Lithostratigraphie - Lithostratigraphy

La lithostratigraphie du Permien au Jurassique de la région du plateau du Colorado, dans le sud - est de l' Utah, qui constitue une grande partie des célèbres formations rocheuses proéminentes dans des zones protégées telles que le parc national de Capitol Reef et le parc national de Canyonlands . De haut en bas : dômes beiges arrondis du grès de Navajo , formation de Kayenta rouge en couches, formation de falaises, jointure verticale, grès rouge de Wingate , formation de pente, formation de Chinle pourpre , en couches, formation de Moenkopi rouge plus clair et blanc, en couches Grès de la Formation de Cutler . Photo de l'aire de loisirs nationale de Glen Canyon , Utah.
Strates à Salta ( Argentine )

La lithostratigraphie est une sous-discipline de la stratigraphie , la science géologique associée à l'étude des strates ou des couches rocheuses. Les principaux domaines d'intérêt sont la géochronologie , la géologie comparée et la pétrologie .

En général, les strates sont principalement ignées ou sédimentaires en rapport avec la formation de la roche. Les couches sédimentaires sont formées par le dépôt de sédiments associés aux processus d' altération , à la décomposition de la matière organique (biogénique) ou par précipitation chimique. Ces couches se distinguent souvent par de nombreux fossiles et sont importantes pour l'étude de la biostratigraphie . Les couches ignées se présentent sous la forme d'empilements de coulées de lave, de couches de fragments de lave (appelées téphra ) à la fois éclatées à la surface de la Terre par des volcans et dans des intrusions stratifiées formées profondément sous terre. Les couches ignées sont généralement dépourvues de fossiles et représentent une activité magmatique ou volcanique qui s'est produite au cours de l'histoire géologique d'une région.

Il existe un certain nombre de principes qui sont utilisés pour expliquer l'apparition de la strate. Lorsqu'une roche ignée traverse une formation de roche sédimentaire, on peut alors dire que l'intrusion ignée est plus jeune que la roche sédimentaire. Le principe de superposition stipule qu'une couche de roche sédimentaire dans une strate tectoniquement non perturbée est plus jeune que celle en dessous et plus ancienne que celle au-dessus. Le principe d'horizontalité originelle stipule que le dépôt de sédiments se produit sous forme de lits essentiellement horizontaux.

Types d'unités lithostratigraphiques

Les principes de la lithostratigraphie ont été établis pour la première fois par le naturaliste danois Nicolas Steno dans sa Dissertationis prodromus de 1669 . Une unité lithostratigraphique est conforme à la loi de superposition , qui, dans sa forme moderne, stipule que dans toute succession de strates , non perturbées ou renversées depuis le dépôt , les roches plus jeunes se trouvent au-dessus des roches plus anciennes. Le principe de continuité latérale stipule qu'un ensemble de lit s'étend et peut être tracé sur une grande surface.

Les unités lithostratigraphiques sont reconnues et définies sur la base des caractéristiques physiques observables des roches ( lithologie ). La lithologie d'une unité comprend des caractéristiques telles que la composition chimique et minéralogique, la texture, la couleur, les structures de dépôt primaires , les fossiles considérés comme des particules formant des roches ou d'autres matières organiques telles que le charbon ou le kérogène . La taxonomie des fossiles n'est pas une base lithologique valable pour définir une unité lithostratigraphique. Les descriptions de strates basées sur l'apparence physique définissent les faciès .

La description formelle d'une unité lithostratigraphique comprend un stratotype qui est généralement une coupe type . Une coupe type est idéalement une bonne exposition de l'ensemble qui montre toute son épaisseur. Si l'unité n'est nulle part entièrement exposée, ou si elle présente une variation latérale considérable, des sections de référence supplémentaires peuvent être définies. Des unités lithostratigraphiques établies de longue date datant d'avant la codification moderne de la stratigraphie, ou qui n'ont pas de forme tabulaire (comme les dômes volcaniques), peuvent substituer une localité type à une section type comme stratotype. Le géologue définissant l'unité doit décrire le stratotype avec suffisamment de détails pour que d'autres géologues puissent reconnaître sans équivoque l'unité.

Lithosome : Masses rocheuses de caractère essentiellement uniforme et ayant des relations interchangeables avec des masses adjacentes de lithologie différente . ex : lithosome de schiste, lithosome de calcaire .

L'unité lithostratigraphique fondamentale est la formation . Une formation est une unité stratigraphique distincte sur le plan lithologique qui est suffisamment grande pour être cartographiable et traçable. Les formations peuvent être subdivisées en membres et lits et agrégées avec d'autres formations en groupes et supergroupes.

Plus d'informations sur ces divisions lithostratigraphiques hiérarchiques en tant qu'unités stratigraphiques : Unité stratigraphique § Unités lithostratigraphiques

Relation stratigraphique

Schémas montrant les relations stratigraphiques : A : une discordance angulaire ; B : une non-conformité ; C : une non-conformité.
Discordance avec la Formation d'Edwards du Crétacé inférieur recouvrant un calcaire du Permien inférieur ; le hiatus est d'environ 165 millions d'années; Texas.

Deux types de contact : conforme et non conforme .

Conformable : dépôt ininterrompu, sans rupture ni hiatus (rupture ou interruption dans la continuité de l'enregistrement géologique). La strate de surface résultante est appelée conformité .

Deux types de contact entre strates conformables : les contacts abrupts (lits directement séparés de lithologie nettement différente, cassure de dépôt mineure, appelée diastème ) et le contact graduel (changement progressif de dépôt, zone de mélange).

Discordant : période d'érosion/non-dépôt. La strate de surface résultante est appelée discordance .

Quatre types de non-conformité :

  • Discordance angulaire : les sédiments plus jeunes reposent sur une surface érodée de roches plus anciennes inclinées ou plissées. La roche la plus âgée plonge à un angle différent de la plus jeune.
  • Disconformité : le contact entre les lits plus jeunes et plus âgés est marqué par des surfaces d'érosion visibles et irrégulières . Le paléosol peut se développer juste au-dessus de la surface de la discordance en raison du paramètre de non-dépôt.
  • Paraconformité : les plans de stratification au-dessous et au-dessus de la discordance sont parallèles. Un décalage temporel est présent, comme le montre une rupture faunique, mais il n'y a pas d'érosion, juste une période de non-dépôt.
  • Non - conformité : des sédiments relativement jeunes se déposent juste au-dessus de roches ignées ou métamorphiques plus anciennes .

Corrélation lithostratigraphique

Pour corréler les unités lithostratigraphiques, les géologues définissent des faciès et recherchent des lits clés ou des séquences clés pouvant servir de référence.

  • Corrélation directe : basée sur la lithologie, la couleur, la structure, l'épaisseur...
  • Corrélation indirecte : corrélation log électrique (rayons gamma, densité, résistivité...)
Schéma de corrélation
(A) Le schéma de corrélation indique quelles couches pénétrées à différents endroits appartiennent au même corps

La corrélation géologique est le principal outil de reconstruction de la géométrie de la stratification dans les bassins sédimentaires . La corrélation lithologique est une procédure qui détermine quelles couches (strates) dans des coupes géologiques situées à différents endroits appartiennent au même corps géologique maintenant (ou appartenaient dans le passé). L'identification est basée sur la comparaison des caractéristiques physiques et minéralogiques des roches, et sur des hypothèses générales connues sous le nom de principes de Steno :

1. Les strates sédimentaires se sont produites séquentiellement dans le temps : la plus jeune au sommet.
2. Les strates sont à l'origine horizontales.
3. La strate s'étend dans toutes les directions jusqu'à ce qu'elle s'amincisse ou rencontre une barrière.

Les résultats sont présentés sous la forme d'un schéma de corrélation (A). La corrélation pratique présente beaucoup de difficultés : frontières floues des couches, variations de composition et de structure des roches dans la couche, discordances dans l'enchaînement des couches, etc. C'est pourquoi les erreurs dans les schémas de corrélation ne sont pas rares. Lorsque les distances entre les sections transversales disponibles diminuent (par exemple, en forant de nouveaux puits), la qualité de la corrélation s'améliore, mais en attendant, de mauvaises décisions géologiques pourraient être prises, ce qui augmenterait les dépenses des projets géologiques.

Stratigraphie lithodémique

La loi de superposition est inapplicable aux corps de roche intrusifs, fortement déformés ou métamorphiques sans stratification discernable. De tels corps de roche sont décrits comme lithodémiques et sont déterminés et délimités en fonction des caractéristiques de la roche. Le Code stratigraphique nord-américain de 1983 a adopté les termes formels lithodeme , qui est comparable à une formation; une suite , qui est analogue à un groupe, et une supersuite , semblable à un supergroupe. Un lithodème est l'unité fondamentale et doit posséder des caractéristiques lithologiques distinctives et cohérentes, comprenant un seul type de roche ou un mélange de deux ou plusieurs types qui distingue l'unité de celles qui l'entourent. Comme pour les formations, une unité lithodémique reçoit un nom géographique associé soit à un nom de roche, soit à un terme décrivant sa forme. Le terme suite est obsolète. Le terme complexe est également formalisé , qui s'applique à un corps de roche de deux ou plusieurs classes génétiques (sédimentaire, métamorphique ou ignée). Ceci établit deux hiérarchies d'unités lithodémiques :

Supersuite Supercomplexe
Suite Complexe
Lithodème (pas d'équivalent)

Des règles similaires ont été adoptées en Suède. Cependant, le Guide Stratigraphique International de 1994 considère les plutons et les roches métamorphiques non stratifiées d'origine indéterminée comme des cas particuliers au sein de la lithostratigraphie.


Voir également

Notes de bas de page

  1. ^ Sténo 1916 .
  2. ^ Boggs 2006 , p. 399.
  3. ^ Brookfield 2004 , p. 116.
  4. ^ Commission nord-américaine sur la nomenclature stratigraphique 2005 , pp. 1547-1591.
  5. ^ Commission nord-américaine sur la nomenclature stratigraphique 2005 , p. 1563.
  6. ^ Olea & Sampson 2003 .
  7. ^ Solutions Web LLC .
  8. ^ Voronine 1973 .
  9. ^ une sous- commission b sur la stratigraphie quaternaire 2002 .
  10. ^ Kumpulainen 2016 .

Les références

  • Boggs, Sam (2006). Principes de sédimentologie et stratigraphie (4e éd.). Upper Saddle River, NJ : Pearson Prentice Hall. ISBN 0131547283.
  • * Brookfield, Michael E. (2004). Principes de stratigraphie . Malden, Massachusetts : Blackwell Publ. ISBN 978-1-4051-1164-5. Consulté le 12 novembre 2014 .
  • Kumpulainen, Risto A. (17 octobre 2016). "Guide pour la nomenclature géologique en Suède" . GFF . 139 (1) : 3-20. doi : 10.1080/11035897.2016.1178666 .
  • Commission nord-américaine de nomenclature stratigraphique (novembre 2005). "Code stratigraphique nord-américain" (PDF) . Bulletin de l'AAPG . 89 (11) : 1547-1591. doi : 10.1306/07050504129 . Récupéré le 8 août 2020 .
  • Olea, Ricardo A.; Sampson, Robert J. (2003). "CORRELATOR, un programme informatique interactif pour la corrélation lithostratigraphique et de log de puits à haute résolution" (PDF) . Récupéré le 1er novembre 2020 .
  • Steno, Nicolas (1916) [1669]. Dissertation de Nicolas Steno concernant un corps solide enfermé par le processus de la nature dans un solide : une version anglaise avec une introduction et des notes explicatives . Traduit par Winter, John. New York, la société Macmillan ; Londres, Macmillan et compagnie, limitée.
  • Sous-commission sur la stratigraphie quaternaire (2002). "Stratigraphie lithodémique" . Récupéré le 10 mai 2020 .
  • Voronin, YA (1973). Problèmes méthodologiques d'application des méthodes mathématiques et informatiques en géologie . Novosibirsk, Iakoutsk : Centre informatique, division sibérienne de l'Académie des sciences de l'URSS.
  • Web Solutions LLC. "Nature des strates sédimentaires, corrélation physique, interprétation de l'histoire de la Terre avec une strate, corrélation fossile" . science.jrank.org .

Liens externes