GGR-1003 Principes de stratigraphie et m thodes de datation · • 87 Rubidium – 87 Strontium...
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22/09/2011 1 Principes de stratigraphie et méthodes de datation 14 C 238 U 87 Rb 210 Pb 137 Cs 40 K http://www.cen.ulaval.ca/page.aspx?lien=labradio Paysage du Grand Canyon (Arizona) Préparation de CO2 Ultra pur pour datation AMS (CEN) http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Grand_Canyon_2.jpg Chapitre 5 La chronologie et les datations • Absolue : fondée sur des méthodes de datation(Âge chiffré avec une marge d’erreur; résultat d’une mesure analytique). – Décroissance radioactive d’isotopes (Uranium, Potassium, Carbone 14, etc.) – Différentes méthodes: ex. acides aminés, OSL • Relative : (plus vieux ou plus jeune ou d’âge égal à une autre unité ou un événement d’âge connu) fondée sur: – Séquences stratigraphiques – Corrélations stratigraphiques – Corrélations paléontologiques – Recoupements (ex. surface d’érosion) – Lits marqueurs (ex. téphras) et taux de sédimentation – Paléomagnétisme
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22/09/2011
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Principes de stratigraphie et méthodes de
datation
14C
238U
87Rb
210Pb
137Cs
40K
http://www.cen.ulaval.ca/page.aspx?lien=labradio
Paysage du Grand Canyon (Arizona) Préparation de CO2 Ultra pur pour datation AMS (CEN)
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Grand_Canyon_2.jpg
Chapitre 5
La chronologie et les datations
• Absolue : fondée sur des méthodes de datation(Âge chiffré avec une marge d’erreur; résultat d’une mesure analytique).– Décroissance radioactive d’isotopes (Uranium, Potassium,
Carbone 14, etc.)– Différentes méthodes: ex. acides aminés, OSL
• Relative : (plus vieux ou plus jeune ou d’âge égal à une autre unité ou un événement d’âge connu) fondée sur:– Séquences stratigraphiques– Corrélations stratigraphiques– Corrélations paléontologiques– Recoupements (ex. surface d’érosion)– Lits marqueurs (ex. téphras) et taux de sédimentation– Paléomagnétisme
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Qu’est-ce que la décroissance radioactive?
Notion de demi-vie
Datations absolues
La chronologie et les datations
• 238Uranium -206Plomb ou235Uranium -207Plomb
(Ga)
• 87 Rubidium – 87 Strontium (Ga)
• 40 Potassium – 40 Argon ou 40 Ca (3-4 Ma)
• 234Uranium – 230Thorium (240 ka)
• 14Carbone (40.5 ka)
• 4.5 X 109 années• 7 X 108 années
• 5 X 1010 années
• 1.3 X 109 années
• 248 X 103 années (CaCO3 marin)
• 5730 années
Isotopes(application)
Période (demi-vie)
Datations absolues : quelques méthodes
La chronologie et les datations
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Datation absolue: la chaine de désintégration du 238U en 206Pb.
www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/datations.radiometriques.html
La chronologie et les datations
Exemples d’application de la décroissance radioactive: le potassium-argon
La chronologie et les datations
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Cheminement du carbone dans la biosphère et la géosphère.
Source: R. Mc Neely, Commission géologique du Canada
Exemples d’application de la décroissance radioactive: le carbone 14
La chronologie et les datations
Processus de formation et de désintégration du Carbone 14
Formation :14N + n → 14C + p
Désintégration :14C → 14N + β (156 KeV)
La chronologie et les datations
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Limite de détection
� Courbe de décroissance ; demi-vie (5730 ans)
� Limite de détection de la méthode du 14C ≈ 45 000 ans
Demi-vie Demi-vie Demi-vie Demi-vie
5730 ans5730 ans
5730 ans5730 ans
…
Le carbone 14
La chronologie et les datations
Le 210Pb et le 137Cs
La chronologie et les datations
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De bas en haut: du plus vieux au plus jeune
Principes de stratigraphie
• Séquences stratigraphiques (étagement de couches, unités stratigraphiques)
• Corrélations stratigraphiques: (séquences et unités comparables)
• Lacunes stratigraphiques (absence d’une unité dans une séquence)
• Corrélations paléontologiques: via les fossiles
• Âge relatif des failles et plissements (ex. excursion)
• Surface d’érosion et discordances angulaires (ex. excursion)
• Lits marqueurs (ex. téphras: cendres volcaniques)
• Taux de sédimentation (sédimentation continue, ex. marin, lacustre, tourbière).
• Paléomagnétisme (inversions de polarité)
Définition et concepts
Principes de stratigraphie
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Exemple d’une séquence stratigraphique et ses corrélations:Le Quaternaire de l’Île-aux-Coudres
lacune
≈ 125 000 ans
≈ 10000 ans
30 à 12 ka
80 ka ?
Faille, surface d’érosion et discordance
discordance
Principes de stratigraphie
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Les failles sont plus jeunes que les roches qu’elles affectent.
La surface d’érosion (pénéplaine, 1 ) est plus vieille que les roches qui reposent dessus en discordance.
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Faille, surface d’érosion et discordance
Principes de stratigraphie
Faille, surface d’érosion et discordance
Principes de stratigraphie
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Le paléomagnétisme
Principes de stratigraphie
Les varves (sédimentation lacustre annuelle)
Principes de stratigraphie
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Argile marineAlluvions avec restes végétaux
Bois
Tourbe
Exemple d’une coupe stratigraphique
Principes de stratigraphie
Exemple d’une coupe stratigraphique
Principes de stratigraphie
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Exemple d’une coupe stratigraphique
Courde d’étalonnage du 14C
Principes de stratigraphie
Les unités pliocènes de l’île Bylot
Exemple de datation complexe
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Localisation et contexte
Exemple de datation complexe
Sections 1-2
Section 7
3 unités stratigraphiques:
De bas en haut
3- Un till supérieur, représentant une glaciation
2- Une couche organique composée de tourbe et de restes végétaux.
1- Un till inférieur d’une glaciation ancienne
Exemple de datation complexe
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Till inférieur: Cailloux anguleux et striésOrigine insulaireNon stratifié, non trié
Exemple de datation complexe
Sédiments organiques : dépôt dans un cours d’eau
interrompu par une période d’entourbement.
A
B
C
A- Dépôt de limon alluvial avec morceaux de bois
B- Tourbe
C- Alluvions riches en débris organiques
Exemple de datation complexe
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Calcaire d’origine extra-insulaire
Till supérieur
Exemple de datation complexe
Pinaceae sp.
PiceamarianaPinus sp.
Pinus cf. albicaulis
Larixlaricina
1 cm
Aracites globosa Myrica arctogale
Betula papyrifera
Decodon sp.Five needles pine
Betula glandulosa
Fossiles diagnostiques: possibilité de corrélation paléontologique
Exemple de datation complexe
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La magnétostratigraphie
Les inversions de polarité
++++++---
Lacune d’érosion ou sédimentation très lente (2000-8000 ans entre les deux échantillons)
Exemple de datation complexe
Corrélations paléontologiques possibles avec d’autres sites arctiques connus et approximativement datés.
Modifiée de Matthews et Ovenden, 1990
Exemple de datation complexe
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Barendregt et Irving, 1998
� Déduction de l’âge probable
Exemple de datation complexe
� La détermination d’âge d’unités stratigraphiques représentant des paysages et des environnements du passé fait la plupart du temps appel à une combinaison de datations absolues et relatives ainsi qu’à des corrélations parfois indirectes.
Conclusion
