COMMENT ETABLIR LA CHRONOLOGIE RELATIVE DES EVENEMENTS GEOLOGIQUES D ’  UNE REGION ?

Les formations rocheuses qui constituent la surface de la Terre actuelle résultent d’évènements géologiques qui se sont succédés dans le temps : sédimentation, magmatisme, volcanisme, métamorphisme et déformations. Les traces des phénomènes anciens ont pu être effacées ou conservées dans les roches. Nous chercherons à reconstituer la succession des évènements qui se sont déroulés au cours des temps géologiques.

La chronologie relative permet de classer dans le temps les phénomènes les uns par rapport aux autres. La chronologie absolue a pour objet l’estimation des âges et des durées.

  A.    Analyse des dispositions géométriques des roches.

On utilise essentiellement deux principes :

  Le principe de superposition :dans une série sédimentaire, et sous réserve que la disposition d’origine soit conservée, toute strate superposée à une autre est plus récente. Ce principe s’applique également aux coulées de laves mais il existe des exceptions ( les terrasses alluviales : la plus haute est la plus ancienne et les filons sédimentaires remplis de haut en bas).

Lorsque les surfaces entre bancs successifs sont parallèles les unes aux autres, les couches sont dîtes concordantes. Si des terrains superposés à d’autres ne sont pas parallèles aux précédents, on dit qu’il y a discordance angulaire entre eux.  Les discordances peuvent s’expliquer par des lacunes de sédimentation qui correspondent soit des absences de dépôt à une époque donnée, soit à un dépôt suivi d’une érosion qui a fait disparaître les terrains.  

  Le principe de recoupement : toute structure ou formation géologique qui est recoupée par une autre est antérieure à celle qui la recoupe.

Par exemple, les plissements (synclinaux et anticlinaux) et les failles normales ou inverses sont postérieurs  à l’âge du terrain le plus récent qu’ils affectent.

Un synclinal est un pli au cœur duquel se trouvent les couches les plus récentes. Un anticlinal est caractérisé par le présence des couches les plus anciennes au cœur du pli.

Une faille normale est une faille correspondant à une tectonique en distension, elle est inclinée dans le sens de la topographie. Une faille inverse correspond à une tectonique en compression, elle est inclinée en sens inverse.

B.    L’âge des terrains

Deux autres principes sont appliqués :

Le principe de continuité : une même couche sédimentaire limitée par un plancher et un toit et définie par un faciès donné est de même âge en tous ses points.

Le faciès comprend des caractères lithologiques (nature des roches) et des caractères paléontologiques ( nature des fossiles).

Le principe d’identité paléontologique : il consiste à admettre que deux strates contenant les mêmes fossiles stratigraphiques ont le même âge.

Si deux strates ont même lithologie et même contenu en fossiles stratigraphiques, elles sont dîtes synchrones. Si elles ont le même lithofaciès mais un contenu en fossiles différent, elles sont dîtes diachrones.

Une espèce fossile se caractérise par des critères morphologiques : c’est une trace d’être vivant ancien (empreinte ou squelette) conservée dans les roches sédimentaires. Un fossile stratigraphique est une espèce à durée de vie courte à l’échelle des temps géologiques et à grande extension géographique généralement marine.

On établit ainsi un calendrier ou échelle stratigraphique  dont le découpage repose sur deux types d’arguments :

-         les lacunes de sédimentation : une absence de sédimentation se traduit par une surface durcie et par une absence de terrains d’un âge donné. Les lacunes permettent d’établir des coupures.

-         L’apparition ou la disparition de groupes fossiles permet aussi d’établir des coupures. Les crises biologiques permettent d’établir des coupures d’ordre supérieur.

Les macro- fossiles sont visibles à l’œil nu.

Les micro- fossiles ont une taille de l’ordre du mm.

Ex : les foraminifères  ( comme les Globotruncanidés ci - dessous) sont des protozoaires surtout marins qui s’entourent d’un test chitinoïde ou calcaire facilement conservé dans les sédiments, 30 000 espèces ont été identifiées.  

Les nanno - fossiles ont une taille inférieure à 50 µm.

Ex : les coccolithophoridés sont des algues unicellulaires planctoniques.

L’ intérêt des deux derniers en biostratigraphie réside dans le fait qu’ils sont plus abondants dans les roches sédimentaires que les macrofossiles, qu’ils sont diversifiés  et qu’ils ont une très large répartition géographique. Ce sont de meilleurs fossiles stratigraphiques.

On appelle horizon biostratigraphique une  ou plusieurs strates de terrains caractérisées par une espèce type appelée marqueur ou indice de zone. C’est le plus fin découpage des terrains et donc du temps qui correspond à une biozone. La liste de ces espèces types successives ou standards est établie en rassemblant de très nombreuses données à l’échelle mondiale.

Des corrélations à l’échelle mondiale ont permis d’établir le découpage officiel du temps en géologie.