TP 13 : DATATION RELATIVE DE STRUCTURES OU D’EVENEMENTS GEOLOGIQUES Objectifs : - savoir : savoir -faire : notion de datation relative – les 5 principes de datation relative – classification des roches – notions de roche, minéral, fossile stratigraphique, strate, pli, contact anormal, faille, chevauchement , discordance et intrusion. savoir lire une carte géologique, réalisation d’un schéma d’une observation ACTIVITE 1 : Rappels des grandes familles de roches Etablissez un tri parmi les roches à votre disposition en les regroupant selon la famille de roches à laquelle elles appartiennent. → appelez le professeur pour vérification ACTIVITE 2 : Structures ou évènements géologiques pouvant être datés relativement La datation relative permet de dater relativement des évènements ou des structures géologiques variés, dont votre livre vous donne des illustrations. Ce peut être : - des couches sédimentaires ou strates : une strate est une couche de roches sédimentaires comprise entre deux surfaces parallèles, et déposées dans un intervalle de temps donné ; le contact entre 2 strates est dit concordant si elles se superposent en formant 2 couches parallèles → p.278. - des plis ou plissements : un pli est une déformation « souple » d’un ensemble de terrains (p.318) - des roches : une roche est un assemblage de minéraux particuliers (voir divers échantillons précédents) - des minéraux : un minéral est une espèce chimique naturelle se présentant le plus souvent sous la forme d’un solide cristallin. ex : le quartz (voir divers échantillons précédents) - des intrusions : une intrusion est une mise en place de roches à l’état fluide sous la surface, par pénétration à l’intérieur de roches préexistantes ; ce terme s’applique essentiellement à la mise en place des roches magmatiques plutoniques (roches dites « intrusives ») dont l’origine est due à l’intrusion d’un magma chaud dans des terrains préexistants. L’intrusion peut prendre la forme d’un filon (p.281 doc 23) ou d’un pluton (p.311 : les plutons de granodiorite) - des discordances : une discordance est un contact stratigraphique particulier d’une couche sédimentaire sur un ensemble de formations sédimentaires plus vielles, plissées ou basculées puis érodées partiellement suite à une émersion (p.269) : elle correspond donc à une surface d’érosion (les 2 couches sédimentaires discordantes ne sont plus parallèles l’une à l’autre). Sur une carte géologique (p.280 doc 20), une discordance se repère au fait que la base d’une couche interrompt les contours des formations plus anciennes qu’elle cache ; sur une carte ou une coupe géologique, elle n’est pas identifiée par un trait plus épais contrairement à un contact anormal avec lequel il ne faut pas la confondre. - un contact anormal : c’est un contact entre 2 terrains ayant subi des déplacements l’un par rapport à l’autre. Ce peut être une faille ou un chevauchement : - une faille est une cassure de terrains avec déplacement des deux blocs rocheux (p.318 doc b) - un chevauchement est un mouvement tectonique conduisant un ensemble de terrains à en recouvrir d’autres par l’intermédiaire d’un contact anormal peu incliné (= subhorizontal). Lorsque ce chevauchement est de grande ampleur, on le nomme nappe de charriage (ex p. 319) Un contact anormal est généralement identifié par un trait épais sur une carte ou une coupe géologique (p.271) Questions 1. Sur une feuille blanche, réalisez un schéma d’interprétation de la photo p.269 que vous légenderez et titrerez puis réalisez 4 schémas représentant les étapes successives de la mise en place de ces terrains. 2. Repérez par une couleur sur la carte et sur la coupe géologique du document 1 les trois évènements géologiques suivants : la faille, la discordance et l’intrusion. ACTIVITE 3 : Les principes de datation relative et leur utilisation La datation relative permet de situer chronologiquement les uns par rapport aux autres des évènements et des structures géologiques ; elle repose sur les 5 principes suivants : 1. Le principe de superposition : pour un ensemble de strates ou un empilement de coulées de lave, non renversée ou déplacée par la tectonique, toute couche sédimentaire (ou toute coulée volcanique) superposée à une autre lui est postérieure. 2. Le principe de recoupement : à l’échelle d’un affleurement (= partie d’un terrain visible à la surface de la Terre) : l’évènement ayant généré des changements de géométrie des couches ou des discontinuités des couches est postérieur à la formation qu’il affecte. 3. le principe d’inclusion : un minéral ou une roche inclus dans un autre lui est antérieur 4. Le principe d’identité paléontologique : 2 couches ayant le même contenu en fossiles stratigraphiques sont de même âge même si elles sont très éloignées en distance. Ce principe permet de dater des couches pour lesquelles le principe de continuité est inapplicable. 5. Le principe de continuité : deux strates qui sont dans le prolongement l’une de l’autre sont de même âge même si leur contenu sédimentaire et paléontologique est différent. Ce principe permet de considérer, malgré les discontinuités d’affleurement, que 2 couches séparées dans l’espace mais limitées par les mêmes couches à la base et au sommet sont de même âge. Questions 1 - En utilisant ces principes de datation, établissez la chronologie relative de la mise en place des structures ou évènements suivants figurant sur le document 1, en justifiant : la faille, le plissement, la discordance, le filon, les calcaires et les grès jaunes. 2 – Sur le document 22 a du livre p.281 : datez la péridotite par rapport au basalte 3 – Un fossile stratigraphique est une espèce abondante, d’évolution rapide et d’extension géographique importante : citez deux bons fossiles stratigraphiques du Cénomanien moyen présents dans les séries sédimentaires de la Mure et de Vergons (document 18 p.279) en justifiant. Autre application à faire chez vous, à partir du document 2 : 3. Repérez par une couleur sur la carte et la coupe géologiques les évènements suivants : la faille, le chevauchement, les discordances et l’intrusion 4. Etablissez la datation relative des évènements suivants par rapport aux dépôts des différentes roches sédimentaires, en justifiant : les accidents tectoniques F et φ et le plissement affectant les terrains 14 à 16. Document 2 : carte géologique simplifiée d’une région et coupe géologique correspondante 2 a : Carte géologique simplifiée 2b : coupe selon AB Légendes : - Tous les terrains représentés sont des terrains sédimentaires sauf le terrain 4 qui est un pluton de granite entouré d’une auréole de métamorphisme. - Les numéros des terrains indiquent leur âge : 1 plus âgé que 2, etc… - Tectonique : φ est chevauchement ; F est une faille. - Les figurés ( et ) de la carte géologique n’ont aucune signification quant aux directions des couches de terrains. = Auréole de métamorphisme Document 1a : carte géologique simplifiée d’une région du pays de Galle Document 1b : coupe géologique correspondant au trait de coupe AB indiqué sur la carte précédente Fiche TP 1 Datation relative Carte géol de la France + plots magnétiques Cartes géol de la chaîne des Puys Tiroir avec des ammonites Sur chaque paillasse élèves (x 8,) un plateau avec les roches suivantes mélangées : calcaire coquiller, grès, granite, basalte, andésite, gabbro, gneiss, micaschiste Fiche TP 1 Datation relative Carte géol de la France + plots magnétiques Cartes géol de la chaîne des Puys Tiroir avec des ammonites Sur chaque paillasse élèves (x 8,) un plateau avec les roches suivantes mélangées : calcaire coquiller, grès, granite, basalte, andésite, gabbro, gneiss, micaschiste Fiche TP 1 Datation relative Carte géol de la France + plots magnétiques Cartes géol de la chaîne des Puys Tiroir avec des ammonites Sur chaque paillasse élèves (x 8,) un plateau avec les roches suivantes mélangées : calcaire coquiller, grès, granite, basalte, andésite, gabbro, gneiss, micaschiste