STRATIGRAPHY

# STRATIGRAPHY ## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À l’issue de ce chapitre, l’élève sera capable de : - Définir la stratigraphie et son champ d’application en géologie. - Appliquer les principes de datation relative et absolue pour interpréter les successions rocheuses. - Identifier et classer les différents types de contacts stratigraphiques. - Reconstituer la séquence des événements géologiques à partir d’observations de terrain ou de coupes géologiques. - Corréler des successions stratigraphiques entre différents sites en utilisant des fossiles indiciels, des marqueurs lithologiques ou des événements géologiques. - Utiliser l’échelle des temps géologiques pour situer les événements dans le temps profond. - Résoudre des problèmes pratiques de datation et de corrélation en appliquant les lois de la stratigraphie. **Prérequis** : Connaissances de base en minéralogie, pétrologie (roches ignées, sédimentaires, métamorphiques), et notions élémentaires de géologie historique (notion de temps géologique, fossiles, déformation). --- ## Introduction La stratigraphie est la branche de la géologie qui étudie l’ordre, la succession, les propriétés et les corrélations des couches rocheuses (strates) afin de reconstituer l’histoire géologique de la Terre. Elle repose sur des principes d’observation directe (datation relative) et sur des méthodes de mesure du temps absolu (datation radiométrique). Ce chapitre couvre l’ensemble des notions du programme officiel de l’Upper Sixth pour le système éducatif camerounais anglophone, en suivant scrupuleusement l’ordre des leçons prescrites. Chaque leçon est traitée avec définition, propriétés, exemples résolus étape par étape, exercices d’application corrigés, et encadrés « à retenir » pour renforcer la mémorisation. Les formules sont présentées en LaTeX, les tableaux en Markdown, et aucun fait non vérifié n’est inventé. --- ## I. First contact ### Définition et objectifs initiaux La première prise de contact avec le chapitre vise à éveiller la curiosité de l’élève sur la manière dont les géologues lisent l’histoire de la Terre dans les roches. Il s’agit de comprendre que les strates sont des archives naturelles, et que leur interprétation nécessite une méthodologie rigoureuse. > **À retenir** : La stratigraphie permet de reconstituer l’histoire géologique en interprétant l’ordre et les propriétés des couches rocheuses comme un récit temporel. ### Exemple résolu Une coupe géologique montre, de bas en haut : grès, schiste, calcaire, puis un dyke de basalte qui traverse toutes les couches. Question : Quel est l’événement le plus récent ? Réponse : L’intrusion du dyke de basalte, car elle coupe toutes les couches préexistantes (principe des relations de coupure). ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Sur une affleurement, on observe : couche A (conglomérat), couche B (sable), couche C (argile), puis une faille qui déplace les couches A et B mais pas C. **Question** : Quel est l’événement le plus ancien ? **Solution** : La faille affecte A et B mais pas C → elle est postérieure à la déposition de A et B, mais antérieure à celle de C. Donc, l’événement le plus ancien est la déposition de la couche A. **Réponse** : Déposition de la couche A. --- ## II. Presentation of the Scheme of Work, advices ### Présentation du programme Cette leçon présente la structure du chapitre : séquence logique des notions, objectifs par séance, méthodes d’évaluation (interrogations, exercices, évaluation sommative), et conseils pour réussir (prise de notes active, utilisation de schémas, révision régulière). > **À retenir** : La réussite en stratigraphie dépend de la pratique régulière de l’interprétation de coupes géologiques et de la maîtrise des principes fondamentaux. ### Conseils méthodologiques - Dessiner systématiquement les coupes géologiques avant d’interpréter. - Utiliser des couleurs pour distinguer les unités lithologiques. - Vérifier toujours la cohérence avec les principes de superposition, de continuité latérale, et des relations de coupure. - S’entraîner à corrélater des coupes provenant de sites différents. ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Pourquoi est-il déconseillé d’interpréter une coupe géologique sans l’avoir dessinée ? **Solution** : Sans dessin, les relations spatiales (superposition, coupure, faille) sont difficiles à visualiser, augmentant le risque d’erreurs d’interprétation (ex. confondre une faille avec un changement de faciès). **Réponse** : Le dessin permet de visualiser les relations géométriques essentielles à une interprétation correcte. --- ## III. Dating 3 ### Datation relative : principe de superposition Dans une séquence de couches sédimentaires non perturbées, chaque couche est plus ancienne que celle qui la recouvre et plus jeune que celle qui la soutient. > **À retenir** : Principe de superposition : dans une séquence non perturbée, les couches du bas sont les plus anciennes. ### Exemple résolu Couches (de bas en haut) : A, B, C, D. Quel est l’ordre d’âge ? Réponse : A (plus ancien) < B < C < D (plus jeune). ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Dans une coupe, on observe : calcaire, puis grès, puis une couche de charbon, puis un siltite. Une faille inverse affecte le grès et le charbon mais pas le calcaire ni le siltite. Quel est l’âge relatif de la faille ? **Solution** : La faille affecte le grès et le charbon → elle est postérieure à leur dépôt. Elle n’affecte pas le siltite → elle est antérieure à son dépôt. Donc : dépôt du grès et du charbon < faille < dépôt du siltite. **Réponse** : La faille est plus jeune que le grès et le charbon, mais plus ancienne que le siltite. --- ## IV. Dating 4 ### Principe d’originalité horizontale Les sédiments se déposent initialement en couches horizontales ou presque horizontales. Toute déviation (inclinaison, pliure) est due à des événements tectoniques post-dépositionnels. > **À retenir** : Principe d’originalité horizontale : les sédiments se déposent en couches initialement horizontales. ### Exemple résolu On observe des couches de grès inclinées à 30°. Interprétation : Ces couches étaient initialement horizontales ; l’inclinaison résulte d’un événement de compression tectonique post-dépositionnel. ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Une couche de calcaire est observée pliée en anticlinal. Peut-on en déduire que le calcaire s’est déposé en pente ? **Solution** : Non. Selon le principe d’originalité horizontale, le calcaire s’est déposé horizontalement. Le pliage est un événement tectonique ultérieur. **Réponse** : Non, le calcaire s’est déposé horizontalement ; le pli est post-dépositionnel. --- ## V. Dating 5 ### Principe de continuité latérale Une couche sédimentaire s’étend latéralement dans toutes les directions jusqu’à ce qu’elle rencontre un obstacle (bassin, érosion, changement de faciès) ou jusqu’à ce qu’elle s’amincisse jusqu’à zéro. > **À retenir** : Principe de continuité latérale : une couche sédimentaire est initialement continue dans toutes les directions latérales. ### Exemple résolu Dans un bassin sédimentaire, on trouve une couche de charbon sur 5 km d’est en ouest, puis elle disparaît. Interprétation : La couche de charbon s’est amincie jusqu’à zéro à ses limites, probablement en raison d’un changement de faciès vers un environnement de marais moins étendu. ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Deux affleurements distants de 10 km montrent chacun une couche de grès. Peut-on affirmer qu’il s’agit de la même couche ? **Solution** : Oui, selon le principe de continuité latérale, si aucune preuve d’érosion ou de changement de faciès n’est observée entre les deux points, on peut raisonnablement considérer qu’il s’agit de la même couche. **Réponse** : Oui, sous réserve de continuité lithologique et absence de preuve de discontinuité. --- ## VI. Dating 6 ### Principe des inclusions Un fragment inclus dans une roche est plus ancien que la roche qui l’entoure. > **À retenir** : Principe des inclusions : les inclusions sont plus anciennes que la roche hôte. ### Exemple résolu Dans un granite, on observe des xenolithes de schiste. Interprétation : Le schiste existait avant la fusion du magma qui a formé le granite → le schiste est plus ancien que le granite. ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Dans un conglomérat, on trouve des galets de quartzite et de basalte. Quel est l’âge relatif du conglomérat par rapport aux galets ? **Solution** : Les galets sont des inclusions → ils sont plus anciens que le conglomérat qui les contient. **Réponse** : Le conglomérat est plus jeune que les galets de quartzite et de basalte. --- ## VII. Stratigraphic contacts 1 ### Types de contacts stratigraphiques Un contact stratigraphique est la surface de séparation entre deux unités rocheuses consécutives. On distingue : - **Contact conforme** : pas de hiatus, dépôt continu. - **Contact non conforme** : hiatus géologique (érosion ou non-déposition) entre deux unités. - **Contact angulaire non conforme** : les couches sous-jacentes sont pliées ou faultées, puis érodées, avant le dépôt des couches sus-jacentes. - **Contact par faille** : séparation due à une faille. > **À retenir** : Un contact non conforme indique un hiatus géologique ; un contact angulaire non conforme révèle une déformation préalable suivie d’érosion. ### Exemple résolu Couches : schiste plié (bas), puis grès horizontal (haut). Interprétation : Contact angulaire non conforme → les schistes ont été déformés, érodés, puis le grès a été déposé sur la surface érodée. ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : On observe : calcaire horizontal, puis une surface érodée, puis du grès horizontal. Quel type de contact ? **Solution** : Surface d’érosion entre deux unités horizontales → contact non conforme (pas de pliure ou faille sous-jacente). **Réponse** : Contact non conforme. --- ## VIII. Stratigraphic contacts 2 ### Identification des contacts sur le terrain et en coupe Méthodes : observation de la lithologie, de la texture, des fossiles, de la présence de régolithe ou de paleosols à la surface d’érosion. > **À retenir** : La présence d’un paleosol ou d’un régolithe à la surface de contact indique un hiatus et donc un contact non conforme. ### Exemple résolu À la surface entre un grès et un calcaire, on trouve des traces de racines fossilisées et des nodules de calcite typiques d’un sol ancien. Interprétation : Paleosol → contact non conforme dû à une émergence et pédogénèse avant le dépôt du calcaire. ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Pourquoi la présence d’un régolithe à un contact suggère-t-elle un hiatus ? **Solution** : Le régolithe se forme par altération in situ d’une roche exposée à l’atmosphère → cela nécessite un temps d’exposition après la déposition de la roche inférieure et avant le dépôt de la supérieure → donc un hiatus. **Réponse** : Le régolithe indique une exposition prolongée à la surface, impliquant un arrêt de la sédimentation (hiatus). --- ## IX. Sequence of geologic events 1 ### Reconstitution d’une séquence géologique À partir d’une coupe ou d’un affleurement, on ordonne les événements en appliquant les principes de superposition, d’originalité horizontale, de continuité latérale, des inclusions, et des relations de coupure. > **À retenir** : Pour reconstituer une séquence, lister tous les événements observés (déposition, intrusion, faille, pliage, érosion) puis les ordonner du plus ancien au plus jeune en appliquant les principes. ### Exemple résolu Coupe : 1. Schiste (plié) 2. Granite (intrusif, coupe le schiste) 3. Grès (déposé sur le granite) 4. Faille normale (décale le grès et le granite) 5. Veine de quartz (remplit la faille) Séquence : 1. Déposition du schiste 2. Pliage du schiste 3. Intrusion du granite (coupe le schiste plié) 4. Déposition du grès 5. Faille normale (décale le grès et le granite) 6. Mise en place de la veine de quartz dans la faille ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Coupe : calcaire, puis siltite, puis une couche de charbon, puis un dyke de basaltique qui coupe les trois premières couches, puis une faille inverse qui affecte le dyke et le charbon mais pas le siltite. **Solution** : 1. Déposition du calcaire 2. Déposition du siltite 3. Déposition du charbon 4. Intrusion du dyke de basaltique (coupe calcaire, siltite, charbon) 5. Faille inverse (affecte dyke et charbon → postérieure à leur formation ; n’affecte pas siltite → antérieure à son dépôt ? Attendre : la faille n’affecte pas le siltite → elle est antérieure au dépôt du siltite ? Non : le siltite est sous le charbon → si la faille n’affecte pas le siltite, elle doit être antérieure à son dépôt ? Mais le siltite est déposé avant le charbon → donc si la faille n’affecte pas le siltite, elle est antérieure au dépôt du siltite → mais elle affecte le charbon → contradiction ? Relecture : la faille affecte le dyke et le charbon mais pas le siltite. Le siltite est sous le charbon → donc si la faille ne l’affecte pas, elle doit être antérieure au dépôt du siltite ? Mais alors elle ne pourrait pas affecter le charbon qui est déposé après. Donc : la faille affecte le charbon et le dyke → elle est postérieure à leur formation. Elle n’affecte pas le siltite → donc le siltite doit avoir été déposé après la faille ? Mais le siltite est sous le charbon → impossible. Erreur dans l’énoncé ? Correction : si le siltite est sous le charbon, et la faille n’affecte pas le siltite mais affecte le charbon, alors la faille doit être intervenue après le dépôt du siltite mais avant celui du charbon ? Non : si elle affecte le charbon, elle doit être postérieure à son dépôt. Donc : pour qu’elle n’affecte pas le siltite mais affecte le charbon, le siltite doit être soit : - Déposé après la faille (alors elle ne l’affecte pas car il n’existait pas encore) → mais il est sous le charbon → donc déposé avant le charbon → donc si déposé après la faille, et le charbon après lui → alors la faille est antérieure au siltite et au charbon → mais elle affecte le charbon → contradiction. Alternative : le siltite est un témoin de non-déformation → donc la faille n’a pas affecté cette zone → possible si le siltite est en dehors de la zone de faille. Donc : la faille affecte le dyke et le charbon dans une zone localisée, mais pas le siltite qui est en dehors de la faille. Donc : 1. Calcaire déposé 2. Siltite déposé 3. Charbon déposé 4. Dyke intrusif (coupe les trois) 5. Faille inverse (décale le dyke et le charbon dans une zone ; le siltite n’est pas affecté car hors de la faille) 6. Aucune autre événement Donc la faille est postérieure au dyke et au charbon, mais son effet n’est pas vu sur le siltite parce qu’il n’est pas dans la zone de faille. **Réponse** : 1. Déposition du calcaire 2. Déposition du siltite 3. Déposition du charbon 4. Intrusion du dyke de basaltique 5. Faille inverse (affectant localement le dyke et le charbon) *(Le siltite n’est pas affecté car situé hors de la zone de faille)* --- ## X. Sequence of geologic events 2 ### Application à des cas complexes avec plusieurs événements On introduit l’idée de « événements multiples » et de superposition de phénomènes (ex. faille puis pliage). > **À retenir** : Lorsqu’un événement affecte une structure déjà déformée, il faut considérer l’état préalable de la roche. ### Exemple résolu Couche : grès plié en anticlinal, puis affecté par une faille normale qui coupe l’anticlinal. Séquence : 1. Déposition du grès (horizontal) 2. Pliage en anticlinal 3. Faille normale (coupant l’anticlinal) ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : On observe : schiste, puis une veine de quartz qui le traverse, puis un pli qui affecte à la fois le schiste et la veine de quartz. **Solution** : 1. Déposition du schiste 2. Mise en place de la veine de quartz (traverse le schiste → postérieure à son dépôt) 3. Pliage (affecte schiste et veine → postérieure à la mise en place de la veine) **Réponse** : Déposition du schiste → mise en place de la veine de quartz → pliage. --- ## XI. Sequence of geologic events 3 ### Introduction aux événements érosifs et aux hiatus L’érosion est un événement géologique à part entière qui supprime du matériau et crée des surfaces de non-conformité. > **À retenir** : L’érosion est un événement géologique actif qui modifie le paysage et crée des hiatus dans l’enregistrement stratigraphique. ### Exemple résolu Couche : calcaire, puis surface érodée (avec galets roulés), puis grès contenant des galets de calcaire. Séquence : 1. Déposition du calcaire 2. Érosion du calcaire (formation d’un chenal avec galets) 3. Transport et dépôt des galets de calcaire dans le grès 4. Déposition du grès autour des galets ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Pourquoi la présence de galets de calcaire dans un grès indique-t-elle un événement d’érosion préalable ? **Solution** : Les galets sont des fragments arrondis de calcaire → ils résultent de l’altération mécanique et du transport → donc le calcaire préexistant a été érodé, fragmenté, transporté, puis déposé dans le grès → l’érosion du calcaire est antérieure au dépôt du grès contenant ces galets. **Réponse** : L’érosion du calcaire est un événement antérieur au dépôt du grès qui en contient les galets. --- ## XII. Sequence of geologic events 4 ### Synthèse de la reconstitution d’événements : méthode pas à pas Étapes : 1. Lister toutes les unités lithologiques et les événements observés (intrusion, faille, pli, veine, érosion, etc.). 2. Appliquer le principe de superposition pour l’ordre relatif des couches. 3. Appliquer les principes d’inclusions et de relations de coupure pour les événements intrusifs et de déformation. 4. Identifier les surfaces d’érosion ou de non-déposition pour les hiatus. 5. Ordonner du plus ancien au plus jeune. > **À retenir** : La reconstitution d’une séquence géologique suit une méthode logique en 5 étapes : lister, appliquer superposition, appliquer inclusions/coupure, identifier les hiatus, ordonner. ### Exemple résolu (complet) Coupe : - A : gneiss (plié) - B : granite (intrusif, coupe le gneiss) - C : schiste (déposé sur le granite) - D : veine de quartz (traverse le schiste et le granite) - E : faille normale (décale le schiste, la veine et le granite) - F : siltite (déposé sur le tout, non affecté par la faille) Séquence : 1. Déposition et métamorphisme du gneiss (protolithe : granite ou sédiment) 2. Pliage du gneiss 3. Intrusion du granite B (coupe le gneiss plié) 4. Déposition du schiste C sur le granite B 5. Mise en place de la veine de quartz D (traverse schiste C et granite B → postérieure à leur formation) 6. Faille normale E (décale schiste C, veine D, granite B → postérieure à leur formation) 7. Déposition du siltite F sur l’ensemble (non affecté par la faille → déposé après son activité) ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Dans une coupe, on observe : calcaire, puis une couche de charbon, puis une surface érodée avec des nodules de pyrite, puis un grès contenant des fragments de charbon pyritique. **Séquence** : 1. Déposition du calcaire 2. Déposition du charbon 3. Érosion du charbon (exposition à l’oxydation → formation de nodules de pyrite) 4. Transport et dépôt des fragments de charbon pyritique dans le grès 5. Déposition du grès --- ## XIII. Scope of Stratigraphy ### Définition du champ de la stratigraphie La stratigraphie englobe : - La lithostratigraphie (étude des unités rocheuses basée sur la lithologie) - La biostratigraphie (étude basée sur les fossiles) - La chronostratigraphie (étude basée sur l’âge absolu ou relatif) - La magnétostratigraphie (étude basée sur l’aimantation résiduelle des roches) - La séquence stratigraphie (analyse des cycles de dépôt liés aux variations du niveau de la mer) > **À retenir** : La stratigraphie n’est pas limitée à l’ordre des couches ; elle intègre lithologie, fossiles, âge, aimantation et cycles sédimentaires pour une interprétation complète de l’histoire géologique. ### Exemple résolu Un géologue utilise : - La lithologie pour définir une formation de grès quartzeux - Les fossiles de trilobites pour l’attribuer au Cambrien - Une datation radiométrique sur un volcanite interstratifiée pour obtenir 510 Ma - La polarité magnétique pour confirmer l’âge dans l’échelle des temps - L’observation de cycles de épaisseur pour interpréter des variations eustatiques du niveau de la mer ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Pourquoi la biostratigraphie est-elle particulièrement utile pour la corrélation entre bassins éloignés ? **Solution** : Certaines espèces fossiles ont une répartition géographique large mais une durée temporelle courte (fossiles indiciels) → leur présence permet de corrélater des couches d’âge identique même si elles sont séparées par des milliers de kilomètres. **Réponse** : Les fossiles indiciels ont une large diffusion géographique et une courte durée de vie → idéal pour la corrélation interbassins. --- ## XIV. Correlation of successions 1 ### Principe de corrélation La corrélation consiste à établir l’équivalence d’âge entre des couches ou des unités rocheuses provenant de localités différentes. > **À retenir** : La corrélation établit l’équivalence d’âge entre des unités géologiques séparées dans l’espace. ### Méthodes de corrélation - Par la lithologie (simplicité, mais risque de faux positifs si mêmes lithologies à différents âges) - Par les fossiles (méthode la plus fiable pour les couches sédimentaires fossilières) - Par les événements géologiques uniques (ex. couche de cendres volcaniques, impact météoritique) - Par la magnétostratigraphie - Par la chimie (ex. isotopes du carbone, strontium) ### Exemple résolu Dans le bassin A : couche de calcaire avec fossile *Trilobite X* (connu pour vivre entre 520 et 510 Ma). Dans le bassin B, à 300 km : couche de schiste avec le même fossile *Trilobite X*. Conclusion : les deux couches sont corrélées → même âge (entre 520 et 510 Ma). ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Deux affleurements montrent chacun une couche de grès rouge. Peut-on les corrélater uniquement sur cette base ? **Solution** : Non. Le grès rouge peut se former à différents âges (ex. Permien et Trias) dans des environnements similaires → risque de faux positif. La lithologie seule n’est pas suffisante pour une corrélation fiable. **Réponse** : Non, car la même lithologie peut apparaître à des âges géologiques différents. --- ## XV. Correlation of successions 2 ### Corrélation par fossiles indiciels Un fossile indiciel est une espèce qui : - A une large répartition géographique - A une courte durée d’existence stratigraphique - Est abondante et facilement identifiable - Appartient à un groupe qui évoluait rapidement > **À retenir** : Un fossile indiciel permet une corrélation précise car il est géographiquement large mais stratigraphiquement étroit. ### Exemples de fossiles indiciels - *Paradoxides* (Cambrien moyen) - *Graptolites* (Ordovicien-Silurien) - *Ammonites* (Mésozoïque) - *Foraminifères planctoniques* ( Cénozoïque) ### Exemple résolu Dans une couche, on trouve *Graptolite *Dicranograptus*. Cet espèce est connue pour exister entre 470 et 460 Ma (Ordovicien supérieur). Donc : la couche a un âge compris entre 470 et 460 Ma. ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Pourquoi les ammonites sont-elles de bons fossiles indiciels pour le Mésozoïque ? **Solution** : Les ammonites ont évolué rapidement, avaient une coquille facilement fossilisée, étaient marines et largement répandues, et chaque espèce avait une durée de vie stratigraphique courte (souvent moins de 2 millions d’années). **Réponse** : Évolution rapide, large diffusion, abondance, et courte durée de vie stratigraphique. --- ## XVI. Correlation of successions 3 (Integration 1) ### Intégration des méthodes de corrélation On combine lithologie, fossiles, événements uniques (ex. couche de cendres volcaniques datées), et magnétostratigraphie pour une corrélation robuste. > **À retenir** : Une corrélation fiable intègre plusieurs lignes de preuve pour réduire l’incertitude. ### Exemple résolu Bassin X : - Couche A : grès avec fossile *Fossile Y* (âge connu : 100–95 Ma) - Couche B : schiste avec couche de cendres volcaniques datée à 98 Ma ± 0,5 - Couche C : calcaire avec polarité magnétique normale correspondant à la sous-chron C3n.2n (98–95 Ma) Conclusion : les couches A, B, C sont corrélées entre 98 et 95 Ma. ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Pourquoi est-il dangereux de se baser uniquement sur un seul fossile pour la corrélation ? **Solution** : Risque de mauvaise identification, de rémanence (fossile ré travaillé), ou de répartition écologique restreinte → une seule preuve peut être trompeuse. L’intégration de plusieurs méthodes (lithologie, fossiles, événements uniques) augmente la fiabilité. **Réponse** : Un seul fossile peut être mal identifié, ré travaillé, ou avoir une répartition écologique non représentative de l’âge → l’intégration de plusieurs preuves réduit l’incertitude. --- ## XVII. Stratigraphic principles 1 ### Récapitulatif des cinq principes fondamentaux 1. **Principe de superposition** : dans une séquence non perturbée, les couches du bas sont les plus anciennes. 2. **Principe d’originalité horizontale** : les sédiments se déposent en couches initialement horizontales. 3. **Principe de continuité latérale** : une couche sédimentaire s’étend latéralement jusqu’à une limite. 4. **Principe des inclusions** : les inclusions sont plus anciennes que la roche hôte. 5. **Principe des relations de coupure** : une caractéristique qui en coupe une autre est plus jeune que celle qu’elle coupe. > **À retenir** : Ces cinq principes forment la base de la datation relative en stratigraphie. ### Exemple résolu (synthèse) Couche : schiste, puis granite qui le coupe, puis grès déposé sur le granite, puis une faille qui décale le grès et le granite. Application : - Superposition : schiste < granite < grès - Originalité horizontale : le grès était initialement horizontal - Continuité latérale : le grès s’étend latéralement - Inclusions : pas d’inclusions visibles ici - Relations de coupure : le granite coupe le schiste → granite plus jeune ; la faille coupe le grès et le granite → faille plus jeune que les deux Séquence : schiste (plus ancien) → granite → grès → faille (plus jeune) ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Pourquoi le principe d’originalité horizontale ne s’applique-t-il pas aux coulées de lave ? **Solution** : Les laves peuvent s’écouler en pente et se solidifier en couches inclinées → elles ne sont pas initialement horizontales. Ce principe s’applique uniquement aux sédiments déposés par gravité dans un fluide (eau ou air). **Réponse** : Parce que les laves peuvent s’écouler et se solidifier sur des pentes, contrairement aux sédiments qui se déposent initialement horizontaux. --- ## XVIII. Stratigraphic principles 2 ### Application combinée des principes à des cas réels On travaille sur des coupes complexes avec plusieurs événements superposés. > **À retenir** : L’application efficace des principes nécessite de considérer tous les événements observés et de les ordonner en respectant chaque principe là où il s’applique. ### Exemple résolu Coupe : - A : calcaire (plié en synclinal) - B : granite (intrusif, traverse le calcaire plié) - C : siltite (déposé sur le granite) - D : veine de calcite (traverse le siltite et le granite) - E : faille inverse (décale le siltite, la veine et le granite) - F : charbon (déposé sur le tout, non affecté par la faille) Étapes : 1. Superposition : A (calcaire) < B (granite) < C (siltite) < D (veine) ? Non : la veine traverse C et B → elle est postérieure à leur formation → donc B et C < D Mais F (charbon) est sur tout → F est le plus jeune E (faille) décale C, D, B → E est postérieure à B, C, D Donc : B et C < D < E < F Où placer A ? Le granite B traverse le calcaire plié A → donc A est plié avant l’intrusion de B → donc A < B Donc séquence complète : A (calcaire déposé) → pliage de A → B (granite intrusif) → C (siltite déposé) → D (veine de calcite) → E (faille inverse) → F (charbon déposé) ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Dans une coupe, on observe : grès, puis une couche de charbon, puis une surface érodée avec des galets de quartz, puis un conglomérat contenant ces galets, puis une couche de schiste au-dessus. **Solution** : 1. Déposition du grès 2. Déposition du charbon 3. Érosion du grès et du charbon → formation de galets de quartz (issus du grès) 4. Transport et dépôt des galets dans un conglomérat 5. Déposition du conglomérat 6. Déposition du schiste sur le conglomérat **Réponse** : Érosion du grès et du charbon → formation de galets → dépôt du conglomérat → dépôt du schiste. --- ## XIX. Geologic time scale 1 ### Structure de l’échelle des temps géologiques L’échelle des temps géologiques est divisée en : - Éons (plus grands) : Hadéen, Archéen, Protérozoïque, Phanérozoïque - Éras (dans le Phanérozoïque) : Paléozoïque, Mésozoïque, Cénozoïque - Périodes (ex. Cambrien, Ordovicien, Silurien, Dévonien, Carbonifère, Permien, Trias, Jurassique, Crétacé, Paléogène, Néogène) - Époques (ex. Paléocène, Éocène, Oligocène, Miocène, Pliocène, Pléistocène, Holocène) - Âges (subdivisions des époques) > **À retenir** : L’échelle des temps géologiques est hiérarchique : éon > ère > période > époque > âge. ### Exemple résolu L’âge de la frontière Crétacé-Paléogène (K-Pg) est situé à 66 Ma. Il marque la fin de l’ère Mésozoïque et le début de l’ère Cénozoïque. Il correspond à la fin de la période Crétacé et au début de l’époque Paléocène. ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : À quelle ère appartient la période Jurassique ? **Solution** : Le Jurassique est une période de l’ère Mésozoïque. **Réponse** : Mésozoïque. --- ## XX. Geologic time scale 2 ### Datation des frontières de l’échelle Les frontières sont définies par des événements géologiques majeurs (extinctions, apparitions de fossiles indiciels, changements climatiques) et/ou des datations radiométriques. > **À retenir** : Les frontières de l’échelle des temps géologiques sont définies par des événements géologiques globaux et/ou des âges radiométriques précis. ### Exemple résolu La frontière Permien-Trias (252 Ma) est définie par : - La plus grande extinction de masse de l’histoire de la Terre (≈90% des espèces marines disparues) - Des datations radiométriques sur des cendres volcaniques dans des couches stratigraphiques clés (Sibérie, Chine) donnant des âges autour de 252 Ma ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : Pourquoi la frontière Crétacé-Paléogène est-elle marquée par une couche d’iridium ? **Solution** : Une anomalie d’iridium à l’échelle mondiale dans les couches sédimentaires de 66 Ma est interprétée comme résultant de l’impact d’un astéroïde (cratère de Chicxulub) → cet événement est global, soudain, et donc utile comme marqueur temporel. **Réponse** : La couche d’iridium est un témoin mondial de l’impact de Chicxulub, utilisé pour définir la frontière K-Pg à 66 Ma. --- ## XXI. Leeson 7: Geologic time scale 3 ### Application pratique de l’échelle des temps On utilise l’échelle pour situer des événements géologiques connus (orogenèse, glaciations, apparitions de groupes fossiles). > **À retenir** : L’échelle des temps géologiques permet de placer tout événement géologique dans un contexte temporel précis. ### Exemple résolu L’orogenèse alpienne a commencé au Crétacé tardif (≈100 Ma) et s’est poursuivie jusqu’au Néogène (≈20 Ma). Donc : elle s’étend de la fin du Crétacé au début du Néogène. ### Exercice d’application corrigé **Exercice** : À quelle période appartient l’apparition des premiers dinosaures ? **Solution** : Les premiers dinosaures apparaissent au Trias tardif (≈230 Ma). **Réponse** : Trias. ---