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Correations stratigraphiques

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Correations stratigraphiques

  • La stratigraphie relative et la stratigraphie absolue permettent d’établir des corrélations entre divers objets géologiques.

     

    1\ La lithostratigraphie.

     

    La lithostratigraphie étudie les caractères lithologiques des ensembles rocheux et de leur organisation.

    Dans cette approche, les fossiles présents sont considérés comme des particules servant à définir les roches (exemple : « calcaire à alvéolines »). Cette stratigraphie constitue le fondement de la géologie descriptive. Elle est à la base des levés de terrain, de la représentation et de la formation de cartes géologiques. La stratigraphie est l’élément de référence de l’histoire géologique, la formation en étant l’unité de base.

    La formation a une histoire géologique régionale. C’est l’unité stratigraphique fondamentale pour décrire et interpréter la géologie d’une région. C’est un paramètre cartographiable.

     

    Les formations s’associent en groupe. Une formation se divise en membres eux-mêmes subdivisés en strates (et/ou en couche).

    La nomenclature est soumise à des lois internationales.

    La formation est caractérisée par des caractères lithologiques particuliers suivis par le nom du lieu où elle est la plus caractéristique.

    Les formations ont des limites non isochrones. On ne retrouve pas tous les membres partout pareil.

    La succession des unités lithostratigraphiques pourra constituer une échelle lithostratigraphique régionale dans une région donnée.

     

    2\ Rythmes et analyses séquentielles.

    Sur ce schéma, on observe une suite de couches concordantes de faciès concordants. Les différentes couches sont reliées les unes aux autres et ont des significations environnementales.  Le grano-classement indique que les dépôts se sont faits dans un milieu où l’énergie varie progressivement. Ces suites de faciès forment une séquence de faciès. Ce n’est pas une superposition quelconque de termes lithologiques mais un ensemble vertical qui montre l’évolution progressive d’un environnement au cours du temps.

    Généralement, les séquences sont délimitées par une discontinuité qui traduit un changement environnemental brutal. Les discontinuités sont observables grave aux surfaces d’érosion ou par des surfaces de non dépôts.

     

    Delfaud, en 1972 a proposé la notion de séquence virtuelle, basée sur la succession la plus simple de tous les termes lithologiques caractéristiques d’un milieu donné et d’une évolution progressive particulière.

     

    Séquence positive : sédimentation détritique à la base, sédimentation chimique au sommet. On passe des plus gros grains aux petits grains.

    Séquence négative : on passe des plus petits grains aux gros grains.

     


    On observe en a une diminution de l’énergie du milieu, caractéristique des dépôts turbiditiques par la gravité (talus et glacis) ; les dépôts se faisant rapidement grâce à des courants. L’épaisseur de la séquence est sans rapport avec le temps. Cette épaisseur dépend de la quantité de matériel mobilisé.

    La répartition théorique verticale et horizontale est appelée « modèle de faciès » et sert pour la reconstitution du paysage et son évolution. La reconstitution va être établie par comparaison des dépôts anciens et actuels.

     

    On observe l’exemple d’un deap-sea-fan.

    La plate forme et le talus sont entaillés par un canyon qui forme ensuite un cône de déjection.

    Le canyon est une zone d’érosion et de transport. Le bas talus est une zone de sédimentation importante. Le chenal défini par le canyon, en arrivant en bas du talus, va donner plusieurs chenaux avec des cônes et des lobes de dépôts.

     

     

    Ici, l’épaisseur des sédiments diminue d’amont en aval. Pour une période de temps équivalente, on a des épaisseurs différentes.

    La répartition latérale de faciès montre :

    -          une zone supérieure (le cône interne) : on trouve des bancs épais, massifs, discontinus à base érosive. Ces bancs sont constitués de blocs et de galets à la base puis de sables à graviers et enfin de sables (granulométrie décroissante en allant vers le haut),

    -          une zone moyenne : les bancs sont moins épais, peu étendus, avec des contacts tranchés, mais moins érosifs. On a un granoclassement mais avec granulométrie moins élevée. On a des sables avec quelques lamines,

    -          une zone inférieure (cône extérieur) : il y a alternance de bancs minces, étendus, réguliers, renfermant des sables et des vases (nombreuses structures laminées).

    è La succession des faciès retrace l’évolution des dépôts. Ils sont grossiers vers le talus et fins dans le bassin. On a donc une diminution d’énergie en allant de l’amont vers l’aval.

     

    L’épaisseur des bancs diminue vers le bassin : strato-décroissante. Si l’on s’éloigne vers le bassin et si le taux de sédimentation est faible, seuls sont mesurables les évènements d’une certaine durée.

     


    On a des empilements de séquences (à deux termes : sables + vases). Les alternances montrent des oscillations du milieu. A, B et C sont des séquences d’ordre supérieur montant l’évolution générale du milieu.

    A gauche, la séquence argile-sable passe à sable-gravier. A droite, on a la même chose sans changement de taille des grains.

    Ces deux successions peuvent se situer dans une même partie du cône (extérieure) mais n’ont pas la même position dans le cône.

     


    Ici, on peut observer sept séquences dont quatre ont des grains croissants (C-U) et les trois supérieures où les grains sont décroissants (F-U).

    Les slumps de glissements sont des dépôts de bas de pente.

    Les dépôts se juxtaposent latéralement et se superposent verticalement. Ici, on trouve des ensembles progradants qui migrent vers le bassin : le comblement peut être du à une chute du niveau marin ou bien à une stagnation de celui-ci.

    Souvent les dépôts se répètent et l’on obtient une répétition des séquences semblables. Le passage de l’une à l’autre peut se faire :

    - progressivement en formant un cycle (cf. le cycle des sédiments).


    - brutalement avec un brutal retour en arrière.

    è On a des séquences rythmiques.

    Delfaud a mis en place les courbes lithologiques pour visualiser les cycles.

     

    Quelque soit le cas, la reconnaissance des séquences se fait par analyse séquentielle. Elle se fait à partir de coupes à la base des affleurements ou par des carottes de sondage. On identifiera alors les faciès et le motif vertical (on aura alors des séquences virtuelles de type local) et on essayera de retrouver ailleurs cette organisation dans la région.


    On a la différenciation de divers faciès et la définition de séquences.

    On a un repérage dans les coupes de deux endroits : on va ainsi pouvoir construire les courbes lithologiques. Au niveau des pics et des ruptures, on pourra trouver des rythmes, les comparer et les corréler.

     

    L’analyse des séquences est performante pour une analyse des le temps des séries sédimentaires. C’est donc un outil de corrélation stratigraphique (explication de phénomènes sédimentaires).

    Cette analyse peut s’utiliser à toutes les échelles. La stratigraphie séquentielle est utilisée sur les bassins.

     

    3\ Biostratigraphie.

     

    L’évolution du monde vivant n’est pas régulière dans les temps géologiques : on a des crises géologiques qui permettent de décrire des surfaces isochrones.

     


    Sur ce document, on observe 3 logs de l’épiderme sédimentaire. On a trois faciès différents, 3 paysages différents s’étant succédés au cours du temps. Les coupures entre les faciès ne sont pas toujours isochrones.

    Les traits verticaux montrent la répartition dans le temps de plusieurs taxons (brachiopodes / graptolites). Le changement de distribution des fossiles peut être du :

    -          aux changements de conditions de la couche elle-même (condition du milieu),

    -          à une migration (conquête d’un milieu favorable),

    -          à une évolution des organismes.

    De 1 à 2, on a un passage en même temps que le changement de faciès : le changement des organismes se fait par changement de paysage.

    De 2 à 3, on est dans un même milieu : c’est une affaire d’évolution. L’apparition d’espèce est un marqueur.

    De 3 à 4, on a la même chose : l’évolution d’un organisme sert de marquer chronologique.

    5 et 6 apparaissent en même temps en B et C, mais, en C, 6 s’arrête dans un même faciès. 6 qui est arrivé par migration forme un repère chronologique. La disparition de 6 sans changement de paysage montre une extinction de l’espèce 6. è On peut ainsi faire des corrélations à l’échelle régionale.

     

    4\ L’efficacité des taxons.


    Les taxons peuvent servir pour de la stratigraphie sur de longues distances. Pour se faire, le taxon doit avoir certaines « qualités » :

    -          il doit évoluer rapidement,

    -          avoir une large répartition géographique,

    -          être facilement récoltable et reconnaissable.

    è Les trois caractéristiques doivent être présentes en même temps !

    On va ainsi pouvoir réaliser une échelle globale de référence.

    Certains groupes, à échelle restreinte permettront de réaliser des corrélations régionales.

     

    La biostratigraphie et l’efficacité des taxons :

    -          les taxons utilisés doivent être des marqueurs globaux (respecter les trois qualités décrites précédemment)  ils servent ainsi à l’échelle globale pour faire des corrélations,

    -          ils peuvent être des marqueurs régionaux et permettre une corrélation régionale ce qui permet de décrire une « province faunistique »,

    -          ils peuvent être des marqueurs chronologiques peu importants et leur utilisation se fera pour des études et descriptions d’environnements.

    Une couche est définie par son contenue faunistique et/ou floristique.

    En général on se base sur plusieurs taxons pour l’étude chronologique.

     

    Comme l’évolution est continue et irréversible, on obtient des échelles coupées en unités biostratigraphiques (biozone : ensemble de couches caractérisées par l’existence d’un ou plusieurs taxon fossiles). Les limites des couches sont données par l’apparition et/ou la disparition de taxon(s). Le passage d’une espèce à une autre peut se faire soit progressivement par anagenèse soit brutalement par cladogenèse.


    On peut observer sur ces schémas plusieurs types de biozones. Les ensembles sont définis par la coexistence d’au moins trois taxons.

    La zone de distribution correspond à la durée de vie du taxon. On parle de distribution concomitante quand il y a coexistence de deux ou trois taxons.

    Une biozone de lignage est un ensemble de couches déterminé par un segment d’une lignée évolutive (changement de zone par changement de caractère). On parlera de zone d’abondance quand il y a épanouissement d’un taxon. Une zone d’intervalle est un intervalle bien marqué, entre deux zones.

    Un enregistrement paléontologique est rare et partiel. On a de grandes différences entre les organismes vivants et ceux à l’état fossile.

    Un enregistrement sédimentaire biologique est discontinu dans l’espace et le temps.

    Il existe toujours une liaison plus ou moins forte entre les sédiments et les fossiles.

     Ceci est source de nombreuses erreurs.

     Les différentes échelles biostratigraphiques ne concordent pas toujours, ce qui crée des distorsions.

     On va devoir utiliser les échelles radiochronologique et paléomagnétique.

    D'apres : http://coursgeologie.com/goto.php?url=goto.php?url=http%3A%2F%2Fbiodeug.com%2Fnew%2Findex.php%3Foption%3Dcom_content%26task%3Dview%26id%3D212%26Itemid%3D70

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