Le Dévonien inférieur est une période particulièrement intéressante car elle est caractérisée par la première pulsation transgressive de l’océan Rhéique, après l’orogenèse calédonienne, sur les côtes du Continent des Vieux Grès Rouges. Ces transgressions sont marquées, en Ardenne, par le dépôt de sédiments siliciclastiques. Depuis le Lochkovien jusqu’à l’Emsien supérieur, le bassin ardennais a connu de nombreuses phases de développement qui méritent d’être étudiées en détail. L’une de ces phases est enregistrée dans le Bassin de Neufchâteau-Wiltz-Eifel qui est le principal objet d’étude de cette thèse.
Ce travail est le résultat de l’intégration de différentes approches dédiées à un objet sédimentaire: observation sur le terrain, analyse microscopique, palynologie, analyse séquentielle, susceptibilité magnétique et analyse diagénétique. L’étude du contenu en microfossiles de quatre coupes dans la partie luxembourgeoise du Bassin de Neufchâteau-Wiltz-Eifel permet l’identification de 23 espèces de spores et de 11 acritarches. Biostratigraphiquement, les spores confirment l’âge emsien des différentes unités lithologiques étudiées (Couches de Clervaux, Quartzite de Berlé et Schistes de Wiltz).
L’analyse sédimentologique du Bassin de Neufchâteau-Wiltz-Eifel se base sur l’étude de plus de 600 lames minces provenant de 11 coupes se répartissant sur l’ensemble de ce bassin. Cette étude a permis l’identification d’un complexe estuarien divisé en trois types d’environnements différents: un environnement alluvial, un environnement tidal et enfin un environnement marin distal.
La combinaison de l’analyse sédimentologique détaillée et de la stratigraphie séquentielle est à la base de la modélisation des variations verticales et latérales du domaine estuarien du Bassin de Neufchâteau-Wiltz-Eifel. Dans ce modèle, le Quartzite de Berlé correspond à une barre sableuse tidale et passe latéralement aux grès à « flaser bedding » du sommet des Couches de Clervaux. Cette transition latérale de faciès est la preuve de la lenticularité du Quartzite de Berlé et permet d’expliquer sa discontinuité.
La diagenèse permet une meilleure compréhension des mécanismes à l’origine des caractéristiques actuelles du Quartzite de Berlé, grâce à l’identification de différents ciments et minéraux authigènes. Les relations temporelles entre ces différents constituants sont intégrées dans une séquence paragénétique qui comporte quatre phases distinctes: une phase éogénétique, une phase mésogénétique, une phase métamorphique et enfin une phase télogénétique. La minéralogie des argiles (cristallinité de l’illlite) montre que le Quartzite de Berlé a subi des conditions d’enfouissement variables à l’échelle régionale, liées à une phase de rift pré-varisque du Bassin Rhéno-hercynien.
Finalement, l’interprétation du signal de susceptibilité magnétique suggère qu’en domaine détritique proximal, ce signal est principalement contrôlé par les paramètres environnementaux (agitation de l’eau, taux de sédimentation) et par la diagenèse.
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