La datation relative

Mesure du temps dans
l’histoire de la Vie et de la
Terre
La datation relative
Lycée Saint Gabriel – Saint Michel
Auvergne 2010
Mise en évidence du
principe de superposition
Carte géologique de la chaîne
des Puys (Auvergne)
Les coulées
volcaniques plus
récentes recouvrent
les structures
géologiques plus
anciennes (socle
cristallin et roches
sédimentaires)
Photos de la coupe du volcan de Lemptégy
Mise en évidence du principe de superposition (2)
La chronologie des différents évènements s’appuie sur :
-Le principe de superposition;
-la taille des scories (plus ils sont fins, plus ils viennent de loin);
-la couleur des scories: rouges: issus du cœur de la cheminée=oxydation du fer
à haute température; noirs: issus de la périphérie, oxydation du fer à
plus basse température)
-Datation absolue (=radiochronologie) permise avec le 14C (bois dans projection du puy
Chopine) ou par thermoluminescence
Mise en évidence du principe de superposition (3)
Carrière
de Vrines à
Thouars
Calcaire argileux et marne
Calcaire bioclastique
Grès
Les strates les plus
récentes sont celles
qui recouvrent les
strates les plus
anciennes:
Les strates de grès
sont plus anciennes
que les strates de
calcaire bioclastique
et celles-ci sont plus
anciennes que les
strates de calcaire
argileux
Mise en évidence du principe de superposition (4)
« Chapeau de
gendarme » du
haut-Jura. C’est
un pli droit.
Suite à des plissements, les strates sédimentaires sont
déformées et deviennent plus ou moins inclinées. Le principe
de superposition est ici toujours respecté.
Exception au principe de superposition
Massif de Dormillouse
(Briançonnais)
Dans le cas de plis
couchés, le principe
de superposition n’est
plus respecté.
Interprétation
Mise en évidence du principe de recoupement (1)
Lieu: Volcan de
Lamptégy
(Auvergne)
Bloc
affaissé
Cendres déposées
par le Puy des
Gouttes
Failles
normales
Bloc affaissé
1
Scories déposés par
le volcan Lamptégy 1:
-30000 ans BP
Les deux failles coupent le dépôt de cendre: elles sont
postérieures (elles témoignent d’un mouvement
d’extension postérieur à l’activité volcanique)
Mise en évidence du principe de recoupement (2)
Lieu: Anse du
Chaillé, nord des
Sables d’Olonnes
Filons de
pegmatite
et d’aplite
Gneiss
oeillé
1
2
3
Le filon coupé est plus ancien que le filon qui le coupe.
Mise en évidence du principe de recoupement
(3)
Lieu: Jard sur mer
Discordance
discordance
Couverture sédimentaire (calcaire argileux)
Strates
horizontales
Socle primaire (micaschiste)
Pendage
incliné
La discordance constitue une surface d’érosion du socle: elle altère
celui-ci qui a été aplani: elle lui est donc postérieure.
Mise en évidence du principe de recoupement (4)
Lieu: Baie de Cayola
(sud des Sables)
Couverture sédimentaire secondaire
Socle cristallin primaire
Faille normale
Discordance
Couverture sédimentaire secondaire
Socle cristallin primaire
La faille normale coupe la discordance ainsi que la couverture
sédimentaire secondaire: la faille est l’événement le plus récent.
Mise en évidence du principe de continuité
Jard sur mer
discordance
Baie de Cayola
Le même contact anormal (discordance) s’observe en plusieurs lieux : il
est du même âge même s’il affecte des roches de nature différentes.
Principe d’inclusion
Calcaire
bioclastique de
Thouars
Fossile de
bélemnite
Enclave du socle
granitique dans une
coulée de basalte
(volcan Lemptégy)
Les mollusques fossilisés dans le cas du calcaire, l’enclave du
socle dans le cas de la coulée de basalte, sont antérieurs à la
structure qui les environne (calcaire ou basalte)
Puits d’enfer
Erosion littorale à partir de diaclases
présentes dans le gneiss (orthogneiss)
ou granite d’anatexie.
diaclase
Principe d’identité paléontologique
Il est fondé sur la reconnaissance de fossiles stratigraphiques
Pseudogrammoceras
Grammoceras
Polyplectus
Hildoceras bifrons
50 mm
Un fossile stratigraphique est un fossile permettant une
datation relative d’une formation géologique. C’est un fossile
appartenant à une espèce à évolution rapide et ayant une large
répartition géographique (ex: les ammonites, Mollusques
Céphalopodes, groupe ayant vécu durant l’ère secondaire)
Application du principe d’identité
paléontologique: Notion de stratotype 1
• Exemple: Le
stratotype de
Thouars.
Il s’agit d’une série
sédimentaire
(succession de strates)
particulièrement
complète avec un
contenu paléontologique
riche qui diffère à
chaque strate: C’est
une « série étalon »
qui sert de référence
mondiale pour définir
un étage.
Celui de Thouars
constitue le stratotype
du Toarcien
(=jurassique inférieur:
-186 Ma à – 179Ma).
Application du principe d’identité
paléontologique: Notion de stratotype 2
• Exemple: Le
stratotype de
Thouars.
A partir de 90 espèces
d’ammonites
découvertes sur le site,
J Gabilly a défini 27
horizons
biostratigraphiques
(période de temps
durant laquelle peut
apparaître et
disparaître une espèce
mais qui se caractérise
aussi par une association
typique d’espèces).
27 horizons sur une
période de 7Ma soit à
peu près 260 000 ans
par horizon.
(Voir aussi p 168 et
169 du livre)
(Données actualisées: 34
horizons sur 9 Ma)
NB: Il existe aussi des fossiles de faciès
50 mm
Traces de coraux à la Mine des Sards (avec rostres de
belemnites et pseudopecten
Un fossile de facies est un fossile permettant une
reconstitution du paléoclimat. C’est un fossile appartenant à une
espèce à évolution lente et ayant une répartition géographique
restreinte (ex: les coraux apparus il y a plus de 300 Ma et dont
le milieu de vie est exigeant: mer chaude peu profonde, bien
oxygénée)
Lexique
Anatexie: Fusion de matériaux en grande profondeur (dans zone de collision; ex: granite d’anatexie)
Diaclase : Cassure d’une roche sans déplacement.
Discordance : Contact anormal entre deux formations géologiques différentes.
Faille : Fracture de l ‘écorce terrestre avec un déplacement.
Faille normale: le déplacement, lié à une extension, est un effondrement.
Faille inverse: le déplacement, lié à une compression, est un chevauchement.
Filon : Matériau mis en place dans une cassure ou fissure de roche lorsqu’il était en fusion. Il n’a pas la même
composition que la roche environnante. Ex: Filons d’aplite et de pegmatite (riches en quartz, issus d’un magma proche du
magma granitique)
Fossile de faciès : Fossile permettant de déterminer le milieu et les conditions de formation d’une roche.
Fossile stratigraphique : Fossile permettant une datation relative d’une formation géologique.
Litage ou foliation: Disposition en lits superposés de cristaux d’une roche.(caractéristique des roches métamorphiques)
Métamorphisme : Transformation à l’état solide d’une roche sous l’effet de la pression, de la température et de la
compression.
Minéraux (des exemples) : Calcite ; Quartz ; Feldspath ; Biotite (=mica noir) ; Muscovite (=mica blanc) ; Amphibole ;
Grenat ; Pyroxène ; Chlorite ; Séricite…..
Pendage : Inclinaison des formations géologiques.
Plissement Hercynien : Formation de montagnes à la fin de l’ère primaire (environ – 300Ma)
Régression : Retrait de la mer.
Roches magmatiques (des exemples): Granite (roche plutonique ); Pegmatite ; Basalte(roche éruptive) ….
Roches métamorphiques (des exemples) : Schistes ; Micaschistes ; Gneiss et gneiss oeillé.; paragneiss (métamorp de R
sédimentaires); orthogneiss ( métamorphisme du granite)
Roches sédimentaires (des exemples) : Argile ; Calcaire ; Marne ; Sable…
Strate : Couche d’une formation sédimentaire.
Tectonique : Déformation géologique liée à l’activité interne de la terre.
Transgression : Invasion maritime d’un milieu continental.