CHRONOLOGIE RELATIVEUtilisation des relations géométriques entre les

roches

La datation relative permet d’ordonner, les uns par rapport aux autres, des structures (strates, plis, failles, minéraux) et des évènements géologique variés (discordances, sédimentation, intrusion, orogenèse).

Roche sédimentaire

Roche formée à la suite du transport et du dépôt de matériel.

Principe de superposition

Lorsque plusieurs strates sont superposées, la strate située la plus en profondeur est plus ancienne que celle située juste au dessus.

Principe d'horizontalité.

Les couches sédimentaires sont déposées à l'origine horizontalement. Une séquence sédimentaire qui n'est pas en position horizontale

aurait subit des déformations ultérieurement à sont dépôt.

DISCORDANCE

Faille

Cassure affectant un terrain avec mouvement relatif des parties séparées.

Principe de recoupement

Une structure qui en recoupe une autre est plus jeune que celle qu ’elle recoupe.

Principe d'inclusion.

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

Principe de continuité2 couches séparées dans l’espace mais limitées par les mêmes couches à la base et au sommet ont le même âge.

Etude de la carriere de Belmont de St Jean des Vignes - Rhône

Gramoceras Polyplectus Pseudogramoceras

Principe d’identité paléontologique

Deux formations ayant les mêmes fossiles stratigraphiques ont le même âge

Principe de continuité - Une même couche a le même âge sur toute son étendue.

Principe de superposition, selon lequel, dans les terrains non-déformés, les formations les plus basses sont les plus anciennes et les formations les plus hautes sont les plus jeunes.

Principe d'horizontalité. Les couches sédimentaires sont déposées à l'origine horizontalement. Une séquence sédimentaire qui n'est pas en position horizontale aurait subit des déformations ultérieurement à sont dépôt.

Principe de recoupement. Les couches sont plus anciennes que les failles ou les roches qui les recoupent.

Principe d'inclusion. Les morceaux de roche inclus dans une autre couche sont plus

anciens que leur contenant.

Principe d’identité paléontologique - Deux formations ayant les mêmes fossiles stratigraphiques ont le même âge

La datation relative repose sur les principes de la chronologie relative qui ont permis d’établir l’échelle stratigraphique des temps géologiques. Ces principes sont:

CHRONOLOGIE ABSOLUEUtilisation des propriétés de la radioactivité

La datation absolue permet de mesurer les durées des phénomènes géologiques en datant des roches ou des fossiles. Elle permet aussi de situer dans le temps, l’échelle relative des temps géologiques.

La chronologie absolue est fondée sur la décroissance radioactive de certains éléments chimiques: elle exploite la relation qui existe entre les rapports isotopiques et la durée écoulée depuis « la fermeture du système » contenant les isotopes.

On mesure donc la variation isotopique entre le moment de la fermeture de l’échantillon daté et l’instant t.

T = ln 2/λT = ln 2/λ

T = Période de l’élément radioactif

λ= Constante de désintégration

Loïc LabrousseÉquipe déformations crustales, Laboratoire de Tectonique, Université Pierre et Marie Curie, Paris

14C de – 35000 ans à aujourd’hui

40K plus de 1Ma

87Rb plus de 10Ma

Les radio-chronomètres sont choisis en fonction de la période de temps que l’on cherche à explorer.

Datation absolue au 14C14N → 14C

• Pour les premiers millénaires on utilise le 14C dont la quantité lors de la fermeture du système est connue. La mesure de la quantité de 14C restant dans l’échantillon permet de trouver un âge. Lorsque tous les éléments radioactifs ont disparu de l’échantillon, la datation n’est plus possible.

t = 1/λ ln Po / PFermeture du système = mort de l’individu

Datation absolue au K / Ar40K → 40 Ar

t = 1/λ ln ( (Ar/K) / 0,105 + 1 )

Fermeture du système = cristallisation du magma

Pour des périodes plus anciennes on peut, par exemple, utiliser le couple Potassium / Argon.

La quantité initiale lors de la fermeture du système est négligeable.

La contamination par l’argon de l’atmosphère rend difficile la détection de l’argon issu de la désintégration du potassium.

Datation absolue au Rb / Sr87Rb → 87Sr

87Sr/86Sr total = 87Sr/86Sr initial + 87Rb/ 86Sr(eλt -1)

Y = b + x a

Pour des périodes encore plus anciennes on peut, par exemple, utiliser le couple Rubidium / stontium.

Pour trouver l’âge d’une roche, il est alors nécessaire de mesurer le rapport isotopique de plusieurs minéraux de la même roche ayant cristallisé au même moment (car les qtés initiales des éléments et le moment de la fermeture du système sont inconnus).

t = 1/λ x ln (a+1)

a=(y2-y1) / (x2-x1)

= (0.7285 – 0.7212) / 2

y2

y1

x1 x2