé ce sujet et m’a
suivi avec beaucoup de patience durant ces longues années. Je le remercie aussi pour ses conseils judicieux et
sa grande tolérance. Il m’a accordé sa confiance et m’a laissé beaucoup de liberté et d’initiative. Son humilité,
sa rigueur et sa minutie resteront pour moi une grande leçon de vie.
C’est avec un immense plaisir que je retrouve Monsieur le professeur Bessedik Mustefa qui me fait l’insigne
honneur de présider le jury. Sans lui et son tarvail de bâtisseur, je n’aurais peut être jamais fais des études de
post-graduation. N’est-il pas celui qui a monté le premier laboratoire de recherche en Paléontologie-
Stratigraphie algérien? Pour ça et pour bien d’autres choses je tiens à lui témoigner ma profonde
reconnaissance.
Monsieur le Professeur Mansour Bouhameur m’a formé depuis mon ingéniorat. Je n’oublierai pas mes
premiers pas de chercheur novice sous sa direction. Je serai toujours son étudiant. Je le remercie infiniment
pour avoir accepté d’examiner ce travail et l’assure de ma grande estime.
Mes remerciments les plus sincères vont à Monsieur Kharroubi Benali, Maître de conférences ’A’, qui a accepté
d’apporter son expertise. Je ne peux que lui être reconnaissant pour le temps qu’il m’accorde, l’intérêt qu’il
donne à ce travail et de me faire bénéficier de son savoir.
Monsieur Fateh Mebrouk, Maître de conférence ‘A’ à l’université de Djidjel me fais l’honneur et le plaisir
d’examiner mon travail. Je lui suis très reconnaissant et le remercie de se donner autant de mal. Venir de si loin
pour examiner un si modeste travail.
Je remercie Monsieur Gilles Conesa, Maître de conférences à l’université d’Aix-Marseille, de m’avoir accueilli et
accepté de m’initier à la biostatistique. Il a été pour moi un second encadrant. Durant mon séjour marseillais,
grâce à lui, je n’ai manqué de rien. C’est pour moi l’occasion de lui dire un grand Merci et de lui témoigner
toute mon estime et ma sympathie.
Ce travail a bénéficié de l’aide inestimable de Monsieur le Professeur Jean-Piere Margerel. Il fait partie de ces
rares grands spécialites des foraminifères. Il m’a fait bénéficier de son grand savoir. Je tiens à témoigner de sa
grande générosité et lui adresse mes vifs et sincères remerciements.
Je suis très redevable à Monsieur le Professeur Jean Borgomano que je remercie infiniment. Il m’a accueilli
dans le laboratoire qu’il dirige et m’a considéré comme l’un de ses doctorants. Lors de mon séjour marseillais
qui a duré 11 mois, j’ai bénéficié des infrastructures du laboratoire. Sans cette aide précieuse, je n’aurai
certainement pas soutenu ma thèse.
Monsieur le Professeur Bensalah Mustapha, Doyen de la Faculté (SNV-STU) de Tlemcen, m’a accordé son
soutien et m’a toujours encourgé. Il m’a généreusement offert l’hospitalité dans le laboratoire qu’il dirige. Ce
qui m’a permi d’avoir un lieu de travail stable. Il est pour beaucoup dans l’aboutissement de cette thèse. Merci
Cher Professeur, je n’oublierai jamais votre aide et je vous serai toujours redevable.
La Limite tortono-messinienne dans la marge nord du bassin du Bas Chélif. Précisions
biostatigraphiques et évolution verticale des assemblages de foraminifères benthiques

A la Mémoire de mon Père

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La Limite tortono-messinienne dans la marge nord du bassin du Bas Chélif. Précisions
biostatigraphiques et évolution verticale des assemblages de foraminifères benthiques

SOMMAIRE

Avant Propos 2
Résumé 7
ABSTRACT 7
CHAPITRE 1 - GENERALITES 8
I - INTRODUCTION / PROBLEMATIQUE ET CADRE CONCEPTUEL 9
I.1 - Le passage tortono-messinien 9
I.2 - Les préludes à la crise de salinité messinienne (MSC) 11
II - HISTORIQUE 12
II - CADRE GEOLOGIQUE GENERAL 14
IV - BUT ET METHODE D’ETUDE 21
CHAPITRE 2 - CADRE STRATIGRAPHIQUE 23
I - INTRODUCTION 24
II - LITHOLOGIE 25
II.1 - Coupe de Oued Derdoussa 25
II.1.1 - La formation argilo-conglomératique 26
II.1. 2 - La formation des marnes bleues 26
II.1. 3 - La formation marno-diatomitique 26
II.1. 4 - La formation marno-gypseuse 27
II.2 - Coupe de Djebel Meni 29
II.2.1 – La formation des marnes bleues 32
II.2.2 – La formation marno-diatomitique 32
II.2.3 – La formation marno-gypseuse 32
III- BIOSTRATIGRAPHIE 34
III.1 - Coupe de Oued Derdoussa 35
III.2 - Coupe de Djebel Meni 37
Chapitre 3 - SYSTEMATIQUE, TAPHONOMIE, (PALEO) ECOLOGIE 39
I - INTRODUCTION 40
II - TAPHONOMIE 42
III – SYSTEMATIQUE 43
III.1 - Sous-ordre : Haplophragmiina Wedekind, 1937 44
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La Limite tortono-messinienne dans la marge nord du bassin du Bas Chélif. Précisions
biostatigraphiques et évolution verticale des assemblages de foraminifères benthiques
III. 2 - Sous-ordre : LAGENINA Delage & Herouard, 1896 45
III. 3 - Sous-ordre : MILIOLINA Delage & Herouard, 1896 50
III. 4 - Sous-ordre : ROTALIINA Delage & Herouard, 1896 51
III.5- Sous ordre TEXTULARIINA Delage & Herouard, 1886 95
IV – CONCLUSION 100
CHAPITRE 4 - ETUDE BIO-EVENEMENTIELLE 103
I - INTRODUCTION 104
II - COUPE DE OUED DERDOUSSA 104
III - COUPE DE DJEBEL MENI 108
IV - DISCUSSION 110
CHAPITRE 5 - ANALYSE DES DONNEES PALEONTOLOGIQUES 114
I - INTRODUCTION / CADRE THEORIQUE GENERAL 116
I.1 - Evaluation paléobathymétrique 121
I.2 - Evaluation de l’oxygénation des eaux 124
I.3 - Evaluation de la stabilité du milieu (indice Schanon-Waever; H et indice d’équitabilité; E)
128
II - COUPE DE OUED DERDOUSSA 130
II.1 - Evaluation de la paléobathymétrie 130
II.2 - Evaluation de l’oxygénation des eaux 132
II. 3 - Evaluation de la stabilité du milieu (Oued Derdoussa) 136
II.3.1 - Diversité spécifique (H) ou indice Shannon-Waever 136
II.3.2 - Indice d’équitabilité (E) 136
II.3.3 - Evolution Quantitative des espèces de foraminifères benthiques 136
III - COUPE DE DJEBEL MENI 138
III.1 - Evaluation de la paléobathymetrie 138
III.2 - Evaluation de l’oxygénation des eaux 142
III.3 - Evaluation de la stabilité du milieu (Djebel Meni) 146
III.3.1 - Diversité spécifique (H) ou indice Shannon-Waever 146
III.3.2 - Indice d’équitabilité (E) 146
III.3.3 - Evolution du nombre d’espèces de foraminifères benthiques 146
IV - ANALYSE STATISTIQUE 149
IV.1 - Généralités 149
IV.2 - L’analyse factorielle des correspondances (AFC) 149
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La Limite tortono-messinienne dans la marge nord du bassin du Bas Chélif. Précisions
biostatigraphiques et évolution verticale des assemblages de foraminifères benthiques
IV.2 - L’analyse ascendante hiérarchique (AAH) 151
IV.2 - L’analyse factorielle des correspondances (Oued Derdoussa) 151
IV.3 - Analyse ascendante hiérarchique (Oued Derdoussa) 156
IV.4 - Implications paléoenvironnementales 165
IV.5 - Discussion et conclusion 168
IV. 6 - L’analyse factorielle des correspondances (Djebel Meni) 170
IV. 7 - ANALYSE ASCENDANTE HIERARCHIQUE DE LA COUPE DE DJEBEL MENI 173
IV.8 - Implications paléoenvironnementales 178
IV.9 - Discussion et conclusion 178
V – DISCUSSION GENERALE 180
VI - CONCLUSION GENERALE ET MODELE INTERPRETATIF 185
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES 189
Liste alphabétique des foraminifères benthiques rencontrés dans les comptages des coupes
étudiées. 215
LISTE DES FIGURES 219
LISTE DES TABLEAUX 221
ANNEXE 222
PLANCHES PHOTOS DU SECTEUR D’ETUDE 223
PLANCHES PHOTOS DE FORAMINIFERES BENTHIQUES 234
Tableau de comptage de Oued Derdoussa 267
Tableau de comptage de Djebel Meni 269

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La Limite tortono-messinienne dans la marge nord du bassin du Bas Chélif. Précisions
biostatigraphiques et évolution verticale des assemblages de foraminifères benthiques

RESUME

Deux coupes géologiques (Oued Derdoussa et Djebel Meni), situées sur la marge nord du bassin du Bas Chélif,
ont fait l’objet de cette étude.
A partir de 187 prélèvements traités, 197 espèces de foraminifères benthiques ont été inventoriées et dont les
plus importantes décrites et illustrées.
Une succession identique de différents bio-événements a été identifiée dans les deux coupes, au passage
tortono-messinien. Cette succession est corrélable à l’échelle méditerranéenne.
Les indices paléoécologiques montrent une évolution des conditions de dépôts, de la base au sommet des deux
coupes, dans le sens d’une réduction bathymétrique et d’un appauvrissement en oxygène des masses d’eaux
profondes.
L’analyse statistique a permis de caractériser différents biofaciès. Les changements dans les assemblages de
foraminifères benthiques indiquent un gradient trophique et/ou oxygénique contrôlant la distribution de la
microfaune. Ainsi, les étapes transitoires accompagnant un changement environnemental depuis des
conditions marines ouvertes vers des conditions évaporitiques ont été identifiées.

Mots-clés : Bas Chélif, Oued Derdoussa, Djebel Meni, passage tortono-messinien, foraminifères benthiques,
bio-événements, analyse statistique.

ABSTRACT

Two geological sections (Oued Derdoussa and Djebel Meni), located on the northern margin of the Bas Chélif
basin, were the sample of this study.
From 187 treated taking away, 197 species of benthic Foraminifera were inventoried and of which most
important described and illustrated.
A same succession of differents bioevents has been determined within the two sections, at the tortono-
messinian transition. This succession can be correlated at the Mediterranean scale.
The paleoecological evidences show an upward evolution of depositionnal conditions along the two sections, in
the sense of a bathymetric reduction and an oxygen impoverishment of the deep water masses.
The statistical analysis permitted to characterize different biofacies. The changes in the benthic assemblies of
Foraminifera indicate a trophic and/or oxygenic gradient controlling the distribution of the microfaune. Thus,
the transitory stages accompanying an environmental change from open marine conditions to evaporitic
conditions were identified.

Key words: Bas Chélif, Oued Derdoussa, Djebel Meni, tortonian-messinian passage, benthic Foraminifera,
bioevents, statistical analysis.
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La Limite tortono-messinienne dans la marge nord du bassin du Bas Chélif. Précisions
biostatigraphiques et évolution verticale des assemblages de foraminifères benthiques

CHAPITRE 1 - GENERALITES

I - INTRODUCTION / PROBLEMATIQUE ET CADRE CONCEPTUEL
I.1 – Le passage tortono-messinien
I.2 – Les préludes de la crise de salinité messinienne (MSC)
II - HISTORIQUE DES ETUDES
III - CADRE GEOLOGIQUE GENERAL
IV - BUT ET METHODE D’ETUDE

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La Limite tortono-messinienne dans la marge nord du bassin du Bas Chélif. Précisions
biostatigraphiques et évolution verticale des assemblages de foraminifères benthiques

I - INTRODUCTION / PROBLEMATIQUE ET CADRE CONCEPTUEL

I.1 - Le passage tortono-messinien

L’intervalle de temps désigné par cet appellation est caractérisé par des bio-événements qui
semblent être en relation directe avec les connexions océano-méditerranéennes (Fig.1). Ces
bio-événements se manifestent, aussi bien, au sein de la microfaune planctonique calcaire,
que benthique dans différents bassins du pourtour méditerranéen (Caruso, 1999; Dinares et
al., 1999; Bellanca et al., 2001; Blanc-Valleron et al., 2002; Rouchy et al., 2003). En effet, la
biodiversité des foraminifères planctoniques a connu à ce passage un important changement
à l’instar de celle d’autres microorganismes calcaires (nannoplanton). Cette biodiversité a,
par ailleurs, subi une réduction à partir de -7.1 Ma et de forts changements à -6.9 et -6 Ma
(Kouwenhoven et al., 1999).
Les bassins marginaux sont extrêmement sensibles aux variations environnementales et leur
étude fournit des informations utiles pour une meilleure compréhension des événements
tortono-messiniens de Méditerranée.
C’est le cas du Bas Chélif, considéré comme le plus important bassin intramontagneux de
l’Algérie septentrionale (Perrodon, 1957) et qui présente les successions sédimentaires les
plus complètes couvrant tout le Miocène supérieur. Ceci en fait l’un des lieux privilégiés pour
une reconstitution des événements tortono-messiniens de Méditerranée.
Une comparaison entre les résultats de cette étude et ceux obtenus dans d’autres bassins
marginaux de Méditerranée (Sicile, Italie du Nord, Chypre et Crête) sera effectuée.
Cette étude, propose d’établir le lien chronologique entre les changements
environnementaux qui se sont produits au passage tortono-messinien dans le bassin du Bas
Chélif. Cela, en combinant la paléontologie bioévénementielle et les connaissances
modernes sur l’écologie des foraminifères dans une perspective régionale méditerranéenne.
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La Limite tortono-messinienne dans la marge nord du bassin du Bas Chélif. Précisions
biostatigraphiques et évolution verticale des assemblages de foraminifères benthiques

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