EXERCICES D’APPLICATION :

Chronologie des événements ayant modelé la région de Clermont-Ferrand.— Mise en place d’un socle cristallin granitique (solidification lente en profondeur d’un magma).— Mise à jour du socle par remontée de cette structure profonde et érosion.— Activité volcanique de l’appareil situé à l’arrière-plan (car sa coulée parait recoupée par la faille).— Phase tectonique d’extension qui fracture le socle et provoque l’effondrement en gradins de la plaine de la Limagne.— Comblement partiel de cette dépression par des dépôts sédimentaires 1.— La rivière Allier dépose une première terrasse alluviale .— Mise en place d’un nouvel appareil volcanique; la coulée de lave recouvre la coulée précédente, descend le rebord faillé de la plaine et recouvre partiellement la terrasse.— L’Allier poursuit son travail d’érosion : l’avant de la coulée est déblayé, le lit est surcreusé (déblaiement de la terrasse précédente et des dépôts 1). Une nouvelle terrasse est déposée.

A propos des AlpillesIdentification des phénomènes:

Strates : sédimentation avec principe de superposition, principe de continuité(Crétacé inférieur et supérieur), milieu marin (calcaire récifal + oursins)

Déformations des strates : plissement dans un contexte de convergenceDiscordance : suppose érosion et donc émersion, régression, sédimentation,

Distinction des milieux continentaux et marinsChronologie des évènements:

- Crétacé inférieur à la base du profil : sédimentation marine- Pli affectant Crétacé inférieur: post sédimentation marine- Discordance Miocène / Crétacé sup. : émersion & érosion

-Dépôt Miocène : sédimentation marine postérieure à l’émersion (retour de la mer).

Question: Grâce à un raisonnement rigoureux, réalisez une datation relative des quatre événements indiqués sur le document et visibles sur la coupe géologique présentée, puis établissez leur chronologie.Les quatre événements à prendre en compte: la faille, la phase de plissement, la surface d’érosion, le dépôt de calcaires et grès. (Citez les principes utilisés lors de votre raisonnement)

Pour placer les quatre événements dans le temps, relativement les uns aux autres, il nous faut utiliser les principes de la datation relative.

La faille (principe de recoupement) (ce n’est pas, à proprement parler un événement, mais le résultat d’un événement tectonique) est postérieure à la formation de tous les terrains, puisqu’elle les recoupe tous.

La phase de plissement (principe de recoupement) est postérieure à la formation des calcaire et grès (qu’elle affecte) mais antérieure à la formation des calcaire et molasse qui reposent en discordance sur les terrains plus plissés anciens.

La surface d’érosion (principe de superposition) est postérieure à la formation des calcaires à rudistes, mais antérieure aux dépôts fluvio-lacustres.

Enfin le dépôt de calcaires et grès (principe de superposition) est antérieur au plissement et à la faille (qui le recoupe). Il recouvre les dépôts fluvio-lacustres (et il leur est donc postérieur) mais est recouvert par le dépôt de calcaires et molasse (il est donc antérieur à ce dépôt).

La chronologie est donc :

Faille [inverse ici, dans un contexte compressif]

[ puis dépôt de la couche de calcaires et molasse]

Plissement

Nouvelle phase sédimentaire, avec, en particulier dépôt des calcaires et grès

Erosion du calcaire marin à rudistes (après émersion)

[Dépôt du calcaire à rudistes, en milieu marin]

1. C1 Quel est le terrain le plus ancien, visible en affleurement sur ce bloc diagramme?

2. d. trangression avec dépôt du miocènec. émersion puis érosionb. plissementa. dépôts crétacé –éocène

3. Discordant (discordance4. Plissement entre la fin du dépôt e3 et le miocène

m : Miocène

e : Eocène

c : Crétacé

Correction :

On peut observer que ce massif a des contacts tranchés avec les roches qui l’entourent (il recoupe les terrains qui l’entourent) : il est donc postérieur à la mise en place de celles-ci.D’autre part, les roches situées à son contact ont subi des transformations liées à sa mise en place; cela confirme qu’elles étaient là avant lui.Le granite est donc d’une âge plus récent que les plus anciennes des roches métamorphisées à savoir le dévonien.

Chronologie des événements géologiques ayant permis la présence en surface du granite de Flamanville— Dépôt en strates des roches sédimentaires.— plissement de ses couches (aspect sinueux des contours des couches) et enfouissement à une profondeur importante.— Injection du pluton granitique dans cette série sédimentaire; ce phénomène se produit nécessairement à grande profondeur.— Transformation par métamorphisme des roches encaissantes sur quelques centaines de mètres autour du pluton magmatique; ces roches sont très transformées au contact du massif granitique (cornéennes), moins transformées à quelque distance (schistes).— Érosion de la région ce qui amène en surface le massif granitique et son auréole de métamorphisme.

Exercice F

L’affleurement du document b. montre une discordance entre deux séries de strates sédimentaires les strates calcaires A sont à peu près horizontales, donc non affectées par le plissement. Elles reposent sur les strates calcaires B très redressées. Le document a. donne les noms d’Ammonites trouvées dans les strates A et B. Il est donc possible, connaissant les niveaux caractéristiques de ces espèces, donnés par le document c., de dater les strates A et B.Les strates A renferment Placenticeras polyopsis, caractéristiques du Santonien, étage du Crétacé supérieur. Les strates B renferment Perisphinctes plicatilis, Perisphinctes bifurcatus et Gregoryceras transversarium, Ammonites caractéristiques de l’Oxfordien, premier étage du Jurassique supérieur. On constate qu’au moins 59 millions d’années (146-87) séparent les deux formations géologiques.Le plissement est donc postérieur à l’Oxfordien, époque à laquelle se sont déposés les sédiments ayant donné naissance aux strates B, et antérieur au Santonien, époque à laque se sont déposés les sédiments à l’origine des strates A. Ceux s’étant déposés sur une surface à peu près plane, une émersion, responsable de l’érosion des strates B redressées, s’est produite après les déformations du Jurassique supérieur, mais avant la transgression du Crétacé supérieur.

Plan possible pour une question de cours sur la chronologie relative :En introduction définir la chronologie relative : elle consiste à situer les évènements les

uns par rapport aux autres : plus jeune que…./ plus vieux que…Présenter le plan : elle s’appuie sur l’étude des relations géométriques entre les terrains

géologiques (méthode physique) ainsi que sur l’étude du contenu fossilifère des roches (méthode paléontologique).

I – La datation grâce à l’étude des relations géométriques entre les terrains géologiques

Le principe de superposition énoncé et schéma

Le principe de continuité latéral énoncé et schéma

Le principe de recoupementdans les séries sédimentaires : énoncé et schémas (cf doc 1, 2 et 3)dans les roches magmatiques : énoncé et schéma

Le principe d’inclusion : un fragment de roche en enclave dans un autre est antérieur à celle-ci. Schéma

II – La datation grâce à l’étude des fossiles

1. Les fossiles et la fossilisation : fossiles :restes ou moulages d’organismes ; fossilisation = phénomène exceptionnel ; renseignements apportés par les fossiles : fossiles de faciès et fossiles stratigraphiques.

2. Les fossiles stratigraphiques Evolution biologique : phénomène irréversible : apparition, disparition, diversification des formes vivantes.Chaque temps géologiques est caractérisé par un assemblage faunistique et floristique qui lui est propre.Les fossiles stratigraphiques permettent de dater les roches :

Existence dans le temps brèveVaste répartition géographiqueAbondance Exemples : trilobites pour l’ère primaire et ammonites pour l’ère secondaire.

Principe d’identité paléontologique

Conclusion : construction d’un calendrier des temps géologiques dans lequel le temps est découpé en unités (ères, systèmes, sous-systèmes) : c’est l’échelle stratigraphique.

Le découpage est basé sur des changements de faunes et/ou de flores intervenus au cours du temps.

Il s’agit d’une échelle relative sans référence à des âges en années et qui ne concerne que les temps fossilifères c'est-à-dire depuis 600 millions d’années.