Principe d’identité paléontologique:
Mamites nodosoides
Inoceramus labiatus
→ corrélations
1
B-Les géochronomètres:
il y en a 2
1-Les éléments radioactifs →
radiochronologie
2-Les fossiles ; parce que l’évolution,
comme le temps, est irréversible →
biochronologie
2
1-Les éléments radioactifs
→ radiochronologie
3
4
5
6
7
8
9
10
C- Fossiles et datations
Biochronologie et Biostratigraphie
datation RELATIVE (pas de mesure du
temps en n années)
→fondée sur les principes « géométriques »
de la stratigraphie (superposition,
recoupement…) qui donnent le sens général
de la succession des espèces,
→le principe d’identité paléontologique
11
→L’évolution:
les espèces se transforment et
les faunes et les flores changent avec le
temps →
chaque tranche de temps est caractérisée
par des ensembles de fossiles différents,
du fait des transformations et des
extinctions
12
→ Fossiles « stratigraphiques » =
espèces ayant une courte durée de vie
« géologique » et une grande extension
géographique (corrélations)
13
1-Les
grandes
coupures du
temps:
différents
degrés de
précision
dans la
datation
Les grandes divisions des temps géologiques (ères)
définies dès 1840 par J. Philips sont fondées sur de
grands changements biologiques (= « crises ») 14
Mammifères modernes
Dinosaures
Ammonites
Bélemnites
Conodontes
Goniatites
Trilobites
Brachiopodes
Graptolites
15
Mammifères
Brachiopodes
Trilobites
Graptolites
Foraminiferes
Ammonites
16
2-les découpages fins du temps
Fondés sur:
-les apparitions et disparitions d’espèces
-les degrés évolutifs des espèces (traduits
dans leurs caractères)
→ Les biozonations, et les échelles
biochronologiques
17
Biozone: tranche de temps de t1 à t2, avec
une limite inférieure et une limite supérieure
Zone d’extension ou de durée d’une
espèce: entre la première apparition (A) et la
disparition (D) d’une espèce
D
Z
A
Zone d’assemblage: zone pendant
laquelle les 4 espèces considérées
sont présentes
Zone d’intervalle: entre la
disparition d’une espèce et l’apparition
etc…
d’une autre espèce
Z
Z
18
19
Biozonation du Dévonien (Paléozoïque) à l’aide des Conodontes
Zones d’assemblages
20
Niveaux repères ou bio-horizons: repère
temporel sans durée (« ligne temps »)
L’ensemble des espèces
(définies par leur degré
évolutif) d’un gisement repère
choisi comme standard
la succession des niveauxrepères constitue une échelle,
dont chaque barreau est un
repère temporel
T4
T3
T2
T1
21
Milieu continental:
utilisation des stades
évolutifs de rongeurs
MP 28
Issiodoromys
MP 27
MP 26
MP 25
MP 24
MP 23
MP 22
22
Oligocène
Milieu marin:
utilisation des
stades évolutifs
de foraminifères:
deux lignées de
nummulitidés au
cours de l’Eocène
Nummulites
Assilina
23
D- Terrains sédimentaires et
stratigraphie
24
1-Analyse lithologique et sédimentologique
Détermination
de la
géométrie des
couches
Discordance
angulaire
pendage
Mise en
évidence de
discontinuités
Trias
Permien
25
Analyses des
séquences:
Une séquence de dépôt du Permien
supérieur
Inondations
Assèchements =
Cycles
sédimentaires
Permien
Impacts de
gouttes de
pluie
Actuel
Permien
Actuel
26
Craquelures de dessiccation
« Log » =
Succession des
couches et
formations
sédimentaires
relevées sur le
terrain, et remises à
l’horizontale
avec indications des
épaisseurs,
caractères des
sédiments,
discontinuités,
fossiles, etc…
27
2-Sismostratigraphie:
Repose sur l'analyse de la propagation dans
l'écorce terrestre d'ondes enregistrées en
surface par une explosion ou un choc
mécanique se propageant dans le sous-sol a
une vitesse variable suivant la nature du
terrain traversé.
Sismique réflexion; sismique réfraction
→ géométrie des couches:
-mise en évidence des discontinuités
-géométrie des corps sédimentaires
28
Sismique
réflexion
sismique
réfraction
29
30
31
32
3-Diagraphies
rapports géométriques entre les couches
déterminés par l’ enregistrement continu, en
fonction de la profondeur, des variations d'un
caractère physique de formations traversées par
un sondage;
résistivité (variable suivant la salinité de l'eau
circulant dans les pores des roches)
induction (champ électromagnétique)
radioactivité naturelle (g)
densité des roches
indices d'absorption photo-électrique
température
cohésion des roches
33
pendage des bancs
4- les échelles chimiostratigraphiques:
Il s'agit de repérer, dans les sédiments, la
succession « d'événements chimiques »
Les sédiments océaniques, et notamment les
carbonates, sont de bons témoins des conditions
physico-chimiques de l'océan.
Différents éléments contenus dans les
carbonates sont analysés: les isotopes stables de
l'oxygène (16O et 18O) et du Carbone (12C et 13C);
teneur globale en CaCO3; éléments traces (Sr,
Mg, etc…).
34
Les isotopes de l'Oxygène et la stratigraphie:
Principes
Oxygène: 3 isotopes stables
16O…………………99,763%
17O…………………00,037%
18O…………………00,200%
35
Carbonate de Calcium = CaCO3 (coquilles,
tests, squelettes, carbonates marins…)
Composition isotopique
= δ 18O de ces carbonates
18O/ 16O échantillon
- 18O/ 16O standard
X 1000
18O/ 16O standard
36
Principe: mesure du δ 18O
des carbonates d’une
succession stratigraphique
-utilisation de la
répétitivité des grandes
fluctuations isotopiques
dans des carottes océaniques
quaternaires, pour créer des
"âges isotopiques", en
corrélant des
fluctuations de même
ampleur.
37
Valable pour le Quaternaire,
et encore faut-il utiliser d'autres
éléments d'étalonnage (fossiles,
radioéléments, paléomagnétisme),
parce que les événements enregistrés
sont cycliques, pour ne pas se tromper
d'isochrone.
38
-pour les périodes
ou les variations du
δ18O ont une plus
grande amplitude,
et
ne présentent pas
une cyclicité aussi
rapprochée,
les grands épisodes
d’augmentation du
δ18O (comme à la
limite EocèneOligocène) peuvent
servir d'élément de
corrélation fiable,
39
Les isotopes stables du
Carbone δ13C et la
stratigraphie:
marqueur océanique fiable
parce que peu thermo dépendant (contrairement au
δ18O)
Sa courbe d'évolution temporelle
présente un certain nombre
"d'accidents" négatifs qui ont valeur
stratigraphique (limite C/T, 65MA;
Limite Paléocène/Eocène, 53MA;
Miocène supérieur: 6,2mA…)
40
Les anomalies en Iridium comme marqueurs
d'événements globaux:
-Limite C/T
-origine cosmique ou non
question de la contemporanéité.
41
Conclusion:
L'existence d'"anomalies" positives ou négatives
dans les teneurs en différents éléments chimiques
peut permettre de repérer de grands
événements globaux, utilisables comme moyens de
corrélation en stratigraphie.
Mais, s'agissant de fluctuations plus ou moins
périodiques dans la composition chimique des
strates, un étalonnage indépendant de ces
strates (fossiles, radioéléments) est nécessaire
pour caler la succession observée dans l'échelle
stratigraphique globale.
42
5-Le magnétisme des roches et la
magnétostratigraphie:
43
44
45
46
Etude magnétostratigraphique
de séries sédimentaires:
Série au passage crétacé
supérieur – paléocène au Maroc
Coupe d’Achlouj 2, Maroc
Central
Cretaceous/Tertiary boundary
Série Littorale :
• Mammals
• Selachians
• Charophytes
Série Continentale
• Mammals
• Dinosaurs
• Charophytes
:
Série Phosphatée :
• Selachians
• Marine Reptiles
Squalicorax bassanii
47
La mesure du
paléomagnétisme
des roches permet,
en la combinant avec
des informations
sur leur durée de
sédimentation,
et sur leur contenu paléontologique,
de dresser une échelle
magnétostratigraphique.
L’échelle de référence = Echelle
géomagnétique
48
49
Ces méthodes (chimiostratigraphie,
magnétostratigraphie) sont des
méthodes de datation relative qui
enregistrent des phénomènes plus ou
moins cycliques ou récurrents. Leur
étalonnage par les géochronomètres
est nécessaire
50
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Principe d`identité paléontologique: