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Transgressive-regressive cycles in saline lake margin oolites: paleogeographic implications (Priabonian, Vistrenque basin, SE France)

Cycles de transgression-régression sur une marge oolithique de lac salin : implications paléogéographiques (Priabonien, Bassin de la Vistrenque, Sud-Est de la France)

¹ Aix-Marseille Univ, CNRS, IRD, Coll France, CEREGE, 3, place Victor Hugo, Case 67, 13331, Marseille cedex 03, France
² Université de Montpellier, Institut des sciences de l’évolution (ISEM), Campus Triolet, CC065, 34095 Montpellier cedex 5, France
³ Fédération de recherche sciences chimiques Marseille FR 1739, Pôle PRATIM, 13331 Marseille cedex 03, France

^* Corresponding author: fournier@cerege.fr

Received: 7 January 2022
Accepted: 10 June 2022

Abstract

The integrative analysis of a lacustrine carbonate succession from Butte Iouton hill (Vistrenque basin, SE France) brings new insights into depositional models and stacking patterns of oolitic saline lake margins and provides new details regarding the late Eocene paleogeography of southeast France. Depositional facies analysis and paleoenvironmental reconstructions allow reconstructing an oolitic lacustrine ramp model, displaying from the proximal to the distal areas: (1) shallow marginal saline lake domain with deposition of planar microbial laminites, and molluscan-ostracodal wackestone, (2) a more distal and open lacustrine environments with low to moderate energy characterized by the deposition of peloidal grainstones and (3) a domain of higher energy with accumulation of ooids mixed with peloids in the vicinity of the area of ooid production. Lake margin carbonate sedimentation dominantly occurred during stages of lake transgression while subaerial exposure surfaces developed during periods of negative inflow-evaporation balance (forced regression). Carbon and oxygen isotopes together with vertical trends in salinity inferred from molluscan associations show that lake transgression does not result from increasingly positive freshwater-evaporation balance volume but from the combination of subsidence and outflow from neighbouring saline waterbodies. The Butte Iouton carbonate margin is part of a set of interconnected saline lakes, occupying continental basins from Languedoc and Rhodanian region during the Priabonian, with a siliciclastic-dominated sedimentation in the southern margin, sourced by erosion of Pyrenean reliefs, and a carbonate-dominated northern margin with significant oolitic sedimentation in high-energy nearshore area.

Résumé

L’étude intégrée d’une butte-témoin de carbonates lacustres (Butte Iouton) a permis d’établir un modèle de dépôt détaillé d’une marge carbonatée oolithique de lac salin, de mettre en évidence des cycles de transgression-régression et d’apporter des éléments de reconstitution paléogéographique des bassins lacustres priaboniens du sud-est de la France. Un modèle de rampe carbonatée lacustre a été mis en évidence, présentant du pôle proximal au pôle distal : (1) un domaine interne à laminites microbiennes et wackestones à ostracodes et mollusques, (2) un domaine plus ouvert, d’énergie modérée à sédimentation granulaire péloïdale et (3) un environnement externe de plus haute énergie à accumulation d’ooïdes et de péloïdes. La sédimentation carbonatée de bordure de lac se produit principalement pendant des phases de transgression lacustre contrôlées par la subsidence alors que les surfaces d’émersion marquent des périodes de bilan hydrique déficitaire et d’assèchement du lac (régression forcée). Les signatures isotopiques (carbone et oxygène) des carbonates ainsi que les tendances d’évolution verticale de la salinité estimées par les assemblages de mollusques suggèrent que les transgressions lacustres ne sont pas associées à un bilan hydrologique excédentaire, mais à des connexions avec des masses d’eau salées adjacentes dans un contexte subsident. Les sédiments carbonatés de la Butte Iouton se sont déposés sur les marges d’un système de lacs salins interconnectés de grande dimension, occupant différents sous-bassins du Languedoc et de la Vallée du Rhône. La marge sud de ce système lacustre était à sédimentation silicoclastique dominante, alimentée par l’érosion des reliefs pyrénéens, alors que la marge nord était carbonatée avec un développement significatif de corps oolithiques.