D`après le principe de recoupement, une intrusion magmatique ou

Partie 1.4 : Mesure du temps dans l’histoire de la Terre
TP n°1 - Datation relative
Les roches de la lithosphère terrestre ont enregistré leur
propre histoire, c’est à dire leur origine, les circonstances de leur
formation, mais aussi les événements tectoniques qu’elles ont
subis au cours du temps après leur mise en place.
La datation relative permet de situer dans le temps les
terrains et les objets géologiques les uns par rapport aux autres
sans en préciser l’âge.
Problème : Comment peut-on
ordonner des structures et des
évènements géologiques les uns par
rapport aux autres ?
Déroulement de la séance :
On se propose de
reconstituer la succession des
événements géologiques qui
ont affecté la région de la
Montagne Noire et des
Causses.
Situation géographique de la région 
Source Google earth
 Découper les vignettes proposées et les classer dans
l’ordre chronologique
 Découper les vignettes proposées et les classer dans
l’ordre chronologique
Le résultat final est le suivant :
 Découper les vignettes proposées et les classer dans
l’ordre chronologique
 Utiliser le logiciel « Montagne Noire » pour vérifier
la reconstitution de l’histoire géologique de la région.
 Découper les vignettes proposées et les classer dans
l’ordre chronologique
 Utiliser le logiciel « Montagne Noire » pour vérifier
la reconstitution de l’histoire géologique de la région.
 Sur le document « Reconstitution de la chronologie
des évènements qui ont conduit à la coupe de la Montagne
Noire », compléter les 2 premières colonnes :
 Découper les vignettes proposées et les classer dans
l’ordre chronologique
 Utiliser le logiciel « Montagne Noire » pour vérifier
la reconstitution de l’histoire géologique de la région.
 Sur le document « Reconstitution de la chronologie
des évènements qui ont conduit à la coupe de la Montagne
Noire », compléter les 2 premières colonnes :
- en collant les vignettes fournies dans l’ordre chronologique sans
oublier de compléter les pointillés concernant les évènements géologiques
qui ont successivement affecté la région étape par étape.
 Découper les vignettes proposées et les classer dans
l’ordre chronologique
 Utiliser le logiciel « Montagne Noire » pour vérifier
la reconstitution de l’histoire géologique de la région.
 Sur le document « Reconstitution de la chronologie
des évènements qui ont conduit à la coupe de la Montagne
Noire », compléter les 2 premières colonnes :
- en collant les vignettes fournies dans l’ordre chronologique sans
oublier de compléter les pointillés concernant les évènements géologiques
qui ont successivement affecté la région étape par étape.
- identifier et réaliser une datation relative des structures successives
ou événements repérables sur les étapes de mise en place de la région en
utilisant notamment les données fournies en annexe.
L’étude sur le terrain ou l’étude
des coupes géologiques présentent une
organisation verticale
à partir de
laquelle il est possible d’énoncer
différents principes.
Etape 1 : Sédimentation
(vocabulaire et notions de base)
Après leur dépôt dans des bassins dits sédimentaires, les
sédiments, issus de l’érosion de roches préexistantes (fragments
minéraux) transportés par l’eau, ou bien encore résultant de
l’activité biologique (débris coquilliers …), se transforment en
roches sédimentaires par compaction, perte d’eau et
cimentation.
Les sédiments se déposent les uns sur les autres formant
des strates qui reposent en concordance c’est à dire que chaque
strate de roches sédimentaires, en dehors de tout
bouleversement tectonique, repose sur une strate plus ancienne.
NB : les limites de chaque couche sont alors parallèles.
Etape 1 : Sédimentation
Les sédiments se sont
déposés en concordance
les uns sur les autres.
Terrain le plus récent
en surface
8
7
6
5
4
3
2
1
Terrain le plus ancien
en profondeur
Une couche sédimentaire
(exemple couche 5) s’est
donc déposée après celle
qu’elle recouvre(exemple
couche 4).
Principe de superposition
Le principe de superposition permet de caractériser des
successions ordonnées dans une série sédimentaire (ou coulées
volcaniques) non déformée : une couche donnée est plus récente
que la couche sous-jacente (située en dessous) :
«En l’absence de tout bouleversement tectonique, toute couche
est postérieure à celle qu’elle recouvre».
Principe de superposition – exemple sur le terrain
Strates sédimentaires concordantes :
Strates de
plus en plus
jeunes
n+1
n
n-1
Affleurement marno-calcaire
Strate calcaire
Strate marneuse
Etape 2 : Plissement
Les séries sédimentaires ont subit, sous les
contraintes tectoniques compressives exercées, un
plissement sur toute leur épaisseur.
Le plissement est donc postérieur à la formation qu’il
affecte.
Principe de recoupement
Le principe de recoupement, d’application très générale,
permet de traiter toutes les situations de recoupement entre les
couches ou formations géologiques.
«Tout objet ou évènement géologique, qui en recoupe un
autre, lui est postérieur ».
Etape 2 : Plissement
Ainsi, d’après le principe de recoupement, un mouvement
de compression, ayant généré des changements d ’orientation
des couches (plis) est postérieur à la formation qu’il affecte .
Un exemple sur le terrain
 Roches sédimentaires
plissées.
Etape 3 : Intrusion granitique
(vocabulaire et notions de base)
Les liquides (visqueux) magmatiques de composition
granitique formés dans les zones de collision ou de subduction,
peu denses, ont tendance à remonter vers la surface à travers les
terrains encaissants formant la partie superficielle de la croûte.
Le refroidissement et la cristallisation lente en profondeur
du « jus » magmatique produit des plutons granitiques. De telles
formations magmatiques mises en place dans les terrains
encaissants sont dites « intrusives ».
Etape 3 : Intrusion granitique
Le magma de type granitique migre vers la surface
au travers des terrains encaissants déjà plissés.
D’après le principe de recoupement, une intrusion
magmatique ou la mise en place d’une roche plutonique, est
postérieure à la formation qu’elle affecte.
Principe de recoupement – exemple sur le terrain
Filons granitiques
postérieurs à la roche encaissante
roche encaissante
métamorphique sombre
Etape 4 : Métamorphisme de contact
(vocabulaire et notions de base)
Les plutons granitiques sont
métamorphisme* des roches encaissantes.
à
l'origine
du
* Métamorphisme : transformation d'une roche à l'état solide du fait d'une
élévation de température et/ou de pression, avec cristallisation de nouveaux
minéraux et acquisition de textures et structures particulières sous l'influence de
conditions physiques et/ou chimiques différentes de celles ayant présidé à la
formation de la roche originelle).
Etape 4 : Métamorphisme de contact
On observe, tout autour de l’intrusion granitique, une
auréole de métamorphisme : les roches sédimentaires les plus
proches du pluton ont donc été métamorphisées. Ce
métamorphisme, directement lié à l’élévation de température
subie, est donc la conséquence de l’intrusion magmatique..
2
1
D’après le principe de recoupement, une auréole de
métamorphisme, est donc postérieure à la mise en place d’une
intrusion magmatique.
Etape 5 : Erosion
Ces formations sont ensuite affectées par l'érosion et
finissent par affleurer (disparition d’une partie des formations en
place : roches sédimentaires, pluton et auréole).
Surface
d’érosion
D’après le principe de recoupement, l’érosion intervient
postérieurement à la mise en place des terrains sédimentaires,
du pluton granitique et de son auréole de métamorphisme.
Etape 5 : Erosion - exemple sur le terrain
 Auréole de métamorphisme
composée
de
cornéennes
disposées sur une largeur
d’environ 4 km environ autour
du massif granitique.
Granite intrusif.
Région de Condé-sur-Noireau
–Basse-Normandie
Etape 6 : Sédimentation
Dépôt no1
Les sédiments se déposent ensuite sur les strates plus
anciennes (plissées et intrusées) en discordance.
Etape 6 : Sédimentation
Dépôt no2
Dépôt no1
Les sédiments se déposent ensuite sur les strates plus
anciennes (plissées et intrusées) en discordance.
Etape 6 : Sédimentation
Dépôt no3
Dépôt no2
Dépôt no1
Les sédiments se déposent ensuite sur les strates plus
anciennes (plissées et intrusées) en discordance.
Etape 6 : Sédimentation
Dépôt no4
Dépôt no3
Dépôt no2
Dépôt no1
Les sédiments se déposent ensuite sur les strates plus
anciennes (plissées et intrusées) en discordance.
Etape 6 : Sédimentation
5
Plus
récent
4
3
Discordance
2
1
Plus
ancien
Les sédiments se déposent ensuite sur les strates plus
anciennes (plissées et intrusées) en discordance.
D’après le principe de superposition, toute couche est
postérieure à celle qu’elle recouvre.
Etape 6 : Sédimentation avec contact en discordance
exemple sur le terrain
-
(Portugal du Sud)
Contact en discordance
Sédiments sableux continentaux
récents déposés en discordance avec
les roches anciennes plissées sousjacentes.
Etape 7 : Faille
F
La faille (normale) « traverse » toutes les strates,
elle est donc postérieure aux séries traversées.
Etape 7 : Faille
Etape 7 : Faille
Etape 7 : Faille
Etape 7 : Faille
Faille (normale)
Etape 7 : Faille
F
D’après le principe de recoupement, un événement (ici
et dans le cas de la région de la Montagne Noire, un
mouvement de divergence), qui génère des discontinuités
(failles), est postérieur à la formation qu’il affecte .
Etape 7 : Faille - exemple sur le terrain
Faille normale
Bloc 1
Bloc 2
Mouvement de divergence
Etape 8 : Erosion
Surface
d’érosion
Toutes ces formations sont dégagées par l'érosion.
Etape 8 : Erosion
Surface
d’érosion
Toutes ces formations sont dégagées par l'érosion.
D’après le principe de recoupement, l’érosion intervient
donc postérieurement à la fracturation.
Etape 9 : Volcanisme
Le magma, moins dense, a migré vers la surface au
travers des terrains et s’est épanché sur les structures géologiques
existantes (faille, terrains érodés).
D’après le principe de recoupement, une intrusion
magmatique, est postérieure à la formation qu’elle affecte.
Principe de superposition – exemples sur le terrain
Coulée
volcanique
plus jeune que
les roches
sédimentaires
Orgues basaltiques sur série de roches sédimentaires
Filon basaltique
-postérieur à la roche encaissante
(Région de Ploumanach –
Bretagne du Nord)
D’autres principes sont utilisé en datation relative,
tels que :
- le principe de continuité (latérale)
- le principe d’identité paléontologique.
Ces 2 derniers principes seront étudiés en cours.