Bioconstructions du Jura méridional

BIOCONSTRUCTIONS DU JURA M] RIDIONAL

par

PAUL B E R N I E R * et CHRISTIAN G A I L L A R D *

Les bioconstructions pr~sent~es dans le Jura m~ridional se rencontrent dans deux niveaux stra- tigraphiques distincts et font intervenir des asso- ciations d'organismes constructeurs bien diff~rents.

J Bioconstructions oxfordiennes h spongiaires et stromatolithes.

- - Bioconstructions kimm~ridgiennes h coraux.

Pour des raisons pratiques les affleurements visit~s ont ~t~ choisis dans un secteur assez res- treint situ~ dans la partie m~ridionale de la chaine du lura. L'itin6raire suivi est pr6sent6 fig. 1.

A. - - BIOCONSTRUCTIONS A SPONGIAIRES ET STROMATOLITHES

DE L'OXFORDIEN DU JURA MI~RIDIONAL (C. GAILLARD)

Les bioconstructions pr~sent~es ici, et connues dans la litt~rature sous le terme de ~< biohermes spongiaires ~>, sont actuellement en cours d'~tude (C. GAILLARD). L 'examen de deux affleurements permet de presenter quelques-uns des principaux probl~mes concernant ces ~difices tr~s particuliers.

I . - - A r r 6 t A 1

1 ) Situation :

Ch~til lon,de-Cornelle (Ain) Saint-Rambert 1/50 000, I G N X X X I I - 3 0

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2) Stratigraphie :

La s~rie oxfordienne du Jura m~ridional est caract~ris~e par des s~diments argilo-carbonat~s franchement marins qui s 'organisent en deux grandes s~quences (fig. 2).

- - La s~quence inf~rieure d~bute par des marnes (Marnes ~ Creniceras renggeri) qui s'enri~ chissent progressivement en calcaires (Couches Sph~rites) et se termine par un niveau de calcaires stratifies renfermant de nombreux <<bio-

* Centre de Pal~ontologie stratigraphique et Pal~o~cologie de l'Llniversit~ Claude-Bernard, associ~ au CNRS (LA 11), 43, boulevai'd du 11-Novembre, 69622 Villeurbanne Cedex, France.

G~obios, M6m. sp6cial 4 p. 55~75, 9 fig., 2 pl. Lyon, mai 1980

- 56 -

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Fig. 1 - Carte d u Jura m 6 r i d i o n a l avec l ' i t in6raire. Map o f t h e S o u t h Jura w i t h f ie ld trip•

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Fig. 2 - Stratigraphie de l'Oxfordien du Jura m6n- dional. (simplifi6e - d'apr}s R. Enay, 1966).

Oxfordian stratigraphy of the southern Jura Mountains (simplified from R. Enay, 1966).

hermes ~ spongiaires >> (Couches de Birmensdorf). - - La s~quence sup~rieure est caract~ris6e par

une s~dimentation franchement marneuse (Couches d'Effingen) puis alternante (Couches du Geiss- berg et Calcaires Lit~s) avant de devenir essentiellement calcaire (Calcaires Pseudolitho- graphiques).

Depuis la sortie du village de Chfitillon-de- Cornelle, bgti sur les calcaires du ]urassique moyen, la route recoupe longuement les Marnes

Creniceras renggeri, les Couches ;h Sp~rites, puis la barre calcaire des Couches de Birmens- dorf, par ailleurs bier, visible dans la morphologie. Les affleurements de la s~quence sup~rieure sont discontinus et seuls les Calcaires Pseudolithogra- phiques sont nettement entaill6s par la route avant le col.

Les Couches de Birmensdorf, qui font l'objet de cet arr~t, sont dat6es de l 'Oxfordien inf~rieur et plus exactement de la zone & Transversarium.

Les Couches de Birmensdorf ont une extension limit6e ~ la partie est et sud de la chaine du Jura (fig. 3) off elles reposent souvent sur un Oxfordien

basal peu ~pais, voire condens6 ou remani6. Leur ~quivalent lateral est une formation alter-

nante argilo-carbonat6e (Calcaires Hydrauliques) faisant suite ~t un Oxfordien basal ~pais. Cette formation semble donc s'~tre d~velopp6e en bor- dure de la plate-forme jurassienne sur un fond relativement stable par rapport ~ une zone occi- dentate subsidente.

3) Etude de l'a[[leurement

Le caract~re le plus remarquable des Couches de Birmensdorf r~side dans leur stratification r~gu- fibre (bancs micritiques de 10-20 cm s~par6s par de minces interbancs marneux) localement perturb~e par des zones de calcaire massif (corps plus ou moins lenticulaires de quelques m~tres de hauteur) (fig. 5 A ) . Les ~l~ments les plus marquis de la stratification traversent ces masses calcaires et prouvent que leur 6dification est tr~s 6troitement li6e ~ la s~dimentation << normale>>. I1 semble d'autre part ~vident, en tenant compte des ph~no- m~nes de compaction diff~renfielle, que ces <¢ constructions >~ ne faisaient qu'une tr~s l~g~re saillie sur le fond matin.

[.In examen d~taill~ de ces constructions (visi- bles ici en section) montre d'abord une grande abondance de spongiaires. Leur r~seau spiculaire, toujours ~pig~nis~ en calcite, prouve qu'il s'agit d'~ponges siliceuses Lithistid~s et surtout Hexacfi- nellid6s. Sur ces ~ponges, mais uniquement sur leur face sup6rieure, se d~veloppent des zones plus sombres que le s6diment micritique environ- nant et plus ou moins nettement lamin6es (fi 9. 5D1-4; pl. 1, fig. 7). La structure lamin6e et le caract~re photophile de ces encrofitements condui- sent ~ les comparer /t des stromatolithes algaires. Des foraminif~res sessiles [Nubecutinella) peuvent ~galement participer ~ l'~laboration de ces encrofitements et soulignent les principales ~tapes de leur croissance. La face inf~rieure des 6ponges, libre de tout encrofitement, supporte en revanche une abondante faune 6pizoaire.

Les ~ponges ne sont g~n~ralement pas jointives mais constituent avec les encrofitements qui Ies recouvrent et les d~bordent, une trame qui empri- sonne des zones de teinte claire correspondant un s~diment micritique comparable ~ celui de la s~rie stratifi6e environnante. Cette structure est tout gt fair caract~ristique 7de ce type de construction (pl. 1, fig. 6).

Ces constructions,

par leur richesse en organismes fixes et le r61e ~vident de ceux-ci dans leur 6dification,

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sch6ma simplifi6 - d'aprbs R. Enay, 1966

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facies stratifi6 calcar6o-marneux

extension des biohermes des "Couches de Birmensdorf" extension des biohermes des

~ "Calcaires lit6s"

[ ~ massifs anciens

Le secteur encadrd est celui repr6sent6 en fig. 1.

0 10 20 30 ao 50kin I l I I I f

Fig. 3 - Pal6og6ographie de l'Oxfordien dans le Jura m6ridional.

Oxfordian paleogeography of the southern Jura Mountains.

par leur croissance en hauteur et le l~ger relief qu'elles formaient sur le fond,

correspondent /l des bioconsructions de type bioherme dues a l'action conjugu~e de plusieurs types d'organismes. Les spongiaires devaient sans doute jouer le r61e de pi~ge a s~diment, mais leur r61e essentiel ~tait de servir de support a une riche faune ~pizoaire et surtout aux encrofitements stromatolithiques. Ce sont ces derniers qui, en assu- rant la cohesion de l'~difice, doivent ~tre consid~r~s comme les principaux responsables de la construction. L'6dification de ce type particulier de bioherme semble d~pendre d'un ~quilibre entre l'apport s~dimentaire, la proliferation des spon-

giaires et la croissance des encrofitements stromatolithiques.

Le passage a la s~rie stratifi~e est assez rapide mais it faut noter que, dans l'environnement proche des biohermes, le s~diment est riche en intraclasts sombres de quelques millim~tres de diam~tre issus" des biohermes et provenant d'une destruction des crofites stromatolithiques.

II. ~ A r r ~ t A 2

I ) S i t u a t i o n :

Bouvesse-Quirieu (Is~re)

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Plate-forme externe plus ou moins subsidente ~ s6dimentation ealear6o-marneuse alternante

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domaine des bioconstructions facig.~s corallien et sub_._ cor_allien -> ~ spongiaires et str;matolithes

niveau de la mer

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La longueur des fl6ches 1 ~ - - ~ est fonction de rimportanee de la subsidence [

Fig. 4 - Coupe sch6matique de la plate-forme jurassienne ~ l'Oxfordien lors d'un 6pisode/k bioconstruetions /l Spongiaires et Stromatolithes. Diagram of the Jurassic Platform at the Oxfordian during a biobuilding time with Sponges and Stro- matolRhes.

Belley, 1/50 000, IGN XXXII-31 x = 838,500 km ; y "- 93A00 km Carri~re des cimenteries Vicat.

2) Stratigraphie :

Cette carri~re e s t ouverte dans des niveaux biohermes assez semblables aux precedents mais strati9raphiquement plus ~lev~s puisqu'ils appar- tiennent aux Calcaires Lit~s, formation de la s~quence sup~rieure de l 'Oxfordien dat~e de la zone h Bimammatum. Les Calcaires Lit6s ne ren- ferment des biohermes que dans une zone peu ~tendue limit~e g la pattie sud de la chaine du Jura ([i 9. 3).

3) Etude de l'a[[leurement

L'apparition des premiers biohermes correspond h celle des premiers bancs calcaires. Ces biohermes, de petite taille, correspondent ~ de simples ~pais- sissements locaux des bancs calcaires et peuvent ~tre qualifies de biohermes el~mentaires (riO. 5B). Des biohermes de plus Ürande taille et d'architec- ture plus complexe (pl. 1, fig. 1, 2) se d~veloppent

dans les niveaux superieurs plus calcaires. Leur disparition coincide avec une reprise de la s~dimentation argileuse. La structure de ces constructions est semblable g celle des biohermes des Couches de Birmensdorf; toutefois les encrofite~ ments sont ici plus diffus, rarement tamin~s et plus riches en Nubeculinelles (pl. 1, fig. 6).

Les niveaux marneux lateraux aux biohermes permettent la recolte de nombreux spongiaires (pl. 1, fig. 4). Ceux-ci pr~sentent une remarquable vari~t~ de formes comparables g celle des madr~- pores en milieu r~cifal : ~ponqes << solitaires >> plates, cupuliformes, tubulaires, sph~riques ou m~me << coloniales >> massives ou branchues. Les formes plates ou en coupes tr~s ~vasees sont toutefois nettement dominantes. Les principaux genres repr~sent~s sont (Gaillard, 1971) :

- - parmi les Hexactinellid~s : Craticularia, Stau- roderma, Tremadictyon, Porospongia, Pa- chyteichisma, Trochobolus, Sporadopyle, Cypellia, Placotelia, Discophyma, Plocos- cyphia ;

- - p a r m i les Lithistid~s: Cnemidiastrum, Pla- tychonia.

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Les 4ponges externes aux biohermes sont tr~s souvent renvers4es mais non fragment4es et prouvent ainsi que l '4nergie du milieu, fondamentale- ment faible comme t 'at teste la finesse constante du s4diment (mudstone), pouvait croitre sensible- ment en certaines p4riodes.

Elles pr4sentent enfin, d 'une mani~re particuli~rement remarquable, le ph4nom~ne de polarit4 d4jh signal4. Ces 4ponges, qu'elles soient aussi bien en position biologique que retourn4es, ont toutes leur face tourn4e vers le haut (vers la lumi4re) encrofit4e par le cornplexe a lgues / fo ra - minif~res (ici peu d4velopp4). Leur face tourn4e vers le bas (prot4g~e de la lumi~re) est occup4e par une riche 4pifaune (fig. 5C) :

- - Bryozoaires en colonies: massives Ceriocava

- b4r4niciformes Plagioecia Microecia

branchues Stomatopora - - S e r p u l e s abondantes , Th4cid4s (Gaillard

Pajaud, 1971 ),

- - Eponges calcaires de petite taille.

Cette 4pifaune sciaphile est 4galement pr4sente dans les biohermes off son observation, en section,

est plus difficile. A c6t4 de cette faune sessile directement li4e aux spongiaires il faut noter la grande abondance et la grande vari6t4 de la faune associ4e aux biohermes.

Le sommet des biohermes correspond h une surface durcie caract4ris4e par des perforat ions de l i thophages et des valves fix4es d 'Ostr4id4s (fig. 5B et pl. 1, fig. 5). La construction semble donc s 'arr~ter, faute d'apport, s4dimentaire, par un encrofitement g4n4ralis4 suivi d 'une lithification pr4coce.

I I I . - - C o n c l u s i o n

En ce qui concerne la bathym6trie, on peut conclure que l 'absence de toute preuve d'4mersion et les arguments de p4n~tration de la lumi~re (encrofitements stromatolithiques et faunes 4pi- zoaires sciaphiles) et d 'agi tat ion ~pisodique faible et peu fr4quente du fond (nombreux organismes remani4s mais non fragment4s) permettent de situer les biohermes dans l '~tage circalittoral h la limite de la zone d' influence des mouvements de surface,

En ce qui concerne le contexte pal4og~ographi- que, les biohermes ont envahi des zones relative-

Fig. 5 - A - Couches de Birmensdorf . Vue partielle de l'affleurement. Chatillon-de-Cornelle.

1 : bioherme, 2 : facies lit6. ~' B - Structure d'ensemble d'un bioherme 616mentaire de la base des Calcaires Lit6s.

1 : calcaire construit, 2 : calcaire stratifi6, 3 : marne ~ @ongiaires, 4 : perforation de lithophage, 5 : valve fix6e d'Ostreid6.

C - Face inf6rieure d'une 6ponge colonis6e par les 6pizoaires. 1 : p6doncule de fixation de l'6ponge sectionn6, 2 : Th6cid6e, 3 : Ceriocava (Bryozoaire), 4 : Bryozoaire b6r6- niciforme, 5 : Bryozoaire stromatoporiforme, 6 : Serpule.

D - Relations spongiaires / encrofltements stromatolithiques. 1, 2 : 6ponges en position biologique (cupuliforme et plate). 3, 4 : 6ponges renvers6es (cupuliforme et tubulaire).

A - Couches de Birmensdorf . Outcrop partial view. Chatillon-de-Cornelle. 1 : bioherm, 2 : stratified facies.

B - Bioherm general structure. Base of Calcaires Lit6s. 1 : massive limestone, 2 : stratified limestone, 3 : sponges mad, 4 : boring, 5 : adherent Ostreid valve.

C - Sponge downward part colonized by epizoans. 1 : broken sponge peduncle, 2 : Thecideid Brachiopod, 3 : Ceriocava (Bryozoan), 4 : bereniciform Bryozoan, 5 : stomatoporiform Bryozoan, 6 : Serpulid.

D - Sponges / stromatolitic crusts relations. 1, 2 : sponges with life position (cup- and plate-shaped). 3, 4 : sponges with upside down position (cup- and tube-shaped).

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ment stables de la plate-forme externe jurassienne h l'abri d'une s~dimentation vaseuse trop impor- tante (fig. 4). Lh les spongiaires siliceux et leurs organismes associ6s semblent avoir rencontr~ des conditions permettant leur prolif6ration mais inter- disant l'installation d'autres organismes concur- rents tels les Cnidaires.

D~s le Kimm4ridgien, les conditions de milieu (profondeur, nature du substrat.um, turbidit6, agi- tation...) ayant progressivement 4volu4es, les spongiaires s'effaceront devant les madr4pores constructeurs.

B . - ENVIRONNEMENT RI~CIFAL DU KIMMI~RIDGIEN DU JURA MI~RIDIONAL (P. BERNIER)

Le fait majeur de la s~dimentation kimm~rid- gienne dans le Jura m6ridional consiste en l'installation, le d~veloppement puis la disparition d'une barri~re corallienne dans la partie orientale de la Chaine (fig. 6).

On ne peut pas voir les facies d'avant.r6cif masques par le L~man et les s~diments tertiaires et quaternaires du bassin de Gen6ve et des chaines subalpines. On constate, toutefois, une ~volution verticale tr~s nette depuis les facies de bassins (calcaires argileux h ammonites : Ataxioceratidae) jusqu'h la construction corallienne.

La barri~re proprement dite se d~veloppe depuis le Col de la Faucille (]ura) au Nord jusqu'au-delh de Yenne (Savoie) au Sud.

Les facies d'arri~re-r4cif sont largement d4ve- lopp6s. Au Sud, ils sont principalement marqu4s par des laminites bitumineuses et des facies micritiques ou crayeux de lagons dans lesquels il a 6t4 possible de r6colter des restes de v4g6taux, poissons et reptiles (La Dorche-Orbagnoux, Saint- Champ-Chatonod, Certn).

Plus au Nord, ces facies sont supplant6s par des calcaires oolit.hiques et des calcaires grossiers qui t6moiflnent d'une 4nergie 61ev6e, et au sein desquels peuvent exister des constructions coralliennes isol4es (Molinges, Saint-Germain-de- Joux, Giron, etc.).

Au-dessus des facies r~cifaux apparaissent des niveaux d'4mersion qui expliquent la disparition du r6cif. Reposant sur la barri~re corallienne, ceux-ci se manifestent par des calcaires grainstones /t ciments stalactitiques, en m6nisque ou en c16 de vofite (keystone vugs) tandis quau niveau du lagon ce sont des calcaires ~ stromatolithes (tapis algaires, formes 6rig4es h4misph6roidales) et au

Nord par des calcaires ~ structure fenestr6e, caL caires br4chiques ~ cailloux noirs, calcaires ~t charophytes.

Les quatre arr~ts qui suivent permettent d'examiner les divers aspects s4dimentologiques de cet environnement.

I. - - Arrest B | - C luse de la B a l m e ( f ig . 7 )

1 ) Situation : Entre Yenne et Virignin La Tour-du-Pin, 1/50 000, IGN XXXII-32 X ~ 865,040 km Y ~ 084,140 km.

2) Stratigraphie : Kimm6ridgien.

Trois grandes unit6s lithologiques peuvent ~tre retenues dans cette coupe:

a) Les calcaires ~ Tubiphytes et spongiaires (40 m) (pt. 2, fi 9. 1).

Ce sont des calcaires fins micritiques et argileux riches en silex. Ils sont caract4ris4s par la pre- sence d'un foraminif~re Tubiphytes morronensis CRESCENTI qui contraste par sa couleur blanch~tre sur le fond gris du s6diment. I1 est fr6quemment associ6 ~ des d6bris de spongiaires. L'observation du microfaci~s r4v~le ~ la base un cort4ge d'organismes planctoniques: stomiosph~res, radiolaires, protoglobig6rines, << micro-filaments >>, apeychus, et des organismes benthiques: lamellibranches, entroques, bryozoaires, serpulid6s, rares oncolithes, spongiaires et T. morronensis.

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calcaires massifs ~ polypiers

facies lithographique (Creys, Cerin, Morestel)

faci6s en plaquettes

faci6s bitumineux (ArmaiUes, St Champi'Orbagnoux)

formations d'arri~re-r6cif autres que les calcaires en plaquettes, localement fi "colonnes construites" (St Germain-de- Joux) ou calcaires massifs h polypiers

fentes de dessiccation ~ gisements h ophiures

cristaux de gypse ou de sel o fi lamellibranches dtal6s limite des affleurements jurassiques

'ig. 6 - R6partition des principaux faci6s et gisements du Kimm6ridgien sup6rieur du Jura m6ridional (d'apr6s Bernier & Enay, 1972).

Distribution o f the chief facies and Beds o f the Upper Kimmeridgian in the South Jura (according to Bernier & Enay, 1972).

- 64 -

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Fig. 7 - Coupe de La Balme et r6partition des microorganismes. Sect ion o f La Balme and distribution o f microorganisms.

- - 6 5 - -

Les organismes planctoniques deviennent de plus en plus rares pour disparaitre totalement au sommet de la formation o/t, au contraire les organismes benthiques deviennent plus abondants et o/1 apparaissent les algues: Clypeina jurassica FAVRE, Thaumatoporella parvovesiculi[era RAINERI.

b) Les calcaires construits (30 m).

La barri~re r&ifale correspond h une masse calcaire non stratffi6e, d'environ 30 m d'6paisseur la Balme (elle atteint 50 m dans la cluse du Fier). Ces calcaires sont difficiles ~ examiner du fait de la patine superficielle qui recouvre la roche. I1 s'agit de calcaire boundstone de couleur rouille, tr~s recristallisG o~ il est souvent difficile de retrouver la structure originelle. Toutefois, h Fen- tr4e Est de la cluse, pros d'une exploitation de graviers, il est possible d'observer les coraux en place constituant le r&if. I1 s'agit principalement de coraux arborescents m$16s ~ quelques formes en boule et ~t des stromatoporid4s.

c) Les calcaires de la Balme (pl. 2, fig. 2).

Au-dessus de la barri~re r4cifale, viennent des calcaires grainstones h diagen~se vadose: structure en c16 de vofite (keyxtone rugs), ciments en m4nisque, ciments stalactitiques, pisolithes vado- ses. Les micro-organismes y sont abondants (fig. 7). Parmi les plus importants, il faut citer: Kurnubia palastiniensis Henson, Kilianina raho, nensis FOLIRY ~ VINCENT Campbelliella striata (CAnOZZ0, Clypeina ]urassiea Favre, Salpingopo- rella annutata Carozzi, Cayeuxia sp.

3) Interpretation

Certes, il manque ~ la base les calcaires h c4pha- lopodes qu'on peut observer plus au Nord dans tout le Haut-Jura, mais la succession lithologique montre bien la progression des facies depuis ceux de mer franche /~ organismes planctoniques sup- plant4s par les organismes benthiques (spongiaires particuli~rement) avant d'atteindre les facies construits.

Line comparaison vient naturellement tt l'esprit avec les constructions coralliennes de l a m e r des Caraibes (Grand Cayman, Belize, Jamaique) o~ on observe au front et ~ la base du r6df corallien, la pr6sence en abondance de spongiaires pr&6dant les madr4poraires (Rigby ~ Roberts, 1976; Wan t - Iand ~ Pusey, 1975).

II est difflcile de suivre la croissance du r6cif sur cette coupe pour les raisons donn6es plus haut, en revanche les calcaires surincombants marqu4s

par les ph4nom~nes d'4mersion semblent montrer que le r6cif a cess6 de croitre car soumis h des p6riodes hors d'eau trop longues. I1 n'a pourtant pas 4t4 possible d'observer de ph4nom~nes de n4- crose au toit du r4cif, ni d'installation de sol bien qu'ils soient vraisemblables.

II. - - Arr~t B 2 - Calcaires lithographiques de Cerin (f ig. 8)

1 ) Situation : Entre Lhuys et Innimont Belley, 1/50 000, !GN XXXII-31 X ~--- 850,150 km Y ~ 091,500 kin.

2) Stratigraphie : Kimm4ridgien.

La s4rie lithologique telle qu'on peut l'observer aux Rochers de Tabalcon (X -- 850,55 kin; Y -- 090,00 kin) et sur le chantier de fouilles, peut se r6sumer ainsi :

a) Les calcaires argileux & c4phalopodes consti~ tuent la base de la s4quence. Ce fad~s est tr~s riche en ammonites de la zone ~ Crussoliceras divisum : Lithacoceras sp., Garnierisphinctes semi- garnieri (GEYER), Orthaspidoceras uhlandi (Ovv.), Taramelliceras compsum (Oev.) 4tudi4es par P. Hantzpergue (1975). Ce facies n'a pas 6t~ observ6 dans la coupe de la Balme.

b) Les calcaires g Tubiphytes et spongiaires (pl. 2, fig. 1).

c) Les calcaires construits. d) Les laminites bitumineuses se d6veloppent

sur quelques m~tres. Elles sont ici assez atypiques en ce sens qu'elles ne sont pas noires et se recon- naissent ~ l'4paisseur millim6trique des lamines et

l'odeur de bitume qu'elles d6gagent t~ la cassure. e) Les calcaires lithographiques. Ces calcaires

constituent l'616ment important de cet arr~t.

Au si&le dernier, les calcaires lithographiques de Cerin 6talent exploit4s pour la lithographie, d'o/t leur nom. Alors prosp~re, cette carri~re s'4tendait sur plus de 300 m de front de taille et avait permis de r&oher de nombreux fossiles de poissons et reptiles qui ont rendu c61~bre le gisement. L'exploitation hut abandonn4e au d6but du si&le mais, en 1975, le D~partement des Sciences de la Terre de Lyon a entrepris la fouille syst&

- - 6 6 - -

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calcaires ~ C6phalopodes

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Fig . 8 - C o u p e d e Cer in . S e c t i o n o f C e d n .

- - 6 7

matique d'une petite partie du gisement af in de r4colter de nouveaux ~chantillons et surtout de les replacer dans leur environnement. Deux fouiltes sont en place: la fouille inf4rieure (100 m 2) est situ4e dans les laminites bitumineuses de la base, la fouille sup4rieure (75 m ~) dans les calcaires litho~jraphiques proprement dits.

La faune marine de ce gisement est surtout mar- qu4e par de nombreux poissons 4tudi4s par P. de Saint~Seine (1949)i parmi lesquels on trouve de nombreux pycnodontid4s ~ denture broyeuse: Mesodon, Microdon, comparables aux poissons- perroquets actuels, des Thrissops, Leptolepis, Be- lenostomus (proche des Aulostomus actuels), des raies : Belemnobat~is, Spathobatis. Pour l'essentiel, il s'agit de faunes vivant ~ proximit4 des r4cifs coraltiens.

Les organismes benthiques y sont tr~s rares et probablement ont-ils 4t4 transport4s post mortem (4chinides, ast4rides, crinoides, crustac4s, algues).

Les organismes terrestres (Thiolli4re & Gervais, 1871; Cocude-Michel, 1963) sont fr4quents et attestent de l'existence de zones 6merg4es/~ proxi- mit4. Tout d'abord, la flore est surtout marqu4e par de nombreuses frondes de Zamites [eneonis de SAPORTA (Bennettitales), des axes de Bra- chyphyllum (Conif4rales), des foug~res. D'autre part, les reptiles, tr~s bien conserves sont terrestres ou littoraux : crocodiliens (Crocodileimus robustus THIOLLII~RE, Alligatorellus, Sauranodon) ; ch41o- niens (Idiochelys, Eurysternum ).

La flore pour se d4velopper suppose l'exisLence d'un sol et les reptiles n4cessitent la pr4sence de suffisamment d'eau douce sur les zones 6merg4es. La bonne conservation ,des or~janismes montre que ceux-ci ont subi un faible transport et que les terres 4merg4es devaient ~tre tr~s proches. Le continent 4tant tr6s loin, il ne peut s'agir que d'iles coralliennes voisines.

I I I . - - A r r & t B 3 - Ravin de la Dorche (fig. 9)

1 ) S i tua t i on :

Orbagnoux Seyssel, 1/50 000, IGN XXXIII-30 X -- 866A20 km Y = 116,000 kin.

2) Stratigraphie : Kimm6rid~lien sup4rieur.

Les laminites bitumineuses, observ~es dans Far- r~t pr4c~dent (B 2) sont tr6s bien d4velopp~es et,

de ce fait, exploit~es dans le site d'Orbagnoux (pl. 2, fig. 3). Le bitume extrait sert h la prepa- ration de produits pharmaceutiques.

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,,,,i ii,lij, Fig. 9 Coupe de La Dorche. Section of La Dorche.

68

La mine d'Orbagnoux pr4sente une lon0ue 0alerie souterraine horizontale de plus d'un kilo- m~tre et une issue de secours d4bouche dans le ravin de la Dorche of 1 il est possible de suivre en d~tail les ~l~ments de la s~rie caract~ristique du Grand-Colombier.

A la base, on peut observer les calcaires /t c4phalopodes (Ataxioceratidae), puis les calcaires

Tubiphytes qui se chargent en silex dans la partie sup~rieure, puis les laminites bitumineuses qui pr~sentent ici le maximum de concentration en bitume (6 %, selon Gubler 6 Louis, 1957) et de d4veloppement vertical (4 m). Les intercalations st~riles pr4sentent des disharmonies fr4quentes. On peut r~colter dans ces horizons, des v~04taux tr~s vari4s (Barale, 1978), des poissons, crustac4s, quelques ammonites ~ventuellement. Au toit de l'entr4e de la mine, on pourra 4galement observer des fentes de syn4r~se (pl. 2, fig. 4).

L'examen au microscope 41ectronique (pl. 2, fig. 5) a permis d'observer des coccolithophorid~s (Bernier et al., 1972), des radiolaires et des diato- m~es. Ceux-ci peuvent, devenir abondants sur les lamines portant des aptychus ou des ammonites proprement dites. G. Deflandre (1941) y a d4crit 4galement un plancton de dinoflagell~s. Tr~s r4cemment, P. Bernier ~ B. Courtinat (1979) ont 4tudi4 les Leiosphaeridae, la mati~re or0anique et les conditions d'environnement de ce gisement.

Comme dans le 0isement de Cerin, les poissons sont fr~quemment arqu~s, la bouche ouverte, indi- quant une mort par asphyxie.

Au-dessus, mais d'acc~s p4ritleux fi la Dorche, on observe des laminites ondul6es a pseudomorphoses de gypse (Bernier ~ Enay, 1972). Ce niveau, peu ~pais dans cette coupe (15 cm), termine la premiere s~quence d u Kimm4ridgien, Portlandien. On y trouve plus rarement des tr4~ mies de sel.

l ine explication rationnelle de la fin de cette s~quence a ~t4 fournie par la th4orie d4velopp4e par G. Busson (1978) sur les [aci~s confin4s : la succession litholo0ique des laminites bitumineuses puis /l pseudomorphoses de 0ypse si0nifie l'existence dans un premier temps de deux corps d'eau diff4renci4s sans communication r4elle, le corps d'eau inf4rieur n'~tant pas oxy~t4n4 d'oh l'absence d'organismes benthiques. Dans le corps d'eau sup~rieur, une vie p41a0ique existe: plancton (coccolithophorid4s, radiolaires, diatom4es dinofla- 0ell4s), necton (poissons, ammonites). L'un et l'autre sont d4pos4s et fossilis~s fi la base du corps

d'eau inf~rieur non oxydant, avec pr4servation partielle de leur mati~re organique.

Le corps d'eau inf4rieur finit par devenir pr4- pond4rant et le corps d'eau sup4rieur inexistant, ce qui entraine une saturation de l'ensemble et pr4cipitation de gypse.

IV. ~ Arrc, t B 4 - Les pinacles de la carr ibre des Mares

1 ) Situation : Saint~Germain-de-Joux (Ain) Nantua, 1/50 000, IGN XXXII-29 X -- 861,950 km Y ~ 137,500 kin.

2) Stratigraphie : Kimm~ridoien sup4rieur.

La carri~re des Mares correspond ~t une exploitation souterraine o~ est extrait un calcaire tr~s pur utilis4 dans la fabrication d'en0rais, aliments pour le b~tail, dentifrices, etc. Les cavit~s ancien- nes de cette exploitation sont utilis~es pour l'affi- na0e du gruyere.

La carri~re des Mares est: situ~e au Nor& dans un secteur non abrit4 par la barri~re corallienne de la Haute-Chaine. Depuis le Col de la Faucille, en direction du Sud-Ouest (Molinges, Corveissiat), se d4veloppe une longue zone oolithique s~par~e des facies de lagon observ4s h Cerin (arr~t B 2) et Orbagnoux (arr~t B 3) par des calcaires bio- d4tritiques. Ces derniers pr4sentent de fr4quents pgtt4s coralliens, au sens de Battistini et al. (1975) : Charix, Giron, Cirque des Avalanches, ou des pinacles comme /t Saint-Germain-de-Joux (Enay, 1965). Ces pinacles n'ont souvent pas plus de 10 h 20 m~tres de diam~tre, mais peuvent s'41ever sur plusieurs dizaines de m~tres (50-60 m).

Ces constructions sont presque essentiellement constitutes par des madr~pores arborescents *: Thecosmilia sp., Calamophylliopsis [labellum MICH., Amphiastraea basalti[ormis KoBY, associ4s

des coraux massifs: Latiastraea valfinensis (KoBY), Meandrophyllia co rrugata (MIcrI.), Lati- phyllia suevica (QuENST.), Cryptocoenia rnichelini BEAUVAIS, Oualastraea michelini (M. E. ~ H.), Confusatraea thevenini ETALLON, Microsolena fro- menteli KOBY et des solitaires tels que Epistrepto, phyllum valfinensis (de FROMENTEL ~ FERRY).

* D4termination L. Beauvais.

6 9 m

Outre les madr~poraires, on peut r&olter de nombreux Dic~ratid~s (Monnin, in Enay, 1965): Diceras chantrei MUN. CHAI2a., D. beyrichi BOE- Ltn~, Heterodiceras munsteri GOLDF., des brachiopo- des, 6chinodermes : Acrocidaris [ormosa A~., gas- t&opodes : Nerinea sp., Discotectus sp., des algues Dasycladac&s: Salpingoporella pygmaea (GiiM- BEL), Petrascula guembeli BERNIER, Petrascula bursi[ormis (ETALLON) (pl. 2, fig. 6 et 7).

L'environnement crayeux des pinacles coralliens est caract~ristique de la r~gion de Saint-Germain- de-Joux. Au microscope ~lectronique, ce s~diment se montre constitu~ de fines particules carbonat&s d~tritiques, r~sultat d'activit~ biologique (bact~ries, crustac~s, poissons-perroquets...) et suppose un milieu relativement calme off la d&antation est possible.

V. ~ C O N C L U S I O N

Au cours de l'excursion dans le Kimm~ridgien du Jura m~ridional, nous avons insist~ sur la mise en place du r&if corallien et de l'environnement d'arri~re-r&if (fig. 9).

Horizontalement, trois grands domaines peuvent ainsi ~tre d~finis :

1) la barri&e proprement dire tr~s recristallis~e dans la pattie la plus orientale du Jura;

2) le lagon imm~diatement en artiste de celle-ci off les eaux se diff~rencient en deux corps succes- sirs, le corps inf~rieur anoxique, sans vie, off les organismes p~lagiques du corps sup~rieur oxyg~n~

viennent s'accumuler et se transformer en bitumes ;

3) la zone nord agiti~e aux facies oolithiques ou biod~tritiques ~ pfit~s coralliens ou pinacles, dont les coraux sont souvent mieux conserves et permettent de voir leur organisation.

Werticalement, on assiste au passage de [aci~s de mer franche jusqu'fi l'installation de la barri~re corallienne. II semble que les facies d'~mersion sur- incombant le r~cif t~moignent de la mort de celui-ci par raise hors d'eau pro long~e coincidant avec les facies ~vaporifiques dans le lagon et les facies lacustres dans la zone nord.

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P L A N C H E S

- 7 2 -

P L A N C H E 1

1 - Coupe de la carri6re Vicat. Base des Calcaires Lit6s. Bouvesse-Quirieu.

2 - Bioherme :i spongiaires et stromatolithes. Calcaires Lit6s. Carri6re Vicat. Bouvesse-Quirieu.

3 - Bioherme h spongiaires et stromatolithes. Couches de Birmensdorf . Evosges.

4 - Niveau marneux ~ spongiaires. Base des Calcaires Lit6s. Carri6re Vicar. Bouvesse-Quirieu.

5 - Surface sup6rieure d 'un bioherme avec perforations de lithophages (= p) et valve fix6e d'Ostreid6. Calcaires Lit6s.

Carri6re Vicar. Bouvesse-Quirieu.

6 - Structure g6n6rale d 'un bioherme. Calcaires Lit6s. Carri6re Vicat. Bouvesse-Quirieu.

7 - D6tail de la structure d 'un bioherme. Couches de Birmensdorf . Maconnod. e = 6ponge, s = encrofttement stromatolithique, m = s6diment micritique.

1 - Vicat quarry outcrop. Base of Calcaires Lit6s. Bouvesse-Quirieu.

2 - Sponge-stromatolite-bioherm. Calcaires Lit6s. Vicat quarry. Bouvesse-Quirieu.

3 - Sponge-stromatolite-bioherm. Couches de Birmensdorf . Evosges.

4 - Marly level with sponges. Base of Calcaires Lit6s. Vicat quarry. Bouvesse-Quirieu.

5 - Bioherm upper surface with borings (= p) and adherent Ostreid valve. Calcaires Lit6s. Vicat quarry. Bouvesse-Quirieu.

6 - Bioherm general structure. Calcaires Lit6s. Vicar quarry. Bouvesse-Quirieu.

7 - Bioherm detailed structure. Couches de Birmensdorf . Maconnod. e = sponge, s = stromatolitic crust, m = micritic

sediment.

G6obios M6m. spdcial 4

Pl. I P. Bernier et C. Gafllard

- 7 4 -

P L A N C H E 2

1 - Calcaire wackestone h Tubiphytes (t) et Spongiaires. Pr6sence fr6quente de Saccocoma et Aptychus (a). Rochers de Tabalcon, TAB 36, x 14.

2 - Calcaire grainstone ~ ciments divers attestant d'une diagen6se dans des conditions vari6es : ciment palissadique (a) de diagenbse marine pr6coce, ciment stalactitique (b) et ciment en m6nisque (c) de diagen6se vadose, ciment drusique de diagen~se phr6atique (d). Les espaces permettant de voir la calcite 6pig6n6tique sont rares. Cluse de la Balme, BAL 43, x 1 4 .

3 - Laminite bitumineuse. Les lamines sombres sont charg6es en bitume, les lamines claires sont micritiques. Ravin de la Dorche, ORB 10 b, x 9.

4 - Fentes de syn6r6se h la surface d'une lamine bitumineuse. Ravin de la Dorche,ORB 14, x 0,5.

5 - Les coccolithes peuvent 6tre abondants sur certaines lamines bitumineuses. Ravin de la Dorche, ORB 11 a-b, x 5 800.

6 - Petrascula guembeli BERNIER. Carri6re des Mares, SGJ 6, x 2.

7 - Petrascula bursiformis (ETALLON). Carri6re des Mares, SGJ 7, x 2.

1 - Tubiphytes (t) and Sponge wackestone, with frequent Saccocoma and Aptychus (a). Rochers de Tabalcon, TAB 36, x 14.

2 Grainstone showing different cements attesting of diagenesis in various conditions : fringing isopachous cement (a) Of early marine diagenesis ; stalactitic (b) and meniscus (c) cements o f vadose diagenesis, drusy (d) cement of phreatic diagenesis. Some scarce places are filled with epigenetic calcite. Cluse-de-la-Balme, BAL 43, x 14.

3 Bituminous shale. Dark laminations are made up of bitumen while light laminations are micritic. Ravin de la Dorche, ORB 10 b , x 9.

4 Syneresis cracks on the surface o f a bituminous lamination. Ravin de la Dorche, ORB 14, x 0,5.

5 Coccoliths may be sometimes abundant on bituminous laminations. Ravin de la Dorche, ORB 11 a-b, x 5 800.

6 Petrascula guembeli BERNIER. Carri~re des Mares, SGJ, x 2.

7 Petrascula bursiformis (ETALLON). Carri~re des Mares, SGJ 7, x 2.

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PI. 2 P. Bernier et C. Gaillard

G6obios M6m. sp6cial 4

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Bioconstructions du Jura méridional