Chapitre III : Géologie Leçon 1 : La mesure du temps en géologie

La datation relative La datation absolue. Deux méthodes permettent une datation des événements géologiques : La datation relative La datation absolue.

Plan de la première partie I ) La datation relative 1) Principes permettant de reconstituer une chronologie locale d'événements Principe de superposition b) Principe de recoupement b1) Une trace d'érosion b2) Un événement tectonique b3) Un événement magmatique ou métamorphique  c) Principe d'inclusion d) Application de ces trois premiers principes pour établir une succession chronologique d'événements 2) Principes permettant d'établir des corrélations entre des régions différentes Le principe de continuité b) Principe d'identité paléontologique 3) L'échelle stratigraphique internationale

I ) La datation relative Cette méthode consiste à dater un événement par rapport à un autre. Cette méthode repose sur des principes de base qui peuvent s'appliquer à des échelles très variées. Quels sont ces principes ?

1) Principes permettant de reconstituer une chronologie locale d'événements Principe de superposition Observons quelques « affleurements » de roches…

Alternance de bancs de grès, plus résistant à l'érosion, et de couches de "schistes houillers", plus tendres. Saint – Etienne (Loire 42). Ancienne carrière de l'Eparre. - Septembre 1984 - François BECK

Stratification horizontale. Remarquer les deux strates de houille. Environs de Price, Utah, USA - Août 1998 - Guy Sabattier

Carrière Staub : strates de calcaire et de grès (Buntsandstein). Langensoultzbach (67)

Carte et coupe géologique dans un bassin sédimentaire (région de Paris)

Paysage de la chaine des Puys, dans le Puy de Dôme.

Coulée de lave

Carrière de basalte de St Pierre le Chastel (Auvergne) la coulée de basalte est nettement visible : les orgues correspondent à l'aspect que prend la coulée lors de son refroidissement .

Carte géologique dans une région de volcans (Clermont-Ferrand)

Principe de superposition : Pour des roches sédimentaires et volcaniques exclusivement, on considère qu'une roche est plus récente que celle qu'elle recouvre. Ceci est justifié par le mode de formation de ces roches.

a1) Les roches sédimentaires (sable, argile, calcaire, grès, etc a1) Les roches sédimentaires (sable, argile, calcaire, grès, etc.) se forment par accumulation de sédiments (marins, lacustres ou continentaux) qui forment des couches ou strates.

a2) Les roches magmatiques volcaniques (basalte, andésite, rhyolite) se forment par la cristallisation de coulées de lave qui se répandent à la surface de la Terre.

b) Principe de recoupement Observons quelques affleurements…

Principe de recoupement : Une structure géologique (une roche ou une déformation) est plus récente qu’une autre structure qu’elle recoupe. Ce principe s'applique à des situations très variées.

b1) Une trace d'érosion. Une roche érodée est antérieure à la phase d'érosion. Erosion du granite

b2) Un événement tectonique (déformation des roches) : Une faille, un pli ou un charriage qui déforment une roche sont des événements postérieurs à la formation de cette roche. Ces déformations sont dues aux fortes pressions que subissent les roches sous l’effet du déplacement des plaques tectoniques.

Une faille normale

Fossé d’effondrement en Limagne (Clermont-Ferrand)

Failles inverse

Faille inverse en Tunisie

Pli anticlinal dans le Jura

Pic de Crigne, dans les Alpes : pli synclinal

Le Rocher de La Baume à Sisteron. Sisteron (04)

Bloc diagramme montrant les plis formés dans le Jura

Carte de Condé sous Noireau

Trois déformations tectoniques (pli, faille normale, faille tectonique) et l’érosion recoupent des strates sédimentaires

b3) Un événement magmatique ou métamorphique   Des roches peuvent être coupées par un filon ou par un massif intrusif (ou pluton) ou par une auréole de métamorphisme.

Massif granitique de Flammanville (Normandie)

Massif granitique de Flammanville (Normandie)

Granite de Flammanville

Granite de Flammanville

Granite de Flammanville

Contact entre le granite et son auréole de métamorphisme (cornéenne)

Contact entre le granite et son auréole de métamorphisme (cornéenne)

Filon d’aplite dans le granite de Flammanville

Carte de Condé sous Noireau

Coupe géologique des terrains de la carte de Condé sous Noireau

Intrusion d’un massif magmatique et d’un filon dans des strates sédimentaires

Il s'agit d'une éclogite à grenat (rouge), pyroxène jadéide (vert) Il s'agit d'une éclogite à grenat (rouge), pyroxène jadéide (vert). Ces deux minéraux ont réagi par métamorphisme pour donner une auréole noire d’amphibole.

 c) Principe d'inclusion Un élément (minéral ou roche) peut se trouver inclus dans un autre élément (minéral ou roche) en formation. Dans ce cas, l'élément inclus (enclave) est antérieur à l'élément qui le contient.

Enclave de cornéenne dans le granite de Flammanville.

Enclave basique (manteau supérieur) dans le granite de Flammanville (croûte continentale)

d) Application de ces trois premiers principes pour établir une succession chronologique d'événements A partir de l'étude des roches, on peut donc reconstituer l'histoire géologique d'une région donnée. Exemple : interprétation d'une discordance angulaire observée entre des strates sédimentaires. Il y a discordance angulaire entre des strates sédimentaires lorsque qu’un mouvement tectonique s’est produit entre les périodes de sédimentation.

Carrière montrant une discordance

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

Observation d’une discordance sur une carte géologique

2) Principes permettant d'établir des corrélations entre des régions différentes   Comment déterminer si une chronologie établie localement peut être applicable à une région plus vaste, y compris à l'ensemble de la planète ?

a) Le principe de continuité Une strate a le même âge sur toute son étendue. La continuité peut être établie entre deux strates éloignées géographiquement si elles sont encadrées à la base et au sommet par des strates identiques. On considère alors qu'elles ont le même âge, même si elles ne sont pas formées des mêmes roches. En effet, des conditions de sédimentations peuvent varier, au même moment, d'un endroit à l'autre.

Application du principe de continuité : Les strates 1 et 2 ont le même âge.

b) Principe d'identité paléontologique = Deux couches ayant le même contenu fossilifère ont le même âge. Les fossiles pris en compte correspondent à des espèces qui ont une large répartition géographique et une courte période d'existence. Ce sont des "fossiles stratigraphiques".

Application du principe d’identité paléontologique : Les strates 1 et 2 ont le même âge.

3) L'échelle stratigraphique internationale