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TP n°1 - Datation relative Les roches de la lithosphère terrestre ont enregistré leur propre histoire, cest à dire leur origine, les circonstances de leur.

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1 TP n°1 - Datation relative Les roches de la lithosphère terrestre ont enregistré leur propre histoire, cest à dire leur origine, les circonstances de leur formation, mais aussi les événements tectoniques quelles ont subis au cours du temps après leur mise en place. Partie 1.4 : Mesure du temps dans lhistoire de la Terre La datation relative permet de situer dans le temps les terrains et les objets géologiques les uns par rapport aux autres sans en préciser lâge. Problème : Comment peut-on ordonner des structures et des évènements géologiques les uns par rapport aux autres ?

2 Déroulement de la séance : Situation géographique de la région Source Google earth On se propose de reconstituer la succession des événements géologiques qui ont affecté la région de la Montagne Noire et des Causses.

3 Découper les vignettes proposées et les classer dans lordre chronologique

4 Le résultat final est le suivant :

5 Découper les vignettes proposées et les classer dans lordre chronologique Utiliser le logiciel « Montagne Noire » pour vérifier la reconstitution de lhistoire géologique de la région.

6 Découper les vignettes proposées et les classer dans lordre chronologique Utiliser le logiciel « Montagne Noire » pour vérifier la reconstitution de lhistoire géologique de la région. Sur le document « Reconstitution de la chronologie des évènements qui ont conduit à la coupe de la Montagne Noire », compléter les 2 premières colonnes :

7 Découper les vignettes proposées et les classer dans lordre chronologique Utiliser le logiciel « Montagne Noire » pour vérifier la reconstitution de lhistoire géologique de la région. Sur le document « Reconstitution de la chronologie des évènements qui ont conduit à la coupe de la Montagne Noire », compléter les 2 premières colonnes : - en collant les vignettes fournies dans lordre chronologique sans oublier de compléter les pointillés concernant les évènements géologiques qui ont successivement affecté la région étape par étape.

8 Découper les vignettes proposées et les classer dans lordre chronologique Utiliser le logiciel « Montagne Noire » pour vérifier la reconstitution de lhistoire géologique de la région. Sur le document « Reconstitution de la chronologie des évènements qui ont conduit à la coupe de la Montagne Noire », compléter les 2 premières colonnes : - en collant les vignettes fournies dans lordre chronologique sans oublier de compléter les pointillés concernant les évènements géologiques qui ont successivement affecté la région étape par étape. - identifier et réaliser une datation relative des structures successives ou événements repérables sur les étapes de mise en place de la région en utilisant notamment les données fournies en annexe.

9 Létude sur le terrain ou létude des coupes géologiques présentent une organisation verticale à partir de laquelle il est possible dénoncer différents principes.

10 Etape 1 : Sédimentation (vocabulaire et notions de base) Après leur dépôt dans des bassins dits sédimentaires, les sédiments, issus de lérosion de roches préexistantes (fragments minéraux) transportés par leau, ou bien encore résultant de lactivité biologique (débris coquilliers …), se transforment en roches sédimentaires par compaction, perte deau et cimentation. Les sédiments se déposent les uns sur les autres formant des strates qui reposent en concordance cest à dire que chaque strate de roches sédimentaires, en dehors de tout bouleversement tectonique, repose sur une strate plus ancienne. NB : les limites de chaque couche sont alors parallèles.

11 Terrain le plus ancien en profondeur Terrain le plus récent en surface Etape 1 : Sédimentation Les sédiments se sont déposés en concordance les uns sur les autres. Une couche sédimentaire (exemple couche 5) sest donc déposée après celle quelle recouvre(exemple couche 4).

12 Principe de superposition : Le principe de superposition permet de caractériser des successions ordonnées dans une série sédimentaire (ou coulées volcaniques) non déformée : une couche donnée est plus récente que la couche sous-jacente (située en dessous) : «En labsence de tout bouleversement tectonique, toute couche est postérieure à celle quelle recouvre».

13 S trates sédimentaires concordantes : Principe de superposition – exemple sur le terrain Affleurement marno-calcaire Strate calcaire Strate marneuse n + 1 n n - 1 Strates de plus en plus jeunes

14 Etape 2 : Plissement Le plissement est donc postérieur à la formation quil affecte. Les séries sédimentaires ont subit, sous les contraintes tectoniques compressives exercées, un plissement sur toute leur épaisseur.

15 Le principe de recoupement, dapplication très générale, permet de traiter toutes les situations de recoupement entre les couches ou formations géologiques. Principe de recoupement «Tout objet ou évènement géologique, qui en recoupe un autre, lui est postérieur ».

16 Etape 2 : Plissement Ainsi, daprès le principe de recoupement, un mouvement de compression, ayant généré des changements d orientation des couches (plis) est postérieur à la formation quil affecte.

17 Roches sédimentaires plissées. Un exemple sur le terrain

18 Etape 3 : Intrusion granitique (vocabulaire et notions de base) Les liquides (visqueux) magmatiques de composition granitique formés dans les zones de collision ou de subduction, peu denses, ont tendance à remonter vers la surface à travers les terrains encaissants formant la partie superficielle de la croûte. Le refroidissement et la cristallisation lente en profondeur du « jus » magmatique produit des plutons granitiques. De telles formations magmatiques mises en place dans les terrains encaissants sont dites « intrusives ».

19 Etape 3 : Intrusion granitique Daprès le principe de recoupement, une intrusion magmatique ou la mise en place dune roche plutonique, est postérieure à la formation quelle affecte. Le magma de type granitique migre vers la surface au travers des terrains encaissants déjà plissés.

20 Filons granitiques postérieurs à la roche encaissante Principe de recoupement – exemple sur le terrain roche encaissante métamorphique sombre

21 Etape 4 : Métamorphisme de contact (vocabulaire et notions de base) Les plutons granitiques sont à l'origine du métamorphisme* des roches encaissantes. * Métamorphisme : transformation d'une roche à l'état solide du fait d'une élévation de température et/ou de pression, avec cristallisation de nouveaux minéraux et acquisition de textures et structures particulières sous l'influence de conditions physiques et/ou chimiques différentes de celles ayant présidé à la formation de la roche originelle).

22 Etape 4 : Métamorphisme de contact Daprès le principe de recoupement, une auréole de métamorphisme, est donc postérieure à la mise en place dune intrusion magmatique. Daprès le principe de recoupement, une auréole de métamorphisme, est donc postérieure à la mise en place dune intrusion magmatique. 1 2 On observe, tout autour de lintrusion granitique, une auréole de métamorphisme : les roches sédimentaires les plus proches du pluton ont donc été métamorphisées. Ce métamorphisme, directement lié à lélévation de température subie, est donc la conséquence de lintrusion magmatique..

23 Etape 5 : Erosion Ces formations sont ensuite affectées par l'érosion et finissent par affleurer (disparition dune partie des formations en place : roches sédimentaires, pluton et auréole). Surface dérosion

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28 Daprès le principe de recoupement, lérosion intervient postérieurement à la mise en place des terrains sédimentaires, du pluton granitique et de son auréole de métamorphisme.

29 Etape 5 : Erosion - exemple sur le terrain Auréole de métamorphisme composée de cornéennes disposées sur une largeur denviron 4 km environ autour du massif granitique. Granite intrusif. Région de Condé-sur-Noireau –Basse-Normandie

30 Dépôt no1 Etape 6 : Sédimentation discordance Les sédiments se déposent ensuite sur les strates plus anciennes (plissées et intrusées) en discordance.

31 Dépôt no1 Dépôt no2 Etape 6 : Sédimentation discordance Les sédiments se déposent ensuite sur les strates plus anciennes (plissées et intrusées) en discordance.

32 Dépôt no3 Dépôt no2 Dépôt no1 Etape 6 : Sédimentation discordance Les sédiments se déposent ensuite sur les strates plus anciennes (plissées et intrusées) en discordance.

33 Dépôt no4 Dépôt no3 Dépôt no1 Dépôt no2 Etape 6 : Sédimentation discordance Les sédiments se déposent ensuite sur les strates plus anciennes (plissées et intrusées) en discordance.

34 Etape 6 : Sédimentation Discordance Plus récent Plus ancien Daprès le principe de superposition, toute couche est postérieure à celle quelle recouvre. discordance Les sédiments se déposent ensuite sur les strates plus anciennes (plissées et intrusées) en discordance.

35 Sédiments sableux continentaux récents déposés en discordance avec les roches anciennes plissées sous- jacentes. Etape 6 : Sédimentation avec contact en discordance - exemple sur le terrain - (Portugal du Sud) Contact en discordance

36 Etape 7 : Faille La faille (normale) « traverse » toutes les strates, elle est donc postérieure aux séries traversées. F

37 Etape 7 : Faille

38 Etape 7 : Faille

39 Etape 7 : Faille

40 Etape 7 : Faille Faille (normale)

41 Etape 7 : Faille Daprès le principe de recoupement, un événement (ici et dans le cas de la région de la Montagne Noire, un mouvement de divergence), qui génère des discontinuités (failles), est postérieur à la formation quil affecte. F

42 Etape 7 : Faille - exemple sur le terrain Faille normale Bloc 1 Bloc 2 Mouvement de divergence

43 Etape 8 : Erosion Toutes ces formations sont dégagées par l'érosion. Surface dérosion

44 Etape 8 : Erosion Daprès le principe de recoupement, lérosion intervient donc postérieurement à la fracturation. Toutes ces formations sont dégagées par l'érosion. Surface dérosion

45 Etape 9 : Volcanisme Daprès le principe de recoupement, une intrusion magmatique, est postérieure à la formation quelle affecte. Le magma, moins dense, a migré vers la surface au travers des terrains et sest épanché sur les structures géologiques existantes (faille, terrains érodés).

46 Orgues basaltiques sur série de roches sédimentaires Principe de superposition – exemples sur le terrain Coulée volcanique plus jeune que les roches sédimentaires Filon basaltique -postérieur à la roche encaissante (Région de Ploumanach – Bretagne du Nord)

47 Dautres principes sont utilisé en datation relative, tels que : - le principe de continuité (latérale) - le principe didentité paléontologique. Ces 2 derniers principes seront étudiés en cours.


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