NOTIONS GENERALE DE STRATIGRAPHIE

   I.    HISTORIQUE

 L’histoire de notre planète se lit dans les dépôts sédimentaires qui se sont superposés sous la forme de couches ou strates successives. L’étude de ces strates est la stratigraphie.

Le premier qui constate que les sédiments se déposent horizontalement les uns sur les autres, est l’anatomiste et géologue danois Nicolas Sténon (*1631, Copenhague – …1687, Schwerin). En 1667, dans son ouvrage Canis Carchariae, il met en lumière le phénomène de sédimentation et donc la notion de strate. En 1669, dans son ouvrage  Prodromus,  il énonce, en conséquence de cette conception, les trois premiers principes de la stratigraphie, de superposition, de continuité, et d’horizontalité originelle du dépôt des strates. Par l’étude approfondie des couches sédimentaires et des fossiles, il prouve ainsi qu’il est possible de reconstituer l’histoire géologique d’une région.

Par contre, Goethe (au XVIIIe siècle, il était de bon ton de s’intéresser à la science et à l’exploration de la nature, Goethe ne faisait donc pas exception) et son conseiller, le célèbre professeur Werner de Freiberg, croyaient encore en 1800 que toutes les roches, même les granites qui sont des roches magmatiques, étaient des roches sédimentaires.

Le véritable fondateur de la stratigraphie est le géologue anglais William Smith (*23-03-1769, Churchill, Oxfordshire – …28-08-1839, Northampton). Il est considéré comme le père de la géologique britannique. Son plus célèbre travail est The Great Map, une carte géologique détaillée de l’Angleterre, du Pays de Galles et d’une partie de l’Ecosse. Alors qu’il observe les strates, il réalise que les couches se trouvent dans les mêmes positions relatives. De plus il constate que chaque couche peut être identifiée par les fossiles qu’elle contient. Ceci permet à Smith d’établir une hypothèse sur la succession de la faune qu’il peut commencer à vérifier : les relations entre les couches et leurs caractéristiques sont-elles identiques dans toute l’Angleterre ? Durant ses voyages, qui lui vaudront le surnom de Strata Smith, il cartographie les emplacements des couches stratigraphiques.

Au début, la stratigraphie se contente d’étudier les strates fossilifères. Ensuite, les géologues s’aperçurent que la plupart des événements géologiques (orogenèse, volcanisme, etc.) survenus dans une région avaient également laissé des traces.

Donc, la succession des couches de l’écorce terrestre joue le rôle d’un enregistreur qui fournit de précieuses archives. Par leur comparaison d’un lieu à un autre, elles permettent de reconstituer l’histoire de notre planète.

Par soucis de clarification et besoin de cataloguer les choses, les géologues ont défini des divisions stratigraphiques basées sur les principales formes de vie à des moments déterminés, pour désigner, soit des laps de temps (unités géochronologiques), soit des formations géologiques (unités chronostratigraphiques).

II.    LES GRANDES DIVISIONS GEOCHRONOLOGIQUES

 L’histoire de notre planète peut se diviser, selon les écoles, en deux ou trois éons. Certains scientifiques, comme H. Kuenen[1] et L.M. Van der Vleck[2] la partagent en :

–        Azoïque, ou éon d’avant la vie sur la Terre ;

–        Cryptozoïque, ou éon de la vie latente ;

–        Phanérozoïque, ou éon de la vie apparente.

D’autres préfèrent se limiter à deux éons

–        le Cryptozoïque, ou vie cachée ;

–        le Phanérozoïque, ou vie évidente.

Le Cryptozoïque est parfois divisé en trois ères :

–        l’Azoïque (sans vie) ;

–        l’Archéozoïque (vie primordiale) ;

–        le Protézoïque (vie très primitive).

Pour certains, Archéozoïque est synonyme de Protézoïque, et Archaïque celui d’Azoïque. Il est très difficile de définir la limite entre les deux premières parties, c’est pourquoi, une majorité de géologues, selon un autre mode de subdivision, ont rassemblé les temps précédant le Phanérozoïque sous le vocable de Précambrien, le Cambrien étant la première période du Phanérozoïque.

Le Phanérozoïque (du grec phaneros, apparent et zôon, être vivant) est également subdivisé en trois ères :

–        le Paléozoïque (vie antique) est l’ère des Poissons par excellence ;

–        le Mésozoïque (vie intermédiaire) correspond à l’ère des Reptiles ;

–        le Cénozoïque (vie récente) communément appelée l’ère des Mammifères.

Le Précambrien recouvre environ les 5/6 des temps géologiques (de -4.500 Ma. à -570 Ma.[3] ). Les terrains précambriens ont longtemps été considérés comme azoïques. Des découvertes plus ou moins récentes ont montré qu’en fait ils contenaient des traces d’activités organiques dont les plus anciennes remontent aux environs de -3.400 Ma.

Le Paléozoïque (du grec palaios, ancien et zôon, être vivant) ou Primaire couvre environ 340 Ma. II se subdivise en six périodes :

–        le Cambrien (-570 à -500 Ma.), période des Invertébrés ; toutes les espèces sont marines. Le terme a été proposé par Segdwick[4] en 1836 et est dérivé du nom latin, Cambria, du Pays de Galles ;

–        l’Ordovicien (-500 à -440 Ma.) ou période des graptolithes (du grec graphein, écrire et lithos, pierre) provient du nom de la tribu des Orovices qui occupait le Nord du Pays de Galles ;

–        le Silurien (-440 à -400 Ma.), période de l’orogenèse calédonienne. Le terme a été proposé par Murchison[5] en 1835 et est dérivé du nom de la tribu des Silures (Pays de Galles);

–        le Dévonien (-400 à -345 Ma.), période de désagrégation des massifs montagneux et de formation des déserts. II voit l’apparition des premiers Vertébrés. Provient du nom du comté de Devon (Devonshire dans le S-W de l’Angleterre) ;

–        le Carbonifère (-345 à -280 Ma.), période de la formation des grands gisements de houille et de l’orogenèse hercynienne. Terme proposé en 1882 par Conybeare[6] à cause de la grande fréquence, puissance et extension des charbons fossiles ;

–        le Permien (-280 à -230 Ma.), période de glaciations. Défini en 1841 par Murchison en allusion à la ville de Perm (Russie centrale).

Le Mésozoïque (du grec méso, moyen et zôon, être vivant) ou Secondaire s’étend sur environ 160 m.a. Il est subdivisé en trois périodes :

–        le Trias (-230 à -200 Ma.), période d’érosion et de sédimentation intenses. On assiste à l’épanouissement des Amphibiens. Le terme est proposé par le géologue allemand von Alberti en 1834, car il recouvre trois formations caractéristiques d’Allemagne le Buntsandstein (grès bigarrés), le Muschelkalk (calcaires coquilliers) et le Keuper (marnes irisées) ;

–        le Jurassique (-200 à -140 Ma.), période des Reptiles volants. Proposé par A. de Humbolt[7] en 1795 pour dénommer les terrains du Jura ;

–        le Crétacé (-140 à -65 Ma.), première période de formation du pétrole. Le vocable a été proposé par Omalius d’Halloy[8] en 1822 pour désigner le système de la « craie » (kreide en allemand, Chalk en anglais) qui défini un calcaire blanc, friable, tendre, caractéristique du Bassin parisien.

Le Cénozoïque (du grec kainos, récent et zôon, être vivant) ou Tertiaire s’étend seulement sur 60 m.a. Cette ère est distinguée en 1807 par A. Brongniart[9] pour grouper les terrains plus récents que la craie. Son début est marqué par la disparition de très nombreuses espèces dont les Dinosaures. Le Tertiaire est également caractérisé par l’orogenèse alpine; il se subdivise en deux périodes :

–        le Paléogène (-65 à -25 Ma.) qui est marqué par une abondance de Nummulites (d’où parfois appelé Nummulitique). Le nom est dû à Naumann[10] (1860) pour regrouper l’Eocène et l’Oligocène ;

–        le Néogène (-25 à -2 Ma.) défini par Hoernes[11] (1853) pour regrouper le Miocène et le Pliocène.

Le Néozoïque (du grec nios, nouveau et zôon, être vivant) ou Quaternaire fut disjoint du Tertiaire en 1829 par J. Desnoyers[12] pour remplacer le Diluvium, terme faisant allusion au déluge biblique. Il débute en -2 m.a. et se poursuit de nos jours. C’est la période qui vit l’extension de la calotte glaciaire et l’apparition de l’homme.

Un moyen mnémotechnique pour retrouver les systèmes et séries….?

Pour l’ère Primaire :

ou Cambronne, l’ordurier, s’il eut été dévôt, n’aurait pas carbonisé son père.

(Cambrien, Ordovicien, Silurien, Dévonien, Carbonifère, Permien)

Pour l’ère Secondaire

Sers nous trois Jupiler, Christine !

(Trias, Jurassique, Crétacé)

Pour l’ère Tertiaire :

Les Pales de l’éolienne d’Oléron miaulent et plient

(Paléocène, Eocène, Oligocène, Miocène, Pliocène)

Les glaciations du Quaternaire :

Bonne de gare, Marie rince les wagons

(Biber, Donnau, Günz, Mindel, Rizz, Würm )

Pour l’ensemble :

Prends cet or si siré car, penses-tu, je change plomb en or, mais pas par habitude.
(Précambrien, Cambrien, Ordovicien, Silurien, Dévonien, Carbonifère, Permien, Trias, Jurassique, Crétacé, Paléocène, Eocène, Oligocène, Miocène, Pliocène, Pléistocène, Holocène).

Fig. 1- Tableau simplifié des ères géologiques

Il est à remarquer que la limite entre les ères et certaines périodes correspond à des extinctions massives de d’espèces et de familles d’organismes vivants. Ainsi, cinq grandes extinctions ont été définies :

  • Fin de l’Ordovicien (440 millions d’années)
  • Fin du Dévonien (365 millions d’années)
  • Fin du Permien (225 millions d’années)
  • Fin du Triassique (210 millions d’années)
  • Fin du Crétacé (65 millions d’années)

Le dénominateur commun des grandes extinctions est la baisse du niveau des mers, appelée « régression marine ». Celui-ci peut baisser pour différentes raisons : une grande glaciation polaire, un changement dans la configuration des océans (tectonique de plaques, subsidence des continents, etc.).

D’autres facteurs peuvent également être la cause des extinctions. Ainsi, sur 24 extinctions, grandes et petites, six sont associées à d’irréfutables preuves d’impact. Six autres sont associées à des anomalies d’iridium. De la même manière, il y a corrélation entre cratère d’impact dépassant 80 Km de taille et extinctions. Les chercheurs en ont donc conclu que les cratères d’impact deviennent dévastateurs à partir de 80 Km d’envergure. Par contre, les éruptions volcaniques importantes qui coïncident avec les extinctions de masse semblent aggraver le processus mais n’en sont pas la cause directe.

Prenons comme exemple, l’extinction de la fin du Permien. Cette catastrophe a éliminé plus de 95% des espèces marines et terrestres. Cette période a coïncidé avec le moment où tous les continents sont entrés en coalescence, suite à la dérive de ces derniers: La Pangée est née. Il y a eu donc réduction de l’habitat disponible dans les eaux peu profondes. Les plateaux continentaux se sont retrouvés à l’air libre et desséchés. L’oxygène atmosphérique a connu une chute spectaculaire qui a affectée les animaux terrestres. Puis le niveau des mers est remonté brutalement. Le processus inverse a réduit l’habitat terrestre ainsi que l’oxygène dans les mers. On peut, pour reprendre l’expression de Wignall, parler de mort par étouffement des espèces. Par contre, l’extinction qui marque la limite K/T (65 Ma.) correspond à l’action combinée d’un volcanisme intense sur plusieurs milliers d’années qui a donné naissance aux traps du Deccan en Indes et à la percussion d’un astéroïde au Yucatan, coup de grâce final entraînant la disparition des dinosaures et des ammonites, entre autre.

Fig. 2 – Echelles des temps géologiques montrant les principales extinctions survenues durant le Phanérozoïque

III.   PRINCIPE DE  stratigraphie

1.  Les strates et leur analyse

Les dépôts sédimentaires qui forment les strates comportent :

—  des sédiments détritiques (clastiques), formés par l’accumulation de débris solides résultant de l’érosion, transportés par les cours d’eau ou les courants marins et qui se déposent sur le fond des bassins dont l’eau est relativement tranquille (conglomérats, sables) ;

—  des sédiments chimiques résultat d’une précipitation dans les eaux saturées (sel, gypse) ;

—  des roches organogènes (biochimiques) formées par l’activité sécrétrice de certains animaux ou de certains végétaux ;

—  d’autres dépôts stratifiés autres que sédimentaires, essentiellement d’origine volcanique (cendres).

2.  Les principes ou critères généraux

Les principes de la stratigraphie sont en nombre variable selon les auteurs. Ces principes sont d’une part des postulats, qu’il faut vérifier par l’observation, et d’autre part des relations géométriques entre les formations géologiques étudiées. Les deux principes qui semblent unanimement acceptés sont le principe de continuité et le principe de superposition.

a.    Le principe de continuité

Une strate est un ensemble sédimentaire ou volcanique délimité par deux surfaces plus ou moins parallèles, la base et le sommet, que l’on nomme « plancher » et « toit », en adoptant le langage des mineurs, qui correspondent à des discontinuités ou à des changements de composition.

Elle est définie par un faciès donné de même âge en tous ses points. Cela permet de faire des corrélations à distance.

 

 Fig. 3 – Exemple de corrélations à distance, par comparaison d’échantillons de la même roche.

 

b.      Le principe de superposition

La succession des strates dans un lieu donné est le résultat de leur dépôt en couches horizontales successives.

Dans cet exemple, la strate 1 est située sous la strate 2 et est donc plus âgée. De même, 2 est plus ancienne que 3.

Fig. 4 – Principe de superposition

 

Le principe de superposition peut s’énoncer ainsi : lorsque des sédiments se déposent, ou qu’il y a une succession de coulées volcaniques, la strate située le plus bas sera plus vieille que celle qui se trouve au-dessus.

Cependant, il existe de nombreux cas, ou les strates horizontales ont subi des perturbations d’ordre tectonique et le principe de superposition ne joue plus. C’est pourquoi, avant d’appliquer ce principe, le géologue doit rechercher si l’empilement des strates a été modifié par un accident tectonique (notamment grâce aux critères de polarité).

      

Par exemple, en cas de plissement inverse, les couches 1 et 2 se retrouvent à différents niveaux de la colonne lithostratigraphique. A, B, C et D sont dans l’ordre chronologique de leur dépôt. E, F et G sont en ordre inverse. H et I retrouvent l’ordre chronologique normal.

         

Fig. 5 – Plissement inverse

 

c.      Le principe de polarité

La détermination du « toit » et du « mur » d’une couche n’est pas toujours aisée. Il est parfois difficile de reconnaître le plan de stratification. C’est le cas, lorsque l’on rencontre une schistosité parallèle à un plan différent de celui du dépôt, due à des actions tectoniques. On recherche alors d’autres critères : pistes ou terriers d’animaux, racines, effets de lithophages, stratification entrecroisée (dans laquelle les lits sécants sont postérieurs aux lits coupés), etc.

Fig. 6 – Schistosité. So : stratification – S1 : schistosité – 1 : schistosité de plan axial dans un pli déversé. La schistosité a un pendage plus fort que la stratification dans le flanc normal et c’est le contraire dans le flanc inverse. Cela permet de les reconnaître sur de petits affleurements (2 et 3).

   

Fig. 7 – Stratification entrecroisée. Vue en coupe (1 m env. de haut) dans des bancs gréseux et conglomératiques (d’après photo. In C. Pomerol, 1975).

                           

d.      Le principe de recoupement

Ce principe intervient, lorsque la géométrie des strates est perturbée par un événement externe : intrusion magmatique, faille, plissement, discordance, érosion.

Dans cet exemple, la faille F affecte les strates 1 et 2 mais pas la strate 3. Elle est donc plus récente que 2 mais plus ancienne que 3

       Fig. 8 – Faille affectant la géométrie des strates

 

L’événement  qui provoque un changement dans la géométrie des roches est postérieur à la dernière strate qu’il affecte et antérieur à la première strate non affectée.

Tout événement géologique qui en recoupe un autre lui est postérieur.

Lorsque des couches horizontales reposent sur des couches plissées, on a une zone de contact anormale entre ces deux ensembles : on parle de discordance angulaire. Cela indique qu’il y a eu plissement puis érosion.

Fig. 9 – Discordance angulaire

e.        Le principe d’inclusion

Les morceaux de roche inclus dans une autre couche sont plus anciens que leur contenant.

f.         Le principe d’uniformitarisme

L’uniformitarisme, ou actualisme, est un des principes de base la géologie moderne. Il postule que les processus qui se sont exercés dans le passé lointain s’exercent encore de nos jours. Ce principe s’oppose au catastrophisme selon lequel les caractéristiques de la surface terrestre sont apparues soudainement dans le passé à partir de processus radicalement différents de ceux existant aujourd’hui. L’uniformitarisme a d’abord été formulé par le géologue écossais James Hutton (*03-06-1726 – …26-03-1797), puis plus largement répandu par le scientifique britannique John Playfair (*10-03-1748 – …20-07-1819) et le géologue britannique Charles Lyell (*14-11-1797 – …22-02-1875).

g.        Le principe d’identité paléontologique

Deux couches ayant les mêmes fossiles sont considérées comme ayant le même âge. Ce principe n’est pas lié aux rapports géométriques entre les couches, mais à la paléontologie ; il se base sur l’existence de fossiles stratigraphiques. Il permet de corréler des séries sédimentaires de régions éloignées

 Fig. 10 – Exemple d’identité paléontologique

Ces principes souffrent de nombreux contre-exemples et doivent être validés par l’observation de la situation étudiée. Ils sont néanmoins des points de départ utilisés par tous les géologues dans une situation inconnue

 

IV.     Differents types de stratigraphie

Lorsque le géologue se trouve en face d’un affleurement observable, par exemple la coupe dans un talus d’une route ou dans une tranchée de chemin de fer ou dans une carrière, il doit décrire les différentes couches qu’il découvre, les échantillonnées et mesurer leur caractéristiques, épaisseur, direction, pendage (notions sur lesquelles nous reviendrons lors d’un prochain cours). A partir de ses observations, il établit une colonne stratigraphique (un « log ») dans laquelle, les différentes couches, remises à l’horizontale, sont représentées avec leur épaisseur.

 Fig. 11 – Exemple de transformation d’une coupe de terrain en log

Sa démarche consiste à :

1° – Décrire le contenu lithologique des couches : la lithostratigraphie, c’est-à-dire l’étude des empilements sédimentaires d’un point de vue géométrique et pétrographique.

 

Les divisions lithostratigraphiques ainsi définie sont fondées sur les différences de nature entre les couches (faciès), indépendamment de leur contenu en fossiles, et la discontinuité entre celles-ci, selon la loi de Walter, à savoir que les strates se superposent en se développant simultanément d’amont vers l’aval, dans le sens du courant. La plus petite division est la couche (ou assise) ; plusieurs couches constituent une formation, plusieurs formations un groupe. Ces divisions sont rarement en corrélation avec le découpage biostratigraphique. La lithostratigraphie est, de ce fait, essentiellement un outil de corrélation régionale, qui s’avère utile pour préciser les évolutions dynamiques des paléo-environnements[13].

Fig. 12 – Exemple de relevé lithologique. La Formation 3 comprend un niveau riche en roches nodulaires calcaires, ce qui justifie l’individualisation de ce dernier en tant que membre. Les Formations 2, 3 et 4 pourraient constituer un groupe sur base de leur composition calcaire (la marne est une argile calcaire).

 

2° – Décrire les fossiles que les couches contiennent : la biostratigraphie, (faune et flore relatives à un temps). Celle-ci est basée sur le principe d’irréversibilité du mécanisme d’évolution des espèces au cours des temps géologiques. Elle utilise la paléontologie pour déterminer une chronologie relative, c’est-à-dire la succession de l’apparition des espèces.

Les divisions biostratigraphiques sont fondées sur le contenu en fossiles. La division de base est la biozone, unité fondamentale définie par un ou plusieurs fossiles caractéristiques ou fossiles-guides. Ces fossiles doivent avoir une très large répartition géographique (mondiale, de préférence) et une très courte durée d’existence. Pour le Paléozoïque, on se base sur les trilobites et les graptolites, pour le Mésozoïque ce sont les ammonites, bélemnites et oursins, et pour le Cénozoïque les gastéropodes et, plus rarement, les dents de squales. Actuellement on utilise plutôt des microfossiles, seulement observables au microscope, comme les conodontes (dents microscopiques d’un animal primitif encore peu connu), les foraminifères (unicellulaire à coquille dure), les radiolaires (algues siliceuses), les acritarches (organismes microscopiques de classification incertaines) et les spores des végétaux supérieurs. Dans le Dévonien belge, l’étage Giventien est caractérisé par « Stringocephalus burtini » et le Couvinien par « Calciola sandalina ».

Les biozones représentent des intervalles corrélables dans des faciès lithologiques éventuellement hétérogènes. On parlera de « zones à … » et on établira des corrélations de zones fossilifères. Ces zones de terrains sont rapportées à des chronozones théoriques, c’est-à-dire que l’ensemble des couches d’une « zone à A » est considéré s’être déposé entre l’apparition d’une espèce indice A et sa disparition, même si certaines couches intermédiaires peuvent ne pas contenir d’individus de l’espèce A, en raison de variations paléoenvironnementales, d’un biais d’échantillonnage sur le terrain (manque de chance…) ou autres raisons.

Fig. 15 – Radiolaires – 1 : Spumellaire – 2 : Nassellaire (in J. Piveteau

Fig. 17- Exemple de corrélation lithostratigraphie et biostratigraphique. En analysant la répartition de quelques fossiles présents dans les roches de la colonne lithostratigraphique, les biostratigraphes ont pu définir 7 biozones.

 

 3° –  Définir les intervalles de temps : la chronostratigraphie.

Les divisions chronostratigraphiques sont caractérisées par des ensembles de couches auxquelles on fait correspondre des intervalles de temps (divisions géochronologiques). Leur succession a été vue au chapitre II. Les techniques modernes de datation permettent de donner un âge absolu plus ou moins précis à ces divisions. La division de base est l’étage, défini par un affleurement type qui sert en quelque sorte d’étalon et que l’on nomme stratotype. Le nom de l’étage est le plus souvent dérivé de celui d’un lieu géographique ou historique, actuel ou ancien, auquel on ajoute le suffixe –en ou –ien (en anglais –an ou –ian ). Ce lieu est généralement, mais pas obligatoirement, celui où se trouve le stratotype.

Plusieurs étages forment une série ou époque. Plusieurs séries forment unsystèmeoupériode. Plusieurs systèmes forment un erathème ou ère. Plusieurs érathèmes forment un éonothème (équivalent géochronologique : èon ).

Tous les noms correspondant à ces divisions doivent commencer par une majuscule, sauf s’ils sont utilisés comme adjectifs (ex : le Tournaisien , les sables bruxelliens ).

 

Un certain nombre d’étages stratigraphiques ont été définis en Belgique, surtout dans le Paléozoïque :

— le Gedinnien (de Gedinne), défini par A. Dumont en 1848. Cet étage correspond dans cette région au début du cycle dévonien. Cependant dans le reste de l’Europe, on a pu établir sa correspondance avec le Downtonien supérieur (Pays de Galles) et le Lochkovien (Bohème), placés dans le Silurien.

— le Frasnien (de Frasnes-lez-Couvin), un étage du Dévonien, établi par J.B. d’Omalius d’Halloy en 1862 ;

— le Famennien (de la Famenne), proposé en 1855 par A. Dumont avec pour type la Famenne. Pour Dumont, il désigne l’étage inférieur quartzo-schisteux du système condrusien qu’il avait créé en 1848 ;

— le Tournaisien, premier étage du Carbonifère défini par A. Dumont en 1832 dans la région de Tournai ;

— le Dinantien, époque couvrant la première partie du Carbonifère européen, nommée d’après la ville de Dinant par E. Munier-Chalmas et A. de Lapparent en 1893. Cette époque est subdivisée en deux étages, le Viséen et le Tournaisien. Le Dinantien est spécifique à la stratigraphie européenne, dont l’usage est partiellement abandonné. Elle est actuellement incluse par la Commission internationale de stratigraphie dans la base du Mississippien qui recouvre le Dinantien et le Serpukhovien ;

— le Viséen, étage du Carbonifère, sous-étage du Dinantien, défini en 1832 par A. Dumont à Visée ;

— le Namurien, premier étage du Carbonifère supérieur, établi par J.C. Purves en 1883, à Namur ;

— l’Yprésien, étage de l’Eocène inférieur défini en 1849 par A. Dumont à partir de l’argile d’Ypres et des sables à Nummulites planulatus qui les couronnent.

L’équivalent géochronologique de l’étage est l’âge dont la durée, en moyenne, est de 5 à 6 millions d’années.

Unités

Géochronologiques Chronostratigraphiques Lithostratigraphiques Biostratigraphiques
Eon Eonothème  
   Ere     Erathème     Groupe
      Période         Système        Formation
        Epoque             Série           Membre
          Age                 Etage                Couche
             Chronozone                     Chron*                   Biozone

Tableau 1 – Equivalence entre les types de stratigraphie

* Le Chron correspond à la durée d’un biozone.

 Fig. 18 – A l’aide des biozones précédemment définies (fig. 16), 5 étages ont pu être délimités en se référant à une échelle chronostratigraphique internationale.


Il existe d’autres échelles stratigraphiques que nous ne développerons pas ici :

a) La magnétostratigraphie qui utilise les propriétés de certains métaux: Fe, Ni; Co, FeTiO3, d’enregistrer les caractéristiques du champ magnétique terrestre.

c) La sismostratigraphie qui analyse la propagation d’ondes engendrées par des explosions, chocs ou ultrasons dans les couches superficielles de l’écorce terrestre et à la surface de la mer.

En conclusion, l’établissement de l’échelle stratigraphique résulte du travail de milliers de géologues depuis 180 ans environ. La connaissance régionale fut et demeure la base de la chronologie relative; Trente années ont suffit pour développer la base de la chronologie absolue. Il est remarquable qu’elle n’ait bouleversé aucune des divisions précédemment définies par les stratigraphes.

Fig. 19 – Echelle stratigraphique de Belgique

V.      CHRONOLOGIE
Pour repérer un événement passé, on cherche à le situer par rapport à un autre, ou à en indiquer la date. Pour cela le géologue dispose de deux processus :

–        chronologie relative. La datation relative regroupe l’ensemble des méthodes de datation permettant d’ordonner chronologiquement des événements géologiques ou biologiques, les uns par rapport aux autres. Exemple : les mammifères sont apparus après les reptiles. Ces méthodes de datation font appel aux procédés que nous avons décrits précédemment.

–        chronologie  absolue, ou géochronologie. La datation absolue, comme le terme le dit, cherche à déterminer une date  précise (fonction de la précision de la méthode utilisée) en fonction d’une échelle des temps,  sur base de méthodes physiques. Parmi celles-ci, la radiochronologie. Les méthodes les plus courantes sont : Uranium / Plomb, Rubidium / Strontium (jusqu’à 3.850 MA), Potatium / Argon (de 1 à 100 MA), Carbone 12 et 14 (de 100 à 100.000 ans). Par exemple, les mammifères sont apparus il y a 200 millions d’années.

La chronologie pourrait faire l’objet d’un cours séparé.

VI.       BIBLIOGRAPHIE

 

Deflandre Georges (1967) – La vie créatrice de roches, Presses Universitaires de France, coll. « Que sais-je ? », N°20. (pour la fig. 4).

Fischer Jean-Claude (1986) – La géologie, MA éditions, « Le Monde de… », Paris.

Foucault A., Raoult J.-F. (1980) – Dictionnaire de géologie, Masson, Paris.

Raup David M. (1993) – De l’extinction des espèces, Gallimard, NRF essais (pour la fig. 2).

Six Robert (1993) – Les grandes étapes de la conquête de la biosphère, non publié.

Termier Henri & Geneviève (1992) – Stratigraphie, in Encyclopaedia Universalis, Corpus 21, Encyclopaedia Universalis France S.A.

Van der Vlerk I.M., Kuenen P.H. (1951) – L’Histoire de la Terre des origines jusqu’à l’homme, Marabout Université.

Sources internet :

http://home.scarlet.be/~tsc87009/geologie/strat_1.htm

http://www.cmpb.net/fr/stratbelg.php

http://www.universalis.fr/corpus-encyclopedie/130/h980801/encyclopedie/gedinnien.htm

http://fr.wikipedia.org/wiki/Dinantien

http://www.dinosoria.com/cinq.htm


[1]     E Kuenen, professeur de géologie l’université de Groningen, docteur «honoris causa» de l’Université de Dublin, membre de l’Acadéinie royale des sciences des Pays-Bas.

[2]     L.M. Van der Vleck, professeur de paléontologie l’Université de Leyde, directeur du Musée national néerlandais de géologie et paléontologie, membre de l’Académie royale des sciences des Pays-Bas.

[3]     Ma. = millions d’années (d’après « Géoécriture ou l’art d’écrire la géologie », Louis Davis, BRGM, 1984).

[4]     Adam Sedgwick (*22-03-1785, Dent -comté de Yorkshire – …27-01-1873) est un des fondateurs de la géologie moderne. Il a étudié les couches géologiques composant le Dévonien puis plus tard celles du Cambrien.

[5]    Sir Roderick Impey Murchison (*19-02-1792, Tarradale,  – …22-10-1871) est un géologue britannique qui a fourni la première description du Silurien.

 [6]    William Daniel Conybeare (*7-06-1787 – …12-08-1857) est un géologue et paléontologiste britannique.

 [7]   Alexander von Humboldt (*14-09-1739 – …06-05-1859) est un naturaliste et explorateur allemand.

 [8]    Jean-Baptiste-Julien d’Omalius d’Halloy (*16-02-1783, Liège – …15-01-1875) fut le premier réalisateur d’une carte géologique de France.

 [9]    Alexandre Brogniart (*1770 – …1847) : minéralogiste, géologue, zoologiste et paléontologue français.

 [10]  Karl Friedrich Naumann (*30-05-1797 – …26-11-1873) est un géologue allemand.

 [11]   Rudolf Hoernes (*7-10-1850 – …1912) est géologue et un paléontologue autrichien.

 [12]  Jules Pierre François Stanislas Desnoyers (*8-10-1800 – …1887) est un géologue, archéologue et historien français, membre fondateur de la Société géologique de France.

 [13]   Paléoenvironnement : ensemble des caractères physico-chimiques et biologiques des milieux du passé.

Catégories : Géologie | Un commentaire

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Une réflexion sur “NOTIONS GENERALE DE STRATIGRAPHIE

  1. Paolo

    Bonjour et merci pour votre article.
    Je l’ai lu et j’ai une question à propos de la Figure 11 concernant le log stratigraphique et la coupe géologique: Je comprends pas par quelle méthodologie vous représentez la coupe géologique à partir du log de cette manière. Merci de m’en dire plus svp…

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