PALEVO 1631-0683 Elsevier S1631-0683(04)00173-3 10.1016/j.crpv.2004.11.001 Research article Paléontologie générale (Paléoécologie) Enregistrement par les diatomées des variations paléoenvironnementales durant le Sarmatien dans l’aire paratéthysienne (Roumanie) Saint Martin Simona simsaintmartin@yahoo.fr a Saint Martin Jean-Paul jpsmart@mnhn.fr b Laboratoire de paléontologie, université de Bucarest, 1, bd Balcescu, Bucarest, Roumanie UMR 5143, Paléobiodiversité et paléoenvironnements, Département « Histoire de la Terre », Muséum national d’histoire naturelle, 8, rue Buffon, 75005 Paris, France 4 1-2 S1631-0683(05)X0009-4 191 201 © 2004 Académie des sciences. Published by Elsevier B.V. All rights reserved. 2004 Académie des sciences Full (PDF)

Une étude détaillée des assemblages de diatomées d’âge Sarmatien (Miocène moyen) a été réalisée dans un bassin à forte productivité biologique du domaine paratéthysien en Roumanie, le bassin Zarand. Au total, 240 espèces de diatomées ont été déterminées, ce qui a permis de mettre en évidence des variations successives de paléosalinité et paléobathymétrie. Des influx marins d’influence extra-paratéthysienne sont corrélatifs de l’élévation du niveau de la colonne d’eau, de l’instauration de conditions marines pour de courts intervalles et de l’apport des taxons d’affinité nord-boréale et/ou subtropicale. Après chaque épisode marin, le bassin évolue vers un système d’isolement où se manifestent des influences continentales, attestées par la présence des taxons d’eau douce.

The diatom assemblages as environmental evolution recording of the Paratethys area during Sarmatian times. This paper is a detailed study based on Sarmatian (Middle Miocene) diatom assemblages, characterized by high biologic productivity and diversity from the Zarand Basin (Romania). A total of 240 diatom taxa were identified, leading to the conclusion that successive environmental variations such as changes in palaeosalinity and palaeobathimetry had taken place during this period. Water-level increases are correlated with marine influx based on the presence of boreal or subtropical marine taxa. Each marine-dominated episode is followed by one of continental influence: an isolated system where freshwater taxa are a common occurrence. .

 Diatomées, Paléoenvironnements, Sarmatien, Paratéthys, Roumanie Diatoms, Palaeoenvironments, Sarmatian, Paratethys, Romania miscellaneous Rédigé à l’invitation du Comité éditorial Abridged English version Introduction

The Miocene deposits of Romania (Fig. 1A) are part of the Paratethys domain [18], originally marine, that extended over the actual central and eastern Europe and constituted since the Oligocene a northern annexe of the Tethys realm. The development of the Carpathian Mountains during Neogene triggers the Paratethys fragmentation in multiple basins with internal and external complicated connections. Some of these evolved into confined basins and presented a paralic character depending on the water mass communication. This particular palaeogeographic situation led to the definition of specific Miocene stages, which are difficult to correlate with those from Mediterranean area (Fig. 1B). It is generally considered, based on microfauna and mollusc fauna studies, that Sarmatian (Upper Serravallian) basins were isolated from oceanic influences and acquired a brackish character before evolving towards sparse, freshwater lakes beginning with Pannonian (Tortonian). A detailed diatom study of Sarmatian deposits has been realised in order to understand the evolution of multiple environmental parameters and oceanographic conditions. Diatoms are unicellular algae with siliceous skeleton that live in all aquatic environments and therefore constitute an important tool in detecting variations of water salinity, bathymetry, temperatures, pH, and circulation.

The Zarand Basin (Fig. 1A) was selected for this study due to its palaeogeographic position inside the Carpathian arch and the presence of one of the most rich diatom microflora known in the Sarmatian of the Paratethys [14].

 Geological setting

Relative to Carpathian Mountains on the Romanian territory, three domains are separated (Fig. 1A): Pannonian inside the Carpathian arch (where the Zarand basin is situated), Extracarpatic outside the arch, and Euxinic near the Black Sea. The Zarand Basin is considered as an annexe of the Pannonic embayment. In this basin, the Sarmatian deposits overlay comformably Badenian deposits or onlap older formations. The Carand outcrop represents a reference section of Sarmatian stage in the Paratethys area. The deposits are constituted of marlstones, diatomitic marlstones, diatomites and tuffs that provided the 130 samples analysed for this study.

 Material and methods

Ten grams of sediment from each sample were treated with the hydrochloric acid and hydrogen peroxide. A drop of decanted sample was strewn on a coverslip. Slides were mounted using the ‘baume of Canada’ mountant. Percentages of relative abundance of the identified species were calculated counting at least 400 individuals per sample, according to the Schrader and Gersonde [19] method. These diatom species were then regrouped in different classes according to their ecological requirements. The palaeosalinity reconstruction is based on the ‘Venice system’ classification [22]: freshwater (0–0.5‰), oligohaline (0,5–5‰), mesohaline (5–18‰), polyhaline (18–30‰), euhaline (30–40‰). Palaeobathymetric conclusions are based on the proportions of planktonic and benthic diatoms. Palaeoclimatic and palaeooceanographic parameters are determined from actual diatom climatic distribution considering diatoms of north-boreal influence, diatoms of subtropical influence, and cosmopolitan diatoms.

These quantitative data were used to build diagrams expressing variations in time of environmental parameters.

 Results

The diatom microflora from Carand is rich and diverse containing 240 identified species belonging to 69 genera (Table 1). Centric diatoms consist of 54 species belonging to 30 genera. Pennate diatoms are represented by the three groups, Araphids, Monoraphids, and Biraphids, with 186 species for 39 genera. It is to note that this diversity characterizes both the Volhynian and the Bessarabian. Such richness is due to the complexity of palaeoenvironmental conditions during Sarmatian that led to a consistent, strong productivity.

Because the Zarand basin belongs to the Central Paratethys, the Sarmatian is used s.s. according to Suess [20], with its two under-stages: Volhynian, and Bessarabian. The present study proposes the following diatom biozones:

the Denticulopsis hustedtii Zone, and Surirella striatula Zone for Volhynian; in the Paratethys domain Denticulopsis hustedtii is present also in the Vienna Basin [17] and in the Pannonian basin from Hungary [6]; the same species is also used for coeval zonations of north Pacific [8], suggesting probable connections between the Paratethys realm and Indo-Pacific ocean;

the Coscinodiscus sarmaticus–Coscinodiscus doljensis Zone for Bessarabian; this zone may be correlated partly with Coscinodiscus doljensis zone, proposed by Rehakova [17] for Sarmatian deposits of Moravia and Slovakia and partly with Coscinodiscus doljensis–Anaulux simplex Zone proposed by Hajos [6] for the Sarmatian of Hungary; Coscinodiscus doljensis is also present in Bessarabian deposits of Bulgaria [12].

Diagrams show two major palaeoclimate particularities [1,5,8] (Fig. 1C and D): north-boreal influences marked by the abundance of Coscinodiscus marginatus or by the association Actinocyclus curvatulus–Thalassiothrix longissima and subtropical to tropical influences, underlined by the presence of Thalassiosira decipiens, T. lineata, and Stellarima stellaris.

As far as the palaeobathymetry is concerned, three alternate types of diatom assemblages are determined: (1) assemblages with dominant planktic taxa, suggesting a high level of the water column; (2) assemblages with dominant benthic taxa, suggesting shallow water intervals and (3) mixed assemblages.

The variation of vertical distribution of diatoms reflects clearly the palaeosalinity (Fig. 1C). Eight peaks of marine influence are identified by the significant species Actinocyclus curvatulus, Actinoptychus marylandicus, A. splendens, Coscinodiscus marginatus, C. obscurus, Thalassiosira decipiens, T. eccentrica, T. lineata, Thalassionema nitzschioides, Thalassiosthrix longissima. Five episodes reflect freshwater environment, with Cymbella cistula, C. turgida, Eunotia pectinalis, Fragilaria brevistriata, Gomphonema olivaceum, Navicula arata, N. viridula, Pinnularia halionata, Synedra ulna. Between these events, the assemblages indicate a broad range of salinity variations.

 Discussion

Three assemblages of diatoms were recognized showing different palaeogeographic distribution:

taxa with wide geographic and stratigraphic distribution and with large salinity range. Among these taxa are significant marine plankton species: Actinocyclus ehrenbergii, Actinoptychus marylandicus, A. senarius, A. splendens, Asteromphalus robustus, Actinocyclus curvatulus, C. marginatus, C. obscurus, C. oculus-iridis, Stellarima stellaris, Thalassiosira decipiens, T. eccentrica, T. lineata, Thalassionema nitzschioides, Thalassiothrix longissima, Nitzschia fossilis;

taxa characteristic to the Sarmatian Paratethys realm; the isolation process of Paratethys determined the occurrence of some endemic species (Coscinodiscus doljensis, C. sarmaticus, C. rugulossus, C. impressus) mentioned in Sarmatian deposits of Hungary and Czechoslovakia [6,7], Bulgaria [12,21], and Yugoslavia [9].

endemic taxa of the Pannonian area: Zygoceros hungaricus, Hemiaulus biharensis, Stictodiscus hungaricus; these taxa were described at Carand and Nermis (basin of Zarand) [14] and their endemic character for the Pannonian area was underlined [6,15].

These different diatom groups reflect a complex palaeogeographic setting, where diverse constitutive entities (basins, embayments, gulfs, straits, channels) were intermittently connected or isolated. This trend is also recorded by other siliceous microfossils assemblages as Silicoflagellates [3].

The summary (Fig. 1D) of principal data concerning environmental parameters points out much essential information regarding the evolution of the Zarand Basin, and more broadly of the Paratethys domain. Regarding the salinity, several sequences more or less complete occur throughout the section, representing a transition from a freshwater extreme to a marine one, already observed in the Zarand Basin [10]. The freshwater intervals correspond to the episodic isolation of the basin. The progressive or sudden establishment of high water levels permits more or less important marine influxes. These sequences may be related to positive sea level changes.

Marine influxes correlate directly with subtropical influences particularly during Lower–Middle Volhynian and with either north boreal or subtropical influences in the Uppermost Volhynian and the Bessarabian. These remarks are significant for understanding the palaeocirculation in Paratethys, allowing to infer the following: (1) Paratethys is not a closed system, but an open one in communication (restricted more or less) with the open oceanic regime; (2) there is a seesaw play between two climatic influences, the Nordic one and another, oriental to southeastern.

Besides freshwater or marine periods, the basin experienced different salinity conditions recorded by the presence of oligohaline, mesohaline, polyhaline taxa. This fact can indicate the distance of the studied site compared to the marine influx, characterizing so a paralic-type basin. The studies on mollusc assemblages from the neighbouring basin (Borod Basin) having similar features, show clearly the transition from marine taxa near the opening of the basin to freshwater taxa registered at the closed extremity [13]. Shallow water intra-mountain basins of Paratethys evolved as paralic basins with variations of salinity, gradual distribution of fauna and flora and intermittent connections with marine waters.

Diatoms reveal clearly marine influences that contradict the academic scheme of a Paratethys already isolated and with brackish conditions during Sarmatian time. Meanwhile, existing data from other siliceous microfossils as Radiolarians and Silicoflagellates from Miocene sediments of Romania allow similar conclusion [3]. Studies on Foraminifera [4] support the presence of a marine to hypersaline environment at the same time span. However, recent studies carried out in the Vienna and Styrian Basins [11,16] evidence the marine character of the sedimentation of several Sarmatian levels, and consider “that the generally accepted interpretation of the Sarmatian Sea as a slowly freshening brackish basin has to be rejected.” This study reveals the evolving interdependence between the palaeotopography of depressions, sea level oscillations, connections with the worldwide Ocean, water temperature, and degree of marine penetration into the basins.

 Conclusion

In the context of the global evolution of the Paratethys realm to endorheic conditions, leading to a system of outspread residual freshwater, the Zarand basin is marked during Sarmatian times by fluctuations of salinity and bathymetry in relation with the connection features. The diatom study provides significant information for the palaeoenvironmental reconstructions. Marine influences during Sarmatian are clearly demonstrated and consequently led to conclusion that Pannonian area was not being completely isolated. Related to the complex history of different basins of Paratethys, some of them with paralic character, three principal types of diatom assemblages are separated: taxa having wide geographic and stratigraphic distribution, taxa specific for the Sarmatian deposits of Paratethys, and endemic taxa only for the Pannonian area.

 Introduction

Les dépôts du Miocène de Roumanie (Fig. 1B) s’inscrivent entièrement dans le contexte de la Paratéthys [18], un domaine originellement marin recouvrant une bonne partie de ce qui correspond actuellement géographiquement à l’Europe centrale et l’Europe de l’Est, constituant dès l’Oligocène une annexe septentrionale de la Téthys. La mise en place de l’arc Carpatique contribue, au Néogène, au parcellisation en de multiples bassins aux connexions internes et externes complexes, certains pouvant évoluer vers l’isolement et présenter un caractère paralique en fonction du jeu des communications avec les masses marines. Cette situation paléogéographique particulière a conduit à la définition d’étages spécifiques du Miocène et leur équivalence avec des étages méditerranéens est parfois délicate à établir (Fig. 1B). On considère généralement, notamment sur la base des microfaunes et des faunes de mollusques, qu’à partir du Sarmatien (Serravallien supérieur), l’ensemble des bassins, isolé des influences océaniques, acquiert un caractère saumâtre avant de constituer des étendues éparses d’eau douce au Pannonien (Tortonien).

Les diatomées, algues unicellulaires à frustule siliceux présentes dans tous les milieux aquatiques, sont fréquemment utilisées comme outil paléoécologique pour la reconstitution des paramètres paléoenvironnementaux (salinité, bathymétrie, température des eaux, pH, circulations), surtout au Néogène, la plupart des taxons fossiles recensés à cette époque vivant encore actuellement. Une étude détaillée des diatomées de dépôts sarmatiens a donc été entreprise, afin de comprendre l’évolution des conditions océanographiques dans le domaine de la Paratéthys.

Le bassin intra-montagneux de Zarand (Fig. 1A) a été choisi, en fonction de sa position paléogéographique à l’intérieur de l’arc Carpatique et de la présence de nombreux niveaux de diatomites ayant livré une microflore diatomique de référence [14], une des plus riches connues pour le Sarmatien de la Paratéthys.

 Cadre géologique de l’étude

Par rapport à la chaîne des Carpates, sur le territoire roumain, on peut distinguer plusieurs domaines (Fig. 1A). À l’intérieur des Carpates se situe le domaine Pannonien. À l’extérieur des Carpates, on distingue le domaine extracarpatique et le domaine euxinique, situé à proximité de la mer Noire. Notre étude porte sur un bassin appartenant au domaine Pannonien : la dépression de Zarand, considérée comme une annexe de la dépression pannonique. Les dépôts sarmatiens y sont en continuité avec ceux de l’étage inférieur, le Badénien, ou sont transgressifs sur les terrains plus anciens.

La coupe de Carand constitue une des coupes de référence pour le Sarmatien de la Paratéthys. Les dépôts, représentant la plus grande partie du Sarmatien, sont constitués de marnes, marnes diatomitiques, diatomites et cinérites. Au total, 130 échantillons ont été prélevés et analysés.

 Matériel et méthodes

Pour chacun des échantillons prélevés, une quantité d’environ 10 g de sédiment est attaquée à chaud avec l’acide chlorhydrique et du peroxyde d’hydrogène. Après une série de décantations, une goutte de suspension est étalée sur une lame et recouverte par une lamelle. Pour chaque lame étudiée au microscope optique, l’abondance relative (en pourcentage) des espèces identifiées est calculée à partir du comptage sur lame de plus de 400 individus, selon la méthode de Schrader et Gersonde [19]. Selon leurs exigences écologiques, les diatomées sont regroupées en diverses classes. La reconstitution des conditions de paléosalinité est basée sur la classification Venice system [22] : milieux d’eau douce (0–0,5‰), oligohalins (0,5–5‰), mésohalins (5–18‰), polyhalins (18–30‰), euhalins (30–40‰). Les indications paléobathymétriques sont simplement tirées des rapports entre effectifs de diatomées planctoniques et effectifs de diatomées benthiques. Les paramètres paléoclimatiques et paléo-océanographiques sont envisagés à partir des données biogéographiques concernant les diatomées actuelles, en prenant en compte des diatomées d’influence nord-boréale, des diatomées d’influence subtropicale et des diatomées cosmopolites. Les données quantitatives obtenues permettent alors d’établir des graphiques mettant en évidence les variations de ces divers paramètres du milieu.

 Principaux résultats Caractéristiques générales de la microflore de diatomées

La microflore de diatomées de Carand est particulièrement riche, avec 240 espèces regroupées en 69 genres (Tableau 1). Les diatomées centriques sont représentées par 54 espèces, appartenant à 30 genres. Les diatomées pennées sont représentées par 186 espèces, pour 39 genres. Il est à noter que cette richesse caractérise tant le Volhynien que le Bessarabien, traduisant à la fois la complexité et la variabilité des conditions paléoenvironnementales au cours du Sarmatien et la permanence d’une forte productivité.

 Biostratigraphie

Le bassin de Zarand étant partie prenante de la Paratéthys centrale, on utilise le Sarmatien s.s. (de type Pannonien) selon Suess [20], avec deux sous-étages: Volhynien et Bessarabien.

L’échantillonnage très serré a permis de définir des biozones de diatomées pour délimiter les sous-étages du Sarmatien :

la zone à Denticulopsis hustedtii et la zone à Surirella striatula pour le Volhynien. Dans le domaine de la Paratéthys, l’espèce Denticulopsis hustedtii a été citée dans le bassin de Vienne [17] et en Hongrie [6]. Il est à remarquer que cette même espèce a été utilisée pour les zonations du même âge du Pacifique nord [2], ce qui suggère de probables connexions entre l’aire paratéthysienne et l’Indo-Pacifique ;

la zone à Coscinodiscus sarmaticus–Coscinodiscus doljensis pour le Bessarabien. Cette zone peut être corrélée en partie avec la zone à Coscinodiscus doljensis, proposée par Rehakova [17] dans les dépôts sarmatiens de Moravie et de Slovaquie, et également avec une partie de la zone à Coscinodiscus doljensis–Anaulus simplex proposée par Hajos [6] pour le Sarmatien d’Hongrie. L’espèce Coscinodiscus doljensis est également citée dans les dépôts d’âge Bessarabien de Bulgarie [12].

Paléocirculations

L’examen des graphiques montre, sur un fond sans tendances nettement exprimées de taxons à large spectre paléoclimatique, plusieurs moments particuliers (Fig. 1C et D), caractérisés par des taxons significatifs de complexes biogéographiques reconnus [1], [5] and [8]:

des influences nord-boréales, marquées par l’abondance de Coscinodiscus marginatus ou bien de l’association Actinocyclus curvatulus–Thalassiothrix longissima ;

des influences subtropicales à tropicales, soulignées par la présence de Thalassiosira decipiens, T. lineata et Stellarima stellaris.

Paléobathymétrie

L’analyse de détail fait ressortir trois types d’assemblages en alternance (Fig. 1C) :

assemblages dominés par le plancton représentant les maximums de la colonne d’eau ;

assemblages dominés par le benthos représentant les intervalles à faible plan d’eau ;

assemblages mixtes.

Paléosalinité

Tout au long de la coupe, de nettes variations de paléosalinité peuvent être observées (Fig. 1C et D). Huit épisodes d’influence marine sont plus clairement identifiés par la présence significative des espèces Actinocyclus curvatulus, Actinoptychus marylandicus, A. splendens, Coscinodiscus marginatus, C. obscurus, Thalassiosira decipiens, T. eccentrica, T. lineata, Thalassionema nitzschioides, Thalassiosthrix longissima. Cinq épisodes reflètent plutôt l’instauration de régimes d’eau douce, certifiés par les taxons Cymbella cistula, C. turgida, Eunotia pectinalis, Fragilaria brevistriata, Gomphonema olivaceum, Navicula arata, N. viridula, Pinnularia halionata, Synedra ulna. Entre ces deux pôles se répartissent, dans les autres niveaux, des assemblages de diatomées couvrant un plus large spectre de salinité.

 Discussion Paléobiogéographie

Trois catégories d’assemblages peuvent être reconnues compte tenu de la répartition paléobiogéographique des espèces de diatomées du bassin Zarand :

des taxons à large distribution géographique et stratigraphique et large spectre écologique. Parmi ces taxons, il est surtout à retenir de nombreuses espèces du plancton marin avec, pour les plus significatives : Actinocyclus ehrenbergii, Actinoptychus marylandicus, A. senarius, A. splendens, Asteromphalus robustus, Actinocyclus curvatulus, C. marginatus, C. obscurus, C. oculus-iridis, Stellarima stellaris, Thalassiosira decipiens, T. eccentrica, T. lineata, Thalassionema nitzschioides, Thalassiothrix longissima, Nitzschia fossilis ;

des taxons spécifiques du Sarmatien de l’aire paratéthysienne. Le processus d’isolement de l’aire paratéthysienne est déterminé par l’apparition d’espèces endémiques comme Coscinodiscus doljensis, C. sarmaticus, C. rugulossus, C. impressus. Ces taxons sont mentionnés dans les dépôts sarmatiens de Hongrie et Tchécoslovaquie [6] and [7], de Bulgarie [12] and [21], de Yougoslavie [9] ;

des taxons endémiques pour le seul domaine pannonien : Zygoceros hungaricus, Hemiaulus biharensis, Stictodiscus hungaricus. De répartition encore plus restreinte, ces espèces enregistrent l’évolution propre à chaque domaine de la Paratéthys. Ces taxons ont été décrits à Carand et Nermis (bassin de Zarand) [14] et leur caractère endémique pour le domaine Pannonien souligné [6] and [15] ;

Ces différents assemblages de diatomées sont bien représentatifs d’une paléogéographie complexe, où les diverses entités constitutives de l’aire paratéthysienne (bassins, dépressions, golfes, détroits, diverticules) sont en communication intermittente entre elles et vis-à-vis des domaines marins. Cette complexité des assemblages a été également enregistrée par les silicoflagellés [3].

 Évolution du bassin

La synthèse (Fig. 1D) des principales données concernant les paramètres du milieu fait apparaître plusieurs éléments précisant l’évolution du bassin de Zarand et, plus largement, celle de l’aire paratéthysienne.

Eu égard aux conditions de salinité, plusieurs séquences plus ou moins complètes se répètent tout au long de la coupe figurant un gradient allant d’un pôle d’eau douce vers un pôle marin. Des études réalisées sur les diatomites du Sud-Est du bassin de Zarand [10], à partir de 6 m de dépôts, mettent en évidence une même tendance à l’augmentation de salinité avec, vers le sommet, des formes marines associées à des Silicoflagellés et des Ébriédiens. Aux moments d’isolement du bassin et de rupture des communications marines correspond le régime d’eau douce. L’établissement progressif ou brutal des hauts niveaux permet des entrées marines plus ou moins importantes. Les séquences relevées peuvent être alors rapportées à des variations positives du plan d’eau.

Les influx marins ont une correspondance directe avec des influences subtropicales, surtout au cours du Volhynien ou bien des influences nord-boréales et subtropicales à la fin du Volhynien et au Bessarabien. Ces observations prennent toute leur signification au regard du régime des paléocirculations en Paratéthys. Deux faits peuvent s’en déduire : (1) la Paratéthys n’est pas un domaine clos mais, au contraire, ouvert selon plusieurs voies de communication avec l’océan mondial ; (2) il y a un jeu de bascule entre deux influences climatiques, l’une nordique, l’autre orientale à sud-orientale.

En dehors des périodes de régime d’eau douce ou d’influence marine, le bassin est caractérisé par une salinité variable, avec des formes oligohalines, mésohalines et polyhalines. Cela pourrait en fait traduire l’éloignement du site d’enregistrement par rapport aux apports marins, caractérisant ainsi un bassin à caractère paralique. Les travaux menés sur les mollusques du bassin voisin aux caractéristiques similaires, le bassin Borod, y montrent nettement un gradient des formes marines aux formes d’eau douce, depuis l’ouverture du bassin jusqu’à son extrémité fermée [13]. Les bassins intramontagneux de la Paratéthys, peu profonds, peuvent ainsi avoir évolué comme des bassins paraliques avec des variations de salinité, des gradients de distribution des faunes et des flores et l’intermittence des communications avec les eaux marines.

La réalité des influences marines révélées par les diatomées contredit le schéma classique d’une Paratéthys déjà isolée et saumâtre au Sarmatien. Cependant, les données obtenues à partir d’autres organismes siliceux, comme les radiolaires et les silicoflagellés des sédiments miocènes de Roumanie [3], montrent également des influx marins au cours du Sarmatien. L’étude des microfaunes permettrait [4], de plus, d’envisager la présence d’un milieu marin à hypersalin au cours du Sarmatien. Enfin, des travaux récemment effectués dans le bassin de Vienne et dans le Bassin styrien [11] and [16] arguent du caractère marin de la sédimentation à plusieurs niveaux au cours du Sarmatien et considèrent comme archaïque l’hypothèse qui considérait que « la mer Sarmatienne était un bassin isolé, avec seulement des caractères saumâtres versus d’eau douce ». Il résulte donc de l’analyse des assemblages de diatomées la mise en évidence d’un jeu complexe entre les paramètres suivants : paléotopographie des dépressions, élévations du plan d’eau, connexions avec l’océan mondial, température des eaux, degré de pénétration des eaux marines à l’intérieur des bassins.

 Conclusion

Dans le contexte d’une évolution globale du domaine paratéthysien vers l’endoréisme, conduisant au Pannonien à un système d’étendues résiduelles d’eau douce, le bassin Zarand est marqué au Sarmatien par des fluctuations de salinité et de bathymétrie, en relation avec le régime des communications. L’étude des diatomées apporte une contribution à la reconstitution des paléoenvironnements à variations multiples. Des influences marines franches ont pu être mises en évidence à plusieurs niveaux du Sarmatien, soulignant ainsi que, pendant le Sarmatien, le domaine Pannonien n’était pas complètement isolé. En relation avec l’histoire complexe des sous-unités de l’aire paratéthysienne, certaines, à caractère paralique bien caractéristique, trois types principaux d’assemblages de diatomées peuvent être distingués: des taxons à large distribution géographique et stratigraphique et large spectre de salinité, des taxons spécifiques du Sarmatien de l’aire paratéthysienne et des taxons endémiques pour le seul domaine pannonien.

 Remerciements

Nous tenons à remercier chaleureusement P. Dumitrica, qui a mis à notre disposition sa collection de lames de la coupe de Carand et nous a fait bénéficier de sa grande connaissance des organismes siliceux du Sarmatien de Roumanie. Nous remercions également les relecteurs, C. Cornet et Y. Rincé, pour la pertinence de leurs commentaires.

 Barron J. Late Miocene–Early Pliocene palaeotemperatures for California from marine diatom evidence Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 14 1973 277–291 Barron J. Lower Miocene to Quaternary diatom biostratigraphy from leg 57, of northeastern Japan, Deep Sea Drilling Project, Init. Rep 1980 D.S.D.P. LIV 641–691 P. Dumitrica, Silicoflagetele miocene din Romania, thèse, université de Bucarest. Roumanie, 1974, 208 p., inédit. Filipescu S. Popa M. Wanek F. The significance of some Sarmatian faunas from the southwestern part of the Padurea craiului mountains (Romania) Acta Palaeontol. Rom. 2 1999 163–169 Foged N. Diatoms in Gambia Bibliotheca Diatomologica 12 1986 1–153 Hajos M. Stratigraphy of Hungary’s Miocene earth deposits Geol. Hung. Ser. Palaeontol. 49 1986 1–217 Hajos M. Rehakova Z. Fossile Diatomeen des Sarmats s.s; aus Tschechoslowakei und Ungarn Papp A. Chronostratigraphie und Neostratotypen, M5 1975 Sarmatien 546–598 Jousé A.P. Kozlova O.G. Muhina V.V. Distribution of diatoms in the surface layer of sediment from the Pacific Ocean Funnel B.M. Riedel W.R. Micropaleontology of Oceans 1971 Cambridge University Press 263–269 Jurilj A. Dijatomeje sarmatskog mora Okoline Zagreba Acta Biol. 1 1957 1–153 Krestel S. Contributii la studiul diatomeelor din sarmatianul de la Minisul de Sus (Reg. Crisana), Analele Universitatii Bucuresti Ser. St. Nat. 9 1 1964 199–206 Latal C. Piller W.E. Harzhauser M. Palaeoenvironmental reconstructions by stable isotopes of Middle Miocene gastropods of the Central Paratethy Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 211 1–2 2004 157–169 Ognjanova-Rumenova N. Middle Sarmatian diatom assemblages from the diatomite deposits, V. Lozinca, north-east Bulgaria Spec. Publ. Geoinstitute Belgrade 21 1997 37–42 Papaianopol I. Marunteanu M. Olteanu R. Dumitrica P. Popescu G. Iva M. Sinteza datelor biostratigrafice ale Neogenului pentru corelarea formatiunilor de interes pentru hidrocarburi (partea a II a: Sarmatian–Romanian), Rap. IGR 1990 60 p., inédit J. Pantocsek, Beitrage zur Kenntnis des fossilen Bacillarien Ungarns (1886–1905): Teil I, (1886, pp. 1–74; Teil II, 1889, pp. 1–123; Teil III, 1905, pp. 1–118. S. Pestrea, Diatomee din Sarmatianul Romaniei, thèse, université de Bucarest, 1999, 327 p., inédit. Piller W.E. The Sarmatian Middle Miocene, Paratethys brackish water turned into fully marine Geol. Soc. Am. Abstr.. 35 6 2003 599 Rehakova Z. Marine planktonic diatoms of the Central Paratethys Miocene and their correlation Vest. Ustr. Ustavu Geol. 52 1977 147–158 Rögl F. Steininger F.F. Neogene Paratethys, Mediterranean and Indo-pacific Seaways Brechley P. Fossils and Climate 1984 John Wiley & Sons Ltd. 171–200 Schrader J. Gersonde R. Diatoms and silicoflagellates Utrecht Micropaleontol. Bull. 17 1978 129–176 Suess E. Untersuchungen über den Charakter der osterr. tertiärablagerungen II. Uber die Bedeutung der sogennanten ,brackischen Stufe’ oder ,Cerithienschichten’ Sitzungsber. Oesterr. Akad. Wiss. Math. Naturwiss. 54 1866 Temniskova-Topalova D. Sarmatian diatoms from the western parts of the Eastern Paratethys, Baltchik, north-eastern Bulgaria Acta Geol. Acad. Sci. Hung. 25 1982 65–84 Venice system Final resolution of the symposium on the classification of brackish waters Arch. Oceanogr. Limnol. 11 1959 243–248

(A) Situation géographique et géologique et secteur d’étude. (B) Équivalence des étages du Miocène moyen de la Méditerranée et de la Paratéthys. (C) Graphiques en pourcentages des principales catégories écologiques. (D) Colonne lithostratigraphique et principaux événements environnementaux : 1, niveaux dominés par des taxons marins d’influence subtropicale ; 2, niveaux dominés par des taxons marins d’influence nord-boréale ; 3, niveaux dominés par des taxons mésohalins ; 4, niveaux dominés par des taxons d’eau douce ; 5, andésites ; 6, cinérites–tuffites, 7, conglomérats ; 8, sables ; 9, argiles et marnes ; 10, diatomites et marnes diatomitiques ; 11, séquences de salinité.

Fig. 1. (A) Geographical and geological setting. (B) Middle Miocene stages of Mediterranean and Paratethys. (C) Ecologic variations from diatom assemblages. (D) Lithostratigraphic section and main environmental features: 1, levels with dominant marine taxa indicating north-boreal influences; 2, levels with dominant marine taxa indicating subtropical influences; 3, levels with dominant mesohaline taxa; 4, levels with dominant freshwater taxa; 5, andesites; 6, cinerites–tuffas; 7, conglomerates; 8, siliceous sands; 9, clays and marls; 10, diatomites et diatomitic marls; 11, salinity sequences.

Liste des espèces de diatomées identifiées dans le bassin Zarand au Sarmatien

List of Sarmatian diatom species from the Zarand bassin.

DIATOMÉES CENTRIQUES Actinocyclus curvatulus Janisch Chaetoceros sp. Paralia sulcata Ehr. var. radiata Grunow Actinocyclus ehrenbergii Ralfs Coscinodiscus curvatulus Grunow Podosira hungarica Pantocsek Actinocyclus ehrenbergii var. tenellus (Brebisson) Hustedt Coscinodiscus doljensis Pantocsek Podosira pantocseckiana Hajos Actinoptychus marylandicus Andrews Coscinodiscus grunowii Pantocsek Podosira robusta Pantocsek Actinoptychus senarius Ehrenberg Coscinodiscus impressus Hajos Psammodiscus nitidus (Gregory) Round & Mann Actinoptychus splendens (Schadb.) Ralfs Coscinodiscus marginatus Ehrenberg Rhizosolenia sp. Asterolampra sp. Coscinodiscus obscurus Schmidt Stellarima stellaris (Roper) Hasle & Sims Asteromphalus robustus Castracane Coscinodiscus oculus-iridis Ehrenberg Stephanodiscus kanitzii Grunow Aulacoseira distans (Ehr.) Simonsen Coscinodiscus rugulossus Hajos Stephanopyxis turris (Gréville) Ralfs Aulacoseira granulata Ehrenberg Coscinodiscus sarmaticus Pantocsek Stictodiscus hungaricus Pantocsek Auliscus hauckii Pantocsek Cyclotella sp. Stictodiscus kittonianus Gréville Auricula complexa Gregory Hemiaulus biharensis Pantocsek Terpsinoe musica Ehrenberg Azpeitia vetustissima (Pantocsek) Sims Hyalodiscus aff. laevis Ehrenberg Thalassiosira decipiens (Grunow) Joergensen Bacteriastrum hyalinum Lauder Hyalodiscus radiatus (O. Meara) Thalassiosira eccentrica (Ehr.) Cleve Biddulphia aurita (Lyngbye) Brebisson Grunow Hyalodiscus scoticus (Kutz.) Grunow Thalassiosira lineata Jousé Biddulphia pulchella Gregory Hydroseira boryana Pantocsek Triceratium laetum Pantocsek Biddulphia tuomeyi Bailey Melosira nummuloides Agardh Triceratium balearicum Cleve & Grunow Cerataulus boryanus Pantocsek Paralia sulcata Ehr. var. coronata (Ehr.) Grunow Zygoceros hungaricus Pantocsek DIATOMÉES PENNÉES Achnanthes baldjikii (Brighttwell) Grunow Diploneis vetulla (A. Schmidt) Cleve Navicula paralellistriata Pantocsek Achnanthes brevipes Agardh Entopyla australis Greville Navicula pennata A. Schmidt Achnanthes brevipes var. subtilissima Ag. Epithemia turgida (Ehrenberg) Kutzing Navicula praetexta Ehrenberg Achnanthes danica (Floggel) Grunow Eunotia pectinalis (Mull) Rabenhorst Navicula radiosa Kutzing Achnanthes hauckiana Grunow Eunotia polyglyphis Grunow Navicula salinarum Grunow Achnanthes lanceolata (Brebisson) Grunow Fragilaria bituminosa Pant.var. curta Pant. Navicula styriaca Pantocsek Amphiprora striata Pantocsek Fragilaria bituminosa Pant.var. elongata Pant. Navicula viridula (Kutzing) Ehrenberg Amphora coffeaeformis (Agardh) Kutzing Fragilaria brevistriata Grunow Navicula yarrensis Grunow Amphora crassa Gregory Fragilaria construens (Ehrenberg) Grunow Nitzschia amphibia Grunow Amphora crassa Greg. var. punctata Missuna Fragilaria hirosakiensis Kanaya Nitzschia antiqua Pantocsek Amphora holsatica Hustedt Fragilaria leptostauron (Ehrenberg) Hustedt Nitzschia commutata Grunow Amphora intersecta A. Schmidt Frustulia martonfii Pantocsek Nitzschia cylindrus Grunow Amphora juvenalis Pantocsek Gomphonema affine Kutzing Nitzschia distans Gregory Amphora nova caledonica W. Smith Gomphonema angustatum (Kutzing) Rabenhorst Nitzschia doljensis Pantocsek Amphora proteus Gregory Gomphonema longiceps Ehrenberg Nitzschia fossilis (Frenguelli) Kanaya Amphora punctata Andrews Gomphoneis olivaceum (Horn.) Brebisson Nitzschia frustulum (Kutzing) Grunow Amphora szontaghii Pantocsek Grammatophora angulosa Ehrenberg Nitzschia hungarica Grunow Amphora terroris Ehrenberg Grammatophora hungarica Pantocsek Nitzschia lorenziana Grunow Anomoeoneis sphaerophora (Ehrenberg) Pfitz Grammatophora insignis Grunow Nitzschia panduriformis Gregory Caloneis boryana Pantocsek Grammatophora marina (Lyngbye) Kutzing Nitzschia sigma (Kutzing) W. Smith Caloneis liber (W. Smith) Cleve Grammatophora oceanica (Ehrenberg) Nitzschia tryblionella Hantzsch Caloneis silicula (Ehrenberg) Cleve Grammatophora robusta Dippel Pinnularia borealis Ehrenberg Campylodiscus clypeus Ehrenberg Grammatophora stricta Ehr. var. biharensis Pantocsek Pinnularia gibba Ehrenberg Campylodiscus kutzingii Harvey & Bail Grammatophora stricta Ehr. var. fossilis Grunow Pinnularia halionata Pantocsek Campylodiscus limbatus Brebisson Hantzschia amphyoxis (Ehrenberg) Grunow Pinnularia interrupta W. Smith Campylodiscus neogradensis Pantocsek Licmophora dalmatica (Kutzing) Grunow Pinnularia major (Kutzing) W. Smith Campylodiscus striolatus Grunow Mastogloia binotata (Grunow) Cleve Pinnularia mesolepta (Ehrenberg) W. Smith Climacosphenia moniligera Ehrenberg Mastogloia braunii Grunow Pinnularia microstauron Ehr. var. brebisonii (Kutz) A. Mayer Cocconeis boryana Pantocsek Mastogloia castracanei Pantocsek Pinnularia scytica (Pantocsek) Cleve Cocconeis distans Gregory Mastogloia neogena Pantocsek Pinnularia viridis (Nitzsch) Ehrenberg Cocconeis grata A. Schmidt Mastogloia pethoeii Pantocsek Plagiogramma adriaticum Grunow Cocconeis grunowii Pantocsek Mastogloia smithii Thwaites var. lacustris Grunow Plagiogramma biharense Pantocsek Cocconeis neogradensis Pantocsek Mastogloia spinosa Jurilj Plagiogramma pulchellum var. pygmea Greville Cocconeis nitida Pantocsek Mastogloia splendida (Gregory) Cleve Plagiogramma staurophorum (Gregory) Herib. Cocconeis ornata Gregory Mastogloia szontaghii Pantocsek Plagiogramma truanii Pantocsek Cocconeis placentula Ehrenberg Navicula abrupta (Gregory) Donkin Pleurosigma sp. Cocconeis quarnerensis (Grunow) A. Schmidt Navicula ammophila Grunow Rhabdonema adriaticum Kutzing Cocconeis scutellum Ehrenberg Navicula irregularis Pantocsek Rhabdonema humuliferum Kitton Cymatosira biharensis Pantocsek Navicula arata Grunow Rhaphoneis amphiceros (Ehrenberg) Ehrenberg Cymbella affinis Kutzing Navicula bacillum Ehrenberg Rhaphoneis boryana Pantocsek Cymbella cistula Ehrenberg Navicula bimaculata Pantocsek Rhaphoneis gemmifera Ehrenberg Cymbella helvetica Kutzing Navicula bituminosa Pantocsek Rhaphoneis nitida (Gregory) Grunow Cymbella lanceolata Agardh Navicula cancellata Donkin Rhaphoneis nitida var. trigona Azpeita Cymbella leptoceros (Ehrenberg) Kutzing Navicula cari Ehrenberg Rhopalodia arcuata Pantocsek Cymbella turgida) Gregory Navicula cincta (Ehrenberg) Kutzing Rhopalodia gibberula (Ehrenberg) O. Mull Cymbella turgidula Grunow Navicula directa (W. Smith) Ralfs Rhopalodia gibberula var. protracta Grunow Denticulopsis hustedtii Kanaya Navicula distans Gregory Rhopalodia incisa (Pantocsek) Jurilj Dimerogramma boryanum Pantocsek Navicula flaati Pantocsek Rhopalodia musculus (Kutzing) O. Mull Dimerogramma marinum (Gregory) Ralfs Navicula forcipata Greville Scoliopleura tumida (Brebisson) Rabenhorst Diploneis bombus Ehrenberg Navicula gastrum (Ehrenberg) Kutzing Stauroneis anceps Ehrenberg Diploneis coffaeiformis (A. Schmidt) Cleve Navicula halionata Pantocsek var. directa Pant. Surirella baldjikii Norman Diploneis crabro Ehrenberg Navicula halophila (Grunow) Cleve Surirella biharensis Pantocsek Diploneis didyma Ehr. var. elesdiana (Pantocsek) Hajos Navicula hasta Pantocsek Surirella comis A. Schmidt Diploneis interrupta (Kutzing) Cleve Navicula hennedyi W. Smith Surirella costata Neupauer Diploneis major Cleve Navicula humerosa Brebisson Surirella ovata Kutzing Diploneis ovalis (Hilse) Cleve Navicula irrorata Pantocsek Surirella striatula Turpin Diploneis sejuncta (A. Schmidt) Jorg. Navicula lanceolata (Agardh) Kutzing Synedra crystallina (Agardh) Kutzing Diploneis sejuncta var. baldjikiana A. Schmidt Navicula latissima Gregory var. capitata Pant. Synedra pulchella (Ralfs) Kutzing Diploneis smithii (Brebisson) Cleve Navicula lyra Ehrenberg Synedra ulna (Nitzsch) Ehrenberg Diploneis suborbicularis (Gregory) Cleve Navicula lyra Ehr. var. elliptica A. Schmidt Thalassionema nitzschioides Grunow Diploneis subovalis Cleve Navicula menisculus Schumann Thalassiothrix longissima Grunow Diploneis vacillans (A. Schmidt) Cleve Navicula heteroflexa Pantocsek Trachyneis aspera (Ehrenberg) Cleve