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Traces fossiles & Ichnofacies. A - Introduction à lichnologie – intérêts des traces fossiles B – Classification des traces C – Exemples de morphologie.

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1 Traces fossiles & Ichnofacies

2 A - Introduction à lichnologie – intérêts des traces fossiles B – Classification des traces C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, vertébrés, plantes, … E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques

3 A - Introduction à lichnologie - 1 Généralités Structures biogénétiques Structures zoogénétiques Structures phytogénétiques 1.Traces de fin de vie 2.Structures typiques 3.Le plus souvent : auteur inconnu Précambrien - Actuel Relations à lauteur

4 A - Introduction à lichnologie - 1 Généralités Limule au bout de sa trace Traces de sauropodes Traces de théoropodes 1.Traces de fin de vie 2. Structures typiques

5 Préservation des organismes dans leur terriers Organismes à squelettes Organismes à corps mous fréquent rare Pholades (lithophages) surface durcie & perforée Callovien, Meuse Polychète annélide (Trentonia shegiriana) Ordovicien moyen, Quebec A - Introduction à lichnologie – 1 Généralités

6 A - Introduction à lichnologie - 1 Généralités Rusophycus Fallotaspidae Margaritichnus Ediacara Cas de lexplosion cambrienne

7 Ichnologie : étude des traces danimaux et de plantes Etude du comportement/adaptation au milieu Indicateur des environnements / paléoenvironnements Néoichnologie (étude des traces actuelles) Palichnologie (étude des traces fossiles) Principe duniformitarisme ou actualisme Biologistes Ecologues Océanologues Paléontologues Sédimentologues Géochimistes A - Introduction à lichnologie – 2 Définitions

8 STRUCTURES BIOGENETIQUES (Frey & Pemberton 1984) : Structures biogénétiques Structures sédimentaires biogénétiques s.s Traces indirectes post-mortem Pseudo traces organiques Structures de biostratification (bioconstructions) TRACES FOSSILES BioturbationBiosédimentation Empreintes (tracks) Contre-empreintes (cast) Pistes (trails) Terriers (burrows) Trace de pacage (grazing) Perforations (borings traces) Pelotes fécales (fecal pellets) Traces fécales (fecal casting) Structures de bioérosion (perforations, grattage…) Autres traces dactivité (outils, coquilles dœufs…) A - Introduction à lichnologie – 2A - Introduction à lichnologie – 2 Définitions

9 INTERETS : - Préservation dans des contextes de fossilisation difficiles (marin profond) - Préservation renforcée par laction de la diagenèse - Préservation de linformation in situ PALEOBIOCENOSE PALEONTOLOGIQUE / PALEOECOLOGIQUE A - Introduction à lichnologie – 3 Intérêt des traces fossiles - Compréhension des grandes étapes de la vie : ex : bioturbation précambrienne explosion cambrienne premières empreintes de vertébrés terrestres

10 INTERETS : ETHOLOGIQUE Témoigne des comportements des organismes en réponse aux différentes sollicitations du milieu : - Quête de nutriment/nourriture, - Protection contre les prédateurs, - Protection contre les courants, les sédiments, la chaleur, la dessiccation … NOURRITURE (feeding) LOGEMENT (dwelling) REPOS (resting) LOCOMOTION (locomotion) T. recherche nourriture T. pacage T. migration T. repos T. habitation T. culture T. locomotion T. agonieT. prédation A - Introduction à lichnologie – 3 Intérêt des traces fossiles

11 INTERETS : SEDIMENTOLOGIQUE Résultat de ladaptation des organismes au milieu, létude des traces fossiles permet de préciser les environnements de dépôts : - Bathymétrie - Salinité - Anoxie (eau ou substrat) - Agitation du milieu - Arrêt, ralentissement ou augmentation des taux de sédimentation - Diagenèse, lithification du substrat, compaction … Les ichnofaciès correspondent à des associations dichnofossiles qui témoignent de conditions particulières du milieu de dépôt de façon récurrente géographiquement et au cours du temps (9 grands types) A - Introduction à lichnologie – 3 Intérêt des traces fossiles

12 BIOSTRATIGRAPHIE Corrélations : - Arenicolites franconicus : Trias Moyen dAllemagne (qq cm sur 26 kms) - Traces de la Green River Formation : Eocène de lUtah (3 bancs sur 40 kms) A - Introduction à lichnologie – 3 Intérêt des traces fossiles

13 BIOSTRATIGRAPHIE - Problème des ichnogenres : longue durée dexistence Paleodictyon : Silurien - Tertiaire - Exceptions : Oldhamia : Cambrien Cruziana : Cambrien - Silurien A - Introduction à lichnologie – 3 Intérêt des traces fossiles

14 Exemple dutilisation des ichnofossiles pour dater la base du Cambrien = 1 ère apparition de terriers Phycodes pedum et formes associés (Benton & Harper 1997) BIOSTRATIGRAPHIE A - Introduction à lichnologie – 3 Intérêt des traces fossiles

15 B – Classification des traces CLASSIFICATION TAXINOMIQUE : ICHNOTAXINOMIE Détermination dichnogenres et dichnoespèces en fonction de la morphologie des traces (principe binomial de la taxinomie linnéenne ex: Phycodes pedum ) Attention aux confusions ex: vers Arenicola ichnofossile Arenicolites (forme U) polychète Nereis ichnofossile Nereites Difficulté de retrouver lorganisme à lorigine de la trace, donc dassocier organisme et traces 1 Une même espèce peut générer des traces différentes selon : - le type de substrat (meuble ou induré) - le type dactivité (comportement) 2 Plusieurs espèces peuvent produire la même trace ! Obéit aux même lois que les classifications zoologique et botanique classiques, mais s arrête au rang de genre : ni classes, ni familles …

16 B – Classification des traces 1 Une même espèce peut générer des traces différentes selon : le type de substrat le type dactivité Exemple actuel pour le crabe Uca sp. 1 : terrier habitation avec boulettes de sable liées au creusement (Psilonichnus) 2 : piste (Diplichnites) 3 : trace de pacage à lentrée du terrier 4 : pelotes fécales Δ lithologique : Sable / argile 1 : interne (Scalarituba) 2 : épirelief (Nereites) 3 : épirelief (Neonereites) 4 : hyporelief (Neonereites)

17 B – Classification des traces DiplichnitesCruziana Exemple pour les trilobites : 3 ichofossiles Cruziana Trilobite Il existe des morphologies de type Cruziana en milieu continental !

18 B – Classification des traces 2 Plusieurs espèces peuvent produire la même trace ! Traces de Rusophycus= T. repos bilobées 1 : ver polychète 2 : escargot 3 : crevette 4 : trilobite Terriers de même morphologie : 1 : homard (Nephrops) 2 : poisson (Lesueutigobius) 3 : crabe (Goneplex)

19 B – Classification des traces CLASSIFICATION BASEE SUR LA PRESERVATION (stratonomique - descriptive) Au sein dun dépôt : - trace interne (endogenic) - relief plein (full relief) terriers A linterface entre 2 lithologies : - trace externe (exogenic) - semi-relief : épirelief (toit), hyporelief (base) pistes CLASSIFICATION BASEE SUR LA MORPHOLOGIE (Horowitz, 1971) 1 - Structures intrastrates : A - Forme : branchue/non branchue B - structuration du remplissage : structuré/homogène C - Taille D - Disposition : horizontale/verticale/inclinée/aléatoire 2 - Structures de surface : A, B, C et D

20 1. Cruziana; 2. Anomoepus; 3. Cosmorhaphe; 4. Paleodictyon; 5. Phycosiphon; 6. Zoophycos; 7. Thalassinoides; 8. Ophiomorpha; 9. Diplocraterion; 10. Gastrochaenolites; 11. Asteriacites 12. Rusophycus (after Benton & Harper, 1997) B – Classification des traces CLASSIFICATION ETHOLOGIQUE (comportement) 1.Cubichnia = trace de repos (type Asteriacites, Rusophycus) 2.Repichnia = trace de locomotion (type Cruziana, Anomoepus) 3.Pascichnia = trace de pacage (type Cosmorhaphe) 4.Agrichnia = trace de culture (type Paleodictyon, Phycosiphon) 5.Fodinichnia = trace de nutrition (type Zoophycos) 6.Domichnia = trace dhabitation (type Ophiomorpha, Thalassinoides) 7.Fugichnia = trace de migration (type Diplocraterion, Gastrochaenolites)

21 TRACES DE REPOS – CUBICHNIA (resting traces) - Organismes épibenthiques, endobenthiques, nectobenthiques - Face ventrale souvent nette avec préservation des détails - Transition facile avec les traces déchappement et de locomotion - Morphologie : petites dépressions souvent isolées (arrêt temporaire) - Type : Asteriacites (étoiles de mer) ou Rusophycus (trilobites) C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin Asteriacites

22 TRACES DE REPOS – CUBICHNIA (resting traces) - Organismes épibenthiques, endobenthiques, nectobenthiques et mobiles - Face ventrale souvent nette avec préservation des détails - Transition facile avec les traces déchappement et de locomotion - Morphologie : petites dépressions souvent isolées (arrêt temporaire) - Type : Asteriocites (étoiles de mer) ou Rusophycus (trilobites) C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin Rusophycus

23 TRACES DE LOCOMOTION – REPICHNIA (crawling traces) C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin - Traces liées à la fuite, à la recherche ou à la récolte de nourriture - Traces internes ou externes - Traces conservées entières ou sous forme de « relief de clivage » (moulage de lempreinte à la base du dépôt qui la recouvre) - Morphologie : sillon rectiligne à sinueux, parfois ramifié, lisse ou orné - Type : Cruziana, Diplichnites, Scolicia (oursins), Aulichnites (gastéropode) Aulichnites

24 TRACES DE PACAGE – PASCICHNIA (grazing traces) C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin - Traces produites par des organismes brouteurs - Organismes surtout épibenthiques - Broutage du dépôt lui-même ou dalgues à la surface (détritivore ou herbivore) - Morphologie : traces typiques de cette activité où lespace est exploité au maximum pour la recherche de nourriture = traces en sillons, continues, planes, non ramifiées, courbes à enroulées, généralement sans recoupement - Types : Helminthoïda, Nereites, Phycosiphon, Zoophycos, Cosmorhaphe Neonereites Zoophycos

25 TRACES DE PACAGE – PASCICHNIA (grazing traces) C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin Zoophycos : traces complexes sous forme de terriers horizontaux à obliques, à 2 ouvertures, à structure hélicoïdale, (synonyme (Fr.) Cancellophycus), laissées par des fouisseurs vermiformes Olivero 1993 Construction progressive de traces de zoophycos Tube marginal Spirale remontante ou descendante (plus fréquent) Lame ou spreite

26 TRACES DE PACAGE – PASCICHNIA (grazing traces) C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin - Traces produites par des organismes brouteurs - Organismes surtout épibenthiques - Broutage du dépôt lui-même ou dalgues à la surface (détritivore ou herbivore) - Morphologie : traces typiques de cette activité où lespace est exploité au maximum pour la recherche de nourriture = traces en sillons, continues, planes, non ramifiées, courbes à enroulées, sans recoupement - Types : Helminthoïda, Nereites, Phycosiphon, Zoophycos, Cosmorhaphe SirorcosmorhapheSpirorcosmorhaphe

27 TRACES DE CULTURE (récolte, piégeage) – AGRICHNIA C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin - Terriers ou systèmes de tunnels horizontaux sous forme de motifs géométriques réguliers méandres: type Phycosiphon réseau hexagonal: type Paleodictyon - Hypothèse de Seilacher (1977) : formes à la fois dhabitation permanente et de nutrition par « lélevage » de bactéries ou piégeage de nourriture par le mucus des organismes Paleodictyon

28 TRACES DE NUTRITION – FODINICHNIA (feeding traces) C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin - Traces de pacage = superficielles et programmées (exploration systématique de lespace) - Traces de nutrition = recherche extensive de nourriture en subsurface (organismes épibenthiques munies dune trompe extensible : détritivores) ou en profondeur (organismes endobenthiques) - Morphologie: souvent en 3D, terriers simples ou ramifiés (dichotomique), galeries rectilignes, sinueuses ou en U, non enduite, sans orientation / litage - Parfois utilisées ultérieurement comme habitation - Types : Chondrites, Gyrophyllites, Phycodes, Thalassinoïdes, Rhizocorallium Chondrites (Jurassique)Chondrites (Silurien)

29 TRACES DE NUTRITION – FODINICHNIA (feeding traces) C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin - Traces de pacage = superficielles et programmées (exploration systématique de lespace) - Traces de nutrition = recherche extensive de nourriture en subsurface (organismes épibenthiques munies dune trompe extensible : détritivores) ou en profondeur (organismes endobenthiques) - Morphologie: souvent en 3D, terriers simples ou ramifiés (dichotomique), galeries rectilignes, sinueuses ou en U, non enduite, sans orientation / litage - Parfois utilisées ultérieurement comme habitation - Types : Chondrites, Gyrophyllites, Phycodes, Thalassinoïdes, Rhizocorallium Chondrites (Carb.)Phycodes

30 TRACES D HABITATION – DOMICHNIA (dwelling traces) C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin - Habitations permanentes dorganismes endobenthiques suspensivores ou carnivores, charognard - Taille variable allant de celle de lorganisme (ex: pholades) à des puits ou galeries complexes, ramifiés ou non, en U, horizontaux à verticaux - Selon la lithologie: perforations (fond dur) ou creusement de terriers (fond meuble) - Parois généralement renforcé par un enduit (mucus et/ou sédiments agglutinés et fecal pellets, ou tubes organiques en chemisage) traces nutrition - Structures remplies par du sédiment après le départ de lorganisme - Types : Diplocraterion, Ophiomorpha, Skolithos, Trypanites, Arenicolites, Thalassinoïdes Ophiomorpha Trypanites

31 INTERFACE TRACES D HABITATION – TRACES DE NUTRITION C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin Ophiomorpha : terriers branchus verticaux, horizontaux, obliques, à texture noduleuse (fecal pellets), générés par des organismes de type crevettes (actuel)

32 INTERFACE TRACES D HABITATION – TRACES DE NUTRITION C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin Thalassinoïdes : terriers branchus en Y ou T, horizontaux, obliques, verticaux, parois peu épaisses Ophiomorpha, probablement liés à des arthropodes

33 INTERFACE TRACES D HABITATION – TRACES DE NUTRITION C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin Skolithos : terriers simples verticaux liés à des organismes suspensivores Arenicolites : terriers simples en U perpendiculaires à la stratification, différentes ichnoespèces selon la largeur du U

34 TRACES DE MIGRATION – FUGINICHNIA (escape traces) C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin - Traces attribuables à des organismes endobenthiques vivant à des profondeurs déterminées du substrat - Adaptation au taux de sédimentation / érosion migration vers le haut ou le bas pour retrouver sa profondeur de vie - Répétition des traces existantes, présence de traverses (spreite) - Type : facilement observable chez Diplocraterion, Rhizocorallium, mais applicable à dautres types (ex: Rosselia anémones de mer) Rhizocoralium Rosselia

35 TRACES DE MIGRATION – FUGICHNIA (escape traces) C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin - Adaptation de terriers de Mya face à une augmentation (b) rapide du taux de sédimentation, (d) lente ou (c) face à une phase érosive - Forme dadaptation de Diplocrateion yoyo face à lérosion (B, C) avec abandon des tubes, face à laugmentation de la sédimentation (D, E) avec abandon de quelques tubes. F : abandon des tubes, surface érosive

36 D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, … Milieu continental -Traces peu à très peu abondantes en milieu subaérien (racines, insectes, vertébrés, gastéropodes) -Traces très diversifiées en milieu aquatique (dès le Carbonifère) : proches des traces du milieu marin au niveau des ichnogenres - Environnements fluvio-lacustres : - Larves insectes & insectes (Spongeliomorpha) - Vers oligochètes (Arenicolites, skolithos) - Crustacés eau douce (Thalassinoides, Cruziana) - Trace de poisson - Trace de crabes (Psilonichnus) - Empreintes doiseaux - Pistes de vertébrés (dinosauriens) - Traces de végétaux (racines)

37 D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, … Milieu continental Palaeohelcura (pistes de scorpions) 2. Mesichnium (pistes dinsectes) 3. Entradichnus (traces en surface dinsectes) 14. Racines 15. Beaconites 16. Terriers dinsectes Cônes alluviaux, dunes éoliennes:

38 Milieu continental : plantes Traces de racines : Actuel (Ambrosia hispida) Dunes Bahamas Fossiles Même espèce, Bahamas, holocène (cimentation précoce manchons carbonatés) D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, …

39 Milieu continental 4. Acripes (pistes de crustacés) 5. Cruziana problematica (terriers de crustacés branchiopodes) 6. Cochlichnus 7. Scoyenia gracilis 14. Racines 17. Spongeliomorpha carlsbergi (insectes) Systèmes fluviatiles, plaines innondation D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, …

40 Milieu continental 8. Siskemia (pistes darthropodes) 10. Undichnus (traces poissons) 11. Traces de reptiles 12. Empreintes doiseaux 14. Racines 18. Lockeia siliquaria (terriers habitation gastéropodes) Milieux lacustres D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, …

41 D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, … Traces de vertébrés : - Une seule trace de pas = empreinte - Deux modes denregistrement : Empreintes négatives Empreintes positives Déformation des couches sous- jacentes liées au poids de lanimal

42 D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, … Traces de sauropodes Traces de théoropodes Classification des traces de dinosaures: - Différences possibles entre ornithopodes, cératopsidés, stégosauridés, prosauropodes, sauropodes, théoropodes Etude des traces renseigne sur mode de vie - Détails insuffisants pour retrouver le genre

43 D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, … - Si plusieurs traces de pas = pistes - Permet de différencier formes bipèdes / quadripèdes permanentes ou non

44 Milieu continental 9. Kouphichnium (pistes limules) 13. Empreintes damphibiens 19. Fuerschichnus communis 20. Diplocraterion paralellum Lagons - deltas D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, …

45 Milieu continental 12. Empreintes doiseaux 21. Skolithos 22. Psilonichnus (terriers de crabes) Marais, lagunes, backshore D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, …

46 Milieu continental D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, … Psilonichnus : terriers verticaux bifurquant en Y au sommet. Terrier habitation arthropodes, notamment de crabes de plages type Ocypode Dunes, marais Traces dempreintes doiseaux : molasse miocène de Digne, fossilisées sur des ripples marks (marée basse) Rivages: milieux supratidaux / intertidaux

47 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques - On retrouve des traces fossiles dans la plupart des milieux, non aquatique, aquatique eau douce et milieu marin (littoral – abyssal) - Milieu marin : importance de la PROFONDEUR (bathymétrie) - T°C de leau - Eclairement - Hydrodynamisme - Taux de sédimentation - Type de substrat (granulométrie, induration) - Apports trophiques - Oxygénation - Salinité Influence sur les communautés benthiques et donc de leur traces

48 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques Dun point de vue ETHOLOGIQUE : LittoralSublittoralBathyalAbyssal /hadal Domichnia Fugichnia Repichnia Cubichnia Fodinichnia Pascichnia Agrichnia herbivoresdétritivores

49 Zonation bathymétrique des ichnofossiles Assemblages spécifiques de traces liés aux milieux de dépôts Récurrence géographique de lactivité / milieu Récurrence temporelle de lactivité / milieu Régimes climatique, hydrographique et sédimentologique constants 9 ICHNOFACIES + + +

50 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques - Modèle de base : Seilacher (1967) - Regroupement des ichnogenres et ichnoespèces en 5 ichnofaciès - Activité verticale (suspensivores) dans les milieux les plus agités (nutriments en suspension) - Activité horizontale (détritivores) dans les milieux les plus calmes (nutriments dans le sédiment) - Traces à éléments plus complexes dans les milieux plus profonds ICHNOFACIES

51 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques Outre la profondeur, des regroupements peuvent être fait pour dautres paramètres : - Consistance du substrat : liquide (looseground), mou (softground), ferme (firmground), dur (hardground) - Processus de sédimentation - Apports trophiques - Agitation du milieu (hydrodynamisme) conduit à des classifications plus complètes Trypanites (zone rocheuse) Teredolites (bois) Glossifungites (semi-consolidé) Psilonichnus (backshore sableuse) Skolithos (shore sableuse) Cruziana (sublittoral) Zoophycos (bathyal) Nereites (abyssal) Ekdale et al. (1984)

52 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques WoodgroundRockground FirmgroundLoose and softgroundSédimentologie / environnement MarineFreshwater MarineEnergieBathymétrieGranulométrie TeredolitesTrypanites Glossi- fungites Scoyenia -Psilonichnus-BackshoreSand Rusophycos?SkolithosHighBeachSand - Arenicolites?ArenicolitesEventShelfSand silt Fuersichnus?CruzianaMedium Lagoon / shelf Sand, silt Mermia NereitesEvent Slope to abyssal Sand, mud ZoophycosLowMud Classification de Bromley (1996) selon le type de substrat/hydrodynamisme Position des principaux ichnofaciès en milieux marins et continentaux (Bentley & Harper 1997) Sc: Scoyenia Tr: Trypanites Ps: Psilonichnus Te: Teredolites G: Glossifungites Cr: Cruziana Z: Zoophycos Sk: Skolithos N: Nereites

53 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 1 – Ichnofaciès Scoyenia - Faible diversité de traces fossiles, principalement simples traces horizontales de type fodinichnia (Scoyenia), plus rarement verticales de type domichnia (Skolithos) et aussi Repichnia (Cruziana) dinsectes et de crevettes dau douce. - Association possible avec des traces de dinosaures et autres tétrapodes - Milieux continentaux fluvio-lacustres, de dunes éoliennes, associé à des paléosols, granulométrie: sables ou silts

54 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 2 – Ichnofaciès Psilonichnus - Assemblage peu diversifié de petits terriers verticaux avec chambre dhabitation basale (Macanopsis), terriers étroits en T ou Y (Psilonichnus), traces de racines, et empreintes de pas de vertébrés - Caractéristique des milieux de backshore, dunes éoliennes et de replats supratidaux

55 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 3 – Ichnofaciès Trypanites - Caractérisé essentiellement par des perforations verticales de type domichnia ou fodinichnia de vers (Trypanites), de bivalves, de cirripèdes du type balane ou déponges. - Indicateur de substrat dur à proximité de la ligne de rivage : côte rocheuse, récifs ou hardgrounds (fonds marins durcis). - Zones intertidales à subtidales.

56 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 4 – Ichnofaciès Teredolites - Perforations dans du bois (Teredolites) par des bivalves du type tarets (Teredo). - Backshore à shoreface

57 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 5 – Ichnofaciès Skolithos - Faible diversité et grande abondance des terriers verticaux de type Domichnia (Skolithos, Diplocraterion, Arenicolites), Fodinichnia (Ophiomorpha) et Fugichnia. Endofaune suspensivore. - Associé aux environnements agités : les organismes sont capables de réagir rapidement aux différents stress imposés par le milieu (variation rapide sédimentation/érosion). - Milieu intertidal (agitation constante), mais aussi environnements plus profonds, comme le sommet de tempestites ou de turbidites. - Substrat mou (softground), sables propres et bien triés

58 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 6 – Ichnofaciès Glossifungites - Principalement traces verticales du type Domichnia (Glossifungites et Thalassinoïdes) et parfois des traces de racines. - Sédiment légèrement consolidé mais non lithifié, comme des boues ou silts compactés - Zone de faible énergie : marais salés, lagunes, vasières, replats vaseux et milieux marins peu profonds où lérosion a décapé les sédiments superficiels - Zone supratidale à subtidale.

59 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 7 – Ichnofaciès Cruziana - Grande diversité de traces : Repichnia (Cruziana, Aulichnites), Cubichnia (Asteriacites, Rusophycus) et terriers verticaux de type Fodinichnia (Chondrites). - Substrat mou (softground) moyennement à peu agité : activité combinée de suspensivores, détritivores et carnivores. - Domaine de plateau continental médian à distal (10-200m), généralement entre la limite daction des vagues de beau temps (offshore supérieur) et celles de tempêtes.

60 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 8 – Ichnofaciès Zoophycos - Terriers de type Fodinichnia complexes (Zoophycos), horizontaux à légèrement inclinés. - Substrat boueux à fluide (thixotropique, looseground à softground), généralement riche en MO et pauvre en O 2 (conditions se rapprochant de lanoxie) - Caractéristique de milieux calmes : entre plaine abyssale et bord de plateau continental (talus) en labsence de turbidites (sinon ichnofacies Nereites). - Conditions réduites doxygénation et hydrodynamisme faible sont déterminants.

61 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 9 – Ichnofaciès Nereites - Terriers de type Pascichnia méandriformes (Nereites, Neonereites et Helminthoida) et spirales (Spirorhaphe) et de type Agrichnia (Paleodictyon). Terriers verticaux presque absents. - Organismes détritivores - Environnements marins profonds : plaines abyssales. Sédiments fins : boues de d é cantation et silts associés aux turbidites distales. - Eaux calmes et oxygénées.

62 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques IMPLICATIONS SEDIMENTOLOGIQUES : 1- Aide à la reconnaissance des paléoenvironnements : par une approche pluridisciplinaire intégrant les différentes informations biologique, sédimentologique et chimique. Lutilisation seule des ichnofaciès dans linterprétation bathymétrique peut être dangereuse … 2- Permet de travailler sur la chronologie des événements : a) évènements brefs ou instantanés (turbidites, tempestites, lits de cendres) b) Mise en évidence de surface de lithification et dérosion c) Compréhension des processus de colonisation/recolonisation du milieux 3- Estimation du taux de sédimentation : trop rapide = bioturbation réduite (ex: dépôts de plage ou turbidite), adaptation des terriers (fugichnia) 4- Variation du niveau marin relatif : ichnofossiles très sensibles aux changements environnementaux (ex: terriers dinsectes Ophiomorpha) ou permettent de définir des surfaces remarquables (ex: certaines espèces de Diplocraterion permettent didentifier les surfaces dinondation)

63 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques Reconnaissance de surfaces remarquables : A - MFS : boues doffshore bioturbées recouvrant des sables de shoreface à Ophiomorpha B - Surface érosive et transgression rapide C - Changement de salinité avec incursion marine (colonisation par Rosselia) recoupant des sables fluviatiles à traces de plantes D - Hiatus et changement de consistance du substrat : colonisation par Skolithos (firmground), recoupant une ichnocénose de substrat mou (softground) E - Surface durcie et perforée : colonisation dorganismes perforants sur une ichnocénose à Thalassinoides (shoreface) recouvert par une ichnocénose à Chondrites et Zoophycos (offshore) F – Installation dun sol avec traces de racines recoupant des sables de shoreface supérieur à Ophiomorpha et Skolithos, le tout recouvert par des sables fluviatiles (Bromley, 1996)

64 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques IMPLICATIONS SEDIMENTOLOGIQUES : 5- Corrélations : hardgrounds avec assemblages de traces caractéristiques 6- Variation salinité : indique les émersions et les environnements subaériens / aériens (ex: traces de racines des paléosols) 7- Biosédimentation : importance des pellets dans la sédimentation 8 - Estimation de la compaction : sphéricité des terriers déformés par la compaction 9 – Condition doxygénation du milieu : diversité des traces & types de traces: définition de biofaciès

65 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques RELATIONS BIOTURBATION - OXYGENATION : - [O 2 ] importante à faible profondeur (zone photique) photosynthèse + échanges atmosphère - [O 2 ] diminue avec la profondeur : compensation respiration-oxydation MO / photosyntèse - Variation O 2 : influence capitale sur lactivité de la faune et donc sur les traces (bioturbation) - Définition de biofaciès : degré de bioturbation lié à lactivité des organismes

66 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques - Biofaciès aérobique : turbulence suffisante - bioturbation profonde et diversifiée. - Biofaciès dysaérobique (zone supérieure: 2-1 ml/l O 2 dissous) : faible turbulence, absence de suspensivores et réduction de lendobenthos - faible diversité et profondeur de la bioturbation -Biofaciès dysaérobique (zone inférieure: 1-0,5 ml/l O 2 dissous) : microlamination est faiblement perturbée, avec principalement Chondrites. - Biofaciès exaérobique et anaérobique : aucune bioturbation, sédiment non affecté (lamines parfaitement préservées).

67 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementalesE – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 1 - Aucune – lamination primaire préservée, environnement abiotique 2 - fodinichnia : traces dorganisme détritivores à faible déplacement : Chondrites – Zoophycos 3 - pascichnia : traces de détritivores se déplaçant et plus rarement Chondrites 4 - domichnia - traces produites en contexte aérobique dominées par Skolithos En terme de traces … (Bromley, 1996)

68 Tony, J. Prescott & Carl Ibbotson, Department of Psychology, University of Sheffield, UK. Comparaison entre traces fossiles cambriennes et simulations par des robots dans le cadre d études sur lévolution des systèmes nerveux et du comportement : vers une meilleure caractérisation des processus cognitifs …

69 Bibliographie utilisée : Articles de la revue Ichnos (Pemberton & Pickerill) 1990, 1994, 1995 – An International journal for plant and animal traces Boucot A.J. (1981) Principles of benthic marine paleoecology, with contribution on bioturbation, biodeposition and nutrients by R.S. Carney Brenchley P.J. & Harper D.A.T. (1998) Palaeoecology : Ecosystems, environments and evolution Briggs E.G. & Crowther P.R. (2001) Palaeobiology II Crimes T.P. & Harper J.C (1970) Trace fossils Crimes T.P. & Harper J.C (1977) Trace fossils 2 Dodd J.R & Stanton R. J. (1990) Paleoecology – concepts and applications Donovan K. (1994) The palaeobiology of trace fossils Ekdale A.A., Bromley R.G., Pemberton S.G (1984) Ichnology – trace fossils in sedimentology and stratigraphy Frey R.W & Pemberton S.G. (1984) In Facies models (Walker R.G., 2nd ed.) Gall J.C (1998) Paléoécologie – Paysages et environnements disparus Gillette D.D. & Lockley M.G. (1989) Dinosaur tracks and traces Häntzschel W. (1975) Trace fossils and problematica, Part W, In Treatise on invertebrate paleontology (Moore R.C ed.) Reineck H.E. & Singh I.B. (1980) Depositional sedimentary environments Web : PLUS DINFO …

70 Thèmes bibliographiques possibles : 1.Traces de dinosauriens – relations paléoenvironnements 2.Traces de dinosauriens – paléoecologie 3.Traces darthropodes – séries continentales 4.Le genre Zoophycos – implications paléoenvironnementales 5.Exemple dutilisation biostratigraphique des traces 6. Implications paléoenvironnementales – zonation des ichnofaciès 7. Les traces fossiles du Précambrien/Cambrien 8.Les traces de perforations 9.Relations cycles sédimentaires/évènements brefs et traces fossiles 10.Comparaison de traces fossiles et actuelles 11.Traces fossiles en contexte turbiditique 12.Traces fossiles en milieu océanique profond 13.Condition oxygénation du milieu: le genre chondrites


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