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Université de Batna 2 JANVIER 2021
Institut des sciences de la terre et de l'univers
Département de géologie
Cours de stratigraphie 2 eme Année géologie LMD
Enseignante CHEBAH FATIMA ZOHRA
Cours de Stratigraphie :
Chapitre2 : les unités stratigraphiques
2-1.Introduction : les grands périodes géologiques
2-2.Stratotypes
2-3.Lithostratigrqphie
2-4.Biostratigraphie
2-5.chronostratigraphie
2-6.relations entre litho, bio et chronostratigraphie

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2-1 introduction : les grandes périodes géologiques :
Au cours des deux derniers siècles, les géologues ont réussi à réaliser des corrélations
stratigraphiques de roches qui se sont accumulées tout au long des temps géologiques à
travers le monde. Les résultats de ces études ont permis d'établir la colonne de l'échelle des
temps géologiques (figure1). Les géologues divisent les temps géologiques en unités. Tout
comme une année est divisée en mois, les mois en semaine, et les semaines en jours, les unités
des temps géologiques sont divisées en petits intervalles.
La plus grande unité des temps géologique est l'éon, qui est divisé en ères. Les ères sont
subdivisées, à leur tour, en périodes, qui sont subdivisées en époques. La colonne de l'échelle
des temps géologiques est basée sur des âges relatifs. Lorsque les méthodes de datation
géochronologiques ont été mises au point, les âges absolus ont été ajoutés à l'échelle des
temps géologiques.
Les éons sont divisés en 4 parties (du plus ancien au plus récent) :
L'Hadéen : très peu de roches de cette période existent à la surface de la Terre.
L'Archéen (Anciennes roches).
Le Protérozoïque (Proteros : premier, zoique : vie - ce qui veut dire début de la vie)
Les trois divisions précédentes sont souvent regroupées sous le terme de : Précambrien (car
elles précédent la période du Cambrien où les formes de vie se sont diversifiées et les fossiles
ont été bien conservés dans les roches).
Le Phanérozoïque (qui veut dire vie apparente).
Notons que le phanérozoïque, qui représente les dernières 538 millions d'années de l'histoire
de la Terre contient la plupart des subdivisions de l'échelle des temps géologiques. Le
Précambrien, qui représente plus de 4 milliards d'années de l'histoire de la Terre, 8 fois plus
long que le Phanérozoïque, ne présente pratiquement aucune subdivision. Ceci est du au fait
que les subdivisions des temps géologiques sont basées principalement sur les fossiles
trouvées dans les roches. Ces derniers sont très rares dans les roches du Précambrien, et ne
permettent pas de réaliser des subdivisions en son sein.
La subdivision des éons en ères ne concerne, sur l'échelle des temps géologiques, que le
Phanérozoïque. On distingue, de la plus ancienne et à la plus récente :
Le Paléozoïque (qui veut dire: vie ancienne).
Le Mésozoïque (qui veut dire la vie moyenne, cette ère est aussi appelée l'âge des
dinosaures)
Le Cénozoïque (qui veut dire la vie récente, appelée aussi l'âge des mammifères).
Le Paléozoïque comprend les périodes suivantes:
Le Cambrien.
L'Ordovicien (qui a vu l'apparition des premiers organismes vertébrés : les poissons)
Le Silurien (qui a vu l'apparition des premières plantes sur la terre ferme)
Le Dévonien (apparition des premiers amphibiens)
Le Carbonifère (apparition des premiers reptiles).
Le Permien.

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Le Mésozoïque comprend les périodes suivantes:
Le Trias (apparition des premiers dinosaures)
Le Jurassique.
Le Crétacé (apparition des premiers mammifères. Cette période se termine par la disparition
des Dinosaures).
Le Cénozoïque comprend les périodes suivantes:
Le Tertiaire.
Le Quaternaire.
Les subdivisions des périodes sont appelées : époques. Sur la colonne de la figure 1, seules
les époques du Cénozoïque ont été indiquées (figure 1).
La période est l'unité de temps la plus utilisée par les géologues. Le nom des périodes fait
souvent référence à la localité ou la région où les roches de cette période ont été décrites pour
la première fois (exemple, le Jurassique qui fait référence au Jura, région de France). Elle
peuvent faire référence aussi à une roche abondante de cette période (exemple, le Crétacé qui
fait référence à la craie qui est abondante durant cette période, le mot Creta veut dire craie en
latin).
Notons enfin que l'échelle des temps géologiques est régulièrement révisée et mise à jour.
L'âge de la Terre :
Les plus anciennes roches sur Terre ont été datées à 4 milliards d'années (le gneiss d'Acasta,
situés dans les Territoires du Nord-Ouest au Canada, est daté à 4,03 milliards d’années).
Des grains minéraux de zircons trouvés en Australie sont encore plus anciens. Ils
proviennent de la formation de Jack Hills et ont été daté à 4,404 milliards d’années. Il s’agit
du plus ancien matériel daté sur Terre. Mais il s’agit là de minéraux et non pas de roches : les
roches mères qui contenaient ces zircons ont été probablement détruites.
Il est peu probable de trouver sur Terre des roches plus vieilles que 4 milliards d'années.
Pour remonter à l'âge de la Terre, on utilise les météorites, qui sont les matériaux de base à
partir desquels se sont formées les planètes du Système solaire. La majorité des météorites qui
tombent sur Terre proviennent de la ceinture des astéroïdes, située entre les planètes Mars et
Jupiter. L'âge le plus ancien obtenu sur des minéraux de météorites est de 4,566 milliards
d'années. Cet âge est considéré comme celui de la formation du Système solaire et de la
Terre.

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Figure 1 : L'échelle des temps géologique

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2-2.Stratotypes :
Le stratotype est l'affleurement qui sert de référence pour définir un étage géologique,
c'est-à-dire un étage de l'échelle stratigraphique.
La tendance est d'établir, de situer et d'utiliser les stratotypes en référence à un standard
« universel » : le point stratotypique mondial (PSM), ou Global Boundary Stratotype Section
and Point (GSSP), qui précise les limites existantes entre deux étages géologiques dans un
travail coordonné par la Commission internationale de stratigraphie (ICS) et l’Union
internationale des sciences géologiques (UISG).
Figure 2 : Stratotype du Barrémien à Angles (Alpes-de-Haute-Provence).
Lorsque le géologue se trouve en face d’un affleurement observable, par exemple la coupe
dans un talus d’une route ou dans une tranchée de chemin de fer ou dans une carrière, il doit
décrire les différentes couches qu’il découvre, les échantillonnées et mesurer leur
caractéristiques, épaisseur, direction, pendage (notions sur lesquelles nous reviendrons lors
d’un prochain cours). A partir de ses observations, il établit une colonne stratigraphique (un
« log ») dans laquelle, les différentes couches, remises à l’horizontale, sont représentées avec
leur épaisseur.
Figure 3 : Exemple de transformation d’une coupe de terrain en log

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2-3 Lithostratigraphie :
Etudie les caractères lithologiques des ensembles rocheux et leur organisation. Dans cette
approche, les fossiles présents sont considérés comme des particules servant à définir les
roches (exemple : « calcaire à Orbitolines »). Cette stratigraphie constitue le fondement de la
géologie descriptive. Elle est à la base des levés de terrain, de la représentation et de la
formation de cartes géologiques.
La couche est la plus petite unité stratigraphique. On la caractérise par son faciès
c’est-à-dire à la somme des caractéristiques lithologiques d’un dépôt sédimentaire.
les faciès peuvent varier verticalement et horizontalement.
Les faciès s’ordonnent en séquences (succession dans un ordre reconnaissable) dont la
succession dans le temps peut faire apparaître une rythmicité qui fait l’objet d’analyse
séquentielle (stratigraphie séquentielle).
Unités lithostratigraphiques :
Couche (unité de base)
Membre
Formation
Groupe
La succession des unités lithostratigraphiques pourra constituer une échelle
lithostratigraphique régionale dans une région donnée.
Figure4 : la figure représente 3 formations avec un membre et quelques niveaux repères
caractéristiques.*

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2-4 Biostratigraphie :
Les strates sont définies par leur contenu paléontologique (faciès paléontologique).
La division de base de la biostratigraphie est le biozone. Elle est fondée sur la distribution
verticale (dans les strates) et horizontale (dans l’espace, sur un territoire donné) des espèces
ou des genres (de façon générale, des taxons). Les qualités requises pour qu’un taxon fossile
soit un bon marqueur biostratigraphique sont :
- Il doit être indépendant de l’environnement (le plus possible).
- Il doit avoir la durée d’existence la plus courte possible car on recherche l’échelle des
temps qui possède la meilleure résolution possible.
- Il doit avoir la répartition géographique la plus large possible car on recherche une
échelle des temps valable à l’échelle mondiale.
- Il doit être abondant
- Il doit se préserver facilement
- Il doit être facilement identifiable.
Unités biostratigraphiques :
Horizon
Sous-zone
Biozone
Comme l’évolution est continue et irréversible, on obtient des échelles biostratigraphiques
coupées en unités biostratigraphiques (biozone : ensemble de couches caractérisées par
l’existence d’un ou plusieurs taxon fossiles). Les limites des couches sont données par
l’apparition et/ou la disparition de taxon(s).
Comment sont construites les unités biostratigraphiques ?
Il existe plusieurs façons de définir un biozone, elles sont illustrées ci dessous.
Tout commence sur le terrain. On prélève les fossiles, banc par banc, dans les séries
sédimentaires. A partir de relevés de faunes replacés dans la stratigraphie, on repère les
apparitions et disparitions d’espèces, et l’on peut alors établir une succession stratigraphique
des espèces. C’est à partir de cette succession que l’on va définir des biozones.
La construction des échelles biostratigraphiques paraît très facile ! Dans la pratique, c’est
bien plus compliqué car il ne faut pas perdre de vue le fait, qu’un enregistrement
paléontologique est rare et partiel, que de grandes différences existent entre les organismes
vivants et ceux à l’état fossile et que les différentes échelles biostratigraphiques ne concordent
pas toujours, ce qui crée des distorsions qui obligent à utiliser les échelles radiochronologique
et paléomagnétique.

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Figure 5 : Les différents types de biozone.
2-5 Chronostratigraphie :
L’échelle stratigraphique correspondante va subdiviser les ensembles de couches de l’écorce
terrestre en strates sédimentaires correspondant à des intervalles de temps. L’unité est ici
l’étage. Un étage est un terrain caractérisé par une faune donnée avec un terrain donnée. Il est
défini par le contenu paléontologique et limité à la base et au sommet par des extinctions.
L’exemple du Viséen (unité stratigraphique) : ensemble de couches mixtes entre 352MA et
333MA (différence de 19MA). Un étage est caractérisé par une série stratigraphique définie
en un lieu où la série est complète, avec des limites bien définies. Les coupes de référence
sont appelées des stratotypes. Dans le cas du Viséen, le stratotype est à Visé, en Belgique.
Le choix de la limite exacte d’un étage est primordial. Le comité stratigraphique international
met au point une échelle stratigraphique globale standard. Les unités sont définies par le «
golden spike » (ou clou d’or) à la base de l’unité chronostratigraphique. Entre deux golden
spike, on a le stratotype de la limite.
La durée des dépôts est exprimée par durée géochronologique.
Des correspondances existent entre les ensembles de couches (divisions
chronostratigraphiques) et les intervalles de temps écoulés (divisions géochronologiques).
L’équivalent chronologique de l’étage est l’âge par exemple.
Unités stratigraphiques de l’échelle chronostratigraphique
Chronozone
Étage définis par stratotype
Série définie par plusieurs étages
Système défini par plusieurs séries
Erathème défini par plusieurs systèmes
Éonothème

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Unités géochronologiques (unités abstraites)
Chrome
Âge (comme le Lutétien)
Époque (comme l’Eocène)
Période (comme le Paléogène)
Ère (comme le Cénozoïque)
Éon (comme Phanérozoïque)
Unités
Géochronologiques Chronostratigraphiques Lithostratigraphiques Biostratigraphiques
Eon Eonothème
Ere Erathème Groupe
Période Système Formation
Epoque Série Membre
Age Etage Couche
Chronozone Chron* Biozone
Tableau 1 : Equivalence entre les types de stratigraphie.
- Le Chron correspond à la durée d’un biozone.
Echelle des temps géologiques = échelle de chronologie relative (chronostratigraphie)
divisée en étages + échelle de chronologie absolue (géochronologie) divisée en millions
d’années.
2-6 relations entre litho-bio-et chronostratigraphie :

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Figure 6 :- Exemple de corrélation lithostratigraphie et biostratigraphique. En analysant la
répartition de quelques fossiles présents dans les roches de la colonne lithostratigraphique, les
biostratigraphes ont pu définir 7 biozones.
Figure : 7 A l’aide des biozones précédemment définies (fig. 6), 5 étages ont pu
être délimités en se référant à une échelle chronostratigraphique internationale.