BULLETIN

MUSÉUM NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE

57, rue Cuvier, 75005 Paris

Directeur : Pr M. Vachon.

Comité directeur : Prs J. Dorst, C. Lévi et R. Laffitte.

Rédacteur général : Dr M.-L. Bauchot.

Secrétaire de rédaction : M me P. Dupérier.

Conseiller pour l’illustration : Dr N. Hallé.

Le Bulletin du Muséum national d'Histoire naturelle, revue bimestrielle, paraît depuis

1895 et publie des travaux originaux relatifs aux diverses branches de la Science.

Les tomes 1 à 34 (1895-1928), constituant la l re série, et les tomes 35 à 42 (1929-1970),

constituant la 2 e série, étaient formés de fascicules regroupant des articles divers.

A partir de 1971, le Bulletin 3 e série est divisé en six sections (Zoologie — Botanique —

Sciences de la Terre — Sciences de l’Homme — Sciences physico-chimiques — Écologie

générale) et les articles paraissent, en principe, par fascicules séparés.

S’adresser :

— pour leB échanges, à la Bibliothèque centrale du Muséum national d’His-

toire naturelle, 38, rue Geoffroy-Saint-Hilaire, 75005 Paris (C.C.P.,

Paris 9062-62) ;

— pour les abonnements et les achats au numéro, à la Librairie du Muséum,

36, rue Geoffroy-Saint-Hilaire, 75005 Paris (C.C.P., Paris 17591-12 —

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Cuvier, 75005 Paris.

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Zoologie : France, 410 F j Étranger, 450 F.

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International Standard Serial Number (ISSNJ : 0027-4070.

BULLETIN DU MUSÉUM NATIONAL D'HISTOIRE NATURELLE

3 e série, n° 396, juillet-août 1976, Sciences de la Terre 55

Sédimentation dans l’océan Indien central

Les faciès associés aux nodules polymétalliques

par L. Leclaire, P. J. Giannesini, J. P. Caulet et M. Clocchiatti *

Résumé. — L’étude des échantillons récoltés au cours de la campagne Transindil., dans la

zone équatoriale de l’océan Indien central, montre i’exislence de trois types de dépôts Lien dis¬

tincts qui sont autant de faciès sédiment aires différents : les boues calcaires à Loeeolithes et Fora-

minifères, les boues siliceuses à Diatomées cl Radiolaires, encore appelées < diatomites brunes »,

les « boues rouges » à zéolithps, oxydes et. pnJagonitr.

Les boues calcaires sont d’âge très récent I PJeistoeèuc supérieur et Holocène et ne se trouvent

que sur les structures élevées dont la profondeur est inférieure à 4 001) ni;. L’Age des diatomites

brunes va du J'lejsloeénr inférieur à l'Holocène, Les boucs rouges, pratiquement azoiques, n’ont

pu être datées. Les deux derniers faciès iront été rencontrés que dans le bassin Indien central,

par des profondeurs supérieures à 4 000 m.

Les taux apparents de sédimentation des boues siliceuses sont très faibles : de l’ordre d'un

à deux mètres par million d’armées, l’ourlant, fies houes calcaires se déposent dans la même zone

à des vitesses moyennes de l’ordre «le dix à vingt mètres par million d’années. Par rapport à ces

dépôts calcaires, les diatomites brimes du même Age sont disposées en séries d’épaisseur anormale¬

ment réduite, encore appelées « séries condensées », Les restes de la mtertdlore calcaire qui sub¬

sistent dans les diatomites brunes portent les traces d’une dissolution intense. Les très faibles

teneurs en calcaire de ce faciès résulteraient d’une dissolution îles Forum in itères et île la quasi¬

totalité des Loeeolithes, Par ailleurs, la non représentation, dans certaines carottes, de plusieurs

biozones do (Quaternaire, laisse supposer que la série lithologique à diatomites brunes est interrom¬

pue par des hiatus ou de véritables lacunes stratigraphiques. Les discontinuités sont attribuées,

ici, à une érosion mécanique des dépôts par des courants de fond, La dissolution de la phase ear-

bonatéc et l’érosion intermittente des fonds seraient ainsi à l’origine du phénomène de « conden¬

sation », c’est-à-dire de réduction d’épaisseur, qui caractérise les diatomites brunes et aussi, très

vraisemblablement, les boues rouges,

Les boues calcaires et les diatomites ont en commun bien que dans des proportions diffé¬

rentes - une même fraction siliceuse (à Radiolaires, Diatomées, Silieoflagellés; qui est lim des

produits habituels de la sédimentation en zone équatoriale. Les diatomites brunes apparaissent

ainsi, dans une certaine mesure, comme l'équivalent, ihearhonaté des boucs calcaires et les boues

rouges comme le résultat de la dissolution de la silice des diatomites. On pourrait donc considérer

boues rouges et diatomites brimes comme des faciès résiduels, Cependant, ces sédiments ne sont

pas uniquement des résidus de dissolution car ils renferment des minéraux et des substance» mit hi-

gènes : zéolitbes. oxydes et produits si lie» l.éa ferrugineux, amorphes et très complexes, En première

analyse, la concentration importante de ces parageuèses lie peut s'expliquer uniquement par la

disparition d'un ou de deux constituants majeurs, Eu fait, ces faciès résiduels seraient aussi le siège

d’une authigeuèse non négligeable.

En conclusion, ori no peut manquer de constater que les concentrations de nodules polymé-

talliques observées au cours de la campagne Transîndîk se trouvent associées à ees faciès résiduels,

disposés en séries condensées.

* Laboratoire de Géologie du Muséum national d’Iiistoire naturelle , 43, rue de Bufjon, 75005 Paris.

396, 1

242

LECLAIRE, GIANNESINI, CAULET ET CLOCCHIATTI

Fig. 1. — Localisation dns stations : 1 : VA 07-44 ; 2 : VA 07-45 ; 3 : VA 07-46 ; 4 : VA 07-50 ; 5 : VA07-55 ;

6 : VA 07-60 i 7 : VA 07-60 ; 8 : VA 07-80 ; 9 ; VA 07-84 ; 10 : VA 07-85 ; 11 : VA 07-98 ; 12 : VA 07-102 ;

13 : VA 07-94 ; 14 : VA 07-110.

Le fond de carie batliyrjiélrique est de Heezen cl Tuakp (1965).

Introduction

Les matériaux étudiés ont été prélevés, dans l'océan Indien central, au cours de la

campagne Transindik du navire « Va ldi via » l . Cette campagne s'est déroulée du 14 décembre

1973 au 23 janvier 1974, entre Beira (Mozambique) el Singapour via Port-Louis (île Maurice).

1. Cette étude a été publiée avec l’accord du CNKXO et de Preitssag. La 7 e campagne Transindik

du navire « Valdivia » a clé entreprise sous l'égide du AMU et du Ministère de la Recherche et de la Techno¬

logie de la République Fédérale Allemande. Les échantillons ont été prélevés à bord par M. Y. Morei.

du COP (voir note n° COP/274 001) et nous ont été transmis par M. Lenoble (CNEXO) le 21 juin 1974.

SÉDIMENTATION DANS L’OCÉAN INDIEN CENTRAL

243

Les prélèvements ont été effectués à l'occasion de 14 stations disposées selon un profil

sensible ment Ouest-Est, qui suit approximativement le 15 e parallèle (Sud) ; ce profil va

du plateau des Mascareignes au bassin Indien central.

L’étude préliminaire présentée dans cette note a été réalisée dans le cadre des recherches

concernant la genèse et la diagenèse des dépôts océaniques des zones centrale et australe

de l’océan Indien (Laboratoire de Géologie du Muséum — RLE 212), et au titre de la con¬

vention CÎSEXO n° 74/1017. Les données recueillies constituent un premier complément

aux résultats de la campagne Osiris (TAAF) concernant les relations entre morphostructure

et sédimentation et, plus particulièrement, la nature et. l'âge des dépôts associés aux concré¬

tions métallifères.

I. MÉTHODOLOGIE

A. — Rappel des modes de prélèvement

Tous les prélèvements ont été effectués à l’aide de divers carottiers ne permettant pa-

une grande pénétration, le but étant l’obtention d’échantillons non perturbés de l’inters

face eau-sédiment. Les carottiers utilisés sont de trois types :

7.5Y3/Z

10YR6 / 3

I0YR5/6

10YR6'3

7.5YR3/2

Fig. 2. — Disposition des échantillons SMC dans la carotte VA 07-85.

390 , 2

244

LECLAIRE, GIANNESINI, CAULET ET CLOCCHIATTI

— le carollier boîte qui pénètre en moyenne de deux mètres et prélève des carottes de

grande section : 30 X 30 cm ; son système d'obturation esL du type à volets escamotables ;

— le carollier Heinecke qui est un earottier boite de moindre pénétration (30 cm) et dont

le système de fermeture est constitué par une pelle basculante qui sectionne la base de la

carotte et, en outre, maintient en place la carotte lors de la remontée ;

— le carollier à piston , du type Kullenberg à piston double, dont la tête peut recevoir

indifféremment les tubes cylindriques de petite section ou une boîte de grande section;

son déclenchement au fond est assuré par un petit earottier « tâteur », qui peut prélever

50 cm de carotte de petite section.

B. — Méthodes d'étude au laboratoire

L’étude au laboratoire a été précédée d’une description visuelle effectuée à bord, com¬

portant une détermination des couleurs du sédiment (à l’aide de la « Rock Color Chart »,

voir fig. 2) et un repérage des structures sédimentaires.

J. Analyses lithologiques

Elles ont pour but la détermination de la nature et des proportions des constituants

majeurs entrant dans la composition du sédiment, l’objectif final étant l’identification des

principaux faciès sédimentaires.

Elles comportent des calchnétries — effectuées par volumétrie du C() 2 dégagé par

al laque acide - d’une précision de l’ordre de 0,5 %. Les teneurs en CaC() 3 ainsi obtenues

servcnl ensuite de repère pour les estimations des proportions des différents constituants,

estimations qui dérivenl d’une observation visuelle de frottis du sédiment au microscope

optique. Si le besoin s’en fait sentir, des observations complémentaires sont menées au

microscope électronique, couplé h un micro-analyseur (spectrométrie d’émission Xj,

La dénoniinulioii des matériaux étudiés résulte en partie de l’application d’une classi¬

fication triangulaire du même Ivpe. que celle de la ligure .3, il partir des données de l'esti¬

mation quantitative évoquée précédemment. Un précise ensuite en ajoutant le nom des

minéraux ou des squelettes d’organismes dominants, exemple : boue calcaréo-siliceuse à

Discoasters et Diatomées.

2. Stratigraphie

Elle a été établie à l’aide des échelles biostratigrapbiqiies déjà existantes (tabl, 1)

et publiées ( Brrgoheîs, 1072, 1973; Marti.m et Worslev, 1970; Petrusuevskaya,

1972). Elle tient compte des observations récemment effectuées sur le matériel de la cam¬

pagne Osiris (voir p. 259). Seules les échelles basées sur la îiamiotlore calcaire cl les Radio¬

laires ont été utilisées ; la dissolution ou l'âge trop récent des dépôts ij ont pas permis d’appli¬

quer simultanément l’échelle fondée sur les Foraminitères. L’âge des différentes limites

de zones a été estimé en fonction des données publiées dans la littérature et d’après les résul¬

tats de l’étude de la carotte subéquatoriale MD 73 004. Celte carotte a permis de comparer

245

SÉDIMENTATION DANS L’OCÉAN INDIEN CENTRAL

trois types de zonation du Quaternaire et de situer leurs limites par rapport aux « cycles »

climatiques obtenus par analyse factorielle des populations de Foraminifères (Segouein

et LeO.aire, 1975),

La détermination dos espèces résulte d’observations faites conjointement aux micros¬

copes optique et électronique (MEB).

Tableau I. — Zonation s tratigraphique du Pléistocène.

Etage

Age

în m.a.

Zones à

Foraminifères

Zones à

nannoplancton calcaire

Zones à

Radiolaires

SUPE¬

RIEUR

0,18 .

N 23 : zone à

Pulleniatina

NN 21

: zone à Emiliana

huxleyî

Rla

: zone à Buccisnos-

phaera invaginata

0,40 .

obliquiloculata dextres

et â rares

NN 20

; zone à Gephyro-

capsa oceanica

Rlb

: zone à Collospha-

era tuberosa

Sphaeroidinella dehiscens

1'-

: zone à Stylatrac-

tus universus

1,1 .

H 22 ; zone â

Globorotalia

NN 19

: zone à Pseudo-

Lü

CÉ

Lü

Ll_

1,6 .

truncatulinoides

et à Sphaeroidinella

dehiscens abondantes

emiliana

1acunosa

: zone J Lophophaena

hispida

1,8

: zone à Pterocanium

prîsmatium

ff. CADRE MORPHOSTRUCTURAL

Les stations de prélèvement ont été réalisées le long d’un profil qui chevauche quatre

structures principales caractérisant celle zone centrale de l’océan Indien (lig. 1).

On distingue d’Ouest en Est ;

— La structure ascismique taillée du plateau des Mascareignes, qui se prolonge au

Nord par les des Seychelles et au Sud par les des volcaniques de la Réunion et Maurice

(stations VA 07 44, VA 07-45, VA 07-46) ; certaines parties de ce plateau ont du être sou¬

mises à d’importants mouvements verticaux, comme semble en témoigner le fragment de

récif éocène arraché h 1Tb*. Agaléga, par 2 600 mètres de fond, pendant la campagne Osiris.

— La dorsale médio-indiemtè qui, plus au Nord, est encore appelée dorsale de Carls-

berg, et qui se divise au Sud en deux branches nu niveau de la zone fracturée de l'îlc Rodri¬

guez (stations VA 07-50 et VA 07-55 sur le flanc occidental, station VA 07-60 sur le rjft

médian, station VA 07-69 sur le flanc oriental). La structure très complexe de cette dorsale

à faible taux d’expansion est essentiellement caractérisée par une intense fracturation en

relation avec le jeu de failles transformantes de direction NE-SW.

246

LECLAIRE, GIANNESINI, CAULET ET CLOCCHIATTI

— T/extrémité sud do la ridé aséismiquc dos Chagos-Eaquédivos (station VA 07-80),

jalonnée de systèmes coralliens, qui serait une ancienne faille de transformation le long

de laquelle le sous-eontinent indien aurait coulissé au cours de sa dérive vers le nord, pen¬

dant le Crétacé et le Paléogène (Mc: Krnzie et Sci.atkk, 1073). Par endroits, cotte ride inac¬

tive se serait affaissée de plus de 2 000 m depuis le Paléocène (Wiutm \ nsn. Weser et al.,

1973).

•— l.e bassin Indien central où les profondeurs avoisinent 5 000 m (stations VA 07-84

et VA 07-85 au pied de la ride des Chagos-Caqnédivos, stations VA 07-98, VA 07-102,

VA 07-94 et VA 07-110 dans le centre du bassin), Selon Mo Keiszie et Sclateu (1973),

Soi. A ri a et Fischer (1974). les sédiments de la zone prospectée par le « Valdjvia » repose¬

raient sur un plancher océanique d’àge vraisemblablement éocène. l'anomalie magnétique 23

ayant été repérée légèrement plus au Nord.

Rappelons que ce bassin a été créé par la subsidence du liane nord-est de la dorsale

est-indienne et que, par conséquent il est le symétrique du bassin de Crozet.

En résumé, la campagne Transitulik a recueilli des échantillons à la surface de sédi¬

ments situés, d’une part, sur des zones hautes (rides et dorsales centre-indiennes) dont la

profondeur est comprise entre 2 500 et 3 500 m et, d’autre part, dans un bassin dont le fond

est à plus de 4 500 m de profondeur.

III. NATURE ET ÂGE DES DÉPÔTS

A. — Etude systématique des prélèvements

Afin de faciliter, dans la mesure du possible, la lecture des données essentiellement

descriptives concernant la composition et l'âge des matériaux recueillis, les résultats d’ana¬

lyses joints à d'autres paramètres (localisation, couleur, etc.) ont été résumés sous la forme

d’un tableau (tabl, fl),

Le lecteur y trouvera donc tous les éléments lui permettant de situer géographique¬

ment l'échantillon étudié, de même que la profondeur de prélèvement et la localisation de

F échantillon dans les carottes, avec référence à la numérotation codifiée propre à la cam¬

pagne Transindik. U pourra prendre connaissance de détails relatifs à Ja nature ou à l’âge

des dépôts, données parfois fragmentaires qui ont été rassemblées dans la colonne « Obser¬

vations ».

B. — Définition des principaux faciès sédiment aires

Les informations contenues dans le tableau 11 suffiraient, seules, à déterminer les

principaux types de sédiments échantillonnés au cours de la campagne du « Valdivia ».

Cependant, dans un souci de précision, les valeurs obtenues par l'estimation quantitative

ont été reportées sur un diagramme triangulaire (tig. 3). Sur ce diagramme, Jes points repré¬

sentatifs des échantillons analysés se regroupent très nettement en trois ensembles bien

Tabt.eau II.

STATION

ECHANTILLON

COULEUR

% CaC0 3

LITHOLOGIE

AGE

OBSERVATIONS

VA 07-44

BOUE

NN 21

Boue calcaire à coccolithes et Fora-

T = 15°43 S

5MC 1

10 YR 7/4

88,7

minifêres - Présence d'organismes

G = 61°48 E

(0-10 cm)

CALCAIRE

< 0,18 m.a.

siliceux (Diatomées. Radiolaires,

spiculés d'éponges, Silicoflagellês)

et d’oxydes métalliques en micro-

Profondeur =

2.895 in

grains.

(Carottïer bùltt)

SMC 2

10 YR 7/2

89,2

La carotte esl très homogène ; c'est

(0-10 cm)

une boue calcaire a coccolithes (55 à

SMC 3

(20-23 cm)

91,3

60 /,) et Foraminîfêres (25 à 30 >)avec

organismes siliceux (- S ï ; Diatomées

Radiolaires, spiculés d'éponges, Sili-

SMC 4

92,8

BOUE

NN 21

coflagellês) plus abondants vers le

VA 07-46

(30-33 cm)

sommet.

T = 14°29 S

SMC 6

91,4

Les oxydes et parfois la palaqcnite

G = 61°22 E

(40-43 cm)

sont présents sous forme de micro-

Profondeur =

SMC 6

91,1

grains.

2.971 m

(50-53 cm)

Présence, au sommet de ia carotte,

SMC 7

(60-63 cm)

SMC 8

(70-73 cm)

91,7'

CALCAIRE

< 0,18 m.a.

d'un ''coin” de 2 cm d'épaisseur,

constitué par un matériel gris vert

(5 Y 6/1)

(Carotticr bcZtz)

SMC 9

(80-83 cm)

91,4

SMC 10

(90-93 cm)

92,8

—

Longueur de la carotte : 40 cm

VA 07-46

T = 14°20 S

SMC 11

(0-3 cm)

10 YR 6/4

82,5

Carotte homogène : boue calcaire à

coccolithes (60 â 70 *) et forais!-

86,5

BOUE

niferes (15 à 25 *) avec organismes

SMC 12

NN 21

siliceux (S à io % : Diatomées, Ra-

G = 62°17 E

(10-13 cm)

ditilaircs, spiculés d'éponges) plus

abondants au sonnet - Présence d'oxy-

Profondeur *

SMC 13

88,2

3.724 m

(20-23 cm)

CALCAIRE

< 0,18 m.a.

des et Je paiagonite en micro-grains.

Le sgàlaent renferme des espèces

SMC 14

88,4

remaniées de la nonnoflore de la

(30-33 cm)

zone WN 19 (SMC 12) et du Tertiaire

supérieur (SMC 13)

(Carotticr HziMche.)

Carotte homogène : boue calcaire a

coccolithes (60 à 70 X) et ForïmT^

VA 07-50

T - 14°15 S

SMC 15

(0-3 cm)

SMC 16

(10-13 cm)

SMC 17

10 YR 6/3

89,1

nifêres (20 â 30 X) avec organismes

si liceux (« 5 f). oxvdes et pala-

88,1

BOUE

NN 21

gonite (?) en micro-granules (- 5 %).

Cette station correspond à un petit

G = 63°12 E

bassin de 1 mille de large, situé :u

Profondeur =

CALCAIRE

< 0,18 m.a.

sommet d'un haut fond de 400 m, au

3.400 m

(20-23 cm)

dessus d'une plaine abyssale, à ssdl-

SMC 18

89,1

ments nettement stratifiés (sismique).

(30-33 cm)

Présence de nannofossiles remaniés de

la zone NN 19 (dans SMC 17 et 1?) et

du Tertiaire Supérieur (dons SMC 15).

(Carottier Rêx. necfec)

896 , 3

248

LECLAIRE, GIANNESINI, CAULET ET CLOCCHIATTI

Tableau II (suite!

STATION

ECHANTILLON

COULEUR

% CaC0 3

LITHOLOGIE

AGE

OBSERVATIONS

SMC 13

10 VR 6/4

87,6

Carotte homogène ; boue cataire à

(0-3 cm)

coccDlithes (--■ 60 “,) et Faraminifères

NN 21

30 F), avec présence d'organismes

VA 07-55

SMC 20

87,7

BOUE

Siliceux et d'oxydes en micro-granules

H> = 14°03 S

(10-13 cm)

La topographie, peu accidentée, cor-

G = 64°3I E

W. ?1

„

88,3

respond a une pente douce en situa-

Profondeur =

(20-23 cm)

CALCAIRE

< 0,18 m.a.

tion de piedmont.

3.070 m

(Carottier fteinecfec)

SMC 22

(27-29 cm)

91,1

SMC 30

10 YR 6/3

87,2

Longueur de la carotte : 30 cm

VA 07-60

(0-3 cm)

BOUE

NN 21

Carotte homoqêne : boue calcaire à

= 13 n 55 S

coccolithos (65 %) et Foratninifêres

G = 65°38 E

SMC 31

86,6

(2b à 30 *). avec organismes siliceux

Profondeur =

2.883 m

(Rift médian)

(10-13 cm)

CALCAIRE

< 0,18 m.a.

(r 5 “ : Diatomées. Radiolaires, spi¬

culés d'éponges) et micro-granules

SMC 32

(20-23 cm)

88,4

d'oxydes et de pal agoni te (?) (< 5 %) .

(Carottier K&üie.ei:e)

SMC. 33

(32-40 cm)

10 YR 7/3

86,7

Longueur de la carotte : 1,50 n

SMC 34

(40-50 cm)

10 YR 8/2

87,3

Carotte homogène : boue calcaire â

cnccolitties (60 à 65"N) et Forami-

10 VR 7/3

nifères (25 â 30 '£} ; présence d'or-

SMC 35

89,9

ganismes siliceux (principalement

VA 07-69

(55-60 cm)

BOUE

NN 21

Diatomées) et d'oxydes en micro-

f = 13°46 S

SMC 35

■'

90,3

granules.

G = 66°30 E

(71-76 cm)

Remaniements de ccccolithes prove-

Profondeur =

3.856 m

SMC 37

(81-86 cm)

SMC 38

(92-97 cm)

10 YR 7/2

10 YR 7/3

89,1

86,6

CALCAIRE

< 0,18 m.a.

nant du Néogène et du Quaternaire

inférieur (NM 19).

(Carottier pi&toii)

SMC 39

88,7

(120-130 cm

SMC 40

90,1

(130-140 cm

SMC 41

10 YR 7/3

88,9

Boue calcaire homogène â coccolithos

(0-3 cm)

(55 à 65 %) et Foraminifères (25 à

VA 07-80

SMC 42

89,4

BOUE

NN 21

30 %), avec organismes siliceux

( - 5 % : Diatomées, Radiolaires).

T = 13°16 S

G = F

(10-13 cm)

Présence de Quaternaire inférieur

Profondeur =

3.382 m

SMC 43

(20-23 cm)

86,8

CALCAIRE

< 0,18 m.a.

(NN 19) remanié dans SMC 42 et SMC 44.

(Carottier Raineefee.)

SMC 44

(30-32 cm)

91,2

Tableau II (suite)

STATION

ECHANTILLON

COULEUR

% CaC0 3

LITHOLOGIE

AGE

OBSERVATIONS

"Diatomite brune" î Radiolaires, avec

VA 07-84

SMC 45

(0-3 cm)

SMC 46

(3-9 cm)

5 YR 3/4

12,3

17,5

DIATOMITE

BRUNE

NN 21

R 1 a

< 0,18 m.a.

débris de Foraminifères et d? cocco-

1 ithés ; présence de verre volcanique,

d'oxydes et de paîagonite en m'crn-

granules 10 %).

Remaniements de microfaune et micro¬

flore provenant de dépôts d’âge néo-

gène et quaternaire inférieur (NN 19

R 2)

T = 12°54 S

G = 72°24 E

Profondeur =

4.935 m

SMC 47

5 YR 3/3

a 0

"Boue rouge" â paîagonite et zéolithes

(10-11 cm)

SMC 48

(11-13 cm)

BOUE

ROUGE

(phi 11 ipsi te). avec quelques frag¬

ments d'organismes siliceux dans

SMC 43.

(Carottier Re.cml0.tc)

SMC 49

(20-22 cm)

SMC 50

(30-32 cm)

Verre volcanique avec figures de

corrosion tout, au long de ïâ carotte.

SMC 51

(0-3 cm)

5 YR 3/4

c.r. (°)

15,1

DIATOMITE

Boue brune à Diatomées (30 â 50 î) et

Radiolaires U 25 X), à débris de Fo-

raminifëres, avec granules d'oxydes et

de paîagonite (- 20 % pour 5MC 51).

SMC 52

(19-21 cm)

10 YR 5/4

c.r. n

a 5

BRUNE

NN 21

Remaniements NN 19 et Tertiaire supé¬

rieur pour 5MC 51 et R 2 pour SMC 52.

VA 07-85

SMC 53

(24-28 cm)

10 YR 7/4

bariolé

c.r. («)

a 5

DIATOMITE

BEIGE

Boue beiqe i Diatomées (55 ) et

12°42 S

G a 73°10 E

Profondeur *

5.038 m

R 1 a

Radiolaires [25 ï), avec quelques

tfëbrfs de Eoraminnëres et présence

de micro-granules d'oxydes et de

paîagonite.

Radiolaires remaniés de R 2

Voir fig. 2)

< 0,18 m.a.

SMC 54

entre

= 10

DIATOMITE

Boue brune â Diatomées (45 à 50 £) et

(15-20 cm)

5 YR 4/4

Radiolaires (15 â 25 %) avec fraqments

SMC 55

(30-31 cm)

5 YR 3/4

c.r. («)

= 5

BRUNE

R 1 b (?)

de Foraminifères ; présence d 1 oxydes

et de paîagonite en micro-grains,

Radiolaires de R 2 et R 3 remaniés.

SMC 56

(23-24 cm)

10 YR 6/6

= 10

DIATOMITE

BEIGE

NN 21

NN 20 ?

Boue beige â diatomées t= 35 t) et

Radiolaires (3b « Y- âvéc débris de

Foraminifères.

réduit

(Carottier ReÂnccfce.)

SÉDIMENTATION DANS L’OCÉAN INDIEN CENTRAL

251

IOO%CaCOs

Fig. 3. — Importance relative des constituants majeurs des échantillons SMC.

distincts qu'on peut aisément délimiter et qui correspondent, en définitive, à trois faciès

sédimentaircs différents :

Les boues calcaires à Coccolith.es et Foramimifères : Leurs teneurs en carbonate de

calcium sont, en moyenne, voisines de 90 %. Los Coecolithes entrent pour 50 à 60 % dans

la composition du sédiment total et les Foraminifères en constituent 20 à 30 % (en poids).

La fraction siliceuse formée par les Diatomées et les Radiolaires n'est pas négligeable et

représenterait de 5 à 10% du sédiment brut. Ce faciès n’est pas totalement dépourvu

d’oxydes, qui se présentent généralement en micro-granules. Des traces de palagonite

ont aussi été observées. Les remaniements de microfaune et de microflore sont fréquents

et traduisent, vraisemblablement, des phénomènes de redéposition.

— Les boues siliceuses à Diatomées et Radiolaires : Il s'agit d'un dépôt composé de

50 à 60 % de Diatomées, L5 à 30 % de Radiolaires et contenant aussi des spiculés d’éponges

et des Silicoflagellés. Ce sédiment est fortement coloré en brun-rouge, très vraisemblable¬

ment par des oxydes métalliques présents en micro-granules et sous la forme d’amas de

252

LECLAIRE, GIANNESINI, CAULET ET CLOCCHIATTI

nature complexe. On y trouve de la palagonile cl du verre volcanique sous forme d’éclats

qui moni.renl parfois des figures de corrosion. Les zéoliilies y sont relativement abondantes.

Ces diatmnites renferment, par place, des enclaves souvent de couleur pins claire, carac¬

térisées par la présence dune fraction carbnnalée (15 % maximum de CaC0 8 ) constituée

par des débris de Fora min itères, des C.ocenlil lies et des I tiscoasl ers eu voie de dissolution.

Les micro-nodules de manganèse sont abondants dans ce sédiment. Des nodules d’une

taille atteignant le centimètre ont aussi été observés, notamment en surface.

— Les boues rouges à zéolithes : Fncore improprement appelées « argiles rouges »,

elles ne sont représentées nue dans la carotte VA 07-84, où elles sont recoincries d'une mince

couclie de diatnrnites brunes. Leur composition est dillicile, sinon impossible, ii déterminer

par simple observation au microscope optique. Cependant, on petit observer que dans un

fond tle nature vraisemblablement argileuse (mais à silicates amorphes ou très mal cris¬

tallisés) se trouve tic la palagonile abondante sous forme de fragment* plus ou moins dévi¬

trifiés dans lesquels l’argile commence à apparaître. De plus, au contact immédiat, de ces

fragments, on observe fréquemment des minéraux zéolil biques ; phillipsile) en longues

baguettes parfois mâclées, dont les faces cristallines apparaissent corrodées. Ces zéolithes

constituent parfois plus de 50 % du sédiment total. Les micro-nodules sont aussi très

abondants (jusqu’à 20 %) et forment l’un des éléments caractéristiques de ce faciès. De

plus, on observe de rares éléments détritiques comme du quartz cl des feldspaths.

C. — Nannoflohe et mickofaune

1. La nannoflore calcaire

a — Age

L’étude des nannufossiles calcaires a permis la datation des boues calcaires et de

quelques niveaux des diatomites brunes. La zonation adoptée est celle proposée par Mah-

tixi et Wohsi.fy (1970) (labl. I) ; l’âge des limites des zones a été réajusté en tenant compte

des résultats de l'élude de la carotte VI F) 73 004 (campagne Osiris, 1973).

Les Cneeolilbes contenus dans les caroM.es de la campagne Transiodik. sont essentiel¬

lement d'âge quaternaire récent. L’espèce caractéristique de la zone NN 21, Emiliania

huxleyi, a toujours été observée. Les sédiments ont donc été déposés depuis moins de

180 000 ans environ.

b — Remaniements

Des remaniements de nannoflore calcaire ont été observés dans toutes les carottes

se situant au-delà de 3 070 m. Les formes remaniées proviennent soit du Quaternaire ancien

(zones : NX 20, NN 19), soit du Néogène (zones ; NN 18 à NN 14). Ces formes sont cepen¬

dant bien conservées.

e — Dissolution

Le problème de l’abondance des nannofossiles calcaires observés et celui de leur état

de conservation sont étroitement liés dans le cas des matériaux étudiés. Dans toutes les

SÉDIMENTATION DANS L’OCEAN INDIEN CENTRAL

253

carottes situées à une profondeur inférieure a 4 000 ni, la nannnllore est très abondante

et bien conservée. Deux carottes, VA 07-84 et VA 07-85, renferment une nannoflore raré-

fiée et en voie de dissolution : elles ont été prélevées à des profondeurs respectives de 4 935

et 5 038 m. Il y subsiste encore un certain nombre d'espèces déterminables (tomme limi-

liania lnurleyi (pl. II. 2), Gcphyrncupm océan im (pl. Il, I b-e), Pscudoemiliania Inrunosa,

Ceratolithus cristatus, G yclococeolithw < leploporua (pl. fl, 3 b) et de nombreux Discoasters

remaniés «pii semblent particulièrement résistants à la dissolution. Ces observations rejoi¬

gnent celles de Mo Inivrr et Mc Intyiih (1071), qui ont: noté l’apparition dns traces de

dissolution de la nantiollore vers 4 000 m et sa réduction à l étal de débris non détermi¬

nables i« partir de 5 400 m environ.

2. Les Foraminifères planctoniques

L'élude des Foraminifères planctoniques contenus dans les sédiments prélevés au

cours de cette campagne se situe dans le cadre d’une analyse de la répartition des espèces

en fonction de la latitude, des grands courants géostrophiques et des discontinuités hydro-

logiques de I océan Indien central.

Cette analyse, qui ne fait que débuter, sera conduite parallèlement aux recherches

des modifications du paléo-environnenrrenl par le traitement mathématique des populations

de Foraminifères planctoniques (Séoul fin et Leclaihe, 1075).

Les Foraminifères planctoniques ne sont, ici, d’aucune utilité pour la stratigraphie

des carottes, en raison de l'âge trop récent des dépôts ou de la dissolution. Tous les dépôts

calcaires recueillis sont caractérisés par la présence des espèces de la zone N 23 ( Globigerina

calida, rares Spluieruidinella déhiscents et Pulleniaùna, dextres dominantes), Les sédiments

(base de VA 07-08, VA (17-102, VA 07-94) dont l'âge a été estimé, par ailleurs, à plus de

700 000 ans (limite inférieure de la zone N 23, selon Bkriïcren, 1074) ne contiennent pas

de Foraminifères.

Les premiers résultats de cotte analyse micropalcontologiquc portent sur la compo¬

sition de la microfaime «le Foraminifères dont la taille est supérieure à 175 p. L'exemple

présenté dans le tableau III montre, à l'évidence, l'influence nette de la zone équatoriale

sur la sédimental ion. Les Glohigerinoïdes, avec notamment G. mcculi/nr et <1. cuber, sont

abondants et accompagnés de Glnborotsdi.a menardU, PiUlenialina obliquilonidnto et finnlis,

et de (iloboquudrina conglomerata, L’ensemble des Foraminifères planctoniques représente

de 20 à 30 % do sédiment total. Les espèces lient biques sont très rares ou absentes.

Le problème de l’inlliienec indirecte de la profondeur sur la composition de ces lliaaa-

toeénoses a été abordé (tubl. IV), Bien que le nombre d'échantillons étudiés (sommet

des carottes) soit restreint, on peut considérer, en première analyse, que la variation des

proportions relatives des espèces résistantes à la dissolution — essentiellement G. menardii

et Pidleniaiina nblii/uilurnlata : Parker et Bkiigeh, 1971) - est significative. Il apparaî¬

trait donc que l'importance des formes résistantes augmente légèrement avec la profondeur

et «pie le phénomène de dissolution sélective commence à se faire sentir dès les profondeurs

de l’ordre de 3 500 m (Lysooline de Bercer,

Interprétation

Si l’on compare ces résultats avec ceux provenant de l’étude partielle des carottes

MD 73004 et MD 73005 (campagne Osiris, 1973) prélevées par 5° de latitude Sud environ,

Ta b leau III. —- Exemple de la composition spécifique de la microfaune de Foraminifères (échan¬

tillon SMC 30) entrant dans la constitution des boues calcaires. Les Foraminifères ont été

extraits à l’aide de tamis à maille de 175 et 400 p,.

Nom des espèces rencontrées

Pourcentages

relatifs

Globigerinoides ruber (A)

6,6

Globigerinoides ruber (B)

19,1

Globigerinoides sacculifer

17,7

Globigerinoides trilobus

4,9

Globigerinoides conglobatus

5,2

Globorotalia truncatulinoides (D)

0,1

Globorotalia truncatulinoides (G)

0,2

Globorotalia menardii (s.l.)

5,6

Globorotalia scitula

0,8

Globoquadrina dutertrei

9,0

Globoquadrina hexagona

1,9

Globoquadrina conglomerata

0,5

Globigerina pachyderma (D)

0,2

Globigerina calida

1,1

Globigerinita glutinata

5,1

Globigerina bulloides

1,1

Orbulina uni versa

2,1

Pulleniatina obliquiloculata

5,7

Pulleniatina finalis

0,6

Sphaeroidinella dehiscens

0,6

Hastigerinella aequilateralis

11,6

Tableau IV. — Variations relatives des groupes d’espèces résistantes et moins résistantes à la

dissolution, en fonction de la profondeur, dans les échantillons de surface (sommets des

carottes).

Echantillons

Importance relative

des deux groupes (%)

Profondeur

en mètres

espèces

résistantes

espèces moins

résistantes

SMC 30

13,8

86,2

2 883

SMC 02

11.1

88,9

2 971

SMC 19

13,8

86,2

3 070

SMC 41

14,1

85,9

3 382

SMC 15

15,0

85,0

3 400

SMC 11

16,5

83,5

3 724

SMC 33

16,1

83,9

3 856

SÉDIMENTATION DANS L’OCÉAN INDIEN CENTRAL

255

on s’aperçoit < 11 ■ à profondeur égale, la compusition «les I hamtlooénoses île Eoraminifères

planctoni«|ues est sensiblement, différente. Dans ces deux carottes, les espèces résistantes

à la dissolution sont plus abonda nies ; leur teneur moyenne, de l’ordre de 25 à 30 %, peut

atteindre 50 % cl plus dans les niveaux anciens, Par ailleurs, la microfaune la plus typi¬

quement équatoriale, celle qui est apparemment ta moins alTecléc par la dissolution sélec¬

tive, se trouve dans les échantillons de la campagne Transindik, sous des latitudes de l’ordre

de 15° Sud.

Si l'on admet avec Oi.ai sson (1071) que la productivité de la zone tropicale est maxi¬

mum au niveau des divergences équatoriales et notamment aux abords de la divergence

sud-équatoriale, on peut, penser que les effets de la dissolution à la verticale de cette discon¬

tinuité hydrnJogique sont plus modérés qu ailleurs. Dans cel te hypothèse, et compte tenu

des résultats sommairement exposés ci-dessus, l'équateur hydrologique de l'océan Indien

central serait plus proche de 15° de latitude Sud que de i’équal.enr géographique. Cette

supposition est en accord avec l’hypothèse iCOlausson (1971) qui, dans la même région,

situe l’équateur bydrologique approximativement entre 8 et 12° de latitude Sud. Le dépla¬

cement île celte discontinuité hydrologique au cours du Quaternaire et du Pliocène supé¬

rieur fait l’objet d’une, étude en cours.

3. Les Radiolaires et la datation des diatomites brunes

Plusieurs échelles stratigraphiques selon les Radiolaires ont été proposées pour diffé¬

rentes latitudes et régions. La plus élaborée concerne la zone tropicale de l’océan Paci¬

fique (Hiedei. et Sanfimfpo, 1970). Mais on peut l’utiliser pour les sédiments de l’océan

Indien car les populations sont à peu près semblables. Le seul inconvénient de cet te échelle

tient au fait que le Quaternaire n’y est pas découpé en plusieurs zones. Seule la limite Plio-

Pleistocèue est bien marquée par l’extinction de Plerocaniurn pristrnalitwt.

Pour combler celte lacune, trois spécialistes ont récemment recherché si on pouvait

définir plusieurs niveaux à Radiolaires dans le Quaternaire. Le premier, J. IIavs iI9H5),

découpe le Quaternaire en Irais zones qu'il rattache aux variations do champ magnétique.

Mais, son échelle n’esL valable que pour les hautes latitudes. Dans les sédiments pleisto-

cèries du Pacifique équatorial, G. NtoittM (1971) définit quatre zones, mais sans dater les

limites de ces zones. Plus récemment, M. Petkusiiev skaa a i 1972) propose un autre décou¬

page du Pleislocène pour les sédiments récents de l’océan Indien. Elle rejoint les conclusions

de Haas pour fixer, toujours par le paléomagnétisme, l’extinction de Stylatractus univers us

(pi. I, 3) à environ 400 000 ans. Elle propose ainsi trois zones à Radiolaires pour la zone

sub-tropicaie :

— zone 1 : 0 à 0,4 m.a. (million d’années),

— zone II : 0,4 m.a. à 1 ou 1,1 m.a.,

— zone III : 1,1 m.a. à 1,6 m.a.

La limite entre la zone I et la zone II est définie par l’extinction de Stylatractus uni-

cersus. La limite entre les zones 1I et 111 est marquée par l’extinction de Pterocorys campa-

nula (pl. 1, 4) et l’apparition de Pterocorys hertwigii. La base de la zone 111 et le passage

au Pliocène se marquent par l’extinction de P. prismatium et l’apparition de Lophophaena

hispida.

256

LECLAIRE, GIANNESINI, CAULET ET CLOCCHIATTI

I . examen eu cours <L 11 matériel prélevé dans l'océan Indien lors de la campagne Osiris

(1973) permet de compléter les observations précédentes, du moins pour la zone soi»-tro¬

picale. ce (pii est justement le cas des matériaux examinés Ici.

L’échelle « liai)iolaires » obtenue a été testée par rapport à celle des Fnrammifères

et des Loee.olil lies. Ces premiers résultats permet lent de dater avec une assez bonne approxi¬

mation les diatomites brunes récoltées par le navire « Valdivia ».

L’échelle adoptée est la suivante :

— zone K 1 a ; de 0 à 0,175 m.a., zone à Buccinosphaeara irwaginala (pl. 1, 2)

— zone R 1 b : de 0,175 à 0,4 m.a., zone à Collasphaeara tuberosa (pl. I, 6)

— zone R 2 : de 0,4 à 1,1 m.a., zone à Slylalrwtus univers us

■— zone R 3 : de 1,1 à 1,6 m.a., zone à Laphophaena hispida

Les zones R 1 a et R 1 b correspondraient approximativement aux zones NN 21 et

NN 20 de l’échelle biostratigraphique établie grâce aux nannofossiles calcaires.

IV. PHÉNOMÈNES SÉDIMENTAIRES OBSERVÉS

A. — Répartition CKOOKAi’inqtiK des faciès sédijikistaires

Du point de vue de la nature des sédiments déposés, le profil Transindik met en évi¬

dence deux zones géographiques bien distinctes dans cette partie de l’océan Indien central

(fig. I, 6 et 7).

La région occidentale, caractérisée par la présence du plateau des Mascareignes, de

la dorsale médîo-indienne et du prolongement de la ride des Chagos-Laquédives, semble

recouverte de boues calcaires qui sont le produit typique de la sédimentation pélagique,

en zone équatoriale, pendant le Quaternaire récent.

La région orientale, constituée par le fond du bassin Indien central, serait tapissée de

houes siliceuses nu a diatomites brunes ». En bordure du bassin, au pied du prolongement

de la ride des Chagos-Laquédives, les influences d’une sédimentation calcaire se font encore

sentir.

Des boues rouges à zéolithes n’ont, été observées qu’à la station VA 07-84, sous une

pellicule de diatomile (10 cm) très faiblement calcaire.

Ces deux régions diffèrent aussi par leur profondeur moyenne : dans la première, les

fonds se trouvent entre 2 500 et 4 000 m environ, alors que dans la seconde ils se situent

à plus de 5 000 m en moyenne. Il apparaît donc (pie la nature des sédiments déposés dans

cette partie de l’océan Indien central est étroitement dépendante de la profondeur. La

sédimentation pélagique V serait ainsi directement contrôlée par les morphoslnicl (ires.

La présence de boues rouges sous une couverture de diatomites, phénomène apparem¬

ment très localisé, laisse cependant supposer des variations verticales de faciès, c’est-à-dire

des modifications de la sédimentation au cours du temps.

SÉDIMENTATION DANS L’OCÉAN INDIEN CENTRAL

257

B. — Dissolution du calcaire

Le diagramme de la figure 4 montre la répartition des teneurs en carbonate de calcium

des sédiments de la surface (sommet des carottes) en fonction de la profondeur ; la figure 5

illustre la distribution de ces teneurs le long du profil batbymélrique.

A des profondeurs supérieures à 5 100 m environ, les sédiments (diatomites brunes)

sont totalement dépourvus de calcaire. Vers 5 000 m. la fraction carbonatée qui subsiste

est constituée par des débris de Foraminifèrcs planetnniques i U. rnenardii) et par des Cocco-

lithes fortement corrodés, Ainsi, le « pont » de Gephi/roca.pan ureanirn (pl. Il, 1 b-c) a disparu

et il y a fragmentation du disque proximal de C. leptoporus tpi. H, 3 b), etc.

Il est évident qce cette corrosion ne peut avoir pour origine qu’une dissolution des

carbonates par les eaux de fond, phénomène qui est certainement la cause de la « décalci¬

fication » totale des sédiments de fond de bassin.

S’il est relativement aisé de déterminer la profondeur à laquelle celte décarbonatation

est totale (environ 5 100 m), il est plus dillicile de localiser la profondeur où commence

la dissolution.

L’analyse de la composition des tlianaloeénoses de Forain in i lères planetoniques voir

p. 253) semble indiquer que les premiers effets de la dissolution seraient perceptibles dès

3 400 m de profondeur. Ce premier résultat, qu’il sera nécessaire de confirmer par d’autres

analyses, laisse penser qu’à partir de cette profondeur, la dissolution du carbonate de cal¬

cium a lieu au contact d’une tranche d’eau de 1 700 à 2 000 m d'épaisseur.

Ainsi, ce que l’on appelle habituellement la profondeur de dissolution des carbonates

(matérialisée dans le cas présent sur la figure 4). et qui correspond à la « carbonate compen-

2000 —,

£ 3000-1

4000-1

% /

limite de dissolution CaC03

“1

IOO%CaCOï

Fig. 4. -— Distribution des teneurs en CaCÜ 3 des échantillons de surface.

A : boues calcaires ; B : diatomites el boues rouges.

800 distance (milles)

Répartition des teneurs en CaC0 3 des échantillons de surface

le long du profil bathymétrique.

VA07-45

VA 07-46

VA07-85

DISTANCE Ef4 U ILLES

Fig. 6 . — Constituants majeurs des sédiments de surface (profil W-E).

A : Foraminifères ; R : Nannofossîles calcaires ; C : Diatomées ;

D : Radiolaires ; E : argiles ; F : oxydes métalliques.

SÉDIMENTATION DANS L’OCÉAN INDIEN CENTRAL

259

sation deptli » des auteurs anglo-saxons, n’est qu’une profondeur moyenne. En fait, entre

la profondeur du début de la dissolution et celle où le calcaire a totalement disparu, il doit

exister un passage progressif el continu,

C. — Discontinuités sthatiohxpiiiques

Aflirmer que la détection des discontinuités stratigraphiques et l'estimation de leur

ampleur dépendent de la densité d'échantillonnage de la série, de la précision des échelles

hiostratigraphiques et de l'usage que l’on eu fait est, certes, un truisme. Mais, étant donné

l’intérêt que présente le phénomène, il convient de rappeler que l'on ne peut conclure à

l’existence d’une discontinuité, notamment lorsqu’elle n’affoote qu’un très bref intervalle

de temps, qu’au lerme d’une analyse critique des données micropalcontologiques,

Dans le eas présent, l'échelle biosLratigraphique selon les Radiolaires est seule appli¬

cable ;’i tous les niveaux de diatuniites brunes en raison de la dissolution des microfaunes

et micro flores calcaires. Celle échelle, établie pour la zone équatoriale, a été testée au préa¬

lable à l'occasion de l’étude de la carotte MD 73004 (campagne Osiris, 1973), datée avec

grande précision par les Eoraminifères et la nannollore.

1. Les lacunes stratigraphiques

Il résulte de l'élude des Radiolaires des carottes de la campagne Transindik que seules

les diatuniites brunes du bassin Indien central présentent des lacunes de sédimentation.

On peut même préciser que, pour VA 07-98, où il manque une zone (R I b, voir tahl. I et

lig. 7), il s'agiI d'une véritable lacune stratigraphique, conformément à la nouvelle défi¬

nition proposée par Moore à l’occasion du congrès de Kiel (1974).

En tête des carottes VA 07-94 el VA 07-102, respectivement deux et trois biozones

ne sont pas représentées, ee qui correspond à des lacunes de sédimentation de l’ordre de

0,4 et 1,1 million d’années environ, Par contre, les carottes VA 07-44 à VA 07-80 ne pré¬

sentent aucune anomalie': le dépôt des sédiments boues calcaires) qu’elles contiennent

s’étant effectué il y a moins de 0,18 million d’années.

La première conclusion qui s’impose est donc que les fonds du bassin Indien central,

le long du profil Transindik. n’ont, apparemment pas le même âge et qu’ils sont partielle¬

ment constitués par des affleurements de matériaux anciens.

2. Les couches à très faibles taux de sédimentation

Dans les cas examinés ei-dessus. il manque une ou plusieurs biozones et il est donc

permis de conclure à l’existence de lacunes stratigraphiques, Cependant, Il existe d autres

eas (\ A 07-94, \ A 07-98) où la succession stratigraphique de plusieurs zones semble nor¬

male mais où l’épaisseur des sédiments est anormalement faible. Les taux apparents de

sédimentation sont de l’ordre d’un à deux mètres par million d’années. S’il s’agissait de

boues rouges, on pourrait penser que ces faibles valeurs sont en relation avec une dissolu¬

tion extrême : mais ces valeurs sont obtenues ici pour des boues siliceuses. On est donc

amené à supposer l'existence de lacunes de sédimentation, non immédiatement perceptibles,

Longueur des carottes cm

LECLAIRE, GIANNESINI, CAULET ET CLOCCHIATTI

SÉDIMENTATION DANS L’OCÉAN INDIEN CENTRAL

261

parce que l'intervalle de temps apparent qu’elles représentent esl inférieur à celui des zones

bioslratigraphiqUes.

Ces diseoiilinuités stratigraplûques et le phénomène de dissolution des carbonates

peuvent expliquer la faible épaisseur des sédiments déposés dans le bassin Indien central

(Ewini; i'I ni., I ! Ifif) . Les séries lilhologiques ainsi réduites sont encore appelées séries

condensées.

D. — Nature et âge des sédiments associés aux nodules de manganèse

Alors qu’il n est pas rare de rencontrer, dans les boues calcaires, des nmas vraisembla¬

blement enrichis en oxyde de fer, voire des micro-nodules, les concrétions de dimension

centimétrique sont localisées dans les carottes de diatomitefl brunes et, plus particuliè¬

rement. à leur sommet rf. les observations faites k boni du <( Valdivia »),

On constate que les bancs de nodules échantillonné» ail cours de fa campagne reposent

sur des sédiments d'âges différents, ce qui ne présume, en aucun cas, de leur vitesse de

croissance. Dans deux carottes, VA 07-94 et VA 07-102 (fig. 7), ces nodules reposent au

voisinage immédiat d une lacune de sédimentation ou soulignent une lacune stratigraphique.

Dans un autre eas, ils sont associés k une couche de sédiment d'épaisseur 1res réduite

(VA 07-98).

Dans la carotte VA 07-84, l'âge du contact entre boues ronges et diatomil.es brunes

est incertain. La biozone NN 21 n’a pas été identifiée et la composition de la microfaune

siliceuse (Radiolaires), sans permet Ire de. conclure définitivement, laisse supposer la pré¬

sence de la zone H I b. De bons indices existent doue à nouveau en faveur de la présence

d’une lacune de sédimentation. Les boues rouges sont relativement riches en micro-nodules.

Le cas de la carotte VA 07-85 rst comparable au précédent. Sans qu'il soit possible

de conclure, notamment en raison de. la dissolution et des remaniements, il est probable

que la base de celte carotte se situe dans les zones NN 20 et R J b. C’est à ce niveau que

l'on a observé quelques nodules polymétalliqiics.

Seule la carotte VA 07-110 ne semble, pas présenter d’« anomalies » de sédimentation ;

il convient de noter qu’un nodule se trouvait, à son sommet.

En règle générale, il apparaît que les bancs de nodules échantillonnés dans le bassin

Indien central sont étroitement associés à un faciès sédimeutaire qui, au moins partielle¬

ment, résulte de la dissolution des carbonates, Les boues siliceuses, qui constituent ce faciès,

sont, en outre, généralement disposées en séries lithologiques condensées présentant de

nombreuses discunlinuités stratigrapHiques.

V. INTERPRÉTATIONS

A. — Origine des diatomites brunes et des boues rouges

Du point de vue de la sédimenlologie, ce qui caractérise la zone équatoriale de l’océan

Indien, comme celle du Pacifique, c’cst une forte productivité organique au niveau des

262

LECLAIRE, GIANNESINI, CAULET ET CLOCCHIATTI

grandes discontinuités hydrologiques que sont les divergences nord et sud-équatoriales.

Dans l’océan Indien, la divergence sud-équatoriale est sans doute plus importante, à cet

égard, que la divergence nord-équatoriale qui est perturbée par la mousson pendant une

moitié de l’année.

C’est à ce niveau que sont précipités, en abondance, du carbonate de calcium sous

forme île lests de Fora mini fères et de Coccolil lies, et de la silice à l'état de squelettes de

Radiolaires et de frustules de Diatomées. Par des profondeurs moyennes de l’ordre de

2 000 à 3 000 m, on constate que celte productivité équatoriale aboutit à la constitution

de sédiments dont la composition s'établit comme suit :

Calcaire : 80% (Fora mi ni fères, 20%; Coccolil lies, 60%)

Silice ; 15% (Diatomées, 10%; Radiolaires, 5%)

Argiles : 5 %

Dans l'ensemble, ces proportions sont respectées, quelle que soit la longitude, tant

que la profondeur de dépôt n’est pas supérieure à 3 000 m. On peut considérer que ces

proportions sont le reflet, plus ou moins déformé, de la contribution des nannoflores et

niicrofaunes planetoniqiies à l'édification de la couverture sédimnntaire pour toute la zone

équatoriale comprise entre le plateau des Mascareignes et la ride du 90 e parallèle Est.

Dr. on a pu constater que. dans cette mémo zone, mais par fonds supérieurs à 5 000 m,

il ne reste plus que la fraction siliceuse constituée par des Diatomées et des Radiolaires

dont les proportions relatives ne semblent pas avoir changé.

Lorsqu'une fraction calcaire subsiste, les particules qui la composent sont fortement,

corrodées. Celle corrosion témoigne en faveur d’une dissolution dont l’intensité relative

semble croître avec la profondeur pour aboutir, finalement, à la disparition totale du car¬

bonate de calcium par des fonds de l’ordre de 5 000 ni.

Ces considérations nous amènent à penser que les dialomUes brunes de l’océan Indien

central, formées sous le système hydrologique équatorial, sont en quelque sorte le résidu

de la dissolution des boues calcaires déposées par moindre profondeur. En outre, si pour

des raisons encore indéterminées, la silice des diatoniites passe à son tour en solution dans

les eaux interstitielles par exemple, il est très probable qu’il ne subsiste plus que les consti¬

tuants des boues rouges, lii phénomène de celte nature est peut-être à I origine de la super¬

position diatoniites hrunes/bones rouges observée dans la carotte VA 07-84. Dans celte

hypothèse, les deux faciès peuvent être qualifiés de résiduels ; leur développement est

étroitement dépendant îles phénomènes contrôlant la dissolution de la silice et des car¬

bonates. Cependant, la présence en quantité non négligeable de minéraux aulbigèiies Comme

la phillipsite (très abondante dans les boues rouges) et d’amas plus ou moins amorphes

de composés métallifères ne peut s’expliquer uniquement par une concentration en relation

avec le phénomène de dissolution. On serait donc enclin à considérer ces faciès résiduels

comme le siège d’une authigenèse très active.

En résumé, les boues rouges et les diatoniites brunes résulteraient donc à la fois d’une

dissolution plus ou moins poussée du calcaire et de la silice et d’une diagenèse propre aux

grands fonds océaniques,

SÉDIMENTATION DANS I/OCÉAN INDIEN CENTRAL

263

B. — Quelques propriétés

DES MILIEUX FAVORABLES A LA CROISSANCE DES NODULES

Les nodules prélevés au cours de la campagne Trnnsiudik sont, à l'évidence, associés

aux faciès résiduels du bassin Indien central, Le fait signifie que l’un au moins des facteurs

favorables à leur genèse pourrait être la dissolution des carbonates.

Bien (pie les mécanismes contrôlant ce phénomène soient encore 1res mal connus,

un certain nombre d'observations montrent que, de nos jours, dans l'Atlantique (Bercer,

1968) et dans le Pacifique (Edmond et al., 1971), la dissolution des carbonates est, peut-être

liée à la remontée vers l'Equateur des eaux de fond antarctiques. Ces eaux sont caracté¬

risées par des températures très basses de l’ordre de 0°C et des teneurs en oxygène cl gaz

carbonique dissous relativement élevées. Elles sont donc potentiellement agressives vis-à-

vis du calcaire et, en raison de leur teneur en oxygène dissous, elles doivent aussi être favo¬

rables à la précipitation de métaux comme le fer, le manganèse, etc. (In n’a pas encore la

preuve directe que ce type de circulation méridienne des eaux de fond en provenance de

l’Antarctique affecte le bassin Indien central. Cependant, une circulation analogue a été

mise en évidence dans le bassin des Mascareignes (Warren, 1971) et tout porte à croire

qu'elle se fait aussi sentir dans d'antres bassins (Leclaire, 1974).

Les faciès résiduels du bassin Indien central présentent la particularité d’être dîposés

en séries condensées à lacunes de sédimentation. Ces lacunes semblent le plus souvent assi¬

milables à des lacunes stratigraphiques. L’origine supposée de ces discontinuités strati-

graphiques est l’érosion localisée et intermittente des dépôts par les courants de fond.

Cette hypothèse est basée sur des travaux très récents portant sur le Pacifique, notamment

ceux tic C. B. Uollister Cf ( kl , (1974).

Quelle est la relation entre ces courants de fond et la remontée des eaux antarctiques ?

Les deux phénomènes semblent être liés, de nos jours, dans Je Pacifique. On présume qu’il

en est de même dans l'océan Indien central,

Ainsi, les nodules semblent, particulièrement abondants au sein de milieux où disso¬

lution et érosion réduisent le volume des dépôts de matériaux cl amincissent les cou cl tes

préalablement déposées. En définitive, ces deux phénomènes, là où ils existent, concourent à

maintenir pendant plus longtemps qu’ailleurs des particules (germes ?) en contact avec

l’interface eau/sédimenl.

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Manuscrit déposé le 10 septembre 1975.

PLANCHE T

1. — Pterocorys herlsvigii (Haeckel) Petrushcvskaya. ElccUornicrographie .J. C. n° 775 X 530.

2. — Buccinospbaera itwaginaUi (Haeckel). Klecti’Omicrographie J. C. n° 740 x 590.

3. — Stylairaclus unH'er.sus (Hays)+ K locl ni micrographie .1, C. n° 3 983 x 840.

4. — Desmoftyris stabiloidcs (Petrushcvskaya).. Klcctnimicrographip .1. C. n° 4 305 X 980.

5. — Pterocorys campa nul a (Haeckel). KieeLru micrographie J. C. n° \ 319 x 560.

6. — Collasphùera lubcrosa (Haeckel). Electromicrographie •). C. n° 807 X 620.

266

LECLAIRE, GIANNESINI, CAULET ET CLOCCHIATTI

PLANCHE II

1. — Gephyrocapsa oceanica (Kamptner). a, spécimen pratiquement intact, seule la grille centrale est bri¬

sée. X 20 000 env. Electromicrographie M. C. n° 1 976 ; b, dissolution assez avancée. X 13 500 env.

Électromicrographie M. C. n° 3 555 ; c, dissolution très poussée, l’espèce devient difficilement recon¬

naissable. x 13 500 env. Électromicrographie M. C. n° 3 556.

2. — Emiliania huxleyi (Lohmann). Individu partiellement dissous. X 18 000 env. Électromicrographie

M. C. n° 3 460.

3. — Cyclococcolithus leploporus (Murray et Blackmann). a, spécimen intact. X 8 200 env. Électromicro¬

graphie P.-.T. G. n° 11 ; b, exemple de dissolution très avancée. X 10 800 env. Électromicrographie M. C.

n° 3 553.

SÉDIMENTATION DANS I/OCÉAN INDIEN CENTRAI,

267

PLANCHE U

IMPRIMERIE

Achevé d’imprimer le 30 décembre 1976.

NATIONALE

6 564 003 5

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qués devront être préparés de façon à pouvoir être clichés comme une figure.

Les références bibliographiques apparaîtront selon les modèles suivants :

Bauchot, M.-L., J. Daget, J.-C. Hureau et Th. Monod, 1970. — Le problème des

« auteurs secondaires » en taxionomie. Bull. Mus. Hist. nat., Paris, 2 0 sér., 42 (2) : 301-304.

Tinbergen, N., 1952. — The study of instinct. Oxford, Clarendon Press, 228 p.

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