Problème — Reconstitution complète d'une histoire géologique

À la recherche du passé géologique de notre planète · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Problème — Reconstitution complète d'une histoire géologique.

Sur un affleurement, on observe de bas en haut : un socle granitique $S$ , surmonté en discordance par une série sédimentaire formée d'un conglomérat $C g$ (contenant des galets de granite identiques à $S$ ), puis d'un calcaire $C a$ riche en ammonites de l'espèce X, enfin d'une marne $M$ . Une faille $F$ décale l'ensemble $S$ , $C g$ et $C a$ , mais pas $M$ . Reconstituez l'histoire et indiquez comment dater chaque grand événement.

Corrigé

1. Chronologie relative.

Le granite $S$ est le plus ancien : ses galets se retrouvent inclus dans $C g$ (principe d'inclusion), donc $S$ existait avant le dépôt de $C g$ . La discordance traduit une phase d'érosion du socle.
Le dépôt des sédiments suit l'ordre $C g \to C a \to M$ (principe de superposition).
La faille $F$ recoupe $S$ , $C g$ et $C a$ mais pas $M$ : par recoupement, elle est postérieure à $C a$ et antérieure au dépôt de $M$ .

Histoire : formation de $S$ $\to$ érosion $\to$ dépôt de $C g$ $\to$ $C a$ $\to$ jeu de la faille $F$ $\to$ dépôt de $M$ .

2. Datation. Le granite $S$ se date par radiochronologie absolue (Rb/Sr ou K/Ar sur ses minéraux). Le calcaire $C a$ se date relativement par ses ammonites X (fossile stratigraphique) qui le rattachent à une biozone précise du Mésozoïque. Le croisement des deux fournit un cadre cohérent : la faille $F$ est nécessairement plus récente que la biozone de X et plus ancienne que la marne $M$ .