Présentation Cours 1 PDF

L1 BCGS GEODYNAMIQUE INTERNE Dr. Samba CISSOKHO  INTRODUCTION Définitions : Géologie = Etude de la Terre sous différents aspects Aspect descriptif :  Nature des matériaux constitutifs de l’Écorce terrestre (Roches + Fluides associés)  Disposition et répartition des matériaux et le...

L1 BCGS GEODYNAMIQUE INTERNE Dr. Samba CISSOKHO  INTRODUCTION Définitions : Géologie = Etude de la Terre sous différents aspects Aspect descriptif :  Nature des matériaux constitutifs de l’Écorce terrestre (Roches + Fluides associés)  Disposition et répartition des matériaux et leurs relations respectives. Exemples : R sédimentaires en couches horizontales ou strates contrairement aux R endogènes. Roches Sédimentaires Roches Sédimentaires  Roches sédimentaires (Bassin sénégalo – mauritanien);  Roches volcaniques de la presqu’île du Cap Vert;  Roches du Sénégal oriental (régions de Bakel et de Kédougou) sont composées de roches endogènes (magmatiques et métamorphiques). Roches Magmatiques Roches Magmatiques Volcaniques Cap Manuel (Dakar) Diack (Région de Thiès)  Aspect évolutif : dynamique  Déformation (Plissement et Fracturation)  Altération et Sédimentation  Métamorphisme  Magmatisme Aspect causal : Rechercher la genèse des phénomènes géologiques, la cause des modifications observées. Expliquer les conditions de formation des minéraux et des roches.  But de la GEOLOGIE: Retracer l'histoire de la Terre par l’Étude des matériaux constitutifs de l’Écorce terrestre. Expliquer les lois et mécanismes de la genèse et de la transformation de ces matériaux  Caractères spécifiques de la géologie C’est une science jeune dont les bases scientifiques ont été posées par le Danois Nicolas Sténon (1638 – 1686) qui établit les fondements de ce qui deviendra la stratigraphie C’est une science qui permet la reconstitution des paysages anciens (paléogéographie, paléoenvironnement) à partir de l’étude des paysages actuels. C’est une science de diagnostic. A partir de faits et d’observations, on émet des hypothèses qu'on vérifie pour en tirer des conclusions. Une science utile (Développement économique) :  Prospection de Substances utiles (eau, hydrocarbures, charbon, minerai…)  Etude de Faisabilité de grands travaux et ouvrages d'art (Construction de barrages, de ponts, tunnels...)  Domaines de la géologie  Géodynamique interne : les processus endogènes tels que – Magmatisme, (plutonisme, volcanisme), – Métamorphisme – et les Phénomènes associés)  Géodynamique externe : les processus exogènes tels que – Géomorphologie, – Stratigraphie / sédimentologie – Paléontologie – Pédologie o Méthodologie Minéralogie Pétrographie endogène et exogène Géophysique, Géochimie, Géotechnique, Hydrogéologie, Géomécanique, Hydrocarbures, Gîtologie, Géomatique etc.. = Métiers  Relations avec les autres disciplines Mathématiques Physique Chimie Biologie Météorologie, climatologie MÉTHODES D’ÉTUDES  Méthodes sur le Terrain  observations directes (description sur sites = Affleurements).  observations indirectes (géophysique).  Observations directes Elles se font sur les affleurements (= partie d’un terrain visible à la surface de la Terre) qu’il faut d’abord repérer à partir des cartes topographiques ou géologiques. On repère les affleurements au niveau des reliefs (montagnes, plateaux, plaines, etc.) ou à partir des carrières ou des puits creusés par l’homme. On peut aussi repérer les affleurements sur les photographies aériennes et les photos satellites.  Observations directes  L'étude des affleurements se fait à plusieurs niveaux:  Identification, description des roches à l’œil nu ou à l’aide d’une loupe.  Détermination de la position des couches les unes par rapport aux autres, en précisant leur épaisseur, les accidents qui les affectent (les cassures, les déformations tels que les plissements, l’inclinaison des couches, etc.)  Echantillonnage: des échantillons sont ensuite prélevés aussi bien sur les roches que sur les minéraux isolés ou les fossiles rencontrés. Affleurement de Roches sédimentaires Affleurement de Roches magmatiques volcaniques Affleurement artificiel: Carrière de Diack  Observations indirectes (Géophysique) 1) Méthode Sismique: Elle consiste à provoquer en un point de la surface de la Terre une explosion.  Acquisition de données géophysiques Ondes réfléchies Géophones capteurs Propagation des ondes Génération d’ondes (Vibrations) partiellement dans le sous - sol vers le sous - sol vers les géophones Cette méthode dite de sismique – réflexion permet de connaître la profondeur, la nature et l’orientation des terrains. C’est une méthode valable jusqu’à 2000 m de profondeur et employée surtout par les géologues pétroliers. 2) Méthode Magnétique: elle consiste à mesurer le champ magnétique de la Terre à l’aide de magnétomètre. On arrive ainsi à enregistrer des anomalies magnétiques liées à la présence en profondeur de certaines roches, notamment les roches dites cristallines. Cette méthode extrêmement sensible est valable jusqu’à des profondeurs de 500 m. 3) Méthode gravimétrique: Elle consiste à mesurer au niveau d'une région à l'aide du gravimètre l'intensité de la pesanteur encore appelée gravité. Chaque fois que la valeur mesurée diffère de la valeur théorique, on dit qu’il y a une anomalie gravimétrique. Celle – ci est alors due soit à un excédent de masse soit à un déficit de masse. 4) Méthode du carottage électrique: elle mesure la résistivité des terrains (c’est – à – dire leur capacité à s'opposer à la circulation du courant électrique). Les valeurs moyennes de résistivité varient selon la nature des terrains. Exemples: Argile, résistivité = 10 Ωm Schiste, résistivité = 300 - 500 Ωm Calcaire, résistivité = 1000 - 2000 Ωm Roches éruptives, résistivité = 10 000 – 20 000 Ωm Pétrole, résistivité = plusieurs milliards Ωm  Méthodes au laboratoire: minéraux, fossiles, microscope, analyses chimiques synthèse des résultats: cartes thématiques, coupes et modèles  L’EXPÉRIMENTATION EN GÉOLOGIE Champ d’application Les domaines sont rares où il est possible de faire des expérimentations en géologie. Le domaine par excellence est celui de la synthèse des minéraux.  L’EXPÉRIMENTATION EN GÉOLOGIE Expérimentalement, on arrive à constituer les conditions physico-chimiques du milieu dans lequel un minéral peut se former. Certains minéraux sont très sensibles aux variations de température (minéraux thermomètres), d’autres sont plutôt sensibles aux variations de pression (minéraux baromètres). Limites :elles sont dues au paramètre durée qui est un paramètre insignifiant. En effet, le temps d’expérimentation est extrêmement faible par rapport à la durée réelle du phénomène géologique.  MÉTHODES DE RAISONNEMENT EN GÉOLOGIE Le géologue cherche à connaître les phénomènes géologiques et à les replacer dans l’histoire de la Terre. Il dispose pour cela de certains modes de raisonnement particuliers à la base desquels se trouvent plusieurs notions et principes fondamentaux.  PRINCIPE DE L’UNIFORMITARISME Les mêmes causes produisent les mêmes effets aux époques anciennes comme aujourd’hui (PREVOST et LYELL, 1820). Exemples: On peut mesurer la vitesse de sédimentation des vases actuelles au fond de l’océan et la comparer à la vitesse de sédimentation des temps anciens. La formation du pétrole est comparable à la fermentation actuelle de boue marine très riche en matière organique, phénomène observé dans la mer baltique.  PRINCIPE DE L’UNIFORMITARISME Ce principe de l’uniformitarisme ne peut pas, cependant, expliquer les phénomènes dont on n’a pas observé les correspondances actuelles. Par exemple,  La transformation des roches sédimentaires en roches métamorphiques.  La genèse et la mise en place des roches plutoniques.  NOTION DE TEMPS EN GÉOLOGIE :  LA CHRONOLOGIE RELATIVE Elle donne la notion de temps mais n’introduit pas, cependant, la notion de durée. Elle utilise le canevas stratigraphique qui est basé sur deux Principes: Principe de superposition Principe d’identité paléontologique  Limites de la Chronologie relative La Chronologie Relative basée sur la stratigraphie et la paléontologie, s’applique essentiellement aux terrains sédimentaires. Deux époques géologiques posent cependant problème: L’époque la plus ancienne, le Précambrien représenté essentiellement par des roches magmatiques et des roches métamorphiques sur lesquelles les principes de superposition et d’identité paléontologique ne sont pas applicables. L’époque la plus récente, le Quaternaire dont les dépôts très nombreux et très variés contiennent une multitude de documents paléontologiques difficiles à corréler entre eux.  NOTION DE DURÉE EN GÉOLOGIE :  LA CHRONOLOGIE ABSOLUE Les méthodes de chronologie absolue permettent de donner l’âge exact d’une roche, et par suite d’un terrain ou d’un événement géologique. Elles permettent donc d’introduire la notion de durée. A l’échelle humaine, l’unité de durée est de l’ordre de l’année ; à l’échelle géologique cette unité est de l’ordre du million d’années (MA). DIVISION DU TEMPS EN GEOLOGIE Principales Subdivisions :  Super Éon: Précambrien  Éon: Hadéen, Archéen, Protérozoïque, Phanérozoïque Ère: Système (Période) Étage Échelle Stratigraphique et ses Coupures