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SVT · Tronc Commun — Enseignement originel

La réalisation d'une carte géologique et l'établissement de l'échelle stratigraphique

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

1. Les principes de la stratigraphie

Pour dater les roches sédimentaires de manière relative (les unes par rapport aux autres), on utilise trois principes majeurs :

  • Le principe de superposition : Dans une série sédimentaire normale (non déformée), une couche est plus récente que celle qu'elle recouvre et plus ancienne que celle qui la recouvre.
  • Le principe de continuité : Une même couche a le même âge sur toute son étendue, même si elle est interrompue par l'érosion.
  • Le principe d'identité paléontologique : Deux couches contenant les mêmes fossiles stratigraphiques ont le même âge.

2. Les fossiles et leur importance

  • Fossiles stratigraphiques : Ils permettent de dater les roches. Caractéristiques : courte durée de vie à l'échelle géologique, grande extension géographique, et abondance.
  • Fossiles de faciès : Ils renseignent sur le milieu de dépôt ancien (ex: coraux pour une mer chaude et peu profonde).

3. La carte géologique

C'est une représentation sur un fond topographique des terrains qui affleurent à la surface du sol. Elle contient :

  • Les signes conventionnels : Couleurs (pour l'âge), figurés (pour la nature de la roche), et signes de pendage.
  • La légende : Explique la signification des couleurs et des symboles.
  • L'échelle : Rapport entre la distance sur la carte ($d$) et la distance réelle ($D$). Formule : $E = \frac{d}{D}$.

4. La coupe géologique

C'est un dessin montrant la disposition des couches en profondeur selon un trait de coupe. Elle nécessite :

  • La réalisation du profil topographique.
  • Le report des limites des couches et de leur pendage.

Méthodes à maîtriser

  • Calculer une échelle : Si $1 \text{ cm}$ sur la carte représente $500 \text{ m}$ dans la réalité, l'échelle est $1/50000$ (car $500 \text{ m} = 50000 \text{ cm}$).
  • Identifier une lacune : S'il manque une période de temps ou une couche attendue dans une série, on parle de lacune stratigraphique.
  • Lire un pendage : Le signe "T" indique la direction et l'inclinaison de la couche.

Exemples corrigés

  • Question : On a trois couches A (bas), B (milieu), C (haut). Quel est l'âge relatif de B ?
  • Réponse : Selon le principe de superposition, B est plus récente que A et plus ancienne que C.
  • Question : Une carte est au $1/25000$. Quelle est la distance réelle pour $4 \text{ cm}$ sur la carte ?
  • Réponse : $D = d \times \text{Dénominateur} = 4 \times 25000 = 100000 \text{ cm} = 1 \text{ km}$.

Erreurs fréquentes

  • Confondre fossile stratigraphique (date le temps) et fossile de faciès (indique le milieu).
  • Oublier de convertir les unités (mètres en centimètres) lors des calculs d'échelle.
  • Dessiner les couches avec une épaisseur variable dans la coupe alors qu'elles sont constantes sur la carte.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 La réalisation d'une carte géologique et l'établissement de l'échelle stratigraphique

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Le principe de superposition stipule que :

❓ Questions fréquentes

Chno hiya l-farq bin fossile stratigraphique w fossile de faciès ?

La différence est simple :

  1. Le fossile stratigraphique sert à donner l'âge de la roche. Il doit avoir vécu peu de temps mais partout dans le monde (ex: les Ammonites).
  2. Le fossile de faciès sert à connaître l'ancien milieu (mer, lac, désert). Il vit longtemps mais seulement dans des conditions précises (ex: les Coraux).

💡 À retenir : Stratigraphique = Âge / Faciès = Milieu.

Kifach n7seb l-irtifa3 (l'altitude) dyal wa7d l-noqta bin jouj les courbes de niveau ?

On utilise l'interpolation :

  1. Repère la valeur des deux courbes de niveau les plus proches (ex: 100m et 110m).
  2. Vérifie l'équidistance (la différence entre deux courbes successives, ici 10m).
  3. Si le point est au milieu, son altitude est environ 105m.

💡 À retenir : L'altitude d'un point entre deux courbes est toujours comprise entre les valeurs de ces deux courbes.

Chno howa l-mabda2 (principe) li kankhedmo bih bach nqarno t-tabaqat f-blayes b3ad 3la b3dyathom ?

On utilise principalement deux principes :

  1. Le principe de continuité : Si on peut suivre la couche visuellement sur une longue distance.
  2. Le principe d'identité paléontologique : C'est le plus efficace pour les longues distances. Si deux couches contiennent le même fossile stratigraphique, elles ont le même âge, même si elles sont dans deux villes différentes.

💡 À retenir : Les fossiles sont les meilleurs outils pour la corrélation à grande distance.

Qu'est-ce qu'une lacune stratigraphique ?

Une lacune stratigraphique est une absence de sédiments correspondant à une période de temps géologique. Elle arrive pour deux raisons :

  1. Arrêt de la sédimentation : Le milieu n'était plus propice au dépôt de sédiments.
  2. Érosion : Les couches ont été déposées, puis détruites par l'érosion avant que de nouvelles couches ne les recouvrent.

💡 À retenir : Lacune = Temps sans traces de roches.

Comment savoir si une série sédimentaire est "normale" ou "inversée" ?
  1. Dans une série normale, la couche la plus jeune est en haut.
  2. On vérifie cela grâce aux critères de polarité (ex: des rides de courant ou des fossiles en position de vie).
  3. Si les forces tectoniques ont retourné les couches, le principe de superposition ne s'applique plus directement.

💡 À retenir : Le principe de superposition suppose que les couches n'ont pas été renversées.

À quoi servent les couleurs sur une carte géologique ?

Les couleurs sur une carte géologique internationale suivent un code précis lié à l'âge (l'échelle chronostratigraphique) :

  1. Le bleu représente souvent le Jurassique.
  2. Le vert représente souvent le Crétacé.
  3. Le jaune/orange représente souvent le Tertiaire ou Quaternaire.

💡 À retenir : La couleur indique l'époque géologique de formation de la roche.

Kifach n-farraq bin "transgression" w "régression" marine ?

C'est le mouvement de la mer :

  1. Transgression : La mer avance sur le continent. On trouve des sédiments marins fins (argile) posés sur des sédiments grossiers (sable).
  2. Régression : La mer se retire. On trouve des sédiments grossiers posés sur des sédiments fins.

💡 À retenir : Transgression = la mer monte ; Régression = la mer descend.

C'est quoi l'équidistance des courbes de niveau ?
  1. L'équidistance est la différence d'altitude constante entre deux courbes de niveau successives sur une carte.
  2. Elle est indiquée dans la légende de la carte.
  3. Exemple : Si les courbes sont marquées 100, 120, 140, l'équidistance est de 20 mètres.

💡 À retenir : L'équidistance ne change jamais sur une même carte.

Pourquoi dit-on que la carte géologique est un document de synthèse ?

Parce qu'elle regroupe plusieurs informations sur un seul support :

  1. La topographie (relief).
  2. La nature des roches (lithologie).
  3. L'âge des terrains (chronologie).
  4. La structure (pendage, failles, plis).

💡 À retenir : Elle permet de comprendre l'histoire géologique d'une région.

Qu'est-ce qu'un cycle sédimentaire ?

Un cycle sédimentaire est l'intervalle de temps compris entre le début d'une transgression marine et la fin de la régression qui suit.

  1. La mer monte (dépôts).
  2. La mer se stabilise.
  3. La mer se retire (érosion ou nouveaux dépôts).

💡 À retenir : Cycle = Transgression + Régression.

Comment calcule-t-il l'épaisseur d'une couche sur une coupe ?

Si la couche est horizontale :

  1. On fait la différence d'altitude entre le haut (toit) et le bas (mur) de la couche.
  2. $Épaisseur = Altitude_{haut} - Altitude_{bas}$.

💡 À retenir : L'épaisseur réelle se mesure perpendiculairement aux limites de la couche.

Peut-on utiliser n'importe quel fossile pour dater une roche ?

Non, seuls les fossiles stratigraphiques sont utiles pour la datation.

  1. Un bon fossile doit avoir évolué rapidement (pour être précis).
  2. Il doit être présent dans beaucoup d'endroits (pour comparer les régions).

💡 À retenir : La datation relative dépend de la qualité des fossiles trouvés.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Énoncé : Dans une région, on observe la succession de couches sédimentaires suivante (de bas en haut) :

  1. Calcaire à Ammonites (Céphalopodes ayant vécu uniquement au Secondaire).
  2. Marne à Foraminifères (Globotruncana, typique du Crétacé supérieur).
  3. Surface d'érosion.
  4. Sable à Nummulites (ayant vécu au Tertiaire).

Questions :

  1. En utilisant les principes de la stratigraphie, déterminez l'âge relatif de la couche 2 par rapport à la couche 1.
  2. Quel principe avez-vous utilisé ?
  3. Que représente la "surface d'érosion" entre les couches 2 et 4 ? Justifiez.
  4. Quel est l'âge de la couche 4 par rapport à la couche 2 ?
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Exercice 2

Énoncé : Sur une carte géologique au $1/50000$, la distance entre deux affleurements de phosphate est de $6 \text{ cm}$.

  1. Calculez la distance réelle entre ces deux affleurements en kilomètres.
  2. Si l'équidistance des courbes de niveau est de $20 \text{ m}$ et qu'il y a 3 espaces entre la courbe $200 \text{ m}$ et une courbe plus haute $A$, quelle est l'altitude de la courbe $A$ ?
  3. On trouve le même fossile "X" dans l'affleurement 1 et l'affleurement 2. Que peut-on conclure sur leur âge ? Quel principe est appliqué ?
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Exercice 3

Énoncé : Soit le document suivant représentant une colonne stratigraphique simplifiée :

  • Couche D (Sable)
  • Couche C (Argile avec fossile de Trilobite - Ère Primaire)
  • Couche B (Calcaire avec fossile d'Ammonite - Ère Secondaire)
  • Couche A (Marne)

Note : L'ordre est donné de haut en bas.

  1. Classez ces couches de la plus ancienne à la plus récente.
  2. Y a-t-il une anomalie dans cette série ? Expliquez en utilisant les fossiles.
  3. Si une faille coupe les couches A, B et C mais pas la couche D, quel est l'âge relatif de la faille par rapport à C et D ? (à vérifier par le professeur : principe de recoupement souvent abordé en TC).
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