Depositional environments and iron ooid formation in condensed sections (Callovian Oxfordian, South-eastern part of the Paris basin, France)

Carbonate platforms across Western Europe were superseded at the MiddleUpper Jurassic (CallovianOxfordian) boundary either by alternating marllimestone and widespread marl deposits or by condensed sections containing iron ooids. The characteristics of marine condensed sections in the south-eastern part of the Paris Basin (France) and their distribution pattern are examined here, and a model of iron ooid formation is developed. Iron ooids are found from the shoreface to the offshore zone. They are most abundant in the median-to-distal offshore transition zone, where they originally formed. They also occur commonly, albeit often as reworked grains, in the proximal offshore zone, to which they were transported. The contemporaneous, thick, predominantly marl sections that occur laterally are devoid of iron ooids and were deposited in deeper settings (distal offshore zone). The iron ooids are composed of goethite. Typically, they have a nucleus made up of a clump of goethite crystals and a laminated cortex. Three distinctive nanostructures are identified in the cortex laminae: (i) a nanograined crystalline structure typical of primary goethite; (ii) a secondary nanoflaked structure thought to have formed mechanically by reorientation of the goethite crystals; and (iii) a coalesced structure acquired by subsequent diagenetic recrystallization. The iron ooids formed successively (i) by lamina growth when goethite precipitated in the surface layer of the sediment (nanograined structure) and (ii) by interruption of growth when the ooids were remobilized by hydrodynamic agents, as reflected by the flaked nanostructure; (iii) these two nanostructures were sometimes transformed into a coalesced structure by recrystallization when ooids were burie

Intérêts environnemental et chronologique des bioaccumulations à brachiopodes. Exemple de l'Oxfordien supérieur (Jurassique supérieur) du Bassin parisien (France)

International audienc

Modélisaton de l'écoulement couplé au transport réactif pour la compréhension des processus diagénétiques d'un aquifère salin profond du Bassin de Paris

L'aquifère salin profond du Bathonien du bassin de Paris constitue une cible privilégiée pour le stockage géologique du CO2 et pour l'exploitation géothermique. Les circulations actuelles des fluides au sein de ce réservoir carbonaté sont largement contraintes par ses propriétés pétrophysiques. Ces dernières, notamment le taux de cimentation, sont en partie dépendantes de la diagenèse qui a affecté la formation et donc des paléo-circulations des fluides ayant existé au sein de cet aquifère. Plusieurs modèles de paléo-circulation des fluides sont actuellement proposés et mettent principalement en jeu l'influence des circulations de fluides météoriques au sein de la formation considérée, avec des zones de recharge situées soit au Nord-Est du bassin de Paris, soit au Nord- Ouest, selon les auteurs. L'influence d'une remontée de fluides profonds est reconnue ou non selon les modèles proposés. Deux phases de soulèvement du Massif de Londres-Brabant : i) "Late Cimmerian Unconformity ", LCU (145-140 Ma) et ii) " Late Aptian Unconformity ", LAU (112 Ma) auraient pu entrainer la mise à l'affleurement des bordures du Jurassique moyen du Bassin Parisien. Ainsi, un écoulement d'eau météorique se serait mis en place sous l'effet d'un gradient de charge dont le moteur serait devenu la gravité. Cette recharge d'eau météorique, riche en CO2, aux affleurements pourrait entrainer dans un premier temps une dissolution des carbonates, le fluide se surchargeant progressivement en CaCO3 en même temps qu'il s'infiltre et s'écoule vers le centre du bassin. Puis dans un second temps, ces fluides, chargés en calcite, s'écoulant en profondeur et atteignant des températures plus élevées auraient favorisé la précipitation de ciments de calcite. Les simulations numériques d'écoulement couplé au transport réactif d'espèces en solution entreprises ici semblent montrer que contrairement au modèle conceptuel généralement accepté, les phases de cimentation de la formation de l'Oolithe Blanche ne peuvent pas être liées exclusivement à des paléo-circulations circonscrites en son sein, depuis les bordures exondées du bassin au Crétacé. En effet, afin d'engendrer une baisse de porosité de 10% (correspondant à l'importance relative de chaque ciment), les paramètres considérés (gradient de température, pression partielle de CO2 atmosphérique, longueur de l'écoulement, température en profondeur) doivent être pris à leurs extrema. De plus, les vitesses de Darcy et les durées d'écoulement qui doivent être considérées nous paraissent déraisonnables. Ainsi, il convient donc d'envisager d'autres hypothèses d'écoulements ou d'autres processus

An elastoplastic model with combined isotropic–kinematic hardening to predict the cyclic behavior of stiff clays

International audienceThis paper presents a kinematic hardening model for describing some important features of natural stiff clays under cyclic loading conditions, such as closed hysteretic loops, smooth transition from the elastic behavior to the elastoplastic one and changes of the compression slope with loading/unloading loops. The model includes two yield surfaces, an inner surface and a bounding surface. A non-associated flow rule and a kinematic hardening law are proposed for the inner surface. The adopted hardening law enables the plastic modulus to vary smoothly when the kinematic yield surface approaches the bounding surface and ensures at the same time the non-intersection of the two yield surfaces. Furthermore, the first loading, unloading, and reloading stages are treated differently by applying distinct hardening parameters. The main feature of the model is that its constitutive equations can be simply formulated based on the consistency condition for the inner yield surface based on the proposed kinematic hardening law; thereby, this model can be easily implemented in a finite element code using a classic stress integration scheme as for the modified Cam Clay model. The simulation results on the Boom Clay, natural stiff clay, have revealed the relevance of the model: a good agreement has been obtained between simulations and the experimental results from the tests with different stress paths under cyclic loading conditions. In particular, the model can satisfactorily describe the complex case of oedometric conditions where the deviator stress is positive upon loading (compression) but can become negative upon unloading (extension)