Document 1 - Succession de strates sédimentaires de Gandaillat
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Les traces de combustibles fossiles en Limagne 1er arrêt - Puy de la Poix Localisation générale - A quelle altitude se trouve le Puy de la Poix ? Il se trouve à 345m d’altitude environ, mais celle-ci régresse. - Que trouve-t-on à l’Est, à l’Ouest du Puy ?A l’Est il y a la chaîne des Puys et à l’Ouest Clermont-Fd. Affleurement : le ruisseau Affleurement = élément géologique visible en surface, non recouvert. - Quel est la forme de l’affleurement que l’on observe, et ses dimensions approximatives (diamètre, profondeur) ? -10m de long -1m de large -40 cm de profondeur - Donner la composition du mélange visqueux observée dans le ruisseau : -acide sulfurique H25 -méthane CH4 -dioxygène O2 -débris de végétaux en décomposition / sédiments - Quelles sont les 2 conditions permettant la remontée surface de ce bitume ? -fracture de la pépérite -faible densité du bitume Formation du bitume - Donner les différentes étapes de formation du bitume sur ce site et la période à laquelle il s’est formé. Le bitume s’est formé sur ce site il y a plus de 30 millions d’années (période Oligocène). Il s’agit d’une accumulation de dépôt de sédiments et de matière organique. Par l’absence de dioxygène et l’augmentation de la chaleur et de la pression, le bitume est ainsi formé. - Quelles sont les 2 raisons de l’absence d’hydrocarbures en Limagne ? -Une température et une pression insuffisante, ainsi que la faible profondeur -L’oxygène provoque la minéralisation. 2ème arrêt - carrière de Gandaillat 1. Affleurement n°1 : Position géologique de la carrière de Gandaillat La carrière de Gandaillat est située dans La Limagne, fossé d'effondrement orienté Nord-Sud. Donner : - la position géologique de la carrière de Gandaillat La carrière de Gandaillat est située à l’est du Puy-de-Dôme. - les édifices géologiques environnant Le plateau de Gergovie, le Puy-de-la-Poix, la faille de Limagne. - le but d’exploitation de cette carrière Le but de l’exploitation de celle-ci est de construire des autoroutes à l’aide du calcaire présent dans le ciment. - un schéma d’interprétation de la formation de Gandaillat 2. Affleurement n°2 : Les sédiments de la carrière - Quelle est la famille de roche majoritaire présente dans cette carrière ? Le calcaire est la famille de roche majoritairemment présente dans la carrière. - Expliquer la formation et le dépôt de cette roche (accompagner votre explication d’un schéma). - Quelle est la superposition de couche Exemple de superposition à Gandaillat : Datation des strates par le principe de superposition. 3- calcaire + stromatolithes 2- calcaire marneux 1- marne - Les sédiments présentent des alternances de 3 couches. - la couche 1 = marne ou marnes feuilletées (= laminites ou anciennement schistes cartons) - la couche 2 = calcaire marneux - la couche 3 = calcaire : caractère massif est peut-être à mettre en relation avec le mélange des sédiments réalisé par des vers. Les stromatolites sont les traces de vie les plus vieilles connues, pouvant dater de 3,5 milliards d'années. Il en existe encore en cours de formation actuellement, dans les lagunes des côtes australiennes par exemple. Leur formation est due aux cyanophycées : ces micro-algues bleues capables de réaliser la photosynthèse, vivent en colonies, fabriquant du carbonate de calcium pour s'en emballer. Chaque nouvelle génération recouvre l'ancienne, les stromatolites qu'elles forment petit à petit prennent l'apparence d'un chou-fleur. - Quelle est la durée du cycle astronomique qui a permis le dépôt d’une alternance composée de ces 3 couches ? = 1cycle astronomique soit une durée de l’ordre de 20 000 ans. Cela se traduit par un climat différent et donc des précipitations différentes : les apports dans le « lac de Limagne » fluctuent en fonction de ce cycle et édifient deux roches : marne et calcaire. Test avec HCl calcaires. Attention, les bancs de marnes (mélanges de calcaires et d'argiles) présentent également une effervescence à l'HCl, mais moins prononcée. Document 1 - Succession de strates sédimentaires de Gandaillat Roche composition Roche non hydratée Macroscopique Fossiles éventuels Peu de fossiles Couleur verdâtre Marnes Effervescence (couche 1) faible donc présence de calcaire Ostracodes (crustacés, carapace bivalve) Roche hydratée Couleur beige Calcaire clair marneux (CaCO3) Effervescence plus (couche 2) pronnoncée que Aspect compact dans la marne : présence de calcaire Milieu de formation Milieu aquatique +/- profond (<100m) Apport d'argiles issues d'une forte érosion continentale Milieu salé (marin) + peu profond. Des gastéropodes d'eau douce Milieu lacustre + peu profond (qq dizaines de mètres max). Peu d'érosion continentale - Œufs de tortues et d'oiseaux Roche hydratée Couleur rosâtre Calcaire (couche 3) - Fragments du squelette de petits rongeurs et d'antilopes Traces fossiles des cyanobactéries à l'origine des concrétions = stromatolites Des cyanobactéries, micro-organismes qui précipitent les ions bicarbonates en carbonate de calcium pour construire leur enveloppe protectrice, se fixent sur la génération précédente, couche après couche Milieu aquatique + très peu profond et pauvre en O2(-10mètres) Aspect bombé, en Effervescence très « chou-fleur » importante : Calcaire abondant Les informations issues de l'observation nous permettent d'affirmer que cet affleurement de sédiments s'est déposé sous de faibles profondeurs d'eau, variant de quelques mètres à quelques centaines de mètres de profondeur maximum. 3. Affleurement n°3 : Traces d’activité volcanique Ouest Est Document 2 - Filon de lave (pépérite) Le magma a rencontré une nappe phréatique lors de sa remontée ce qui a pulvérisé le magma sous forme de granule de basalte sa position par rapport aux sédiments : S’injectent dans les sédiments ainsi que l’attestent les rebroussements de couches sédimentaires à leur contact. sa composition (préciser le résultat au test à l’HCl) : formée par les granules de basalte (comme des grains de poivre) enrobés dans une matrice de calcaire - Quelle est la propriété des sédiments qui leur à permis de ne pas être « cuits » au contact de la lave ? sédiment encore riche en eau ; cette richesse en eau explique aussi l’aspect bréchifié de la lave et l’altération de celle-ci. - Quelle est la structure géologique indispensable à l’apparition de tel filon de lave ? failles 4. Affleurement n°4: Le climat du passé (paléoclimat) Les indices : - lits de silex : indice du paléoclimat = climat tropical Climat très humide stromatolites : eaux très peu profondes et chaudes (>25°C), douces ou salées climat tropical bitume : une végétation abondante a été enfouie à l'abri de l'oxygène de l'air. Ce mélange d'hydrocarbures indique la présence d'une roche réservoir à toit imperméable Les fentes de dessiccation : elles indiquent des périodes d’assèchement. Souvent le bitume a imprégné ces affleurements, remplissant les espaces libres. Trois campagnes pétrolières réalisées dans la région ont montré que ces bitumes sont présents jusqu'à 1500 m de profondeur. Cette épaisseur a permis aux sédiments de se transformer en bitume mais a été insuffisante pour qu'apparaisse pétrole et gaz naturel. La mise en forme de tous ces faits démontre qu’à l’Oligocène, sous un climat de type tropical, un lac peu profond (ou une série de marais) occupait l’actuelle limagne. Des périodes d’assèchement fréquentes alternaient avec des remises en eaux. La subsidence progressive a permis d’accumuler deux kilomètres au maximum de sédiments, toujours sous une profondeur d’eau relativement faible. La subsidence résulte du régime d’extension qu’à connu la plaque européenne à l’Oligocène : la subduction de l’europe sous l’afrique est responsable de cette extension en arrière de la zone de convergence.
