traces fossiles & ichnofacies. a - introduction à lichnologie – intérêts des traces...

Traces fossiles & Traces fossiles & IchnofaciesIchnofacies

A - Introduction à l’ichnologie – intérêts des traces fossiles B – Classification des tracesC – Exemples de morphologie de traces en milieu marinD – Les autres ichnofossiles : milieu continental, vertébrés, plantes, …E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques

A - Introduction à l’ichnologie - 1 Généralités

• Structures biogénétiques Structures zoogénétiques

Structures phytogénétiques

1. Traces de fin de vie2. Structures typiques3. Le plus souvent : auteur inconnu

• Précambrien - Actuel

• Relations à l’auteur


Limule au bout de sa trace

Traces de sauropodes

Traces de théoropodes

1. Traces de fin de vie

2. Structures typiques

Préservation des organismes dans leur terriers

Organismes à squelettes

Organismes à corps mous

fréquentrare

Pholades (lithophages) surface durcie& perforée Callovien, Meuse

Polychète annélide (Trentonia shegiriana)Ordovicien moyen, Quebec

A - Introduction à l’ichnologie – 1 Généralités


Rusophycus

Fallotaspidae

Margaritichnus

Ediacara

Cas de l’explosion cambrienne

Ichnologie : étude des traces d’animaux et de plantes

Etude du comportement/adaptation au milieu

Indicateur des environnements / paléoenvironnements

Néoichnologie(étude des traces actuelles)

Palichnologie(étude des traces fossiles)

Principe d’uniformitarismeou actualismeBiologistes

EcologuesOcéanologues

PaléontologuesSédimentologuesGéochimistes

A - Introduction à l’ichnologie – 2 Définitions

STRUCTURES BIOGENETIQUES (Frey & Pemberton 1984) :

Structuresbiogénétiques

Structures sédimentaires biogénétiques s.s

Traces indirectes post-mortem Pseudo traces organiques

Structures de biostratification(bioconstructions)

TRACES FOSSILES

Bioturbation Biosédimentation

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 d’activité(outils, coquilles d’œufs…)

A - Introduction à l’ichnologie – 2 Définitions

INTERETS :

- Préservation dans des contextes de fossilisation difficiles (marin profond)

- Préservation renforcée par l’action de la diagenèse

- Préservation de l’information in situ → PALEOBIOCENOSE

• PALEONTOLOGIQUE / PALEOECOLOGIQUE

A - Introduction à l’ichnologie – 3 Intérêt des traces fossiles

- Compréhension des grandes étapes de la vie : ex : bioturbation précambrienne explosion cambrienne

premières empreintes de vertébrés terrestres

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. recherchenourriture

T. pacage

T. migration

T. repos

T. habitation

T. culture

T. locomotion

T. agonieT. prédation


INTERETS :

• SEDIMENTOLOGIQUE

Résultat de l’adaptation des organismes au milieu, l’étude 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 d’ichnofossiles qui témoignent de conditions particulières du milieu de dépôt de façon récurrente géographiquement et au cours du temps (9 grands types)


• BIOSTRATIGRAPHIE

Corrélations :- Arenicolites franconicus :

Trias Moyen d’Allemagne (qq cm sur 26 kms)

- Traces de la Green River Formation :

Eocène de l’Utah(3 bancs sur 40 kms)



- Problème des ichnogenres : longue durée d’existence

Paleodictyon :Silurien - Tertiaire

- Exceptions :

Oldhamia : Cambrien

Cruziana : Cambrien - Silurien


Exemple d’utilisation des ichnofossiles pour dater la base du Cambrien = 1ère apparition de terriers Phycodes pedum et formes associés (Benton & Harper 1997)



B – Classification des traces

• CLASSIFICATION TAXINOMIQUE : ICHNOTAXINOMIE

Détermination d’ichnogenres et d’ichnoespèces 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 l’organisme à l’origine de la trace, donc d’associer organisme et traces

• 1 Une même espèce peut générer des traces différentes selon :- le type de substrat (meuble ou induré)- le type d’activité (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…


• 1 Une même espèce peut générer des traces différentes selon :

le type de substrat le type d’activité

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 l’entrée du terrier4 : pelotes fécales

Δ lithologique : Sable / argile

1 : interne (Scalarituba)2 : épirelief (Nereites)3 : épirelief (Neonereites)4 : hyporelief (Neonereites)


DiplichnitesCruziana

Exemple pour les trilobites : 3 ichofossiles

Cruziana ≠ Trilobite

Il existe des morphologies de

type Cruziana en milieu

continental !


• 2 Plusieurs espèces peuvent produire la même trace !

1

2 3

Traces de Rusophycus= T. repos bilobées

1 : ver polychète2 : escargot3 : crevette4 : trilobite

Terriers de même morphologie :

1 : homard (Nephrops)2 : poisson (Lesueutigobius)3 : crabe (Goneplex)


• CLASSIFICATION BASEE SUR LA PRESERVATION (stratonomique - descriptive)

Au sein d’un dépôt :- trace interne (endogenic)- relief plein (full relief)→ terriers

A l’interface 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 branchueB - structuration du remplissage : structuré/homogèneC - TailleD - Disposition : horizontale/verticale/inclinée/aléatoire

2 - Structures de surface : A, B, C et D

1. Cruziana; 2. Anomoepus; 3. Cosmorhaphe; 4. Paleodictyon; 5. Phycosiphon; 6. Zoophycos; 7. Thalassinoides; 8. Ophiomorpha; 9. Diplocraterion; 10. Gastrochaenolites; 11. Asteriacites12. Rusophycus

(after Benton & Harper, 1997)


• 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 d’habitation (type Ophiomorpha, Thalassinoides)7. Fugichnia = trace de migration (type Diplocraterion, Gastrochaenolites)

• TRACES DE REPOS – CUBICHNIA (resting traces)

- Organismes épibenthiques, endobenthiques, nectobenthiques

- Face ventrale souvent nette avec préservation des détails

- Transition facile avec les traces d’échappement 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

• 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 d’échappement et de locomotion

- Morphologie : petites dépressions souvent isolées (arrêt temporaire)

- Type : Asteriocites (étoiles de mer) ou Rusophycus (trilobites)


Rusophycus

• TRACES DE LOCOMOTION – REPICHNIA (crawling traces)


- 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 l’empreinte 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

• TRACES DE PACAGE – PASCICHNIA (grazing traces)


- Traces produites par des organismes brouteurs

- Organismes surtout épibenthiques

- Broutage du dépôt lui-même ou d’algues à la surface (détritivore ou herbivore)

- Morphologie : traces typiques de cette activité où l’espace 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



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 remontanteou descendante (plus fréquent)

Lame ou spreite



- Traces produites par des organismes brouteurs

- Organismes surtout épibenthiques

- Broutage du dépôt lui-même ou d’algues à la surface (détritivore ou herbivore)

- Morphologie : traces typiques de cette activité où l’espace 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

Sirorcosmorhaphe Spirorcosmorhaphe

• TRACES DE CULTURE (récolte, piégeage) – AGRICHNIA


- 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 d’habitation permanente et de nutrition par « l’élevage » de bactéries ou piégeage de nourriture par le mucus des organismes

Paleodictyon

• TRACES DE NUTRITION – FODINICHNIA (feeding traces)


- Traces de pacage = superficielles et programmées (exploration systématique de l’espace)

- Traces de nutrition = recherche extensive de nourriture en subsurface (organismes épibenthiques munies d’une 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)

• TRACES DE NUTRITION – FODINICHNIA (feeding traces)


- Traces de pacage = superficielles et programmées (exploration systématique de l’espace)

- Traces de nutrition = recherche extensive de nourriture en subsurface (organismes épibenthiques munies d’une 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

• TRACES D’ HABITATION – DOMICHNIA (dwelling traces)


- Habitations permanentes d’organismes endobenthiques suspensivores ou carnivores, charognard

- Taille variable allant de celle de l’organisme (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 l’organisme

- Types : Diplocraterion, Ophiomorpha, Skolithos, Trypanites, Arenicolites, Thalassinoïdes

Ophiomorpha

Trypanites

• INTERFACE TRACES D’ HABITATION – TRACES DE NUTRITION


Ophiomorpha : terriers branchus verticaux, horizontaux, obliques, à texture noduleuse (fecal pellets), générés par des organismes de type crevettes (actuel)



Thalassinoïdes : terriers branchus en Y ou T, horizontaux, obliques, verticaux, parois peu épaisses ≠ Ophiomorpha, probablement liés à des arthropodes



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

• TRACES DE MIGRATION – FUGINICHNIA (escape traces)


- 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 d’autres types (ex: Rosselia → anémones de mer)

Rhizocoralium

Rosselia

• TRACES DE MIGRATION – FUGICHNIA (escape traces)


- 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 d’adaptation de Diplocrateion yoyo face à l’érosion (B, C) avec abandon des tubes, face à l’augmentation de la sédimentation (D, E) avec abandon de quelques tubes. F : abandon des tubes, surface érosive

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 d’oiseaux- Pistes de vertébrés (dinosauriens)- Traces de végétaux (racines)


Milieu continental

12

3

1. Palaeohelcura (pistes de scorpions)

2. Mesichnium (pistes d’insectes)

3. Entradichnus (traces en surface d’insectes)

14. Racines15. Beaconites16. Terriers d’insectes16

15

Cônes alluviaux, dunes éoliennes:

Milieu continental : plantes

Traces de racines :

Actuel (Ambrosia hispida)Dunes Bahamas

Fossiles

Même espèce, Bahamas, holocène (cimentation précoce → manchons carbonatés)


Milieu continental

4. Acripes (pistes de crustacés)5. Cruziana problematica

(terriers de crustacés branchiopodes)

6. Cochlichnus7. Scoyenia gracilis14. Racines17. Spongeliomorpha

carlsbergi (insectes)

Systèmes fluviatiles, plaines innondation4

5

6

7

17


Milieu continental

8. Siskemia(pistes d’arthropodes)10. Undichnus(traces poissons)11. Traces de reptiles12. Empreintes d’oiseaux14. Racines18. Lockeia siliquaria(terriers habitation

gastéropodes)

Milieux lacustres


810

11 12

14

18


Traces de vertébrés :

- Une seule trace de pas = empreinte

- Deux modes d’enregistrement :

Empreintes négatives

Empreintes positives

Déformation des couches sous-jacentes liées au poids de l’animal


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


- Si plusieurs traces de pas = pistes

- Permet de différencier formes bipèdes / quadripèdes permanentes ou non

Milieu continental

9. Kouphichnium (pistes limules)

13. Empreintes d’amphibiens 19. Fuerschichnus communis20. Diplocraterion paralellum

Lagons - deltas


9

13

19

20

Milieu continental

12. Empreintes d’oiseaux21. Skolithos22. Psilonichnus (terriers de crabes)

Marais, lagunes, backshore


12

21

22

Milieu continental


Psilonichnus : terriers verticaux bifurquant en Y au sommet. Terrier habitation arthropodes, notamment de crabes de plages type OcypodeDunes, marais

Traces d’empreintes d’oiseaux : molasse miocène de Digne, fossilisées sur des ripples marks (marée basse)

Rivages: milieux supratidaux / intertidaux

E – 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 l’eau- Eclairement- Hydrodynamisme- Taux de sédimentation- Type de substrat (granulométrie, induration)- Apports trophiques- Oxygénation- Salinité

Influence sur les

communautés benthiques et donc de leur

traces


D’un point de vue ETHOLOGIQUE :

Littoral Sublittoral Bathyal Abyssal/hadal

Domichnia

FugichniaRepichnia

Cubichnia

Fodinichnia

Pascichnia

Agrichnia

herbivores détritivores

Zonation bathymétrique des ichnofossiles

Assemblages spécifiques de traces

liés aux milieux de dépôts

Récurrence géographique de l’activité / milieu

Récurrence temporelle de l’activité / milieu

Régimes climatique, hydrographique et sédimentologique

constants

9 ICHNOFACIES

+

+

+


- 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


Outre la profondeur, des regroupements peuvent être fait pour d’autres 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)


Woodground

Rockground

Firmground Loose and softground Sédimentologie / environnement

MarineFreshwater

Freshwater MarineEnergie

Bathymétrie

Granulométrie

Teredolites TrypanitesGlossi-fungite

s

Scoyenia

-Psilonichnu

s- Backshore Sand

Rusophycos?

Skolithos High Beach Sand

-

Arenicolites?

Arenicolites

Event Shelf Sand silt

Fuersichnus?

CruzianaMediu

mLagoon /

shelfSand, silt

MermiaNereites Event Slope to

abyssal

Sand, mud

Zoophycos Low Mud

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: TrypanitesPs: Psilonichnus Te: TeredolitesG: Glossifungites Cr: CruzianaZ: Zoophycos Sk: SkolithosN: Nereites


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) d’insectes et de crevettes d’au 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


2 – Ichnofaciès Psilonichnus

- Assemblage peu diversifié de petits terriers verticaux avec chambre d’habitation 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


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 d’éponges.

- Indicateur de substrat dur à proximité de la ligne de rivage : côte rocheuse, récifs ou hardgrounds (fonds marins durcis).

- Zones intertidales à subtidales.


4 – Ichnofaciès Teredolites

- Perforations dans du bois (Teredolites) par des bivalves du type tarets (Teredo).

- Backshore à shoreface


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


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 l’érosion a décapé les sédiments superficiels

- Zone supratidale à subtidale.


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 d’action des vagues de beau temps (offshore supérieur) et celles de tempêtes.


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 O2 (conditions se rapprochant de l’anoxie)

- Caractéristique de milieux calmes : entre plaine abyssale et bord de plateau continental (talus) en l’absence de turbidites (sinon ichnofacies Nereites).

- Conditions réduites d’oxygénation et hydrodynamisme faible sont déterminants.


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 décantation et silts associés aux turbidites distales.

- Eaux calmes et oxygénées.


IMPLICATIONS SEDIMENTOLOGIQUES :

1- Aide à la reconnaissance des paléoenvironnements :

par une approche pluridisciplinaire intégrant les différentes informations biologique, sédimentologique et chimique.

L’utilisation seule des ichnofaciès dans l’interprétation 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 d’érosionc) 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 d’insectes Ophiomorpha) ou permettent de définir des surfaces remarquables (ex: certaines espèces de Diplocraterion permettent d’identifier les surfaces d’inondation)


Reconnaissance de surfaces remarquables :

A - MFS : boues d’offshore 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 d’organismes perforants sur une ichnocénose à Thalassinoides (shoreface) recouvert par une ichnocénose à Chondrites et Zoophycos (offshore)

F – Installation d’un sol avec traces de racines recoupant des sables de shoreface supérieur à Ophiomorpha et Skolithos, le tout recouvert par des sables fluviatiles

(Bromley, 1996)


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 d’oxygénation du milieu : diversité des traces & types de traces: définition de biofaciès


RELATIONS BIOTURBATION - OXYGENATION :

- [O2] importante à faible profondeur (zone photique) → photosynthèse + échanges atmosphère

- [O2] diminue avec la profondeur : compensation respiration-oxydation MO / photosyntèse

- Variation O2 : influence capitale sur l’activité de la faune et donc sur les traces (bioturbation)

- Définition de biofaciès : degré de bioturbation lié à l’activité des organismes


- Biofaciès aérobique : turbulence suffisante - bioturbation profonde et diversifiée.

- Biofaciès dysaérobique (zone supérieure: 2-1 ml/l O2 dissous) : faible turbulence, absence de suspensivores et réduction de l’endobenthos - faible diversité et profondeur de la bioturbation

-Biofaciès dysaérobique (zone inférieure: 1-0,5 ml/l O2 dissous) : microlamination est faiblement perturbée, avec principalement Chondrites.

- Biofaciès exaérobique et anaérobique : aucune bioturbation, sédiment non affecté (lamines parfaitement préservées).


1 - Aucune – lamination primaire préservée, environnement abiotique

2 - fodinichnia : traces d’organisme 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)

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 l’évolution des systèmes nerveux et du comportement :

vers une meilleure caractérisation des processus cognitifs …

Bibliographie utilisée :

Articles de la revue Ichnos (Pemberton & Pickerill) 1990, 1994, 1995 – An International journal for plant and animal tracesBoucot A.J. (1981) Principles of benthic marine paleoecology, with contribution on bioturbation, biodeposition and nutrients by R.S. CarneyBrenchley P.J. & Harper D.A.T. (1998) Palaeoecology : Ecosystems, environments and evolutionBriggs E.G. & Crowther P.R. (2001) Palaeobiology IICrimes T.P. & Harper J.C (1970) Trace fossilsCrimes T.P. & Harper J.C (1977) Trace fossils 2Dodd J.R & Stanton R. J. (1990) Paleoecology – concepts and applicationsDonovan K. (1994) The palaeobiology of trace fossilsEkdale A.A., Bromley R.G., Pemberton S.G (1984) Ichnology – trace fossils in sedimentology and stratigraphyFrey R.W & Pemberton S.G. (1984) In Facies models (Walker R.G., 2nd ed.)Gall J.C (1998) Paléoécologie – Paysages et environnements disparusGillette D.D. & Lockley M.G. (1989) Dinosaur tracks and tracesHäntzschel 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 :

http://www.emory.edu/COLLEGE/ENVS/research/ichnologyhttp://www.earthsci.ucl.ac.uk/undergrad/fieldwork/image/fieldtrips/TraceFossils/tracefl.html

PLUS D’INFO …

Thèmes bibliographiques possibles :

1. Traces de dinosauriens – relations paléoenvironnements

2. Traces de dinosauriens – paléoecologie

3. Traces d’arthropodes – séries continentales

4. Le genre Zoophycos – implications paléoenvironnementales

5. Exemple d’utilisation 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

traces fossiles & ichnofacies. a - introduction à lichnologie – intérêts des traces...

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