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Prépa. CAPES
Leçon de Géologie
E. Fara
Biostratigraphie : bases et applications
Rmq : les citations incluses dans le texte renvoient aux ouvrages de la liste officielle, donnés en bibliographie.
Introduction

Définir les termes : strates, stratigraphie. Rappeler éventuellement les principes de
superposition et de continuité latérale. Définir le terme fossile, puis biostratigraphie
(=caractérisation des couches par leur contenu en fossiles ou en traces d’activités
biologiques). ( Pomerol et al., 1980, pp. 11-17 et Cotillon, 1988). Définir les
objectifs de la biostratigraphie : reconnaissance d’unités stratigraphiques et organisation
temporelles de ces unités: corrélation (biostratigraphie sensu stricto) et datation
(biochronologie). Définir et distinguer et chronologie absolue et relative. La
biostratigraphie permettra de définir une chronologie relative car elle définit la séquence
des unités stratigraphiques les unes par rapport aux autres, et non leur âge absolu.
 On pose la problématique :
 Pourquoi et comment les fossiles peuvent-ils servir à dater et à corréler des
strates géologiques ?
 On annonce les grandes lignes de la leçon
I. Principe de la biostratigraphie
I.1. L’évolution biologique
Définir le terme d’évolution biologique, puis parler des caractéristiques fondamentales qui
nous intéressent ici : l’évolution concerne tous les groupes d’organismes et c’est un
processus globalement irréversible  Les êtres vivants d’un même intervalle de temps
seront différents de ceux les ayant précédé et de ceux qui les suivent dans le temps.
L’évolution permet donc d’employer les fossiles comme marqueurs du temps géologique
( Cotillon, 1988 ; Pomerol et al., 1980 ;,  Sen, 2004, p.41). Voir aussi la citation
résumant à elle seule le principe de la biostratigraphie dans Dercourt & Paquet (1999),
p.252 : « Deux couches ou deux séries de couches de même contenu paléontologique ont
le même âge »
I.2. La reconnaissance des espèces fossiles
Emploi des techniques biométriques et statistiques. On pourra alors suivre les modalités
d’évolution de ces espèces (anagenèse et cladogenèse) (Cotillon, 1988 ;  Pomerol et
al., 1980,  Babin, 1991,  Dercout & Paquet, 1999, p.253-253). Cependant, ce travail
n’est pas aisé (par exemple  Pomerol et al., 1980, p. 116). Même si l’identité biologique
de certains groupes n’est pas clairement établie (Acritarches, Chitinozoaires, ..), la
distinction de plusieurs formes et de leur évolution sont tout aussi utiles en biostratigraphie
(Pomerol et al. 1980, p. 119).
I.3. Les conditions à remplir par les fossiles utilisés en biostratigraphie
En fonction de leur vitesse d’évolution et de leur distribution, tous les groupes fossiles ne
sont pas d’importance égale en biostratigraphie (Figure  Pomerol et al., 1980, pp. 107 =
Cotillon, 1988, p. 11.) Les bons fossiles en biostratigraphie devront répondre aux critères
suivants (voir  Pomerol et al., 1980, pp. 107 et Dercourt & Paquet 1999, p.253) :
-Evolution rapide
-Vaste répartition géographique
-Ubiquité (relative indépendance vis-à-vis du milieu)
-Grande abondance dans le registre fossile
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II. L’unité fondamentale en biostratigraphie: la biozone
Après avoir défini la notion de biozone, on détaillera dans cette partie les différents types de
biozones, en montrant leur intérêt et leur limite (Texte + Figures récapitulatives dans
Pomerol et al. 1980, pp.37 ;  Cotillon, 1988, p. 29-30 et  Sen, 2004, p.39) :
II.1. Biozone d’association (biozone d’Oppel)
II.2. Biozone de distribution (=biozone d’extension)
II.3. Biozone d’abondance (=biozone d’apogée)
II.4. Biozone d’intervalle et Biozone de distribution concomitante
III. Les limites de la biostratigraphie
Par sa nature même, la biostratigraphie ne concerne que les roches sédimentaires ou très peu
métamorphisées mises en place essentiellement au Phanérozoïque. Bien qu’étant un outil
très précieux, cette approche est sujette à plusieurs problèmes, qui peuvent parfois se
cumuler...Ces limites (ci-dessous) sont toutes présentées et illustrées dans Pomerol et al.
1980, dans le chapitre sur les corrélations stratigraphiques pp.162-167. ;  Cotillon, 1988,
p. 25-27 ; Babin, 1991, pp. 133-134 ;  Sen, 2004, P. 43.)
III.1. Préservation et détermination des fossiles
III.2. Migrations et diachronismes
III.3. Influence du milieu et du climat
Cependant, l’emploi de plusieurs échelles biostratigraphiques parallèles aide parfois à résoudre
ces problèmes, comme nous allons le voir à présent….
IV. Exemples d’applications
IV.1. Echelles chronologiques et définition de limites géologiques
On rappellera que les grandes divisions de l’échelle géologiques ont été définies par la
disparition et l’apparition de certaines composantes des faunes et des flores. La base même
du Phanérozoïque est défini par l’apparition d’un ichnofossile, Trichophycus (Phycodes)
pedum = base du Cambrien. Autre exemple : le Paléogène était parfois appelé le
« Nummulitique »…
Exemple des zonations parallèles dans le Crétacé Inf./Sup Mésogéen ( Babin, 1991,
P.135), du Jurassique Moyen du Sud Est de la France ( Cotillon, 1988, p.28), ou bien des
principales biozones et étages du Paléocène, de l’Eocène, de l’Oligocène, etc… (Pomerol
et al. 1973, « Cénozoïque », p. 22, 24,27)
Ces échelles permettent à leur tour d’étudier les variations des environnements et de la
biosphère au cours du temps (crises, radiations, …)
IV.2. Corrélation de régions éloignées
Exemple de la limite siluro-dévonienne en Amérique du Nord et en Europe centrale grâce
aux conodontes et aux trilobites ( Pomerol et al. 1980, pp. 132-134), ou bien de la
corrélation en Europe des niveaux Eocene sup-Oligocène inf. grâce aux mollusques,
nannoplancton et foraminifères (Pomerol et al. 1973, « Cénozoïque », p. 25).
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Notez aussi les descriptifs de l’intérêt paléontologique de nombreux groupes, notamment en
biostratigraphie, dans ce même ouvrage, qui est certes un peu vieux (Pomerol et al.
1973, « Cénozoïque », p. 30-55). Voila une idée de départ pour illustrer de nombreuses
leçons …
IV.3. Corrélation de formations marines et continentales : exemple du Paléogène
du Bassin d’Aquitaine
Exemple mentionné dans Pomerol et al. 1980 p. 162 et détaillé dans Pomerol et al.
1973, « Cénozoïque », p. 92-93). Il s’agit de la corrélation des formations marines de la
Gironde avec les formations continentales de l’Agenais grâce aux riches faunes de
mammifères.
….Plus toutes les applications « secondaires » qui en découlent: recherches pétrolière,
corrélation d’analyses sédimentologiques, étude de la diversité, etc……
Conclusions
La biostratigraphie est une discipline fournissant des échelles de temps relatives. Elle vient
donc compléter les techniques de chronologie absolues, afin de disposer d’échelles
chronologiques de référence. La biostratigraphie, de même que la paléogéographie, peuvent
être considérée en elle-même comme des applications basées sur l’évolution des êtres vivants
au cours des temps géologiques. La première établit des zones temporelles, la seconde des
zones spatiales. Ainsi la biostratigraphie n’illustre qu’un aspect de l’utilité des fossiles en
géologie (modalités d’évolution, reconstruction des paléoenvironnements, etc…).
RMQ : Dans un plan alternatif, on pourrait aussi commencer par les exemples de la
partie IV pour amener les notions des parties I à III.
Quelques questions :




Qu’est ce que le diachronisme?
Qu’est ce qu’un faciès ?
Comment appelle-t-on la science étudiant les traces fossiles ?
Citez des groupes de bons fossiles stratigraphique pour le Paléozoïque, le Mésozoïque,
et le Cénozoïque.
Références de la liste officielle
 BABIN C. (1991) Principes de Paléontologie, 451p Colin.
 BERNARD et al. (1995) : Le temps en géologie. Hachette, coll. Synapses
 COTILLON (1988) : Stratigraphie. Dunod
 DERCOURT & PAQUET (1999) : Géologie : Objets et méthodes. Dunod
 POMEROL et al. (1980): Stratigraphie et paléogéographie : principes et méthodes. Ed.
Doin. (Chapitre 6, par C. Babin, pp. 103-131).
 Sen, S. in POUR LA SCIENCE, DOSSIER (Janvier-Mars 2004) « Le temps des
datations » p. 39-43..
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