Les principes de base de la stratigraphie

Dans cette page :

• Introduction
• Le principe d'horizontalité
• Le principe de superposition
• Le principe d'identité paléontologique
• Le principe de recoupement
• Le principe d'inclusion
• Exercice
• Pour en savoir plus

Introduction

En stratigraphie, on applique plusieurs principes de base qui permettent de connaître simplement l’âge relatif des couches les unes par rapport aux autres. Ce sont des notions à connaître impérativement. Certains de ces principes ont été développés dès le 17^ème ou 18^ème siècle, notamment par le scientifique danois Sténon. Dans l'ensemble, ces principes sont toujours justes, mais dans le détail il peut y avoir quelques exceptions.

L’un des principes les plus importants en stratigraphie (mais aussi dans d’autres domaines de la géologie) est le principe d’actualisme (ou d’uniformitarisme) qui dit que ‘le présent est la clé pour comprendre le passé’. Selon ce principe, l’étude des processus géologiques actuels permet de comprendre les phénomènes du passé (on considère que les lois qui régissent ces phénomènes sont toujours restées les mêmes).

En plus de ce principe de base, il existe en tout six principes simples en stratigraphie.

1. Le principe d'horizontalité

Dans leur disposition originelle, les strates sont horizontales (et elles peuvent être par la suite inclinées ou plissées).

Exception à ce principe : Certains dépôts sédimentaires (rares) n’ont pas une disposition horizontale à l’origine, par exemple quand ils se mettent en place dans certains milieux continentaux.

2. Le principe de superposition

Les strates sont superposées dans l’ordre chronologique de leur dépôt : « toute couche sédimentaire est plus récente que celle qu’elle recouvre ». La couche la plus basse est donc la plus ancienne, et celle qui se trouve au-dessus est nécessairement plus récente. Ce principe peut être associé au principe d’horizontalité.

Exception à ce principe : cas de perturbation tectonique (par exemple des couches verticales).

Figure 1 : Illustration du principe de superposition.

3. Le principe de continuité

Initialement, les dépôts sédimentaires s’étendent latéralement dans toutes les directions. Donc une couche aura le même âge et le même faciès sur toute son étendue, par exemple sur une carte géologique (= la même épaisseur, le même type de roche). Les couches qui sont recoupées par des vallées restent continues de part et d’autre de la vallée.

Exception à ce principe : passage de faciès, diachronisme. Globalement ce principe reste valable à petite échelle (par exemple sur une carte géologique au 1/20 000), mais pas à grande échelle (par exemple si on étudie l’ensemble d’un bassin sédimentaire).

4. Le principe d'identité paléontologique

Deux couches ou deux séries de couches sédimentaires de même contenu paléontologique en fossiles stratigraphiques (et de lithologie différente ou pas) ont le même âge.

5. Le principe de recoupement

Une figure ou une couche qui en recoupe une autre est nécessairement plus récente. Ce principe peut être utilisé pour étudier tout type de roche. Il permet d’interpréter des évènements comme l’apparition des failles, des plis ou l’emplacement de filons (comme dans la figure et la photo ci-dessous).

Figure 2 : Illustration du principe de recoupement, avec un schéma à gauche, et une photo à droite (un filon recoupe un banc gréseux de turbidite).

6. Le principe d'inclusion

Des débris de roche plus ancienne peuvent être inclus dans une roche plus récente mais le contraire est impossible. Il peut s’agir d’un minéral, d’un fragment de roche ou même d’un fossile (ou des xénolithes dans les roches magmatiques).

Figure 3 : Illustration du principe d'inclusion avec un schéma à gauche, et une photo à droite. Dans le schéma, le fragment A est plus ancien que la roche B, car il est inclu à l'intérieur : il a donc été remanié.

Autre illustration du principe d'inclusion : un bloc rocheux se trouve complètement coincé à l'intérieur d'un tronc d'arbre (le bois épouse complètement les contours du bloc). Cette roche (calcaire) se trouve donc incluse à l'intérieur de ce tronc, elle est bien sûr plus ancienne.

Exercice

A partir de la figure ci-dessous, reconstituez l'ordre des évènements qui ont affecté ce paysage, en utilisant les différents principes de la stratigraphie (ex: quelle couche s'est déposée la première ?...)

Figure : Coupe synthétique.

Pour en savoir plus

Allez voir sur ma chaîne Youtube ma vidéo sur les Principes de la stratigraphie.

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(page initialement publiée en juin 2021)