La mesure du Temps dans l’histoire de la Terre et de la Vie http://webfossiles.free.fr/fossiles_fichiers/ammo.JPG

Définition La stratigraphie est l’étude des relations des roches entre elles dans l’espace et le temps, pour reconstituer l’histoire d’un région 5

CHRONOLOGIE (DATATION) RELATIVE Utilisation des relations géométriques entre les roches La datation relative permet d’ordonner, des structures (strates, plis, failles, minéraux) et des évènements géologique variés (discordances, sédimentation, intrusion, orogenèse),les uns par rapport aux autres.

La méthode de datation relative Repérer les différents phénomènes géologiques Les classer chronologiquement en utilisant les principes de la stratigraphie - Applications : datation relative à partir de coupes géologiques

LES GRANDS PRINCIPES DE LA STRATIGRAPHIE: (Principe d’actualisme) 1/Principe de superposition 2/Principe de recoupement 3/Principe d’identité paléontologique 4/Principe de continuité 5/Principe d'inclusion

Principe d’actualisme: « Les lois qui commandent les phénomènes géologiques actuels étaient également valables dans le passé » Rides actuelles Rides fossiles à Lodève

1/Principe de superposition : Ce principe s’applique aux roches sédimentaires ou volcaniques. « lorsque des sédiments se déposent, ou qu'il y a une succession de coulées volcaniques, la strate située le plus bas sera plus vieille que celle qui se trouve au-dessus ». Empilement de couches horizontales déposées en milieu marin ( calcaires avec intercalations de marnes). Limite : il ne faut pas que la succession des roches aient été inversées par la tectonique.

2/Principe de recoupement : « Lorsqu’un évènement affecte des formations géologiques, il est plus récent que celles-ci et plus ancien que les plus vieilles formations non affectées.» « Lorsque deux structures géologiques se recoupent, la plus récente recoupe la plus ancienne ». Evènements tectoniques : a. Les failles Cendres -30 000 ans Exemple d’une faille …………… qui recoupe les basaltes et blocs basaltiques de -31000 et -32000 ans mais ne recoupent pas les cendres de -30 000 ans. normale Basalte -31 000 ans D’après le principe de recoupement, l’extension à l’origine de cette faille est donc survenue entre -31000 et -30000 ans. Bloc Basaltique -32 000 ans

Plis synformes et antiformes dans des roches sédimentaires. b. Les plis Plis synformes et antiformes dans des roches sédimentaires.                                                                                                                                                                                      photo L. BEAUDOUARD droits réservés La compression à l’origine de ces plis est survenu après le dépôt des différentes couches sédimentaires. Synclinal Anticlinal

2. Evènements magmatiques : a. Volcanisme Le filon de basalte recoupe le gabbro, il est donc postérieur au gabbro d’après le principe de recoupement. Gabbro Filon de basalte http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/objets/Images/diversite-des-ophiolites/diversite-des-ophiolites-fig09.jpg

b. Plutonisme Le granite recoupe les roches sédimentaires, il s’est donc mis en place après leurs dépôts. Il provoque une auréole de métamorphisme à son contact.

la règle des recoupements: un corps rocheux qui en recoupe un autre est nécessairement plus jeune que celui qu'il recoupe.

Discordance angulaire « L’évènement qui a engendré cette discordance est postérieur à la dernière couche sous la discordance et antérieur à la première couche au dessus de la discordance. » La disposition relative des couches géologiques peut rester conforme à la disposition initiale lors du dépôt sédimentaire: les couches sont dites concordantes. Dans le cas contraire, la discordance implique que plusieurs phénomènes géologiques se soient produits: plissement des couches sous-jacentes, érosion et dépôt des couches sus-jacentes. Discordance angulaire

Discordance angulaire: l'exemple qui suit illustre en séquence comment se forme une telle discordance.

3/Principe d’identité paléontologique « Deux formations sédimentaires de même nature ou non contenant les mêmes fossiles stratigraphiques sont considérées du même âge. » Un fossile stratigraphique permet de dater à distance des couches géologiques. Il doit répondre à 3 critères: - une durée de vie brève à l’échelle des temps géologiques; - une répartition sur une vaste aire géographique; - doit être représentée par un grand nombre d’individus

Exemples : Graptolites à l’Ordovicien et au Silurien (Paléozoïque) ; Ammonites au Secondaire (Mésozoïque).

Fossiles de faciès Le faciès Ce sont des fossiles le plus souvent d’une longue durée de vie ; ils caractérisent des faciès bien déterminés et apportent des renseignements sur le milieu de dépôt. Exemples : Hélix : milieu continental ; Coraux : milieu récifal ; Huîtres : milieu marin côtier Le faciès C’est l’ensemble des caractères pétrographiques et paléontologiques qui caractérisent une roche.

Fossiles stratigraphiques Fossiles utilisés pour la datation relative des couches sédimentaires Fossiles stratigraphiques Si espèce à évolution lente On la retrouve identique sur de longues périodes de temps Mauvais fossile stratigraphique Si espèce à répartition géographique limitée (espèce endémique) Ne permet pas de corrélation d'une région à l'autre Évolution rapide (faible répartition dans le temps) Vaste répartition géographique Grande fréquence (nombreux individus à un instant t) Bon fossile stratigraphique

Cleistopora geometrica est un fossile caractérisé par une durée de vie brève, et une vaste répartition géographique, puisqu’on le trouve dans une large zone qui correspond à l’emplacement, au Dévonien, d’une plate-forme épicontinentale peu profonde. La présence de ce fossile dans une roche sédimentaire, quelque soit sa localisation géographique, indique donc qu’elle s’est formée entre 408 et 396 Ma. Cleistopora geometrica est un exemple de fossile stratigraphique.

4/ Principe de continuité: Lorsqu’une couche est située entre deux couches repères identiques dans deux zones géographiques différentes, on admet qu’elle a le même âge partout où elle affleure. Application du principe de continuité : Les strates 1 et 2 ont le même âge.

4/Principe de continuité: Lorsqu’une couche est située entre deux couches repères identiques dans deux zones géographiques différentes, on admet qu’elle a le même âge partout où elle affleure. « Une même couche est de même âge en tous points » Panorama de la dent d’Arclusaz dans le massif des Bauges (Savoie) Panorama près de Grenoble dans le massif du Vercors (Isère)

Les associations de fossiles

Les associations de fossiles

5/Principe d'inclusion : les morceaux de roche inclus dans une autre roche ou couche sont plus anciens que leur contenant. Inclusion (enclave) de granite dans un basalte. Le granite est plus ancien que le basalte.

Les principales orogenèses Dans les boucliers la plus récente Est l’orogenèse Panafricaine 600-700MA Responsable de l’édification de la chaîne de l’Anti-Atlas, le Hoggar… Orogenèses Précambriennes A la fin de l’Infracambrien aux alentour de 600 à 500MA en Europe Orogenèse Cadomienne Elle s’est déroulée pendant le paléozoïque inférieur: Ecosse, Irlande, Australie, Mauritanie…. Orogenèse Calédonienne Au Paléozoïque supérieur: les Appalaches, Angleterre, France, Maroc (Meseta marocaine) Orogenèse Hercynienne Elle a commencée au Mésozoïque, les mouvements les plus importants ont lieu durant le Tertiaire. Il ya encore des mouvements de réajustement: les Atlas Rif, Himalaya, les rocheuses. Orogenèse Alpine

Les quatre principes à utiliser Méthode pour déterminer la chronologie relative des évènements géologiques à partir d’une coupe géologique Les quatre principes à utiliser 2/principe de recoupement : Tout évènement modifiant soit la géométrie soit la continuité d’une structure géologique est postérieur à cette structure. 4/ principe de continuité : une même couche a le même âge et les mêmes caractéristiques sur toute son étendue. 1/principe de superposition : une couche située en dessous d’une autre est considérée comme plus ancienne (et vice-versa). Attention, ce principe ne s’applique que pour les roches sédimentaires. 3/ principe d’identité paléontologique : deux couches renfermant les mêmes types de fossiles ont le même âge. Les principaux évènements à repérer sur une coupe Phénomènes sédimentaires : Dépôts successifs de couches superposées. Sur une coupe il peut apparaître plusieurs séries sédimentaires : chaque série est caractérisée par des couches parallèles et les différentes séries sont séparées en général par des discordances ( contact entre deux couches non parallèles). Souvent, les discordances apparaissent après une phase d’érosion de la série précédente. phénomènes tectoniques : Les mouvements tectoniques de convergence ou de divergence des plaques sont à l’origine de deux types d’évènements : les plis et les failles. D’après le principe de recoupement, plis et failles sont postérieurs aux couches qu’ils affectent et antérieurs aux couches qu’ils n’affectent pas. phénomènes magmatiques : Comme leur nom l’indique, les roches magmatiques proviennent de la montée et du refroidissement d’un magma soit en profondeur (roches plutoniques), soit en surface (roches volcaniques). En utilisant le principe de recoupement, il est possible de dater la mise en place de la roche. Il est conseillé de déterminer d’abord la chronologie des phénomènes sédimentaires, puis d’intégrer les évènements tectoniques et magmatiques.

Datation relative: exemple 1 C B E D Datation relative: exemple 1 ABCDE Sont des couches sédimentaires Le plissement affecte les couches ABCD. Il est donc postérieur Application du principe de recoupement Application du principe de superposition Application du principe de superposition La surface d ’érosion tranche les plis. Elle est donc postérieure aux plis qu ’elle affecte Une structure (plis, faille, intrusion magmatique) qui en affecte une autre est plus récente que celle qu ’elle affecte La couche E recouvre la surface d ’érosion. Elle est donc postérieure Erosion (émersion préalable) Récapitulation Présent Passé E Plissement B A C D

Datation relative: exemple 2 B C G F ABC Sont des couches sédimentaires G est un pluton granitique. La zone de cuisson (= thermométamorphisme = métamorphisme de contact) affecte les couches ABC) La faille recoupe le pluton et les strates ABC La surface d ’érosion recoupe la faille Récapitulation Application du principe de superposition Application du principe de recoupement Surface d’érosion Présent Passé B A C F G (métamorphisme de contact)

temps Sédimentation de E Érosion Faille normale Plissement Sédimentation de A, puis B, puis C, puis D Exemple 3

Exercice 1

Exercice 2

Exercice 3

Exercice 4

Exercice 5

Exercice Montagne Noire

En résumé