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    Principes de la stratigraphie

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    yasser.geo

    Messages : 144
    Date d'inscription : 03/10/2010

    Principes de la stratigraphie

    Message par yasser.geo le Ven 25 Mar - 0:44

    Principes de la stratigraphie
    On a des enregistrements des évènements mais pas de la date des évènements. Le problème est de retrouver la date de l’évènement à cause des interférences.
    1\ Principe de superposition.

    Les couches se déposent les unes sur les autres. Les plus anciennes sont à la base et les plus récentes sont au sommet. La mise en place s’est faite par accrétion verticale.

    Dans les alluvions, les terrains présentent une organisation différente. Les terrains les plus récents sont près de la rivière (même à l’intérieur), en position basse.
    En B, on voit la formation d’un pli avec érosion.
    L’observation des ensembles sédimentaires superposés permet de classer les paysages qui se sont succédés au cours du temps.
    Les surfaces séparant les faciès différents sont appelées : « surface faciès ».
    Sur le document A, on est dans un milieu de basse énergie pour les dépôts. Ces dépôts vont s’accroître de bas en haut. Les surfaces faciès correspondent à des surfaces temps : ce sont des « isochrones » (des moments précis du passé).
    2\ Principe de relation de cause à effet.
    Les évènements les plus jeunes affectent les éléments les plus vieux.
    Dans les cases D et C, on observe respectivement un terrier postérieur au dépôt sédimentaire et une faille postérieure au dépôt sédimentaire.
    3\ Principe de Système évolutif.
    La luminosité et la couleur d’une étoile varient au cours du temps selon un schéma visible. Le rapport des deux facteurs va permettre à l’astronome de déterminer l’âge de l’astre étudié.
    Pour le stratigraphe, le système le plus représentatif est la biosphère : les organismes ont évolués en se complexifiant et en se diversifiant (les fossiles en sont les témoins). Les fossiles sont des repères pour la chronologie relative.
    4\ Principe de l’effet accumulé.
    On va observer l’accumulation des ravages supportés par l’objet. On se base sur les isotopes radioactifs dans les matériaux : on fait le rapport parent/fils. Les rapports permettent la détermination de l’âge.
    5\ Principe de l’effet du système cyclique.
    Aujourd’hui, la mesure du temps se fait par des mesures cycliques : un an correspond à une rotation complète de la Terre autour du Soleil et un jour correspond à la rotation complète de la Terre sur elle-même.
    Les sédiments peuvent enregistrer l’horloge cosmique dans certaines de leur structure ou de leur constituants minéraux. On pourra trouver des cycles journaliers, des cycles dus aux marées, des cycles annuels… des cycles plus ou moins longs (10 000ans).
    6\ Principe de la continuité latérale.
    Une couche sédimentaire est définie par un faciès donné et est limitée par un plancher et un toit. Elle est de même age en tous points : couche isochrone.
    On peut ainsi réaliser des corrélations entre les affleurements et les forages. L’usage de ce principe est principalement local ou régional.
    Le départ, sur la plate forme, est détritique. Les particules sont soumises à la gravité et à la force de traction du courant. Le dépôt se fait selon la compétence et la formation de prismes sédimentaires se juxtaposant les uns aux autres en formant une nappe de remblayage (de dépôts).
    Cette nappe est constituée de trois couches (boue, sable et galets) qui donnent une surface de faciès oblique par rapport aux surfaces temps.
    Il y a progradation ou accrétion latérale quand la nappe se développe vers le bassin.
    En D, on a trois faciès dont les limites sont obliques par rapport aux surfaces temps. Il y a utilisation des discontinuités pour corréler tout ça : on a des terrains du même âge.
    En E : Pour faire la corrélation, on a besoin de surfaces temps (ou surface isochrones)
    On a un paysage non figé sur ce schéma. Il y a transgression par élévation du niveau marin. La surface actuelle est une surface temps, pas une surface faciès. Ici, les surfaces sont limites par rapport à la surface temps.
    L’empilement vertical des faciès reflète leur juxtaposition latérale. Sur une même verticale se superposent des terrains qui au moment de leur dépôt se trouvaient cote à cote. Au cours du temps se sont succédés à un même endroit des paysages différents qui à un moment donné se trouvaient juxtaposés. C’est la « loi de Walter ».
    L’évolution du temps géologique, les corrélations entre séries éloignées sont des problèmes que le géologue doit résoudre : il y a besoin d’objets marqueurs relatifs du temps.
    Ici, les surfaces isochrones sont dues à des évènements géologiques qui perturbent le milieu et qui permet d’avoir une valeur globale des marqueurs biologiques.
    Tephrachronologie : utilisation des niveaux de cendres volcaniques comme marqueurs d’évènements.
    Lors d’épisodes du volcanisme explosif, des cendres vont être éjectées en haute atmosphère et sous l’action des vents dominants, peuvent recouvrir de vastes étendues.
    On peut avoir des cinérites pour pouvoir dater certains évènements.
    Dans certains bassins houillers, les cinérites ont permis de faire des corrélations entre des bassins éloignés les uns des autres.
    Les cendres permettent d’avoir des dépôts de même âge même si l’on se trouve dans des milieux différents.
    On peut également faire des corrélations entre les deux carottes du schéma I grâce aux niveaux de cendres. Ces carottes ont une échelle différente mais ont va pouvoir les aligner grâce aux niveaux de cendres. Remarque : les numéros correspondent aux étages isotopiques.
    La couche de cendres provenant d’une même éruption montrera la même date et formera donc une surface isochrone.
    Le volcanisme explosif est un grand indicateur de temps car il a une grande valeur stratigraphique grâce à sa répartition globale.
    Chimiostratigraphie : Cette méthode est utilisée plus tard, pour des milieux de sédimentation. La composition du milieu peut être considérée comme homogène à l’échelle géologique pour un instant donné. Toutefois, il va y avoir des variations physiques et chimiques de l’eau au cours du temps, qui seront fossilisés dans les sédiments.
    Ces variations ont donc une valeur globale et peuvent servir de marqueurs stratigraphiques. Des observations montrent des variations synchrones de la teneur en certains éléments chimiques.
    Des observations montrent que les sédiments du quaternaire et du néogène présentent des variations synchrones de leur teneur en certains éléments chimiques.
    On pourra étudier le carbone et ses rapports isotopiques
    Les fluctuations, si elles sont uniques, réversibles ou pas, et qu’elles se distinguent nettement du signal moyen, montrent des modifications géochimiques. Ce sont des modifications globales et brutales de l’environnement sédimentaire elles vont ainsi être à l’origine de surfaces isochrones, repérables et datables par la géochronologie.
    Certains éléments chimiques, en traces dans les sédiments, peuvent présenter momentanément des teneurs exceptionnelles et servent ainsi de marqueurs.
    Par exemple, la teneur en iridium lors de la crise crétacé/tertiaire montre des variations intéressantes. Au crétacé supérieur, on trouve une forte concentration en iridium qui forme une surface isochrone.
    Magnétostratigraphie.
    Le magnétisme est assimilé à ce que ferait un dipôle.
    Selon les temps chronologiques, on a une inversion des pôles magnétiques. Un champ de polarité normale aura la même direction que le champ actuel et un même sens. Un champ de polarité inverse aura la même direction mais un sens opposé.
    Les inversions sont enregistrées dans les roches magmatiques et les sédiments ferromagnésiens. Les particules s’orientent sans l’action du champs magnétique terrestre : il y a fossilisation du champs au moment du dépôt. On parle d’aimantation rémanente. Cette fossilisation du champ magnétique permet ainsi de révéler ses inversions de polarité.
    Le temps que met une inversion pour se réaliser est de courte durée : on trouvera donc une faible épaisseur de dépôt. Toutefois, l’horizon ainsi formé donne un repère d’extension mondiale (surface isochrone). Ces surfaces vont être datées par radiométrie.
    En général, la méthode de datation est réalisée avec le couple Potassium/Argon. Chaque période a les mêmes propriétés et forme une magnétozone.
    Dans une magnétozone, on peut avoir des sous-magnétozones. La première échelle d’inversions magnétiques est due à Cox, en 1963. Elle a été établie pour les 7 derniers millions d’années. Elle a ensuite été mise au point pour le tertiaire, etc.…
    Pour les études magnéto-stratigraphiques, on repère sue l’affleurement les différentes inversions, puis, on les compare avec l’échelle standard.
    Sur les deux forages que l’on compare, l’échelle est différente. On va ainsi devoir corréler les forages dans l’absolue pour pouvoir les dater bien qu’il y ait des différences de sédimentation.
    Les études magnéto-stratigraphiques sont prometteuses quand elles sont menées avec la biostratigraphie et la radiométrie.
    7\ Evènements biologiques, extinctions en masse.
    L’évolution du monde vivant n’est pas régulière. On trouve des périodes de crises qui alternent avec des périodes de calme. Une vue d’ensemble de l’évolution de la biosphère montre une succession de crises biologiques.
    Quand les mouvements se font sur toute la surface, on peut penser que les évènements relatifs sont à conséquences globales.
    Les périodes d’expansions sont des marqueurs globaux.
    Pour qu’une extinction soit considérée comme une extinction en masse, il faut qu’un grand nombre de taxons disparaisse, malgré leur divers mode de vie.
    Cette crise doit être brève, de quelques jours à 1 voir 2 millions d’années. Elle doit se ressentir à l’échelle globale.
    Les causes supposées de cette crise peuvent être :
    - d’une origine extra-terrestre : le météoritisme,
    - d’une origine terrestre : un volcanisme de grande ampleur,
    - une origine eustatique à cause de la tectonique des plaques (l’expansion des dorsales),
    - une variation climatique (température, salinité, anoxie).
    Il y a toujours avant et après l’évènement. D’habitude on donne l’âge à l’évènement pour déterminer la durée.
    La durée du temps : un intervalle de temps est difficile à mesurer en géologie. Il peut être matérialisé par une épaisseur de sédiments, mais le taux de sédimentation est trop variable, sans compter les périodes de non dépôt. Généralement, ces périodes de non dépôt sont beaucoup plus longues que celles de sédimentation ( durée non identifiables).
    On observe sur ce schéma les relations du défilement du temps dans les différentes coupes. On va effectuer une datation des limites progressives. Après la diagenèse, il va y avoir une diminution d’épaisseur. Dans les forages, on voit des limites progressives qui forment les limites de strates.
    Entre S2 et S4 on observe une surface d’érosion. La couche S2 est considérée comme une roche.
    Dans le cas d’affleurements, on trouvera les roches dures en relief et les roches tendres en creux.
    On trouve une succession avec des limites de faciès. En tenant compte du temps, on trouve des dépôts discontinus et des dépôts continus. La couche 3 est mince en A mais grosse en B, ce qui fait penser à une sédimentation forte. Pour la couche 4, on une sédimentation rapide.
    Radiochronologie isotopique :
    Cette méthode de datation donne des chiffres. On va situer un objet par rapport au présent.
    A partir d’un élément déterminé on pourra en trouver différentes formes à cause du nombre différent de neutrons.
    Les isotopes ont des propriétés physiques et chimiques à peu près équivalentes. Certains isotopes sont stables, d’autres sont instables (radioactifs). Les éléments radioactifs subissent au cours du temps une désintégration nucléaire progressive pour donner une forme stable ou radiogénique. La transformation se fait par émission de particules α et β ou encore des rayonnements γ. Par exemple, le rubidium 87Rb donne 87St+β. Pour les mêmes atomes, la vitesse est invariante : c’est donc un chronomètre géologique.

    Un élément père, instable, donne un élément fils stable et ainsi, le nombre d’éléments radioactifs diminue au cours du temps. Le but de toutes ces expériences est de trouver quand s’est formé le minéral étudié.
    δN = No – Nr
    δN = -λNoΔt (λ est la période; Δt est l’age du minéral en question)
    t = 1/λ*ln(No/Nt)
    T= 1/λ*ln(Nt/Nt+1) = 1/λ * ln2
    Selon la période, il faut choisir l’élément qui nous intéresse, en fonction de l’âge espéré.
    Les résultats doivent être utilisés avec de grandes précautions.
    Le choix de la constante de désintégration pose des problèmes : on se demande si elle est constante depuis la formation de la Terre.
    Le système cristallin fermé dès la cristallisation du minéral permet de ne pas avoir d’échanges avec les fluides interstitiels.
    Pour les roches sédimentaires, la formation des minéraux a lieu pendant la formation de la roche ou bien, leur formation est antérieure : il faut bien faire attention à ne pas dater la roche mère.
    De plus, la datation se fait sur de petites quantités de minéraux.
    Cette méthode a été utilisée pour dater l’âge de la Terre, pour faire des esquisses de chronologie du pré cambrien, pour préciser à un siècle près les datations du quaternaire (avec le carbone 14) et pour dater des limites de divisions du phanérozoïque. La première échelle est due à M. Holmes en 1932. Elle n’a provoqué aucun bouleversement des limites déjà établies.

    bakha18

    Messages : 9
    Date d'inscription : 26/01/2012

    Re: Principes de la stratigraphie

    Message par bakha18 le Ven 3 Fév - 19:06

    merci a Ce cours

      La date/heure actuelle est Sam 20 Oct - 5:28