cartes limites
Introduction
La reconstitution de l'histoire de la terre se construit en étudiant la répartition spatiale et l'âge des roches. Le mode de représentation est la carte géologique.
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Le concept des limites d'une carte géologique en terrains sédimentaires
Une carte géologique est la représentation en plan, sur fond topographique, des affleurements de roches ou des zones qui ne sont recouvertes que par une faible épaisseur de formations superficielles dont on ne tient pas compte.
Ce mode de représentation varie selon la nature des roches. Dans le cas des roches magmatiques ou métamorphiques, c'est la nature des roches qui sert à tracer la limite cartographique. A l'opposé dans le cas des roches sédimentaires, c'est l'échelle chronostratigraphique qui est utilisée pour fixer les limites des types de roches (les couleurs). Les unités de base sont normalement les étages. La carte géologique est donc une représentation du découpage du temps et non celle des variations lithologiques. Pour connaître ces dernières il faut se reporter à la notice ou une légende sommaire des cartes.
Se pose ainsi le problème des relations entre lithostratigraphie et biostratigraphie (utilisée en général pour définir les limites d'étages) dans une étude régionale. Il se peut qu'il y est correspondance, et qu'un étage soit doté d'un lithofaciès caractéristique.
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Extrait de la carte géologique de Dieulefit au 1/50 000 (carte obtenue grâce au logiciel Google Earth ) |
Extrait de la légende de la carte géologique |
Sur cette carte il y a par exemple correspondance entre l'étage Valanginien et le lithofaciès constitué de "marnes jaunes" . Mais ce n'est pas la cas général. Sur la même carte on a ainsi représenté un ensemble d'étages sous le terme de "marnes bleues" en raison de l'homogénéité de lithofaciès sur le terrain et de leur importance dans la géomorphologie régionale. Inversement le paysage de cette région est dominé par une barre calcaire appelée barre "thitonique" qui est représentée comme un lithofaciès sur la carte géologique alors qu'elle correspond l'étage Portlandien et à la partie supérieure de l'étage Kimméridgien.
Cet exemple doit nous aider à prendre conscience que la représentation de terrains sédimentaires sur une carte géologiques est d'abord celle du temps à l'aide des unités chronostratigraphiques que sont les étages. Mais selon aussi un choix de l'auteur de mettre en avant la biostratigraphie ou la lithostratigraphie. Les limites ne sont pas toujours celles du temps.
Activités élèves et cartes géologiques au 1/ 50 000ème
Le centre du Bassin Parisien montre un ensemble de formations sédimentaires étudiées et utilisées de longue date par les stratigraphes. Le document suivant est un extrait de la carte géologique à 1/50 000 de L'Isle-Adam (banlieue Nord-Ouest de Paris) et présente les principaux caractères lithologiques et paléontologiques de nombreuses formations sédimentaires observées dans cette région.
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Extrait de la carte de l'isle-d'adam au 1/50 000 (Carte obtenue avec le logiciel Nasa World Wind) |
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g3a. Oligocène supérieur. La "Meulière de Montmorency" couronne les buttes-témoins. Son affleurement est discontinu et en fait se limite surtout a des blocs épars sur les flancs des buttes, mêlés a des dépôts de pente. Certains blocs de meulière portent des empreintes de mollusques: Limnaea cylindrica, L. fabula, L. infiata, Planorbis cornu et des gyrogonites de characées. g2b. Stampien supérieur. Les "Sables de Fontainebleau" forment l'essentiel des buttes-témoins. A leur partie inférieure, les sables sont grossiers et mal classés ils deviennent plus tins et mieux classés vers le sommet. Ils sont quartzeux et micacés. Ils sont blancs, mais très souvent colorés en jaune, ocre ou rouge par les oxydes de fer (contamination par les eaux). Ils peuvent présenter des niveaux grésifiés souvent discontinus. Parmi les fossiles récoltés, on note: Meretrix spiendida, M. incrassata, Pectunculus obovatus, Natica crassatina... g2a. Stampien inférieur. Les niveaux intérieurs de cette tormation sont constitués par des marnes grisâtres (illite, kaolinite et smectite), et des calcaires gréseux ou graveleux, très fossilifères, surtout riches en huitres : Ostrea cyathula et O. Jongirostris. Ces formations contiennent aussi Meretrix splendida, Potamides plicatum, des dents de squales et des ossements de lamantins. gla. Stampien inférieur. Les "Glaises a cyrènes" qui recouvrent le Ludien, forment une assise argileuse, finement feuilletée, brunâtre, avec des niveaux sableux généralement fossilifères et renfermant Cyrena convexa, des spirorbes et des crustacés. e7c. Ludien supérieur. Encore appelées "Marnes bleues", les "Marnes d'Argenteuil" sont peu fossilifères. Elles présentent des intercalations gypseuses. Les "Marnes de Pantin" ou "Marnes Blanches" Sont des marnes calcaires plus ou moins compactes. Elles renferment ostracodes et characées, des Limnaea strigosa, Planorbis lens, des restes de mammifères: Anoplotherium sp., Xiphodon Sp., et une microflore comportant des Pinus, Cedrus, Picea... e7b. Ludien moyen. La série du gypse comprend 3 masses de gypse séparées par des assises marneuses. La "2ème Masse du gypse" est constituée de gypse saccharoïde entrecoupé par des niveaux de gypse"pied-d'alouette". Les bancs de gypse montrent parfois, sur leur face inférieure, des contre-empreintes de ripple-marks. Les"Marnes d'entre deux Masses" comportent des marnes magnésiennes grises et des marnes blanches séparées par des lits d'argiles (sépiolites,attapulgites, accompagnées de smectites). La "1ère Masse du gypse", exploitée, est formée essentiellement de gypse saccharoïde en bancs massifs. C'est dans cette Masse que Cuvier a recueilli une faune célèbre de mammifères : Paleotneilum magnum, Anoplotherium commune, Xiphodon gracile... et des oiseaux : Rallus intermedius. e7a. Ludien inférieur. Ces marnes, jaunâtres, montrent quelques passées fossilitéres, renfermant essentiellement Pholadomya ludensis, Crassatella desmaresti, Corbula aulacophora. ...Les minéraux argileux présents sont `attapulgite et les sépiolites.
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e6b. Marinésien. Des sables renfermant une faune a tendance lagunaire sont surmontés localement par des calcaires marneux qui contiennent Hydrobia tuba, Limnaea, Planorbis... Le calcaire de Saint-Ouen est souvent compact, sublithographique. On y trouve parfois des limnées et des planorbes. e6a. Auversien. À la base, s'observent, dans la vallée de l'Oise (Auvers-sur-Olse), des sables grossiers a stratification entrecroisée, avec de nombreux galets de silex de la craie ou de calcaire lutétien. Les stratifications entrecroisées sont entrecoupées par des dalles gréseuses, identifiées comme des grès de plage. La faune est riche, mais le plus souvent remaniée du Lutétien. Les polypiers sont abondants et les mollusques d'une richesse extraordinaire : 565 espèces ont été identifiées dont Turrîtella sulcitera, Cerithium sp., Ostrea sp....Les sables, vers le sommet, deviennent humifères ils prennent une teinte mauve à noire et présentent de grandes dalles discontinues de grès. Ces grès humifères présentent souvent des traces de racines. Il s'agit là de paléosols postauversiens. e5. Lutétien. Le Lutétien débute par un niveau de sables calcaires glauconieux assez grossiers. Au Nord-Est de la carte, on note la présence, au-dessus des niveaux cuisiens, de la "glauconie grossière", sable à gros grains de quartz et de glauconie, mêlés à des petits galets de silex verdis et renfermant un grand nombre de dents de requins, des lamellibranches (Ostrea, Chama, Crassatella, Venericardia...). Audessus viennent des calcaires sableux, glauconieux et souvent riches en moules de mollusques: Cardfta planicosta, Ostrea Sp., Turitella corinifera, Potamides Sp.... Les bancs renferment en abondance NummWiles laevigatus, d'où le nom de "pierre a liards". Le calcaire à milioles, Lutétien moyen, forme des bancs a grain plus ou moins fin, renfermant encore de la glauconie à la base. La faune est riche en bryozoaires, en mollusques : Potamides lapidum, P. cristatum, Lithocardjum aviculare... mais est surtout caractérisée par l'invasion des miliolidés, accompagnés d'orbitolites (Orbitolites complanatus) et d'alvéolines (Alveolina bosch). Nummulites vanulanus remplace N. laevigatus. Les marnes et caillasses, qui surmontent les calcaires à milioles, correspondent à des alternances de calcaires durs, dolomitiques et de marnes calcarodolomitiques, avec parfois de petits niveaux d'argile magnés ienne. On peut y observer des passées de gypse saccharoïde. La faune, peu abondante, est saumâtre : Corbula anatina, Potamides Iapdum, Cerlthium dendculatum. e4. Cuisien. Il est représenté par des sables généralement non fossilifères, (avec parfois Bicorbula galilcula, Ostrea rarilamella, O. multicostata, Turritella solanderi). Dans l'Est de la carte, ces sables peuvent présenter une stratification entrecroisée. A la partie supérieure des sables, peuvent alors s'observer des blocs de grès-quarizites a grain grossier. Ils sont pris dans un niveau de sables blancs avec lits d'argile brune et débris de lignite. On peut également y trouver des fragments de bois silicifiés. Au-dessus de ces grès, se situe un niveau de sable violacé avec intercalations argileuses ou même d'argile rouge ou verdâtre avec lit de limonite. Ce niveau traduit l'existence d'anciens paléosols. e3. Sparnacien. Il débute par "l'Argile plastique" : c'est une argile bariolée, composée de kaolinite et d'halloysite. Elle est azoique et renferme très fréquemment des cristaux de gypse issus de l'oxydation de marcassites. Elle est entrecoupée de passées ligniteuses. Elle est surmontée par un niveau d'argile noire, les "Fausses glaises" renfermant des passées fossilifères : Cyrena cuneiformis, Ostrea bellovacina. La partie supérieure du Sparnacien est sableuse avec des lits argileux et ligniteux. c6. Campanien. Craie fossilifère, renfermant des bélemnites (Belemnitella mucronata), des brachiopodes (Magas pumilus), des fragments d'échinides.
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Activités élèves :
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Exemple de correction à la question 1
| Formations étudiées | Indices et fossiles | Milieux de sédimentation associés | Variations eustatiques |
| Cuisien |
Sables à : Turitella solanderi Ostrea rarilamella Bicorbula galicula
Lignite, bois silicifiés et traces d'anciens paléosols. |
Bord de mer, zone peu profonde Mer épicontinentale qui envahit le bassin parisien.
Milieu continental emergé. |
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| Lutétien |
Présence de glauconie, argile formée
Présence de Gypse et de faune attestant d'un milieu saumâtre : lagunaire. |
Le milieu marin est de retour.
La mer s'est retirée abandonnant des zones d'eau salée (exemple des Landes). |
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| Auversien |
Stratifications entrecroisées dans des grès de plage.
Présence de grès humifères avec des traces de racines. |
Milieu marin peu profond, bord de mer.
Présence d'un paléosols : milieu continental émergé, la mer s'est retirée. |
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3. Les différentes couleurs sur la carte de l'Isle d'Adam au 1/50 000 représentent les subdivisions du calendrier géologique (les étages). En étudiant la carte de Dieulefit au 1/50 000 et sa légende (cf infra) montrer que le découpage n'est pas fait sur ce modèle et expliquer ce choix.