Unité 1 – Phénomènes Géologiques Externes Chapitre 2 : Reconstitution de l’Histoire Géologique d’une Région Sédimentaire et Établissement de la Carte Géologique

Unité 1 – Phénomènes Géologiques Externes

Chapitre 2 : Reconstitution de l’Histoire Géologique d’une Région Sédimentaire et Établissement de la Carte Géologique

Introduction

L'étude géologique des formations sédimentaires d’une région permet de :

• Déterminer leurs caractéristiques pétrographiques, stratigraphiques et paléontologiques.
• Comprendre les relations spatio-temporelles entre les couches (datation relative).
• Reconstituer l’histoire géologique locale et établir des cartes géologiques fiables.

Questions essentielles :

• Comment déterminer les relations entre différentes formations géologiques ?
• Sur quels principes repose la datation relative ?
• Comment divise-t-on le temps géologique ?

1. Les Principes Stratigraphiques

1.1 Principe de Superposition

Définition :
Une couche sédimentaire est plus ancienne que celle qui la recouvre et plus récente que celle située en dessous.

Limites :

• Déformations (plis, failles).
• Milieux fluviatiles où la base peut être plus récente.

1.2 Principe de Continuité

Une couche comprise entre un plancher et un toit a le même âge sur toute son étendue, même si son faciès change.

Changement latéral de faciès :
Les variations du milieu de dépôt (profondeur, climat, sédiments) expliquent les différences de faciès pour une même couche.

Limite :
Difficile à appliquer si les couches se répètent de manière rythmique.

1.3 Principe de Recoupement

Tout élément qui en coupe un autre (faille, filon, intrusion) est plus récent que ce qu’il recoupe.

1.4 Principe d’Inclusion

Les fragments (galets, débris) contenus dans une roche sont plus anciens que la roche qui les englobe.

1.5 Principe d’Identité Paléontologique

Deux couches contenant les mêmes fossiles stratigraphiques ont le même âge.

Caractéristiques d’un bon fossile stratigraphique :

• Large distribution géographique
• Brève durée d’existence
• Grande abondance

Exemples : ammonites, trilobites.

2. Subdivisions Géochronologiques : Stratotypes et Lacunes

2.1 Le Stratotype

Un stratotype est une séquence de strates de référence servant à définir un étage géologique.

Caractéristiques :

• Conditions de dépôt simples
• Peu de déformations
• Fossiles stratigraphiques abondants
• Faciès homogènes
• Limites nettes

Il sert de référence mondiale pour la datation.

2.2 Les Lacunes Stratigraphiques

Il existe deux types de lacunes :

• Lacune d’érosion : certaines couches ont été enlevées avant la reprise de la sédimentation.
• Lacune de sédimentation : absence totale de dépôt durant un certain temps.

Elles marquent les limites des étages.

2.3 Les Biozones

Les étages peuvent être subdivisés en biozones, définies par :

• l’apparition,
• l’évolution,
• ou la disparition d’un fossile donné.

Exemple : subdivision du Toarcien grâce aux ammonites.

3. Cycle Sédimentaire et Discordances

3.1 Le Cycle Sédimentaire

Le cycle sédimentaire comprend deux séries successives :

a) Série transgressive

• Mer avance sur les continents.
• Dépôt de couches marines sur des couches continentales (granoclassement croissant).

b) Série régressive

• Mer se retire.
• Dépôt de sédiments plus grossiers vers le haut (granoclassement décroissant).

3.2 Les Discordances Géologiques

Une discordance est une surface séparant :

• Des couches récentes horizontales,
• De couches plus anciennes souvent plissées ou érodées.

Types :

• Discordance angulaire : couches sous-jacentes plissées.
• Discordance parallèle : couches sous-jacentes horizontales.

Elles indiquent des événements tectoniques majeurs.

4. Ères et Systèmes : Critères de Délimitation

4.1 Critères Paléontologiques

Les grandes crises biologiques servent de limites entre les ères.

• Disparition des trilobites → limite Primaire / Secondaire.
• Disparition des ammonites → limite Secondaire / Tertiaire (≈ 65 Ma).

Un bon fossile d’époque :

• Dévonien : graptolites
• Jurassique : ammonites

4.2 Critères Stratigraphiques et Tectoniques

La succession d'événements géologiques permet de reconstituer un paysage :

1. Dépôt de couches marines horizontales
2. Plissement et soulèvement
3. Érosion
4. Nouvelle transgression et dépôt de couches horizontales récentes

4.3 Les Cycles Orogéniques

Un cycle orogénique =
Formation → Plissement → Érosion d’une chaîne de montagnes

Grands cycles :

• Cadomien
• Calédonien
• Hercynien
• Alpin

Chaque cycle laisse une discordance majeure à sa base.

5. La Carte Géologique

5.1 Rôle et Contenu

La carte géologique fournit des informations sur :

• La nature des roches
• Leur âge
• Leur structure (plis, failles)
• Leur répartition en surface

Elle possède :

• Un titre, une échelle
• Courbes de niveau
• Points cotés
• Une légende classée du plus jeune au plus ancien

5.2 La Coupe Géologique

Objectif : représenter la structure en profondeur à partir de la carte.

Étapes :

1. Tracer le profil topographique
2. Reporter les couches visibles
3. Reconstituer leur pendage, épaisseur et superposition
4. Intégrer les éléments tectoniques (failles, plis)
5. Ajouter la légende et l'orientation

Conclusion

La reconstitution de l’histoire géologique d’une région s’appuie sur :

• Les principes stratigraphiques
• Les fossiles stratigraphiques
• Les stratotypes et biozones
• Les cycles sédimentaires et discordances
• L’analyse des structures tectoniques