Sédimentologie et paléontologie des paléoenvironnements côtiers rupéliens de la Molasse marine rhénane dans le Jura suisse

Abstract

Aim.

To analyse the marine influences of the Rhenish sea in the distal part of the Swiss Molasse Basin (Jura Molasse) during the Early Oligocene, in order to reconstruct the palaeoenvironmental and the palaeogeographical evolution.

Location and geological setting.

In the Jura Molasse, the Rhenish sea deposits are mainly preserved in three sedimentary basins: Laufen, Delémont and Ajoie. They belong to the following stratigraphical groups of the Jura Molasse: Conglomérats de Porrentruy, Septarienton and Meeressand.

Methods.

The sedimentological series have been studied in detail for stratigraphy, sedimentology and palaeontology. Three stratigraphical columns are proposed for the Laufen, Delémont and Ajoie basins, corresponding to the southern extension of Rhenish sea in the Swiss Jura. Various fossil groups including foraminifers, ostracods, fishes, dinoflagellate cysts, spores and pollens were studied in terms of taxonomy, biostratigraphy and palaeoecology. These studies lead to reconstruct Oligocene palaeoenvironments and their evolution during the time interval NP21 to base NP25 (corresponding to 34.4–25.0 My).

Results.

Although three transgression-regression cycles are known in the Rhine Graben, only the first two cycles are recorded in the Ajoie basin and only one in the Delémont and the Laufen basins. New biostratigraphical data allow the dating of the different marine incursions in the Swiss Jura basins. In Ajoie basin, the first recorded transgression corresponds to the biozones top NP21 to base NP22. The second one, the global Rupelian transgression, synchronically invaded the whole northern Swiss Jura area at the top part of NP22–base NP23. The regression is clearly diachronous, occuring during the top part of NP23, in two directions, westward and northward. In the Ajoie basin, the Rhenish sea remained until NP24 to base NP25.

Main conclusions.

The palaeobathymetrical estimations of the global Rupelian transgression based on ostracods, foraminifers and fishes correspond to the interval 0–50 m. During the considered time interval of this study (34.4–25.0 My), fossil assemblages can be very different, showing a high degree of endemism (especially for ostracods). New palaeogeographical data suggest a possible connection between the south of the Rhine Graben and the Bresse Graben, and show local drainage directions of fluviatile systems. In the Jura, there is no evidence for a third transgression.

Resume

Les dèpôts oligocènes marins, situés dans la partie distale du bassin molassique suisse et dans le prolongement sud du fossé rhénan, sont constitués par les groupes stratigraphiques suivants: les Conglomérats de Porrentruy, le Septarienton et le Meeressand. Cette série sédimentaire a fait l’objet d’études stratigraphiques, sédimentologiques et paléontologiques détaillées. Trois coupes synthétiques sont proposées pour les régions de Laufen, de Delémont et d’Ajoie, témoins de l’extension la plus méridionale de la mer rhénane dans le Jura suisse. Différents groupes fossiles comprenant des foraminifères, des ostracodes, des poissons, des dinoflagellés ainsi que des spores et des pollens ont été étudiés d’un point de vue taxinomique, biostratigraphique et paléoécologique. Ces différentes données permettent de reconstruire les paléoenvironnements oligocènes et leur évolution depuis la limite Éocène/Oligocène jusqu’à la partie inférieure de la biozone NP25 (33,9–25,0 Ma). Alors que trois cycles de transgression-régression sont connus dans le Fossé rhénan, uniquement les deux premiers cycles sont enregistrés en Ajoie et seul le deuxième cycle à Delémont et à Laufen. De nouvelles données biostratigraphiques permettent de dater les différentes incursions marines dans le Jura. La première transgression enregistrée en Ajoie correspond aux biozones sommet NP21–base NP22. La deuxième transgression, la transgression rupélienne globale, envahit de façon synchrone, au sommet NP22–base NP23, l’ensemble du Jura septentrional. Dès le sommet de NP23, elle se retire de façon diachrone en direction de l’ouest et du nord et perdure jusqu’à NP24–base NP25 en Ajoie. Les nouvelles cartes paléogéographiques présentées suggèrent une connexion possible entre le sud du Fossé rhénan et le nord du Fossé bressan, et mettent en évidence les directions locales des systèmes fluviatiles. La troisième transgression n’est pas enregistrée dans le Jura.