Les principes stratigraphiques

La stratigraphie est la discipline qui s'intersse à l'étude des ages des couches (strates) en exploitant les données et traces (fossiles) conservées au sein des structures géologiques.

On appelle structure géologique toute formation (rocheuse) se présentant sous forme de:

Couche horizontale non déformée
Pli (couche plissée)
Faille (couche fracturée avec déplacement de ses blocs)

L’étude des structures géologiques se fait à deux niveaux:

Identifier sa nature (sédimentaire, volcanique ou métamorphique)de ses blocs): rétablir la paléogéographie
Reconstituer son histoire géologique: La chronologie des évènements géologiques qui ont eu lieu lors de sa formation: reconstituer la paléo-histoire de la région

Afin de recconstituer la paléo-histoire d’une région sédimentaire, la chronologie (datation des évènements géologiques) peut se faire de deux procédés:

La dation absolue: Permet la détermination de l’age de la couche en milliers et millions d’années et qui fait appel aux élémentts radioactifs présents dans la couche étudiée
La datation relative: consiste à déterminer l’age d’une structure géologique relativement aux autres structures et couches en utilisant un certains nombre de principes: Les principes stratigraphiques

Les principes stratigraphiques

Principe de stratification horizontale:

Enoncé: Toute couche séddimentaire sédimente de ffaçon horizontale et garde, ainsi, la meme epaisseur tout au lon de son ettendue

Principe de superposition

Enoncé: "Les particules présentes dans l’eau se déposent sur le fond, en général en une couche horizontale (strate). La strate la plus récente se superpose sur la précédente et la compacte."

Principe de recoupement

Enoncé: "lorsqu’une structure géologique en recoupe une autre, elle est postérieure à celle qu’elle recoupe"

Principe d’inclusion

Enoncé: "lorsqu'un bout de roche est inclus dans une couche d'une autre nature. la formation de cette inclusion est antérieure à la formation de la roche qui l'enferme."

Principe de continuité

Enoncé: "Une même couche a le même âge sur toute son étendue. Deux couches séparées dans l’espace mais limités par les mêmes couches à la base et au sommet sont de même âge"

Principe d’identité paléontologique

Ce principe se base sur la notion de fossile qui est de deux types:

Fossile de faciès:
- Indicateurs des conditions de genèse
- Large étendue temporelle
- Étendue géographique limité
  - Utilité: déterminer la paléogéographie
Fossile stratigraphique :
- Indicateurs du temps de genèse
- Large étendue géographique
- Étendue stratigraphique limité

- - Utilité: déterminer la paléo-histoire

Enoncé: "Deux strates qui possèdent le même contenu paléontologique de fossiles stratigraphiques, sont de même âge."

L’échelle stratigraphique

Quelques concepts stratigraphiques

L'établissement de l'échelle stratigraphique fait appel à quelques concepts géologiques de base, parmi lesquesl:

L’étage : unité de base de l’échelle stratigraphique

L’échelle stratigraphique est l’échelle des temps géologiques subdivisé en intervalles temporels appelés obtenus par les méthodes de datation absolue en utilisant les éléments radioactifs : les isotopes

La plupart des éléments chimiques se trouvent dans la nature soit sous forme stable et sont donc non radioactif (le Carbone 12, Oxygène 16…) alors que leurs isotopes (14C, 18O…) sont instables et ainsi ces atomes devront se désintégrer pour récupérer l’état stable. Lors de cette désintégration, des radiations sont émises : La radioactivité

Chaque isotope a un intervalle de temps durant lequel la radioactivité continue jusqu’à la désintégration de l’ensemble de l’atome : on appelle le temps nécessaire à la désintégration de la moitié d’un atome : La période radioactive

Pour le carbone cette période est de 5730 ans alors qu’elle est de 4,5 milliards d’années pour l'Uranium.

Géo-chronologiquement, l’unité de base de la subdivision géochronologique de l’Age de la terre ; estimé à plus de 4,5 milliards d’années ; est l’étage

La figure suivante présente, de façon simplifiée, cette subdivision géochronologique :

le stratotype :

Le stratotype est le séquence sédimentaire correspondant à l’étage, caractérisé par :

- La simplicité du milieu sédimentaire (bassin marin)

- Absence de déformations tectoniques (plis et failles)

- Richesse en fossiles stratigraphiques (de datation)

- Limites faciles à distinguer (lacunes sédimentaires)

La lacune stratigraphique :

Une lacune stratigraphique est un intervalle de temps caractérisé par l’Interruption de la continuité chronostratigraphique entre deux couches superposées et cette suite à :

L’alternance, de façon cyclique, de la transgression et la régression marine
L’érosion (on parle de lacune d’érosion)

La discordance

Une discordance est une ancienne surface d’érosion séparant un ensemble de strates déformées par l’action de la tectonique, d'un autre ensemble de strates horizontales, qui n'ont pas été affectées par l'évènement tectonique car déposées postérieurement.

On distingue entre deux types de discordances :

La discordance angulaire qui résulte, impérativement, de l’action des forces tectoniques et de l’érosion

- La discordance tabulaire : L’action des forces tectoniques est absente

Le cycle sédimentaire :

Les phénomènes géologiques sont cycliques et cette caractéristique est applicable à la sédimentation qui se fait suivant des cycles appelés : Cycles sédimentaires

Chaque cycle sédimentaire résulte de l’alternance transgression-régression marines

Le cycle sédimentaire représente ainsi la période comprise entre deux régressions successives.

Les deux événements (transgression et régression) sont représentés par des séquences sédimentaires caractéristiques : séquence transgressive et séquence régressive :

La séquence transgressive : Au niveau du log stratigraphique représentatif de la séquence, la granulométrie diminue du bas vers le haut.
La séquence régressive : Dans ce cas la granulométrie des éléments composant les différents sédiments est croissante du bass vers le haut.

Etablissement de l’échelle stratigraphique :

La réalisation de ‘une échelle du temps géologique prend en compte les différents concepts géologiques en relation avec la chronologie en se basant sur l’unité de bas : l’étage

La subdivision du temps géologiques en éon, ère, époque… se fait en fonction des événements majeurs qu’a connu ce globe.

Parmi ces événements majeurs :

La tectonique

Le Maroc a subi différentes tectoniques représentées actuellement par les différentes chaines de montagnes: L'Anti-Atlas, l'Atlas haut et moyen, le rif.

L’orogenèse (formation des chaines de montagne) se fait suivant les étapes suivantes :

Création des bassins sédimentaires : forces tectoniques expansives
Sédimentation et diagenèse : arrêt de la tectonique
Soulèvement : deuxième vague tectonique avec des forces compressives
Érosion

Le caractère cycliques des phénomènes intervenennt dans l'orogenèse a permi d'identifier trois cycles orogéniques au Maroc:

Cycles Précambriens : De -4,6 milliards d’années à -570 Millions d’années (L’Anti-Atlas)
Cycles Calédonien et Hercynien : De -570 M.A à -245 M.A (Hauteurs de faible hauteur, due à l’érosion, au niveau de la Meseta marocaine (à l’est de Khouribga)
Cycle Alpin : À partir de -245 M.A (Atlas moyen et haut, le rif)

Les catastrophes biologiques : L’extinction d’anciennes espèces et l’apparition d’autres

Suivant ce critère on subdivise l’Age de la terre en deux éons essentiels :

Le Cryptozoïque : absence de toute forme de vie représenté par l’ère précambrien
Le Phanérozoïque : apparition et développement des différentes espèces animales et végétales. Cet éon comprend 3 ères :
- Le paléozoïque (Le primaire) : Caractérisé par des fossiles tous éteints
- Le Mésozoïque (le secondaire) : caractérisés par des fossiles éteints et d’autres vivants (ayant des représentant actuels)
- Le Cénozoïque : comprenant le tertiaire et le quaternaire représentés par des fossiles vivants tels que les crocodiles et l’Homme

Echelle stratigraphique (simplifiée)