Biostratigraphy, sedimentology and sequence stratigraphy of the latest Hauterivian – Early Barremian drowning episode of the Northern Tethyan margin (Altmann Member, Helvetic nappes, Switzerland)

Abstract.

During the Early Cretaceous, major palaeoceanographic changes are mirrored on the northern Tethyan carbonate platform by changes in the carbonate factory and by platform drowning. The Altmann Member of the central European, northern Alpine Helvetic thrust and fold belt, contains the sedimentary record of one of these drowning events which occurred during the Late Hauterivian – Early Barremian. It consists mainly of highly condensed beds, which are rich in glaucony and phosphates. The Altmann Member was hitherto only poorly dated. New ammonite findings and a re-evaluation of existing ammonite fauna allow to precisely date this drowning episode, starting in the Pseudothurmannia seitzi biozone (latest Hauterivian) and lasting until the Coronites darsi biozone (latest Early Barremian). These new age dates, coupled with sequence stratigraphic interpretations allow to better understand the unfolding of the drowning episode, which proceeded in two stages: The first stage consisted in an important phase of marine transgression during the latest Hauterivian, during which carbonate production was highly reduced; the second stage is recorded during the latest Early Barremian by an important sequence boundary, which is associated with a phosphatized hardground, followed by rapid sea-level rise and the deposition of outer ramp sediment associated with the backstepping of the platform. Almost the whole early Barremian is likely to be condensed in this phosphatized hardground, which is associated to a second order sea-level lowstand. The onset of the drowning event is linked to the Faraoni oceanic anoxic event, whereas during the Early Barremian, phosphatization might be the result of important winnowing during a period of highly eutrophic conditions.

Resume.

Durant le Crétacé inférieur, les changements paléoceanographiques sont enregistrés sur la marge nord-Téthysienne par des fluctuations du mode de production des carbonates ainsi que des épisodes d’ennoiement de plate-forme. Le Membre d’Altmann, qui affleure en Europe centrale, dans les nappes plissées et charriées du domaine Helvétique, est le résultat d’un de ces ennoiements de la plate-forme carbonatée se déroulant durant l’Hauterivien tardif et le Barrémien précoce. Principalement constitué de couches fortement condensées riches en glauconie et phosphate, le Membre d’Altmann, qui peut être relié à des changements paléocéanographiques majeurs durant le Crétacé inférieur, n’a pour l’instant été que faiblement daté. De nouvelles datations biostratigraphiques basées sur des ammonites nouvellement trouvées, ainsi que sur une réévaluation de celles précédemment publiées, permettent de précisément dater cet épisode d’ennoiement de plate-forme. Celui-ci débute dans la zone d’ammonites à Pseudothurmannia seitzi (Hauterivien tardif) et se termine dans la zone à Coronites darsi (dernière zone du Barrémien inférieur). Ces nouvelles datations, couplées avec des interprétations en stratigraphie séquentielle, permettent de mieux appréhender le déroulement de cet épisode d’ennoiement de plate-forme qui se développe en deux temps : une première étape correspond à une importante phase de transgression marine durant l’Hauterivien terminal, accompagnée par une réduction importante de la production carbonatée. Une seconde étape est enregistrée durant la fin du Barrémien précoce par la formation d’un fond induré phosphaté associé à un bas niveau marin, suivie par une remontée rapide du niveau marin et le dépôt de sédiments de rampe carbonatée externe associé à une forte rétrogradation de la plateforme. De plus, la majeure partie du Barrémien précoce est condensée dans ce fond induré phosphaté associé à un bas niveau marin de second ordre. Le début de cet épisode d’ennoiement de plate-forme semble être lié à l’événement d’anoxie océanique du niveau Faraoni, tandis que durant le Barrémien inférieur, la phosphatogenèse semble être le résultat d’un important vannage des fonds océaniques durant une période d’eutrophie marine.