Stratigraphie Document PDF

Stratigraphie Licence 1 SV - UE: Planète vivante / ECUE: De l’Univers à la Planète Terre (UPT) Sylvain Rigaud, Maître de conférence Laboratoire GIS-CHROME, Université de Nîmes...

Stratigraphie Licence 1 SV - UE: Planète vivante / ECUE: De l’Univers à la Planète Terre (UPT) Sylvain Rigaud, Maître de conférence Laboratoire GIS-CHROME, Université de Nîmes [email protected] ECUE: De l'Univers à la Planète Terre (UPT) ENSEIGNANT CM TD TP Responsable Techer I. 1 - L'univers Techer I. 6 2 - Le système solaire Techer I. 2 3 - Structure et différenciation de la terre Khaska S. 6 4 - Les enveloppes Externes de la Terre Ducros L. 2 5 - Déformations cassantes et plastiques Pradal E. 4 6 - Magmatisme, métamorphisme, sédimentaire Ducros L. 2 7 - Topographie Rigaud S. / L. Huchet 2 6 8 - Stratigraphie Rigaud S. 2 9 - Géomorphologie Rigaud S. 2 Evaluation des connaissances: - 2 CC - 1 note TD Topographie + 2 exercices Selfies Introduction Couche/strate Strati graphie Ecrire/Dessiner Définition = science qui s’intéresse à la description des successions des dépôts sédimentaires (généralement sous forme de roches sédimentaires disposées en strates) qui constituent l’écorce terrestre. Objectif = Reconstituer la chronologie des événements/paléoenvironnements au cours des temps géologiques afin de reconstituer l’histoire de la terre. Introduction Objectifs du cours → Comprendre comment se forment les roches sédimentaires (rappel) → Quelles sont les méthodes pour les étudier? → Quelles informations peut-on en tirer? → Comment reconstruire un événement/paléoenvironnement à partir d’un dépôt sédimentaire? → Comment organiser chronologiquement ces évènements?  Plan du cours Introduction I. Les roches sédimentaires: archives géologiques 1. Formation des roches sédimentaires (rappel) 2. Strates, séries sédimentaires et approches stratigraphiques II. Caractérisation des environnements de dépôts 1. Lithostratigraphie 2. Biostratigraphie: fossiles de faciès III. Datation des dépôts sédimentaires 1. Les grands principes de la stratigraphie (datation relative) 2. L’approche biostratigraphique: fossiles stratigraphiques (datation relative) 3. Chronostratigraphie (datation absolue) IV. L’échelle stratigraphique Conclusion + exercice Formation des roches sédimentaires (rappel) Cycle géologique Roches sédimentaires: >75% de la surface des continents ≈ 5% du volume de la croute terrestre Formation des roches sédimentaires (rappel) Cycle sédimentaire Formation des roches sédimentaires (rappel) Physique Altération/érosion = désagrégation des roches en fragments de plus petites tailles ou en espèces chimiques dissoutes Biologique Cryoclastie Chimique Karst Formation des roches sédimentaires (rappel) Transport Glaciaire (l’Altesch, Suisse) = Transfert géographique de matière particulaire et dissoute (hydrosphère + atmosphère) Eolien (nuage d’aérosols, Sahara) Fluvial (Embouchure de la Gironde) Formation des roches sédimentaires (rappel) Neige marine (5000 m, Océan Pacifique) Sédimentation = dépôt des fragments (ou espèces chimiques dissoutes après précipitation chimique/biochimique) en conditions favorables Formation des roches sédimentaires (rappel) Diagénèse = consolidation des particules en roche sédimentaire Dissolution précipitation + compaction et recristallisation Recristallisation (Cristaux de silice) Formation des roches sédimentaires (rappel) Le cycle sédimentaire à la surface terrestre Fraction détritique Fraction Fraction biologique chimique Production biologique Précipitation chimique R E M I S E A L’ A F F L E U R E M E N T  Plan du cours Introduction I. Les roches sédimentaires: archives géologiques 1. Formation des roches sédimentaires (rappel) 2. Strates, séries sédimentaires et approches stratigraphiques II. Caractérisation des environnements de dépôts 1. Lithostratigraphie 2. Biostratigraphie: fossiles de faciès III. Datation des dépôts sédimentaires 1. Les grands principes de la stratigraphie (datation relative) 2. L’approche biostratigraphique: fossiles stratigraphiques (datation relative) 3. Chronostratigraphie (datation absolue) IV. L’échelle stratigraphique Conclusion + exercice Pourquoi des strates? Pourquoi cet empilement vertical? Strates et séries sédimentaires Définition: Strate = ensemble sédimentaire plus ou moins homogène pouvant être distingué par des caractéristiques propres (pétrographiques, minéralogiques, granulométriques, tectoniques, paléontolologiques, sédimentologiques, …) des ensembles sédimentaires supérieurs et inférieurs. Une strate est formée à partir de sédiments plus ou moins homogènes = déposés pendant des conditions environnementales similaires 1 strate = 1 (paléo)environnement de dépôt La superposition de plusieurs strates au sein d’une série sédimentaire correspond donc à des changements dans les (paléo)environnements de dépôts au cours du temps. Succession de strates = Succession des environnements de dépôt au cours du temps = les formations sédimentaires recèlent des informations sur: 1) le type d’environnement dans lequel les dépôts sédimentaires ont eu lieu 2) la succession chronologique et la durée de ces environnements Approches stratigraphiques Description des strates basée sur l’étude de leur caractéristiques: Lithostratigraphie: considère les caractéristiques lithologiques des roches Biostratigraphie: considère les espèces paléontologiques piégées dans les strates (strates fossilifères) Chimiostratigraphie: considère la composition chimique des roches Magnétostratigraphie: considère les propriétés magnétiques (aimantation rémanente) des minéraux des roches Sismostratigraphie: considère la propagation des ondes à travers les roches Stratigraphie séquentielle: repose sur les séquences de variations des environnements de dépôt Chronostratigraphie: Vise à dater les couches géologiques à partir des changements de concentrations d’éléments radioactifs naturels contenus dans certaines phases minérales (radiochronologie) Etc…  Plan du cours Introduction I. Les roches sédimentaires: archives géologiques 1. Formation des roches sédimentaires (rappel) 2. Strates, séries sédimentaires et approches stratigraphiques II. Caractérisation des environnements de dépôt 1. Lithostratigraphie 2. Biostratigraphie: fossiles de faciès III. Datation des dépôts sédimentaires 1. Les grands principes de la stratigraphie (datation relative) 2. L’approche biostratigraphique: fossiles stratigraphiques (datation relative) 3. Chronostratigraphie (datation absolue) IV. L’échelle stratigraphique Conclusion + exercice Caractérisation des environnements de dépôt LITHOSTRATIGRAPHIE BIOSTRATIGRAPHIE Lithofaciès = caractéristiques Biofaciès = caractéristiques lithologiques reflétant les conditions biologiques/paléontologiques reflétant physicochimiques au moment de la mise les conditions environnementales pour en place des particules le monde vivant Observation, Description, Mesure, Analyse FACIES SEDIMENTAIRE = ensemble des caractéristiques d’une roche sédimentaire permettant de déterminer les conditions paléogéographiques et paléoclimatiques dans lesquelles cette roche s’est formée Interprétation PALEOENVIRONNEMENT  Plan du cours Introduction I. Les roches sédimentaires: archives géologiques 1. Formation des roches sédimentaires (rappel) 2. Strates, séries sédimentaires et approches stratigraphiques II. Caractérisation des environnements de dépôt 1. Lithostratigraphie 2. Biostratigraphie: fossiles de faciès III. Datation des dépôts sédimentaires 1. Les grands principes de la stratigraphie (datation relative) 2. L’approche biostratigraphique: fossiles stratigraphiques (datation relative) 3. Chronostratigraphie (datation absolue) IV. L’échelle stratigraphique Conclusion + exercice Lithostratigraphie Définition = Etude des caractéristiques lithologiques des empilements sédimentaires visant à reconstituer les conditions physicochimiques lors de leur formation ➔ Outils pétrographiques, minéralogiques, sédimentologiques, … Caractéristiques lithologiques: → Nature et origine des composants de la roche (grains/matrice/ciment): - Fraction détritique: formée à partir de particules issues de l’altération de roches préexistantes (quartz, feldspath, gneiss, schiste, mica, …) - Fraction biologique: formée par des restes d’organismes (ex: tests, coquilles, corail, …) et leur transformation (ex: charbon, pétrole) - Fraction chimique: formée par précipitation de sels sursaturés (gypse, halite, carbonates,…) → Granulométrie (classification, classement) → Morphologie (sphéricité, rondicité) → Structure sédimentaire (agencement des particules) → Couleur →… Lithostratigraphie Classification granulométrique Taille des Classe Sédiment Sédiment Environnements de dépôt particules granulométrique non consolidé (mm) consolidé >2 Rudites Bloc Conglomérat Cône alluvial, rivière en tresse, torrent, moraine HYDRODYNAMISME Cailloutis (poudingue, CONTINENTALITE Gravier brèche) 0.063