Sortie géologique : de Charleville à Givet.

LA DATATION RELATIVE

 

Ceci est le corrigé, les élèves n’ont pas les phrases soulignées et en italique.

Les notions construites sont en rose.


 

1° arrêt : BOGNY : métamorphisme et principe de superposition.

A. Le métamorphisme : minéraux marqueurs.

 

Définition : Le métamorphisme est la transformation d’une roche à l’état solide du fait d’une élévation de température et/ou de pression, avec cristallisation de nouveaux minéraux et acquisition de structures particulières, sous l’influence de conditions physiques et/ou chimiques différentes de celles ayant présidé à la formation de la roche originelle.

 

1) Souligner, dans la définition ci-dessus, ce qui nous pousse à chercher des minéraux marqueurs.

2) Chercher un échantillon de schiste comportant des minéraux marqueurs d’un type de métamorphisme : des lamelles hexagonales de chloritoïdes d’aspect doré.

 

 

I

Diagrammes représentant certaines caractéristiques du métamorphisme en fonction de la pression P et de la température T (mêmes échelles P et T sur I et II).                         

I. Champs des principaux faciès minéraux du métamorphisme.

II. Types de métamorphisme.

1 : conditions non réalisées dans la nature – 2 : métamorphisme dynamique – Dans le métamorphisme régional, la zone hachurée entre A et B correspond à un gradient géothermique normal ; les courbes aa et bb limitent approximativement de haut en bas les métamorphismes dits de haute pression (HP), de pression intermédiaire, de basse pression (BP). – γ1 : début de la fusion (solidus), en allant vers la droite du diagramme, du granite en présence de vapeur d’eau saturante – γ2 : début de la fusion du granite en l’absence de vapeur d’eau – β1 et β2 : courbes équivalentes pour le basalte.

 

D’après le Dictionnaire de géologie. Foucault et Raoult.

 

II

 

2) Hachurer, sur le diagramme I, la zone correspondant à notre roche c'est-à-dire le faciès schiste vert.

 

3) Positionner ce faciès sur le diagramme II.

 

4) Déterminer graphiquement :

  • le type précis de métamorphisme à l’origine de cette roche :

 

Métamorphisme régional haute ou moyenne pression, basse température

 

  • la profondeur de la transformation de la roche originelle :

 

de 5 à 25 km de profondeur

 

 

5) En déduire une hypothèse concernant l’affleurement actuel de ce schiste.

 

L’érosion a été importante pour dégager au moins 5ooo m de terrains (les débris vont se retrouver dans la mer II = soupe pour l’orogenèse alpine)

Les roches résistent plus ou moins à l’érosion (ici poudingue plus résistant è promontoire), en face les 4 fils Aymon Quartzite (devillien) résistent mieux à l’érosion que les schistes.

 

Notion : après la collision, la chaîne de montagnes est le lieu d’une évolution tardive : érosion en surface et fusion partielle en profondeur.


B. La roche fendue : datation relative.

 

1)      Principe de superposition.

 

Définition : toute couche sédimentaire est plus récente que celle qu’elle recouvre.

 

2)      La discordance.

Une discordance est une discontinuité caractérisant la limite entre une strate d’une roche sédimentaire et les couches plus anciennes plissées ou déformées et souvent érodées sur lesquelles elle repose.

 

Une discordance régionale typique exige une succession de phénomènes :

 

Une période de sédimentation.

Une phase tectonique avec plissement (orogenèse)

Une émersion et constitution d’une surface d’érosion.

Une période de sédimentation marine ou continentale ; la surface d’érosion élaborée en 3 est alors devenue une surface de discordance.


2° arrêt : LA ROCHE A 7 HEURES : une chaîne de montagnes.

Reconstitution de l’histoire de l’Ardenne à l’ère primaire.

Coupes Nord-Sud (du Brabant à Charleville)

La chaîne montagneuse de l’Ardenne s’est formée en

150 Ma : de – 445 Ma à - 300 Ma.

 

Quel processus provoque les plissements ?

Les orogenèses càd  phéno aboutissant à la mise en place de reliefs et, plus particulièrement, à la formation des chaînes de montagnes)

 

Quelles sont les conséquences les plus visibles du raccourcissement et de l’épaississement crustal ?

Des plissements, des cassures (failles), du métamorphisme

 

Comment peut-on expliquer l’allure actuelle de la chaîne ?

C’est une chaîne très ancienne, donc fortement érodée.

 

 

 

Comment peut-on expliquer les méandres de la Meuse ?

è La Meuse s’est installée au III sur une zone plane issue de l’érosion, on parle de pénéplaine. Elle a creusé cette pénéplaine en conservant son orientation primitive lors de la remontée de la chaîne de l’Ardenne en contrecoup de la formation des Alpes.

è Des méandres sont des sinuosités arrondies et régulières décrites par un cours d’eau au niveau desquelles on reconnaît :            

                              - la rive concave, lieu d’érosion à berge abrupte ;

                              - la rive convexe à dépôts d’alluvions, pente douce et villages.


3° arrêt : LE RAVIN DE MAIRUPT : principes de continuité latérale et de recoupement.

A. Principe de continuité latérale.

On retrouve ici les mêmes schistes datant du Révinien qu’à Bogny. Distance : ………………….. . Ces roches ont donc le même âge. Def : une même couche a le même âge en tout point.

  1. Principe de recoupement.

Le granite est une roche magmatique formée à partir d’un magma, en profondeur.

Parmi les roches magmatiques, on distingue :

Exemple

Caractéristiques

Mode et vitesse de formation

Lieu de formation

Type de roche magmatique

Granite

Totalement cristallisée

Cristallisation fractionnée d’un magma (lent)

En profondeur

Roche plutonique

Microgranite

Petits cristaux = microlites + phénocristaux de quartz, albite

Cristallisation fractionnée d’un magma (lent puis rapide)

En semi-profondeur : dans des filons

Roche périplutonique

Basalte, andésite

Verre + quelques cristaux

Solidification d’une lave (très rapide)

En surface (à l’air libre ou sous l’eau)

Roche effusive

è Application du principe de recoupement :

Le filon est postérieur aux roches qu’il recoupe.

Sachant que les schistes recoupés datent du Révinien , on en déduit que le filon est postérieur au Cambrien.

Def : tte formation intrusive ou tout accident affectant une formation est postérieur à cette dernière

è La datation absolue a permis de déterminer que le filon date du Frasnien.

Que peut-on penser de cette autre méthode de datation ? Elle est beaucoup plus précise (en fait 125 Ma plus jeune que le Cambrien)

4° arrêt : LE ROCHER DE L’UF : datation relative des terrains.

Sur le croquis, dater les plissements, la faille (préciser les principes utilisés)


5° arrêt : CARRIERE DE VIREUX-MOLHAIN : principe d’identité paléontologique.

Les grauwackes brunes de Hierges (roches sédimentaires détritiques : débris de schistes et ciment) contiennent des fossiles (coquilles de Brachiopodes, Gastéropodes, coraux, traces de fouissage de vers… et même des Trilobites).

Emsien supérieur

Emsien

Des Trilobites : Arthropodes primitifs disparus à la fin de l’ère primaire (très bons fossiles stratigraphiques)

Des organismes constructeurs de récifs : les Tabulés (uniquement fossiles)

Grammysia hamiltonensis. Emsien supérieur.

Des Brachiopodes : les Spirifer (S. arduennensis à droite : Emsien)

Couvinien à Frasnien

 

1)     Chercher ces fossiles et recueillir des échantillons.

 

2)     Que peut-on penser de l’âge de cette couche par

rapport à celle du village de Hierges distant de   km ?            même âge

 

3)                  A quel précédent principe ressemble le principe d’identité paléontologique utilisé ici ?

Pr de continuité, ici c’est le Pr d’identité paléontologique (2 strates contenant les mêmes fossiles stratigraphiques ont le même âge)

Un autre Brachiopode : Atrypa reticularis

 

Un fossile stratigraphique est caractéristique d'une époque géologique délimitée, limitée dans le temps, il permet de dater la roche dans laquelle il se trouve.

Pour être qualifiée de fossile stratigraphique, une espèce doit :

- avoir eu une grande extension géographique (permettant les corrélations),

- avoir existé pendant une courte durée à l'échelle des temps géologiques,

- avoir été abondante (condition nécessaire pour qu'on en retrouve à l'état fossile.

 

Ex : Les ammonites permettent de dater des roches du Jurassique et du Crétacé.

 

à compléter d'après le manuel de Sciences de la Vie et de la Terre, Hatier, 2002, page 287.

La datation relative permet d’ordonner les uns par rapport aux autres des structures (strates, plis, failles, minéraux) et des événements géologiques variés (discordance, sédimentation, intrusion, orogenèse).

La datation relative repose sur les principes de la chronologie relative qui ont permis d’établir l’échelle stratigraphique des temps géologiques. Ces principes sont :

·         superposition (discordances),

  • continuité,
  • recoupement,
  • identité paléontologique.

La chronologie absolue, en donnant accès à l’âge des roches et des fossiles, permet de mesurer les durées des phénomènes géologiques. Elle permet aussi de situer dans le temps l’échelle relative des temps géologiques.


 

 

 

 

 

 

 

Vous la trouverez dans tout bon manuel de TS (lourd quand scanné)

Les temps gEologiqueS

 

 

Si vraiment ils ne sont pas complètement KO, si les profs ont encore un chouia d’énergie, ce en quoi je ne crois guère… on pourrait aussi faire passer les notions sur les chaînes de montagnes, à savoir :

 

Dans les Alpes franco-italiennes affleurent des témoins de marges passives : sédiments, blocs basculés et de croûte océanique non subduite (ophiolites).

Les marges passives sont déformées et témoignent de la collision continentale. La convergence est ici absorbée par la déformation des marges qui se raccourcissent et s’épaississent, conduisant à la formation d’une chaîne de montagnes. Les conséquences les plus visibles du raccourcissement et de l’épaississement de la croûte continentale sont :

- une topographie particulière (des reliefs élevés associés à une racine crustale),
- des plis, des failles et des charriages.

Après la collision, la chaîne de montagnes est le lieu d’une évolution tardive : érosion en surface, fusion partielle en profondeur.