Papers by Pierre Pellenard
D’une maniere generale, la presence de niveaux volcaniques (cendres ou laves) intercales dans les... more D’une maniere generale, la presence de niveaux volcaniques (cendres ou laves) intercales dans les series sedimentaires presente un avantage non negligeable pour dater la sedimentation de ces series. Des datations precises peuvent meme permettre d’estimer des taux de sedimentation, ou encore de proposer des correlations a l’echelle de differents bassins. Les series sedimentaires du Carbonifere-Permien de Lucenay-les-Aix, etudiees par forage, sont geographiquement situees entre des series de meme âge connues a l’affleurement : Decize-La Machine (au nord), Aumance (a l’ouest) et Autun (a l’est). Ce (ou ces) bassin(s) sont consti- tues de depots continentaux dans lesquels s’intercalent des niveaux de tonstein (i.e. depots de cendres volcaniques alteres en kaolinite en domaine continental). Or, le calage stratigraphique de ces series est relativement mal contraint, rendant les correlations entre les differentes zones de sedimentation incertaines. Nous avons donc entrepris une analyse geochronologique sur les potentiels niveaux de tonsteins d’un forage carotte de Lucenay-les-Aix (forage LY-F). Au prealable, des analyses mineralogiques (par diffraction des rayons X) et geochimiques (par ICP-AES et ICP-MS) ont ete realisees afin de confirmer l’origine volcanique de ces niveaux et d’identifier une possible contamination. Cinq echantillons ont ete selectionnes pour des analyses U/Pb (LA-ICP-MS) sur zircons. Les deux premiers echantillons, a la base du forage, permettent de calculer un âge Concordia a c. 299 Ma tandis que pour les trois autres echantillons, plus haut dans la serie, la dispersion des analyses le long de la Concordia rend difficile la determination d’un âge. Cette dispersion des donnees traduit a la fois une perte en Pb subie par certains grains, et la presence de grains herites et/ou remanies. Des analyses U/Pb (LA-ICP-MS) sur apatites ont egalement ete realisees sur ces trois echantillons. Les âges intercept calcules pour chacun des echantillons sont, compte tenu des erreurs calculees, identiques aux âges U/Pb sur zircons obtenus sur les echantillons de la base du forage. Des analyses en cours sur les series contemporaines du Massif Central vont permettre d’obtenir d’autres âges, cette etude permettant d’ores-et-deja de proposer de nouvelles strategies pour ameliorer la precision des resultats.
One of the most elusive aspects of the Toarcian oceanic anoxic event (T-OAE) is the paradox betwe... more One of the most elusive aspects of the Toarcian oceanic anoxic event (T-OAE) is the paradox between carbon isotopes that indicate intense global primary productivity and organic carbon burial at a global scale, and the delayed expression of anoxia in Europe. During the earliest Toarcian, no black shales were deposited in the European epicontinental seaways, and most organic carbon enrichment of the sediments postdated the end of the overarching positive trend in the carbon isotopes that characterises the T-OAE. In the present study, we have attempted to establish a sequence stratigraphic framework for Early Toarcian deposits recovered from a core drilled in the Paris Basin using a combination of mineralogical (quartz and clay relative abundance) and geochemical (Si, Zr, Ti and Al) measurements. Combined with the evolution in redox sensitive elements (Fe, V and Mo), the data suggest that expression of anoxia was hampered in European epicontinental seas during most of the T-OAE (defined by the positive carbon isotope trend) due to insufficient water depth that prevented stratification of the water column. Only the first stratigraphic occurrence of black shales in Europe corresponds to the "global" event. This interval is characterised by >10% Total Organic Carbon (TOC) content that contains relatively low concentration of molybdenum compared to subsequent black shale horizons. Additionally, this first black shale occurrence is coeval with the record of the major negative Carbon Isotope Excursion (CIE), likely corresponding to a period of transient greenhouse intensification likely due to massive injection of carbon into the atmosphere?ocean system. As a response to enhanced weathering and riverine run-off, increased fresh water supply to the basin may have promoted the development of full anoxic conditions through haline stratification of the water column. In contrast, post T-OAE black shales during the serpentinum and bifrons Zones were restricted to epicontinental seas (higher Mo to TOC ratios) during a period [...]
Dunod eBooks, 2019
Cet ouvrage s’adresse aux etudiants en licence et master des Sciences de la Terre, en licence de... more Cet ouvrage s’adresse aux etudiants en licence et master des Sciences de la Terre, en licence de Biologie et Geologie, a ceux qui preparent les concours du CAPES ou de l’agregation SV/STU, aux enseignants et aux curieux de geologie.Les roches sedimentaires couvrent plus de soixante-dix pour cent de la surface terrestre, ce qui leur donne une importance de premier plan dans les domaines de l’environnement, de l’amenagement et des ressources geologiques.Cet ouvrage est consacre a la description des sediments et a leurs environnements de depot ainsi qu’aux processus qui vont peu a peu les transformer en roches sedimentaires.L’accent est mis sur les aspects petrographiques a diverses echelles, macroscopiques et microscopiques, avec de nombreuses photographies, en couleur pour certaines, de terrain, d’objets sedimentaires et de lames minces.Des exercices avec leurs corriges completent ce livre.
Travaux et Documents des Laboratoires de Géologie de Lyon, 2002
Collin Pierre-Yves, Elion Pascal, Thierry Jacques, Marchand Didier, Pellenard Pierre, Trouiller A... more Collin Pierre-Yves, Elion Pascal, Thierry Jacques, Marchand Didier, Pellenard Pierre, Trouiller Alain. Le Callovo-Oxfordien de l’Est du Bassin de Paris : biochronologie, corrélations et évolution sédimentaire. Apports des travaux de l’ANDRA. In: Documents des Laboratoires de Géologie, Lyon, n°156, 2002. STRATI 2002. 3ème congrès français de stratigraphie. Lyon, 8-10 juillet 2002. pp. 79-80
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Oct 10, 2017
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Nov 1, 2021
Recent studies have coupled the Lu-Hf and Sm-Nd isotopic systems on clay fractions to assess the ... more Recent studies have coupled the Lu-Hf and Sm-Nd isotopic systems on clay fractions to assess the evolution of chemical weathering in both ancient and modern environments. Results of this proxy in the abyssal plain of the Cape Basin in Southwestern Africa show a concomitant increase of chemical weathering and physical erosion in response to a late Cretaceous tectonic uplift. In this study, we performed analyses on sediments in the continental slope of the basin that show significant differences compared to the abyssal plain: A long-steady decrease in quartz simultaneous to an increase in the calcite content during the late Cretaceous; a lower content of detrital smectite throughout the section; and the presence of mixed layer assemblages of illite – smectite (R0 or R1) and vermiculite – chlorite during the early-late Cretaceous transition, coinciding with the period of low carbonate content. First, these differences indicate a variation in the input of siliciclastic material and a change in the carbonate compensation depth. Second, clay assemblages reveal a burial diagenetic influence compared to those recorded in the abyssal domain, likely due to thicker deposition in the continental slope. These diagenetic processes indicate that there is a perturbation in the chemical weathering signal at the continental slope, therefore the disparities between the denudation record on clays in both segments cannot be attributed to an effect of signal propagation due to this post-deposition processes.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Apr 9, 2019
La formation de la chaine hercynienne, dont l’apogee a lieu au Carbonifere, participe a l’assembl... more La formation de la chaine hercynienne, dont l’apogee a lieu au Carbonifere, participe a l’assemblage de la Pangee, qui se demantelera par la suite a partir du Trias. La limite Carbonifere- Permien correspond donc a une periode cle dans l’evolution geodynamique globale, a la transition entre une periode orogenique et une periode de rifting. Cependant, les reconstitutions paleogeographiques et paleoclimatiques pour cette epoque sont assez peu contraintes, notamment du fait du manque de datations radiometriques et de correlations stratigraphiques fiables entre les differents domaines sedimentaires. Plusieurs bassins sedimentaires fini-carboniferes a permiens sont preserves a l’affleurement dans le Nord du Massif central (secteurs d’Autun, de l’Aumance, de Decize-la Machine). Ils ont regulierement enregistre des evenements volcaniques, soit explosifs (niveaux de cendres), soit effusifs (coulees volcaniques) intercales dans les series sedimentaires. Certains de ces evenements ont pu etre localement utilises pour des correlations au sein d’un meme bassin, mais ne permettent pas de correler les series sedimentaires entre les differents bassins. Recemment, des donnees geochronologiques precises ont ete obtenues pour le Bassin d’Autun (Pellenard et al., 2017, Gondwana Res., 51, 118-136). Le centre d’emission du volcanisme n’est pas identifie, mais le complexe rhyolitique de Montreuillon, au Nord-Ouest du Morvan et au Nord des bassins pourrait constituer un candidat potentiel. Les objectifs de ce travail sont (1) d’obtenir des datations radiometriques U/Pb supplementaires pour les bassins d’Autun, de l’Aumance et de Decize-la Machine mais egalement pour le volcanisme de Montreuillon, et (2) de mieux caracteriser et de comparer la nature petrologique et geochimique des differents evenements magmatiques.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Nov 1, 2021
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Nov 1, 2021
EGU General Assembly Conference Abstracts, Apr 1, 2018
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2021
Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, Nov 1, 2019
The Carboniferous to Permian volcanic-sedimentary succession shown by the LY-F core from the Luce... more The Carboniferous to Permian volcanic-sedimentary succession shown by the LY-F core from the Lucenay-lès-Aix area, in the northern part of the Massif Central, has been studied in order to obtain both landscape reconstructions (sedimentological analyses) and geochronological constraints (U-Pb dating on zircon and apatite). The lowermost part
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Sep 28, 2022
La periode Carbonifere-Permien marque un changement drastique de regime tectonique (fin de l’Orog... more La periode Carbonifere-Permien marque un changement drastique de regime tectonique (fin de l’Orogenese hercynienne - debut d’une phase de rifting). Cette transition s’enregistre dans les bassins sedimentaires contemporains. En Europe de l’Ouest, ces bassins, principalement constitues de sediments continentaux et de series volcano-sedimentaires (largement sous-estimees), sont mal contraints sur beaucoup d’aspects (sedimentaire, tectonique, volcanique et correlations spatio-temporelles). Le cadre chronologique de ces bassins est egalement mal connu dans la mesure ou les principaux âges ont ete estimes par palynologie a partir de facies floristiques ayant pu coexister dans le temps. Une etude sedimentologique detaillee a ete realisee dans le bassin permien de Lucenay-les-Aix (Nievre). Ce bassin, situe sous la couverture meso-cenozoique du Bassin parisien (environ 250 m d’epaisseur), est localise a l’intersection de cinq bassins permocarboniferes connus a l’affleurement (Autun, Blanzy Le Creusot, Aumance, Decize et Bert). Sur la base d’un forage carotte, une serie du Carbonifere-Permien de 350 m d’epaisseur, a ete decrite au 1/50e afin de reconstituer les environnements de depot. Des niveaux de cinerite identifies (tonsteins) ont ete echantillonnes et dates (datations U-Pb/zircon par LA-ICP-MS). Le calage des differents facies sedimentaires en termes d’electrofacies sur les donnees sismiques et diagraphiques disponibles a permis de realiser des correlations stratigraphiques et d’etendre ces observations a l’echelle du bassin de Lucenay-les- Aix. Les resultats obtenus permettent ainsi de discuter l’evolution tardive de l’Orogenese hercynienne : la base de la serie sedimentaire du bassin de Lucenay-les-Aix donne un âge de 299 ± 2 Ma (limite Carbonifere/Permien). Les environnements sont constitues de grands systemes lacustres a rides de vague, avec des intercalations de charbons massifs a la base de la serie, et des arrivees periodiques de conglomerats, decrivant une tendance generale retrogradante. Pour la premiere fois dans ce type de bassin, nous proposons d’interpreter certains facies observes en depot de type Gilbert delta. L’enregistrement sedimentaire montre que ce bassin etait soumis a un flux sedimentaire important dont la source, au vu des geometries imagees en sismique, etait localisee a l’ouest.
<p>During the upper Cretaceous the South African Plateau underwent ... more <p>During the upper Cretaceous the South African Plateau underwent an uneven uplift period that coincided with the onset of a long-term climate cooling. This uplift recorded two pulses, an early pulse during the Turonian that affected the eastern margin and a later pulse occurred during the Campanian affecting the western margin (van der Beek et al., 2002; Braun et al., 2014; Baby et al., 2020). We aim here to determine the response of physical erosion and chemical weathering to this tectonic event, that may have played a role in the long-term climate cooling by promoting silicate weathering and associated atmospheric CO<sub>2</sub> drawdown. In this study we targeted the IODP 361 site located in the Cape Basin. We applied a new proxy (De<sub>Hf</sub>) of chemical weathering intensity based on the coupled Lu-Hf and Sm-Nd isotopic systems in clay fractions of the sediments. This approach is combined with X-ray diffraction analyses to determine the concomitant evolution of clay mineralogical assemblages, which in active tectonic settings can provide insights on the evolution of mechanical erosion.</p><p>Twenty-two samples were analyzed for Hf-Nd isotopic compositions and 99 samples were analyzed for X-ray diffraction analyses. Clay e<sub>Nd </sub>values remain relatively stable throughout the studied interval, mainly within -8 to -9 e-units, but down to -10 e-units in the Maastrichtian, suggesting a relatively stable source of the sediments. These values are coherent with a sediment source from the Karoo basin and/or the Cape Belt (Dia, 1990; Garzanti et al., 2014). Clay mineral assemblages are dominated by smectite (about 65 to 98%) but show an increase in illite proportions during the Campanian-Maastrichtian, up to about 25%. This increase in primary clay minerals may point to an increase in mechanical erosion, that could be linked to the uplift pulse affecting the western south African margin at that time. De<sub>Hf</sub> values represent the departure of e<sub>Hf</sub> from the clay array (Bayon et al., 2016), and display a marked increase during the Campanian-Maastrichtian as well, suggesting concomitant enhanced weathering of the nearby margin at that time.</p><p>Altogether, our data suggest a coupled response of mechanical erosion and chemical weathering of the southwestern African margin during the upper Cretaceous tectonic uplift of the margin, which also may have played as an active CO<sub>2 </sub>consumption mechanism. </p>
Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, May 1, 2017
High-resolution clay mineralogical investigations were conducted on the Permian-Triassic (P-Tr) c... more High-resolution clay mineralogical investigations were conducted on the Permian-Triassic (P-Tr) carbonate-and siliceous rocks from the Shangsi section, South China. The clay mineralogy is dominated by illite and illite/smectite mixed-layers (I/S) throughout the sampled section with subordinate chlorite and vermiculite emerging from bed 24 (approaching the End-Permian mass extinction horizon-EPME) onwards. Positive correlations of clay fraction with mainly land-derived TiO 2 and magnetic susceptibility (MS) indicate a primary continental origin of the clay minerals. Rock-Eval pyrolysis analysis, palynomorph coloration, Scanning electron microscope(SEM) and Transmission Electron Microscope(TEM) observations, all suggest that the rocks experienced thermal diagenesis which mainly promotes illitization processes of smectite clay minerals while
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Mar 1, 2019
HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific re... more HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
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Papers by Pierre Pellenard
sort volcanic rocks belonging to various magmatic series. An in-situ chemical analysis of 19 atomic lines, including
Al, Ba, Ca, Cr, Cu, Fe, Mg,Mn, Na, Si, Sr and Ti, from21 sampled rockswas performed during a field exploration
in Iceland. Iceland was chosen both for the various typologies of volcanic rocks and the rugged conditions in the
field in order to test the sturdiness of the pLIPS. Elemental compositions were also measured using laboratory
ICP-AES measurements on the same samples. Based on these latter results, which can be used to identify three
different groups of volcanic rocks, a classification model was built in order to sort pLIBS data and to categorize
unknown samples. Using a reliable statistical scheme applied to LIBS compositional data, the classification capability
of the pLIBS system is clearly demonstrated (90–100% success rate). Although this prototype does not provide
quantitative measurements, its use should be of particular interest for future geological field investigations.