The “Schistes Carton” of Quercy (Tarn, France): a lithological signature of a methane hydrate dissociation event in the early Toarcian. Implications for correlations between Boreal and Tethyan realms LAURENT EMMANUEL 1 ,MAURICE RENARD 1 ,RENÉ CUBAYNES 2 ,MARC DE RAFELIS 1 ,MICHAEL HERMOSO 1 , LAURENCE LECALLONNEC 1 ,ANTOINE LE SOLLEUZ 1,3 and JACQUES REY 2 Key words. – Toarcian, Anoxia, Methane hydrates, Stable isotopes, Carbon, Oxygen, Manganese, Subsidence. Abstract. – The geochemical events (negative shifts in 13 C and 18 O, and Mn peak) associated with the “Schistes Car- ton” of Quercy (SW France) do not appear to be due only to lithological variations and a differential diagenesis. They correspond to the Lower Toarcian global event and seem to be connected to a destabilization phase of gas hydrates. Du- ring its oxidation by seawater, the release of methane gas with a very low carbon isotopic ratio (– 60%) led to the pro- duction of CO 2 and carbonates with a negative 13 C. The consumption of oxygen in the seawater resulted in conditions that were first dysoxic and then anoxic. The reduction of burrowing and bioturbation associated with this oxidation re- sulted in the laminated appearance of the “Schistes Carton”. The decrease in the oxygen content led to a decrease in MnO 2 microparticles present in the water column and sediments. This created a complementary source of Mn 2+ that was incorporated into the carbonates produced during this event. Furthermore, an increase in the average seawater tempera- ture ( 18 O) appears associated with this event. Finally, the apparent diachronism of geochemical events in the Boreal and the Tethyan realms is discussed. Les “Schistes Carton” du Quercy (Tarn-France) : la signature lithologique d’un événement de dissociation d’hydrates de méthane au cours du Toarcien inférieur. Implications sur les corrélations entre les domaines boréaux et tethysiens Mots clés. – Toarcien, Anoxie, Hydrates de méthane, Isotopes stables, Carbone, Oxygène, Manganèse, Subsidence. Résumé. – Les événements géochimiques (excursions négatives du 13 C et du 18 O, pic de Mn) associés aux Schistes Carton du Quercy (SW France) ne paraissent pas réductibles aux variations lithologiques et à une diagenèse différen- tielle. Ils correspondent à l’événement global du Toarcien inférieur et semble en relation avec une phase de déstabilisa- tion d’hydrates de gaz. La libération de méthane gazeux à très faible rapport isotopique du carbone (–60 ‰) conduit, lors de son oxydation par l’eau de mer, à un CO 2 puis à des carbonates à 13 C négatifs. Cette oxydation en consommant l’oxygène du milieu conduit à des conditions disoxiques puis anoxiques qui permettent, par réduction de la vie fouis- seuse et de la bioturbation, l’expression de la lithologie varvée des Schistes Carton. La baisse de la teneur en oxygène conduit à une réduction des microparticules de MnO 2 présentes dans la colonne d’eau et les sédiments superficiels, créant ainsi une source complémentaire de Mn 2+ qui est incorporé dans les carbonates produits au cours de cet événe- ment. Un réchauffement de la température moyenne des eaux marines ( 18 O) paraît associé à cet événement. Enfin, la réalité du diachronisme apparent des événements géochimiques dans le domaine boréal et téthysien est discutée. INTRODUCTION Oceanic anoxic events always correspond to periods during which the carbon isotopic ratio from carbonates ( 13 C) shows relatively high values [Schlanger and Jenkyns, 1976; Weissert et al., 1978; Scholle and Arthur, 1980; Renard, 1985; Jenkyns, 1988 ; Weissert, 1989; Weissert and Chan- nel, 1989; Jenkyns et al., 1994; Kump and Arthur, 1999]. This is recorded in a huge trapping of 12 C, accompanied by an increase in fossilized organic matter. These anoxic periods often present very sharp negative shifts in 13 C, notably in the case of the Toarcian [Jenkyns, 1988; Emmanuel, 1993; Renard, 1985; Jenkyns and Clayton, 1997; Jones and Jenkyns, 2001; Jenkyns et al., 2002] where the isotopic ra- tios of carbon in the pelagic carbonates can be lower than –1‰ and even –2‰ at the base of the falciferum zone and higher than +3‰ to +4‰ at its top. The coexistence of such different values during such a relatively brief time is difficult to explain. In order to inter- pret very negative values, the intervention of local upwelling is sometimes postulated [Jenkyns, 1988; Schouten et al., 2000], but most times these are interpreted in terms of diagenesis [Jenkyns and Clayton, 1997]. This is Bull. Soc. géol. Fr., 2006, t. 177, n o 5, pp. 239-249 Bull. Soc. géol. Fr., 2006, n o 5 1. Laboratoire Biominéralisations et Paléoenvironnements – J.E. 2477, Univ. P. & M. Curie, 4 place Jussieu, 75252 Paris cedex 05. laurent.emmanuel@upmc.fr 2. Univ. Paul Sabatier, Lab. Dynamique des Bassins Sédimentaires. 31062 Toulouse cedex. 3. ???????, Nancy Manuscrit déposé le 30 juin 2004; accepté après révision le 4 mai 2006