Apports des foraminifères planctoniques à la biostratigraphie du Miocène supérieur et du Pliocène de Djebel Diss (bassin du Chélif, Algérie)

Apports des foraminifères planctoniques à la biostratigraphie du Miocène supérieur et du Pliocène de Djebel Diss (bassin du Chélif, Algérie) Ahmed BELHADJI Lahcene BELKEBIR Université d’Oran Es-Sénia, Département des Sciences de la Terre, Laboratoire de Paléontologie, Stratigraphie et Paléoenvironnement, BP 1524, 31000 Oran (Algérie) a_belhadji04@yahoo.fr Jean-Paul SAINT MARTIN Muséum national d’Histoire naturelle, Département Histoire de la Terre, UMR 5143, Case postale 38, 57 rue Cuvier, F-75231 Paris cedex 05 (France) jpsmart@mnhn.fr Bouhameur MANSOUR Mostefa BESSEDIK Université d’Oran Es-Sénia, Département des Sciences de la Terre, Laboratoire de Paléontologie, Stratigraphie et Paléoenvironnement, BP 1524, 31000 Oran (Algérie) Gilles CONESA Université de Provence, Laboratoire de Sédimentologie-Paléontologie, Case postale 67, F-13331 Marseille cedex 03 (France) Belhadji A., Belkebir L., Saint Martin J.-P., Mansour B., Bessedik M. & Conesa G. 2008. — Apports des foraminifères planctoniques à la biostratigraphie du Miocène supérieur et du Pliocène de Djebel Diss (bassin du Chélif, Algérie). Geodiversitas 30 (1) : 79-96. RÉSUMÉ La série géologique mio-pliocène de Djebel Diss (Mostaganem, Algérie nordoccidentale) est essentiellement marneuse, comportant un ensemble gypso-calcaire dans lequel apparaissent des faciès de calcaires blanchâtres et de calcaires stromatolithiques, très comparables à ceux de la plate-forme carbonatée du Murdjadjo. L’analyse de coupes levées dans cette série a révélé plusieurs bioévénements GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) © Publications Scientiiques du Muséum national d’Histoire naturelle, Paris. www.geodiversitas.com 79 Belhadji A. et al. MOTS CLÉS Biostratigraphie, foraminifères planctoniques, Tortonien inférieur, Messinien supérieur, Zancléen, Piacenzien, Djebel Diss, bassin du Chélif. de foraminifères planctoniques permettant d’identiier six biozones (Neoqloboquadrina acostaensis, Sphaeroidinellopsis seminulina, Globorotalia margaritae, G. puncticulata-G. margaritae, G. puncticulata et G. aemiliana p.p.) correspondant à un âge compris entre le Tortonien inférieur et le Piacenzien. Ainsi, les marnes sableuses jaunâtres et les marnes bleues sont attribuées au Tortonien inférieur (N. acostaensis p.p.), les marnes Trubi au Zancléen (Sphaerodinellopsis seminulina, G. margarita, G. puncticulata-G. margaritae) et au Piacenzien (G. puncticulata et G. aemiliana p.p.). Notons toutefois l’absence du Tortonien supérieur et Messinien inférieur. Par conséquent, l’ensemble gypso-calcaire, compris entre les marnes bleues du Tortonien inférieur à la base et les marnes Trubi du Zancléen au sommet, est rattaché au Messinien supérieur par corrélation avec les évaporites du Bassin méditerranéen qui sont placées, de manière synchrone, à 5,94 voire 5,96 Ma. KEY WORDS Biostratigraphy, planktonic Foraminifera, later Tortonian, upper Messinian, Zanclean, Piacenzian, Djebel Diss, Chelif basin. ABSTRACT Biostratigraphy based on planktonic Foraminifera from upper Miocene and Pliocene of Djebel Diss (Chelif basin, Algeria). he Mio-Pliocene deposits of Djebel Diss (Mostaganem, Northwestern Algeria) are mainly constituted of marls including gypsy-calcareous beds with whitish limestone and stromatolithic limestone, closely comparable to those of the Murdjadjo carbonate platform. he sample analysis from studied sections (Djebel Aizeub, Sidi Abd Allâh, Douar Amarna) revealed successive planktonic foraminifera bio-events allowing to identify six biozones (Neogloboquadrina acostaensis p.p., Sphaeroidinellopsis seminulina, Globorotalia margaritae, G. puncticulataG. margaritae, G. puncticulata and G. aemiliana p.p.), ranging from the Lower Tortonian to the Piacenzian stages. hus, yellowish sandy marls and blue marls are attributed to the lower Tortonian (N. acostaensis p.p.), the Trubi marls to the Zanclean (S. seminulina, G. margaritae, G. puncticulata-G. margaritae) and to the Piacenzian stages (G. puncticulata and G. aemiliana p.p.). An important stratigraphic gap, corresponding to the upper Tortonian and the late Messinian, is observed. herefore, the gypsy-calcareous beds, comprised between the lower Tortonian blue marls at the base and the Zanclean Trubi marls at the top, is considered as upper Messinian in age by correlation with the Mediterranean Basin evaporites which are positioned, in a synchronous way, at 5,94 or even 5,96 Ma. INTRODUCTION La région d’étude s’insère dans la marge septentrionale du bassin du Chélif (Fig. 1). Ce dernier a suscité, depuis la in du xixe siècle, de nombreuses monographies régionales (Pomel 1892 ; Anderson 1936 ; Perrodon 1957) qui ont exposé les résultats des premières reconnaissances géologiques et retracé les grands traits de sa paléogéographie. 80 Les recherches ultérieures ont abordé son évolution géodynamique, sédimentologique et paléogéographique (Delteil 1974 ; homas 1985 ; NeurdinTrescartes 1992). D’autres travaux, plus spécialisés, ont développé les diférents aspects miocènes de la sédimentation tels que les évaporites (Rouchy 1982), les plates-formes carbonatées (Moissette 1988 ; Saint Martin 1990) et les diatomites (Mansour 1991, 2004). Toutefois les études stratigraphiques récentes GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) Données biostratigraphiques du Mio-Pliocène d’Algérie N Ténès 50 km BENI MENACER A HR DA ha hac Plateau des Aâc n ou gm Sidi Ali e Z élif Dj. 2 Ch O. iss M er M éd i t erra née .D Dj Mostaganem Chlef hiou Relizane Dj. jo Oran jad rd Mu Aïn Temouchent Sig ED L OU U L'O Barcelone Madrid AN RAN D'O Tafaraoui HA K SEB E S AR I SS MA E FD ES SD T ON HO IC I AL N BE R UG O. Mina Mascara M IS EN O. R 400 km anée iterr d é M Mer Alger Oran MONTS DES TESSALA FIG. 1. — Localisation géographique du bassin du Bas Chélif (Algérie). Abréviations : Dj., djebel ; O., oued. (Belkebir et al. 2002 ; Aifa et al. 2003) restent rares et très fragmentaires. Malheureusement, le bassin du Chélif n’a pas bénéicié, pour diverses raisons, de l’essor très important qu’a connu la stratigraphie en général et celle du Néogène méditerranéen en particulier, à travers l’évolution des concepts biostratigraphiques et l’aval de nouvelles méthodes plus performantes notamment la cyclostratigraphie, la magnétostratigraphie, la radiochronologie isotopique et astronomique. Le problème des terrains situés sur la bordure sud du massif du Dahra (marge nord du bassin du Chélif ) réside dans la récurrence d’un certain nombre d’unités géologiques, qui présentent de grandes similitudes faciologiques et d’importantes variations latérales et verticales. L’objectif principal du présent travail est d’essayer d’actualiser les anciennes attributions stratigraphiques (Perrodon 1957 ; Neurdin-Trescartes 1992). Pour cela, une étude lithologique et micropaléontologique détaillée a été entreprise. L’étude micropaléontologique comporte une analyse des associations de foraminifères GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) planctoniques et leur extension verticale dans les trois coupes levées. Les résultats ainsi obtenus sont corrélés aux travaux réalisés sur le Néogène d’Algérie et des régions méditerranéenne avoisinantes (Cita et al. 1968 ; Mazzola 1971 ; Cita 1975 ; Iaccarino 1985 ; Hilgen et al. 2000b , 2003). CADRE GÉOGRAPHIQUE ET GÉOLOGIQUE Le Djebel Diss (Fig. 2) est situé à l’extrémité sudoccidentale des monts du Dahra, sur la marge septentrionale du bassin du Chélif. La présente étude concerne sa partie orientale (Fig. 3) localisée légèrement au nord du village d’Ain Boudinar (ex Belle côte), à 10 km à l’est de la ville de Mostaganem. Le bassin du Chélif est un bassin en compression issu des dernières étapes de l’orogène alpine (Perrodon 1957). Son histoire néotectonique est marquée par plusieurs étapes (Meghraoui 1982). Au Serravallien supérieur et au Tortonien inférieur, une phase distensive est à l’origine de l’ouverture 81 Belhadji A. et al. 82 N Ou ed 228 iterr anée élif 233 SS 76 Ch DI L E EB 399 DJ 394 263 Bois sacré Ain Boudinar M HE FO C Kheir-Dine 11 N 7 HA ED OUL A G UA N 24 Méd Mer N du bassin et de la mise en place de structures en horst et graben. Ces structures sont par la suite comblées au Tortonien supérieur et au Messinien par une épaisse série de marnes ou de marnes à diatomites issue de la transgression du Tortonien supérieur. Au Pliocène inférieur, une phase compressive importante provoque la formation de plis de direction 110°N. Elle devient paroxysmale après les dépôts du Pliocène inférieur ce qui a pour efet d’accentuer les structures plissées du Tortonien supérieur et du Messinien. L’épisode compressif devient N-S au Pliocène supérieur déformant ainsi les niveaux continentaux contemporains suivant des plis de direction E-W. Au Quaternaire, une deuxième phase compressive importante associée à une direction de raccourcissement orientée NNW-SSE à NW-SE plisse et déforme les niveaux du Quaternaire. Les efets de cette compression quaternaire entraînent la création de petits bassins allongés de direction E-W et le rétrécissement N-S du bassin du Chélif. Les terrains néogènes du bassin du Chélif reposent en discordance diastrophique (Perrodon 1957) sur un substratum allochtone d’âge crétacé à oligocène (Delteil 1974). Ils sont très bien développés dans les aires centrales du bassin du Chélif avec des séries très épaisses et continues. Ces dernières diminuent considérablement vers les marges où de nombreuses discontinuités et d’importantes variations de faciès sont enregistrées. Le Miocène supérieur est caractérisé par des marnes bleues tortoniennes débutant généralement par des assises gréseuses très développées sur les marges qui passent à des diatomites ou marnes à intercalations diatomitiques d’âge messinien. Les dépôts messiniens évoluent par la suite vers une sédimentation évaporitique essentiellement gypseuse. Parallèlement, sur les marges et les hauts fonds du bassin, on enregistre l’édiication de plates-formes carbonatées à coraux et algues. Assez mal connue jusqu’à présent, la sédimentation postgypseuse est représentée dans la partie orientale du bassin par une épaisse formation marneuse (Rouchy 1982), correspondant à l’épisode du Lago-Mare selon Rouchy et al. (2007). Discordant sur les terrains précédents, le Pliocène est généralement représenté par des marnes I SI BEN SEM HAS 2 km Mostaganem Secteur d’étude FIG. 2. — Position du secteur d’étude par rapport au Djebel Diss, bassin du Bas Chélif (Algérie). blanches (faciès Trubi des auteurs italiens) évoluant localement vers des marnes à passées gréseuses. Les terrains pliocènes sont très bien représentés dans les régions nord-orientales et sporadiques dans les régions occidentales (S.N. Repal 1952). MATÉRIEL ET MÉTHODES Le versant oriental de Djebel Diss, encore mal connu sur les plans lithologique et biostratigraphique, montre une importante série néogène. Dans ce contexte, trois coupes géologiques ont été efectuées : Djebel Aizeub, Sidi Abd Allâh, Douar Amarna (Fig. 3). En plus d’une description lithologique, ces levers ont fait l’objet d’un échantillonnage systématique. Les résultats présentés dans cette étude reposent sur le traitement et l’analyse de 90 échantillons de sédiments meubles prélevés à 5 ou 10 m d’intervalle. Ces échantillons (250 g) ont été soumis à des opérations de déloculation puis de tamisage à travers un tamis de maille 100 µm. GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) Données biostratigraphiques du Mio-Pliocène d’Algérie N 250 m CW 4 élif Aizeur d ue Ch O 3 Douar Amarna ina Bo ud LA BE et Ain a fra Ce ct Zi Aïn Boudinar ed kh DJEBEL DEIRA 255 Ou Ba 2 68 325 et 1 Ch b ha C C CW e ab et b ha o lK r EU B h uc 314 283 IZ Sidi Abd Allâh Mta Aizeub DJ E DJE BEL D ISS 144 FIG. 3. — Carte de la région d’étude et situation des coupes étudiées, bassin du Bas Chélif (Algérie) : 1, Djebel Aizeub ; 2, Sidi Abd Allâh ; 3, Douar Amarna. L’analyse taxinomique et l’identiication des espèces sont basées principalement sur les documents et les illustrations igurées dans les travaux de Mazzola (1971) ; Kennett & Srinivasan (1983) ; Bolli & Saunders (1985) ; Belkebir (1986) et Wernli (1988). Les illustrations, au microscope électronique à balayage (MEB), de foraminifères planctoniques d’intérêt biostratigraphique ont été réalisées au service de Microscopie électronique de l’université de Provence (Marseille, France). Les foraminifères planctoniques dégagés ont été préservés dans des cellules micropaléontologiques numérotées pour l’identiication. Ces cellules sont déposées au niveau du laboratoire de Paléontologie stratigraphique et Paléoenvironnements de l’université d’Oran, Algérie. DESCRIPTION LITHOLOGIQUE DE LA SÉRIE DE DJEBEL DISS Les trois coupes levées ont permis de reconnaître quatre unités lithologiques : marnes sableuses jaunâtres, marnes bleues, ensemble gypso-calcaire, marnes Trubi. GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) Les deux premières correspondent à la formation des marnes bleues, l’ensemble gypso-calcaire s’agence en lambeaux d’extension latérale réduite et enin les marnes Trubi sont désignées localement sous le nom de marnes blanches. Ces unités sont décrites dans les coupes où elles sont le mieux représentées. MARNES SABLEUSES JAUNÂTRES Les marnes sableuses jaunâtres (Fig. 4) occupent la partie inférieure de la série, elles aleurent partiellement (90 m) au niveau de la coupe de Sidi Abd Allâh. Plus au nord et à l’ouest, ces marnes reposent en discordance angulaire sur des argiles rouge conglomératiques. Deux barres gréseuses, très fracturées, s’intercalent dans ces marnes : une première, basale (20 m), à nombreux horizons marneux ou conglomératiques et à stratiications entrecroisées ; une deuxième, sommitale (8 m), semblable à la première mais se terminant par une surface durcie à placage de galets de nature pétrographique variable. Plus à l’est, au niveau du Djebel Meni, cette surface durcie correspond à une surface de condensation à valves d’huîtres. 83 Belhadji A. et al. Des observations complémentaires, généralisées dans les Dahra, seraient nécessaires pour déterminer la continuité dans l’espace de la deuxième barre et sa signiication en terme séquentiel. Au niveau de la coupe de Sidi Abd Allâh, le contenu micro-faunistique de cette unité montre une augmentation progressive tout en restant très faible. Le plus souvent très mal conservés, les foraminifères planctoniques ne sont représentés que par un nombre très réduit d’individus. Contrairement à l’échantillon Sa1 qui n’a livré aucune microfaune, l’échantillon Sa2 montre une association planctonique pauvre composée de : Globigerina praebulloides Blow, 1959 ; Neogloboquadrina acostaensis (Blow, 1959) ; Globigerinoides ruber (d’Orbigny, 1839) ; Globoquadrina baroemoenensis (Le Roy, 1939). Dans les échantillons Sa3, Sa4 et Sa5, l’association planctonique montre, outre les taxons déjà cités dans l’échantillon précédent, les formes suivantes : Globigerina bulloides d’Orbigny, 1826 ; Globigerinoides Obliquus Bolli, 1957 ; Globigerinoides trilobus (Reuss, 1850) ; Globigerinoides quadrilobatus (d’Orbigny, 1846) ; Globoquadrina dehiscens (Chapman, Parr & Collins, 1934) ; Globigerinoides trilobus immaturus Le Roy, 1939 ; Orbulina universa d’Orbigny, 1839. Dans les échantillons Sa6-Sa10, les foraminifères planctoniques deviennent sporadiques, avec des tests très mal conservés. Dans les échantillons Sa11-Sa26, on note une légère hausse dans la fréquence des foraminifères planctoniques associée à l’apparition de Globigerina apertura Cushman, 1918 ; Orbulina bilobata (d’Orbigny, 1846) ; Globorotalia scitula (Brady, 1882). MARNES BLEUES Sans stratiication apparente, les marnes bleues reposent en concordance sur les marnes sableuses jaunâtres. Ces marnes aleurent sur plus de 50 m d’épaisseur au niveau de la coupe de Djebel Aizeub (Fig. 5). De part et d’autre, elles se réduisent considérablement (Fig. 6) puis se biseautent sous les faciès sus-jacents. Ces marnes s’enrichissent progressivement en grains de sables et de gypses et renferment, dans leur partie médiane, un niveau riche en nodules de soufre et des grains de glauconie. Le contenu organogène, dans la coupe de Djebel Aizeub, est généralement très pauvre, voire absent dans 84 certains échantillons, à l’exception des échantillons Az1 et Az10 qui sont relativement plus riches. L’échantillon Az1 montre une population planctonique faible, semblable à celle de l’unité précédente, avec des formes le plus souvent de petite taille. Elle est caractérisée par : Globigerina apertura,Globigerina bulloides, Globigerinoides trilobus, Globigerinoides obliquus, Neogloboquadrina incompta (Ceilli, 1971) ; N. acostaensis (Blow, 1959). En plus des taxons sus-cités, l’échantillon Az10 renferme plusieurs spécimens de Globorotalia menardii (d’Orbigny, 1826) de grande taille (probablement du groupe I de Sierro et al. 1993). ENSEMBLE GYPSO-CALCAIRE Dans le paysage, l’ensemble gypso-calcaire apparaît sous forme de nombreux « lambeaux » très bien observables le long de Djebel Aizeub (Fig. 5). Reposant sur les terrains sous-jacents par une surface irrégulière, il est représenté par deux faciès : les gypses et les calcaires blanchâtres. Les gypses se présentent le plus souvent en blocs isolés ou en dômes plissés s’étalant sur quelques centaines de mètres et avec une épaisseur maximale de 30 m. Ils sont caractérisés dans leur partie basale par deux barres gypseuses massives (7 à 8 m chacune), sub-tabulaires et très altérées. Ces barres gypseuses passent, verticalement, à des marnes gypseuses ou à des laminations gypso-calcaires à intercalations calcaires (10 à 20 cm). Ce faciès gypseux se termine par 5 m de marnes grises à boules de gypses métriques. Au faciès gypseux succèdent des calcaires blanchâtres (15 m) aleurant principalement, à l’extrémité nord de Djebel Aizeub. Localement, ces calcaires reposent directement sur les marnes bleues ou les marnes sableuses jaunâtres. Ils sont disposés en bancs, parfois lenticulaires, d’aspect massif ou bréchique et d’épaisseur décimétrique à métrique. Ils renferment, essentiellement dans leur partie basale, des boules de gypses d’ordre métrique. La partie sommitale de ces calcaires est constituée par quelques bancs décimétriques à structures stromatolitiques en petits dômes. L’échantillon Az 17, prélevé dans marnes grises, a montré une association de foraminifères benthique très pauvre (essentiellement des Ammonia) associées à quelques formes planctoniques de petite taille : GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) Données biostratigraphiques du Mio-Pliocène d’Algérie Marnes bleues Marnes sableuses jaunâtres Marnes Trubi Unités Lithologie Sa38 Sa35 DS Sa30 Sa25 Sa20 Sa15 Sa10 Sa5 Sa1 20 m Échantillons Neogloboquadrina N. acostaensis N. humerosa N. dutertrei N. incompta N. continuosa N. pachyderma Globorotalia G. m. margaritae G. m. primativa G. m. evoluta G. puncticulata G. p. padana G. aemiliana G. praemenardii G. menardii G. scitula G. mediterranea G. acrostoma G. mayeri G. crassula Globigerinoides G. bulloideus G. obliquus G. extremus G. quadrilobatus G. helicinus G. ruber G. sacculifer G. trilobus G. bolli Globigerina G. apertura G. bulloides G. decoraptera G. falconensis G. praebulloides G. quinqueloba G. nepenthes G. woodi Or. universa Or. situralis Or. bilobata Ss. seminulina Ss. panedehensis Ss. kochi Autres genres Gq. dehiscens Gq. baroemoenensis Ge. obesa Ge. aequilateralis Ge. Spihonifera Ga. glutinata Ga. uvula Globorotalia aemiliana Zancléen Globorotalia puncticulata Globorotalia puncticulata margaritae Globorotalia margaritae Ss. seminulina Neogloboquadrina acostaensis Tortonien inférieur Miocène supérieur Piacenzien Pliocène inférieur Pliocène moyen Biozones Âge Étage FIG. 4. — Répartition verticale des foraminifères planctoniques de la coupe de Sidi Abd Allâh, bassin du Bas Chélif (Algérie). Abréviations : DS, discordance ; Ga., Globigerita ; Ge., Globigerinella ; Gq., Globoquadrina ; m., margaritae ; Or., Orbulina ; p., puncticulata ; Ss., Sphaeroidinellopsis. GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) 85 Belhadji A. et al. Marnes bleues Ensemble gypso-calcaires Marnes Trubi Unités Lithologie 20 m Az40 Az35 Az30 Az25 Az20 Az18 Az17 Az15 Az10 Az5 Az1 Échantillons G. apertura G. bulloides G. decoraptera G. falconensis G. praebulloides G. quinqueloba G. nepenthes G. woodi Globigerina G. bulloideus G. obliquus G. extremus G. quadrilobatus G. helicinus G. ruber G. sacculifer G. trilobus G. conglobatus G. bollii Globigerinoides G. m. margaritae G. m. primitiva G. m. evoluta G. puncticulata G. p. padana G. aemiliana G. menardii G. scitula G. mediterranea Globorotalia N. acostaensis N. humerosa N. dutertrei N. incompta N. pachyderma Neogloboquadrina Ss. seminulina Ss. paenedehiscens Ss. kochi Ge. obesa Ge. aequilateralis Ge. siphonifera Ga. uvula Ga. glutinata Globorotalia aemiliana Globorotalia puncticulata Globorotalia puncticulata margaritae Miocène supérieur Globorotalia margaritae Messinien supérieur Ss. Seminulina Globorotalia mediterranea ? Neogloboquadrina acostaensis Tortonien inférieur Zancléen Piacenzien Pliocène inférieur Pliocène moyen Autres genres Or. universa Or. Situralis Or. bilobata Biozones Âge Étage FIG. 5. — Répartition verticale des foraminifères planctoniques de la coupe de Djebel Aizeub, bassin du Bas Chélif (Algérie). Abréviations : Ga., Globigerita ; Ge., Globigerinella ; Gq., Globoquadrina ; m., margaritae ; Or., Orbulina ; p., puncticulata ; Ss., Sphaeroi­ dinellopsis. 86 GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) Données biostratigraphiques du Mio-Pliocène d’Algérie NE SW Château d’eau D Djebel Aizeub Sidi abdallah 5 5 B 4 D 4 B 3 3 D Messinien Zancléen-Piazancien supérieur Tortonien inférieur A 2 2 20 m C D 1 Marnes Trubi B C Ensemble gypso-calcaire B Marnes bleues A Marnes sableuses jaunâtres 1 2 3 4 5 FOD Neogloboquadrina acostaensis FOD Globorotalia margaritae FOD Globorotalia puncticulata LOD Globorotalia margaritae FOD Globorotalia aemiliana FIG. 6. — Corrélation lithologique et biostratigraphique des différentes unités du Djebel Diss, bassin du Bas Chélif (Algérie). Abréviations : FOD, irst occurrence datum ; LOD, last occurrence datum . Globigerina bulloides, Globigerina praebulloides Blow, 1959 ; Globigerinoides obliquus, Globigerinoides sacculifer (Brady, 1877) ; Globorotalia scitula, Globorotalia mediterranea Catalano & Sprovieri, 1969 ; Neogloboquadrina acostaensis, N. incompta, N. dutertrei (d’Orbigny, 1979) ; Orbulina universa d’Orbigny, 1839 ; O. suturalis (Bronniman, 1934). MARNES TRUBI Aux faciès précédents, succède par ravinement une importante unité marneuse (Figs 4 ; 5 ; 7) monotone (180 m), blanchâtre en surface et grisâtre en profondeur. Sa partie basale est marquée par de ines récurrences sableuses ou microconglomératiques et son épaisseur diminue considérablement (Fig. 6) GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) depuis la coupe de Djebel Aizeub vers les coupes de Sidi Abd Allâh et Douar Amarna. Au niveau de la coupe de douar Amarna (Fig. 7), ces marnes débutent par un niveau micro-conglomératique (0,30 m) qui passe latéralement à un conglomérat sensiblement de même épaisseur, assez bien classé, formé par des galets de petite taille (centimétrique) et de nature polygénique (calcaire, grès ou diatomite). Localement, des olistolithes de nature calcaire ou gréseuse sont emballés dans ces marnes. Les échantillons prélevés dans les marnes Trubi de la coupe de Djebel Aizeub (Fig. 5) ont livré une importante fraction organogène formée essentiellement par des foraminifères. 87 Belhadji A. et al. L’échantillon Az18, pris à la base de cette unité, a livré une association planctonique assez diversiiée comportant en outre des formes citées dans les unités précédentes : Globigerina decoraperta Takayanagi & Saito, 1962 ; Globigerinoides bulloideus Cresenti, 1966 ; G. helicinus (d’Orbigny, 1826) ; G. conglobatus (Brady, 1879) ; G. ruber ; Sphaeroidinellopsis seminulina (Schwager, 1866) ; S. paenedehiscens Blow, 1969. En plus des espèces déjà citées, l’échantillon Az19 est marqué par l’apparition de Globorotalia margaritae Bolli & Bermudez, 1965. Les échantillons Az20 et Az21 sont caractérisés, essentiellement, par les taxons suivants : Globigerina quinqueloba Natland, 1938 ; Neogloboquadrina pachyderma (Ehrenberg, 1861) ; Globigerinella aequilateralis (Brady, 1879) ; Globigerinita uvula (Ehrenberg, 1861). Les prélèvements Az22-26 montrent une association, relativement similaire, marquée par : Globigerina falconensis Blow, 1959 ; Globigerinoides bollii Blow, 1959 ; Globorotalia margaritae evoluta Cita, 1973. L’échantillons Az27 se distingue par l’apparition de Globorotalia puncticulata (Deshayes, 1832) ; Globorotalia puncticulata padana Dondi & Papetti, 1968 ; Sphaeroidinellopsis kochi (Caudri, 1965). Les derniers échantillons (Az29 à Az41) révèlent sensiblement la même association de foraminifères planctoniques. Seul les échantillons Az31 et Az35 se distinguent respectivement par : – l’extinction du groupe Globorotalia margaritae (G. margaritae margaritae Bolli & Bermudez, 1965 ; G. m. primitiva Cita, 1963 ; G. m. evoluta Cita, 1973) ; – l’apparition de Globorotalia aemiliana Colalongo & Sartoni, 1967. ANALYSE BIOSTRATIGRAPHIQUE Hormis les marnes Trubi, les autres unités lithologiques (marnes sableuses jaunâtres, marnes bleues, ensemble gypso-calcaires) de Djebel Diss ne peuvent pas faire l’objet d’une analyse biostratigraphique ainée. Ces unités sont formés par des dépôts à cachet littoral ce qui constitue un facteur limitant et réduit considérablement les critères biostratigraphiques disponibles. 88 Dans ce type de sédimentation, il est diicile de reconnaître les bioévénements déjà mis en évidence dans le Miocène supérieur par de nombreux auteurs (Sierro et al. 1993 ; Hilgnen et al. 1995 ; Krijgsman et al. 1995) dans les diférentes régions de la Méditerranée occidentale. Les marnes sableuses jaunâtres et les marnes bleues sont caractérisées par des apports détritiques très importants dans lesquels les foraminifères planctoniques sont rares voire absents dans la plupart des échantillons ce qui n’a pas permis d’efectuer une étude quantitative. L’association de foraminifères benthique de ces dépôts témoigne d’une sédimentation littorale très proximale associé à un coninement bien avéré dans certains niveaux. La présence de certains niveaux (Az1 et Az10) relativement plus diversiiés pourraient s’expliquer par de brèves ouvertures du milieu vers le large. Dans l’ensemble gypso-calcaire caractérisé par une sédimentation essentiellement évaporitique aucune association planctonique n’a été récoltée à l’exception de celle de l’échantillon Az17. Une telle association planctonique est en contradiction avec ce type de sédimentation et avec une population benthique aussi pauvre. Il s’agirait probablement d’un phénomène de remaniement signalé par Rouchy (1982), Iaccarino & Bossio (1999), Rouchy et al. (2007) dans des dépôts similaires. La biozonation adoptée pour les dépôts du Pliocène est celle de Iaccarino (1985). Cette dernière a été établie à partir de coupes efectuées dans le domaine méditerranéen (Italie, Espagne, Grèce et zones profondes de la Méditerranée) où la sédimentation est largement comparable à celle du bassin du Chélif et les bioévénements utilisés sont facilement identiiables. BIOZONES IDENTIFIÉES Biozone à Neogloboquadrina acostaensis Cette biozone a été déinie par Bizon & Bizon (1972) ; elle est caractérisée par la première présence (FOD) de Neogloboquadrina acostaensis (Figs 1-3 ; 8) à la base et la première présence (FOD) de Neogloboquadrina humerosa et N. dutertrei au sommet. Elle a été identiiée dans les marnes sableuses jaunâtres et les marnes bleues. Les limites de cette biozone n’ont pas été repérées dans les coupes étudiées. En conséquence, il s’agit plutôt d’une biozone à GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) Données biostratigraphiques du Mio-Pliocène d’Algérie Marnes bleues Marnes Trubi Unités Lithologie Mc11 Mc10 Mc9 Mc8 Mc7 Mc6 Mc5 Mc4 Mc3 Mc2 Mc1 20 m Échantillons Or. universa Or. Situralis Or. bilobata Ss. seminulina Ss. kochi Ge. obesa Ga. glutinata Neogloboquadrina acostaensis Tortonien inférieur Miocène supérieur Globorotalia puncticulataG. margaritae Zancléen Pliocène inférieur Globorotalia puncticulata Biozones Piacenzien Âge Pliocène moyen Neogloboquadrina Autres genres N. acostaensis N. humerosa N. dutertrei N. incompta N. pachyderma Globorotalia G. m. margaritae G. puncticulata G. p. padana G. scitula Globigerinoides G. bulloideus G. obliquus G. extremus G. quadrilobatus G. ruber G. sacculifer G. trilobus G. conglobatus G. bollii Globigerina G. apertura G. bulloides G. decoraptera G. falconensis G. praebulloides G. quinqueloba Étage FIG. 7. — Répartition verticale des foraminifères planctoniques de la coupe de Douar Amarna, bassin du Bas chélif (Algérie). Abréviations : Ga., Globigerita ; Ge., Globigerinella ; m., margaritae ; Or., Orbulina ; p., puncticulata ; Ss., Sphaeroidinellopsis. Neogloboquadrina acostaensis partielle (Figs 4 ; 5 ; 7). Dans la partie occidentale du Dahra, les limites sont par contre bien déinies. Cette biozone est partiellement équivalente au bio-intervalle regroupant respectivement les parties supérieure et inférieure des biozones à Globorotalia menardii et G. acostaensis de Mazzola (1971). Biozone à Sphaeroidinellopsis seminulina Déinie par Iaccarino (1985), cette biozone est comprise entre la première « apparition » (le rétablissement) des conditions marines dans la GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) Méditerranée à la base, après la crise de salinité messinienne et la première présence (FOD) de Globorotalia margaritae au sommet. Elle correspond aux 10 premiers mètres des marnes Trubi des coupes de Sidi Abd Allâh et de Djebel Aizeub (Figs 4 ; 5). Sa limite inférieure, placée à la base de ces marnes, coïncide avec le rétablissement des conditions marines alors que sa limite supérieure correspond à la première apparition de Globorotalia margaritae respectivement dans les échantillons Az19 (coupe de Djebel Aizeub) et Sa32 (coupe de Sidi Abd Allâh) des même marnes. 89 Belhadji A. et al. Cette biozone, établie pour la première fois dans le bassin du Chélif, est probablement équivalente, au mois en partie, à la MP1 (zone d’acmé à Sphaeroidinellopsis) de Cita 1975 et à la N18 supérieure de Blow (1969). Biozone à Globorotalia margaritae Elle a été déinie par Iaccarino (1985) ; sa limite inférieure correspond à la première apparition (FAD) de Globorotalia margaritae (Figs 4 ; 8) alors que sa limite supérieure est placée à la première apparition (FAD) de Globorotalia puncticulata. Cette biozone a été identiiée dans les marnes Trubi des coupes de Sidi Abd Allâh et de Djebel Aizeub. La première apparition de Globorotalia margaritae se situe respectivement dans les échantillons Sa32 et Az19, à 10 m de la base de ces marnes (Figs 4 ; 5). Son sommet est caractérisé par la première apparition (FAD) de Globorotalia puncticulata (échantillons Sa33 et Az27). Cette biozone pourrait correspondre à la partie supérieure de la MPL1 et la MPL2 de Cita (1975) et à la base de N19 de Blow (1969). Biozone à Globorotalia puncticulata-Globorotalia margaritae C’est une biozone de coexistence, définie par Iaccarino (1985), qui correspond à l’intervalle contenant les deux taxons marqueurs. Elle débute avec l’apparition (FAD) de Globorotalia puncticulata (Figs 7 ; 8) et se termine avec l’extinction (LOD) du groupe Globorotalia margaritae. Globorotalia puncticulata apparaît au niveau des marnes Trubi dans les coupes de Sidi Abd Allâh (Sa33) et Djebel Aizeub (Az27). La disparition de Globorotalia margaritae est repérée, dans les marnes Trubi des trois coupes (Figs 4-6) respectivement, au niveau des échantillons Sa34, Az31 et Mc9. Ce bioévénement est très important car il marque la limite Zancléen-Piacenzien située vers 3,6 Ma (Vail et al. 1987). Cette biozone pourrait correspondre à la MPL3 de Cita (1975) et N19 supérieure de Blow (1969). Biozone à Globorotalia puncticulata Iaccarino (1985) a déini cette biozone par la présence de Globorotalia puncticulata. Sa limite inférieure 90 correspond à la dernière présence (LOD) du groupe Globorotalia margaritae alors que sa limite supérieure est marquée par la première apparition (FAD) de Globorotalia aemiliana. Elle a été reconnue dans les marnes « Trubi » des coupes de Sidi Abd Allâh (Fig. 4 ; Sa35 à Sa36) et Djebel Aizeub (Fig. 5 ; Az31 à Az35). Elle est comparable à la MPL4 de Cita (1975) et à la partie inférieure de la N20 de Blow (1969). Biozone à Globorotalia aemiliana Cette biozone est caractérisée par la présence du taxon marqueur (Iaccarino 1985). Sa limite inférieure correspond à la première apparition (FAD) de Globorotalia aemiliana (Figs 8 ; 11 ; 12) alors que sa limite supérieure est marquée par la première apparition (FAD) de Globorotalia inlata. Au niveau du secteur étudié, elle couvre les derniers aleurements des marnes Trubi (coupes de Djebel Aizeub et Sidi Abd Allâh) depuis les échantillons Sa36 et Az35 (Figs 4 ; 5). Sa limite supérieure est indéinie. La biozone à Globorotalia aemiliana est équivalente, au moins partiellement, à la sous biozone à Globorotalia aemiliana (biozone à Globorotalia crassaformis ; Cita et al. 1968), à la partie supérieure de MPL4 et la MPL5 (Cita 1975) et la N20 supérieure de Blow (1969). DISCUSSIONS BIOSTRATIGRAPHIQUES TORTONIEN La limite serravallo-tortonienne placée communément à la première présence (FO) de Neogloboquadrina acostaensis (Cita & Blow 1969 ; Rio et al. 1997) a suscité beaucoup de critiques pour diverses raisons. D’une part, des spécimens de Neogloboquadrina acostaensis ont été récoltés dans la partie supérieure des grès du Serravallien (Miculan 1997 ; Foresi et al. 1998). D’autre part, la base du Tortonien dans le stratotype historique correspond presque exactement à (FRO) Neogloboquadrina acostaensis comme déini à Monte Gibliscemi et datée astronomiquement à 10,554 Ma (Hilgen et al. 2000b), ce qui n’est pas conforme à l’âge des dépôts tortoniens situés juste au-dessus du stratotype du Serravallien datés à 11,8 Ma (Rio et al. 1997). GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) Données biostratigraphiques du Mio-Pliocène d’Algérie A B C D E F G H I J K L FIG. 8. — Principaux foraminifères planctoniques marqueurs de la série de Djebel Diss, bassin du Bas Chélif (Algérie) : A-C, Neo­ globoquadrina acostaensis (Blow, 1959) (éch. SA2, marnes sableuses jaunâtres, coll. DahraForam 1) ; A, C, face ombilicale ; B, face spirale ; D, Globorotalia margaritae margaritae Bolli & Bermudez, 1965, face ombilicale (éch. Az19, marnes Trubi, coll. DahraForam 5) ; E, G. margaritae evoluta Cita, 1973, face ombilicale (éch. Az22, marnes Trubi, coll. DahraForam 6) ; F, G. menardii (d’Orbigny, 1826), face ombilicale (éch. Az10, marnes bleues, coll. DahraForam 2) ; G, G. punctuculata Deshayes,1832, face ombilicale (éch. Az27, marnes blanches, coll. DahraForam 7) ; H, Sphaeroidinellopsis seminulina (Schwager, 1866), face ombilicale (éch. Az18, marnes Trubi, coll. DahraForam 3) ; I, Sphaeroidinellopsis kochi (Caudri, 1965), face ombilicale (éch. Az27, marnes Trubi, coll. DahraForam 9) ; J, Globorotalia punctuculata Padana Dondi & Papetti,1968, face ombilicale (éch. Az27, marnes Trubi, (coll. DahraForam 8) ; K, L, G. aemiliana (Colalongo & Sartoni, 1967), faces ombilicales (éch. Az35, marnes Trubi, coll. DahraForam 10). Échelles : A-C, I, K, L, 100 µm ; D-H, J, 200 µm. GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) 91 Belhadji A. et al. Le nouveau stratoptype de la limite serravallotortonienne, établi par Hilgen et al. (2003) dans la coupe de Monte dei Corvi place celle-ci aux dernières présences (LCOs) de Discoaster kugleri et Globigerinoides subquadratus situés respectivement vers 11,604 et 11,539 Ma dans la coupe de Monte Gibliscemi. Dans les trois coupes de Djebel Diss, on signale la présence de Neogloboquadrina acostaensis et l’absence de Globigerinoides subquadratus dans les premiers prélèvements des marnes sableuses jaunâtres. Le caractère littoral de ces dépôts marneux ne nous permet pas de préciser si cette absence est d’ordre phylétique ou bien purement paléoécologique. D’une manière générale la présence de Neogloboquadrina acostaensis permet de rattacher les dépôts des marnes sableuses jaunâtres et les marnes bleues au Tortonien inférieur (Fig. 9). Le Tortonien supérieur, caractérisé généralement par la biozone à Neogloboquadrina humerosa-Neogloboquadrina dutertrei dans le bassin du Chélif, correspond, au niveau de Djebel Diss, à une lacune de sédimentation. Cette lacune est probablement due à l’érosion très importante qui a touché cette partie du bassin à cette époque. La surface de ravinement séparant les marnes bleues des faciès susjacents en témoigne. MESSINIEN Le Messinien inférieur, souvent représenté par une sédimentation diatomitique ou marno-diatomitique dans le bassin du Chélif, est absent dans la série étudiée. Cette absence pourrait s’expliquer comme pour les sédiments du Tortonien inférieur soit par l’érosion soit par la paléogéographie irrégulière. La similitude des faciès de l’ensemble gypso-calcaire avec ceux du « Terminal Carbonate complex » (TCC) d’Esteban (1979) du centre du bassin de Sorbas suggèrent de lui attribuer un âge messinien supérieur (Fig. 9). Dans le bassin de Sorbas, ces dépôts ont été datés astronomiquement entre 5,94-5,96 et environ 5,60-5,54 Ma (Gautier et al. 1994 ; Krijgsman et al. 1999) et entre 5,95 et 5,6 Ma grâce aux datations 40Ar/39Ar (Cornée et al. 2004). Les dépôts de l’ensemble gypso-calcaire à tendance régressive semblent être étroitement liés à une phase de déformation et d’érosion/dissolution caractérisée par 92 des phénomènes de bréchiication sur les plates-formes carbonatés (Saint Martin et al. 1995 ; Saint Martin 2008, ce volume). Ils ont été suivis par leur exondation et leur érosion aérienne dans le secteur d’étude ou par le dépôt de marnes (Atif 2008, ce volume ; Rouchy 2007) dans d’autres secteurs du bassin du Chélif, avant l’arrivée de la transgression zancléenne datée vers 5,32 Ma (Hilgen & Langereis 1993). Cette période ini-messinienne, dont la durée est estimée à 0,7 Ma correspond à l’installation d’une sédimentation continentale très épaisse dans la partie orientale du bassin (Aifa et al. 2003). ZANCLÉEN L’évolution verticale des associations de foraminifères planctoniques de la partie inférieure des marnes Trubi, rattachées par le passé au Pliocène (Perrodon 1957) a permis d’identiier trois biozones (Fig. 9) indiquant le Zancléen (Pliocène inférieur). La biozone à Sphaeroidinellopsis seminulina, identiiée pour la première fois dans le bassin du Chélif, pourrait correspondre au moins à la partie supérieure de la zone d’acmé à Sphaeroidinellopsis de Cita (1975). Cette dernière caractérise les 20 premiers mètres des marnes Trubi de la coupe de Capo-Rossello (Sicile, Italie). L’absence dans nos sédiments, de la partie inférieure de cette dernière biozone dont l’horizon d’acmé (pic d’abondance du genre Sphaeroidinellopsis), pourrait être liée soit au caractère tardif de la transgression pliocène soit à la paléogéographie irrégulière de la région. Les biozones Globorotalia margaritae et Globorotalia puncticulata-Globorotalia margaritae indiquent elles aussi le Zancléen. Les premières apparitions de G. margaritae et G. puncticulata en Méditerranée, sont datées respectivement à 5,23 Ma et 4,48 Ma (Benson & Rakic El Bied 1996). La limite supérieure du Zancléen est placée dans la série de Djebel Diss à l’extinction du groupe Globorotalia margaritae. Ce bioévénement est repéré pour la première fois dans le bassin du Bas Chélif. PIACENZIEN Le Piacenzien est représenté dans la partie supérieure des marnes Trubi par les biozones Globorotalia puncticulata et Globorotalia aemiliana p.p. (Fig. 9). Sa limite inférieure est placée à l’extinction de Globorotalia GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) Marnes bleues Ensemble gypso-calcaire Marnes Trubi Unités Colonne lithologique 20 m Neogloboquadrina acostaensis Globorotalia mediterranea Globorotalia margaritae Globorotalia puncticulata N16 inf. ? Tortonien inférieur 93 Miocène supérieur Globorotalia mediterranea ? Sphaeroidinellopsis seminulina NNeogloboquadrina acostaensis Globorotalia margaritae Globorotalia puncticulata Globorotalia Globorotalia puncticulata margaritae N18 sup. Messinien supérieur Zancléen Pliocène inférieur N19 Globorotalia aemilianna Biozones N20 Biozones de Blow (1969) Piacenzien Pliocène moyen Étages Âges Données biostratigraphiques du Mio-Pliocène d’Algérie Globorotalia aemilianna Lacune du Tortonien supérieur et du Messinien inférieur FIG. 9. — Coupe synthétique et essai de datation de la série de Djebel Diss, bassin du Bas chélif (Algérie). GEODIVERSITAS • 2008 • 30 (1) Marnes sableuses jaunâtres Belhadji A. et al. margaritae. Ce bioévénement, daté à 3,58 Ma dans les zones tropicales et subtropicales, caractérise bien la limite Zancléen-Piacenzien déinie par Castradori et al. 1998 dans la coupe de Punta Piccola (3,60 Ma). Cependant dans les zones méditerranéennes, ce bioévénement est plus tardif (3,75 Ma selon Sprovieri 1993 et 3,81 Ma selon Lourens et al. 1996) ce qui implique qu’une partie des sédiments rattachés antérieurement au Zancléen est probablement d’âge piacenzien. Actuellement plusieurs bioévénements sont utilisés dans les diférentes régions méditerranéennes pour identiier la base de l’étage Piacenzien. Parmi ces bioévénements on cite la disparition temporaire de Globorotalia puncticulata à 3,57 Ma et le premier alux de Globorotalia crassaformis à 3,60 Ma (Lourens et al. 1996). CONCLUSION L’étude lithostratigraphique et biostratigraphique de la série Miocène supérieur-Pliocène du versant oriental de Djebel Diss (bassin du Chélif ) a mis en évidence, pour la première fois dans le massif du Dahra, la présence d’un ensemble gypso-calcaire attribué par corrélation au Messinien supérieur. L’évolution verticale des foraminifères planctoniques a permis d’identiier six biozones. La biozone à Neogloboquadrina acostaensis (p.p.) rattache les marnes sableuses jaunâtres et les marnes bleues au Tortonien inférieur. La biozone Sphaeroidinellopsis seminulina, identiiée pour la première fois en Algérie, a permis de vieillir l’âge de la transgression pliocène dans le bassin du Bas Chélif. Les biozones Globorotalia margaritae, Globorotalia puncticulata-Globorotalia margaritae, assimilent la partie inférieure des marnes Trubi au Zancléen (Pliocène inférieur) tandis que les biozones G. puncticulata et G. aemiliana (p.p.) attribuent à leur partie supérieure un âge Piacenzien (Pliocène moyen). Remerciements Cette étude a été efectuée dans le cadre de l’Accord-Programme franco-algérien 03MDU584, du Programme français Eclipse II « Vers une évaluation 94 spatio-temporelle détaillée de l’impact de la Crise de salinité messinienne et de ses facteurs de contrôle ». Nos remerciements vont aux deux rapporteurs Michelle Ferrandini et Nadia Barhoun pour leurs remarques constructives et leur contribution à l’amélioration de cet article. RÉFÉRENCES AIFA T., FEINBERG H., DERDER M. E. M. & MERABET N. 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