La notion de synchronisme en géologie

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La notion de synchronisme en géologie

CAROZZI, Albert V.

CAROZZI, Albert V. La notion de synchronisme en géologie. Revue générale des sciences pures et appliquées , 1951, vol. 58, no. 7-8

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La notion de synchronisme en ^géologie

por Albert ^CAROWT,

P ràa at - D o c ent à ^{t' (r ni,zt e} rc

E;

:: ; ^:

^Ti,à

^:Ji.ct

^{c t r rw n,us à T' I ns t i,t ut}

L

-

Exposé théorique.

Dans

la

nature actuelle,

il

est facile d'établir le synchronisme absolu entre deux dépôts sédimentaires formés dans des conditions paléogéographiques différentes. Dans les séries géologiques, le

plo-

blèrne se complique _; les cas les plus favorablcs ^se préscntent lorsqu'il .y e pessege latéral progressif visible, présence de faunes directrices identiques

ou

encole des raisons purement géométriques tenant compte des terlains encaissants.

Mais ces erguments

font

très souvent défaut, particulièrement dans les cas où lton est ^amené

à

effectuer les raccords

à

^distance

eles différents termes constitutifs d'un étage ou d'un complexe stra- tigraphique. En effet, on dispose en général de critèr'es permettant de délimiter

la

^base et

le

^{sommet, mais} rien pour subdiviser I'inté- rieur de

la

formâtion. Dans un pareil ^{cas, les raccor.ds}

à

^distance sont couramment effectu6.s en parallélisant les nàveauæ li,thologàque- ment rcmblables. On cemprend aisément le ^danger d'un

tel

^procédé qui donne à une simple corrélation de faciès une valeur. de synchro- nisme qu'elle ne possède pas forcément.

En

outre,

le

^{raccord. cles} niveaux lithologiquement ^semblables ar,r sein d'une formation

peut êire

appliqué souvent

à

^{une partie}

doentre eux, tandis que

pour

cl'autres on est obligé d'admettre ^Ie synchroni,snte possi,ble ile d,euu _f aciès ili,fférents, sans pouvoii ^plé- ciser plus. Or, cette possibilité n'est en général admise qu'eu tout dernier

lieu

apr'ès épuisement .dcs autres modes de raccord, ^alors qu'en réalité elle

est tout

^aussi probable que

la

^{première. Cette}

manièr'e de plocéder trouve son origine dans

la

notion cles niveaux- lepères constants

sul

de grandes distances, dont ^nous ne nierons 1"ras I'existence, mais

dont la

généralisation,

hâtive ou

^intuitive,

conduit à cles s;'nchronismes manifestement erronés.

En

résumé,

le

problème se pose corrme

suit :

déterminer les

conditions dans lesquelles les raccortls de niveaux lithologiqueruent semblables ont une valeur de synchronisme ou ue sont que del ^corr;(- [ations ^{de faciès,} dégagéee de toute notion de temps.

Dans les condition courautes ^exposées plus haut, ^{seule f inves-}

tigation

microscopique ^cles lochcs

et

plus spécialement. celle

qui

^a

tiait

aux minéraux âétlitiques permet d'aborder le ^problème.

Depuis ^{plusieurs utrttées,} tlous

llous

^sommcs

astrcint à

^des

études rnicrogr.aphiques et statistiques détaiilées d'un gra.nd hombre cle séries sédimentaires ; lcs résultats obtenus, vérifiés par le compor- tement ^,

des

zones paléontologiques,

permettent

d'envisager la questiôn des synehronis'ines à dlistànce sotls ull

jour

nouveau.

.

^. L'expo,sé théoliclue cle

la

^méthode _.d'étude

est réduit ici

^au

mlnllnum necessalÏe

pour la

'cornpréheresion

du

^problème

^qui

^nous

intér.esse

(*).

Lu ^{seulô mesule.à effectuer sous} le microscope est ^celle dr, tlï'arnèiie nraui,tntnrt û,ppctïent d,w plus

grts

^ê\,êment 'il'étri'tiqw-e

visible en coupe rniuce, ct-

qui est

^{défir.1'i sous}

le

^nom cI'àntl'i'ce il'e clasti,ci'té.

Il v

^{a bien entendu un indice de} olnsticité

poul

^{chaq-ue minéral} clétritique présent, rnais dans les exemples présentés

plus

bas'

il stagit

tou.i'ouls clu

quartz'

Quoiqutil stagissc cie

ia

^{mesure citu'r't}

dianrètrc rnaximum appa,rent,ltécalt qui en r'ésulte

par

rapport ^au diamètre maxi[qurn "é"i lobt.no par I'analyse,rnécanique) ^ne-modiffe pas de façon appréciable I'expression des conclitions 'naturelles:

L'echantillonnage leprésenté

par

^f intetvalle de séparation ^des coupes qninces doit ^{ôil'e cl'e} I'ordre tdu décimètru au mi'n'imum, quelle quc'soit l,épaisseur cles niveaux ; ^ceci afin que lton_puisse-construir,e

avcc précision l,a'cotr,tbe 'ile zxLr'tu.tàon e'n oct'ti,cale d.c l'iniJi,cc rJte clas- t"i,ci,té

dt

^or_r des mitrér'aux détr.itiques présents, base cle noÏr'e essai

d'intcrpr'étation.

En

^r'ègle 'gérr6ràle,

on

constate que

l)oul

^{une série donnée,}

chaque fuwïbt Tlossèd'o 'u'n ^ùnd,ùce 'ite 'cXasticitê 'nlo31en,

et

spéci'fàqwe.

Ce

fait

pelutel rlu reste, clals d'-autl'es buts, tllét'ablir ^{r,rn claosbment} des diverls faciès

par

ordre de clasticité croissant€ ou décr,oissante.

T,a l,ia ison clnsticité-faciès n'est ^eependant pas absolue, elle

sorrffre dcs exccptions rlont l'étude donne précisément la clé d'inter- prétation des synchronismcs

à

distancc. Souvent, lorsqulun _-uiveau àépusse Ic dÉcimèLre tl'épaisseur., on colstate ^{de for.tes} varirtions ^cle son indice cle clasticitd alors ^que

lc

^lOai|'6 nt'arcr'lrse â,flcrtlle âUtre rrroclification. Cela signifie qutil stest produit localement une variatio'm d'e la' puâ,ssa,nce i!,es couranis transpottcttrs 'd'e 'ni,1dértru'x) ùé'tt'ùt/iq'uÊs'

tandis que

lcs autles

conditions'de sédimentation

n'ont pas

^été

modifiées dc I'açon sensible.

Niais, en comparant'entre ^'elles les diverses 'coupes dtune même

formatiorr en vue dtétablil les taccords à distance, tln corrsl"ate ^que (x) T,+r lecteul tr$uvern I'exposé détaillé de nos méthoales d'interprétâtion ^des séties sêtliurenlaires duus ^'Ies ouvrages sulvants ^:

Â. CÀI}OZ,ZI <.Contribution à l'étude cles rythmes de sôdimentatiou >' Arehives des Sciences, Vol. 3, t'ase. I et 2, Genève, 1950.

t\. ^CAROZZI < llectonlque ef lyt'h;me$ tle sétlirnentation >' Itlem, Vol. 4,, Gonève, 1961 (à Parflllre),

les amomali'es de clasti'cité abarrantaa pa,r

rapport

^{a,u"r cowpes ilams}

l,eaqwell,.es omles rencant'tre, sont en relatiom très ê.troàte a'eec les eham- gements de f aei'ès ilécelables il,;uns les autres coupes.

Nous sp.mrres d,onc en présence cltune transrnission

à

d.'i,s,tance

par ^les courants (marins ou lacustrres) des contre-ccups da change- ments. de faciès loeaux, liés par. exornple à des morrr,vements. dn fond ou à toute ^{autre cause} urodificatrice de

la

sédirnentatiorr. Ces. efrets

à

distance vienncnt ainsi

interféref

^&vec les ^processus locaux ^de 2

ë

25

4 1

2

11

CO

AL

o

0

o.5 ^1mm

sédimentation, Le moyen nous est ainsi

foulni

de déceler dans une 'coupe stratigraphique

les

facteurs locaux

et

les contle-coups de

perturbations lointaines.

La

transmission de ces derniers

par

^les

courants peut être considérée commc instantanée

par rapport

^aux

pfocessus de séc,limentation et simultande dans le cadre d'irn ^bassin,

comme le ctérnontre dtr reste

la

coïnciclcnce avec les zones paléonto- logiqucs.

Les r'ésultats des laccords pÉn cornpalaison des variations ^d.e 'l'indice de clasticité mettent en évidenee que dans certains cas, deux faciès scmblables sont bien synchrones, tandis que dans'd'autres c4s, deux faciès différents. son't synchrones

et

doivent être parallé- lisés comme tele.

Fig.1. - Valnnginien calcnile de la nappe de Morcles, Ilaute-Savoie.

'

^2.

-

^{Les exe.mPles.}

Pour ^{ehacun dtentre euxr' est} représenté dtune

palt

^{le raccorcl}

des divers niveaux sur la ^base du parallélisme ^des faciès semblables ;

on constatera dans plusieurs ^cas I'impossibilité cle réaliser ce genre de corrélation pour

la

totalité ^{des niveaux.}

Dtautre part, ^{les coupes sont} reproduites. accompagnées- de lcur courbe schémàtique de vaiiation ^{en verticale de I'indice de clasticité} du quartz. Iæs.sjnchronismes,sont alors tracés sur la base des varia-

tioni

^des courbe-.s, indépendamment de toufe notion ^{de faciès'}

1 1 t

I t 2 2

?

j\

'?-

25

o ^o

?

--

O

^{0.05 mm'}

Fig. 2.

-

Iufravulaugiuiùu (Ben'iusier) de lu uappe de Mor.elcs, tlaute-Savoio

|

^{; zorre} ù Thurmeruti.tes Bois6i.a"i (Pictet),

-7

n AL

c0 Om

Dans tbus les exemples, les coupes raccordées sont séparées par ung distance ne dépassant pas 10 km. ; les indices ^de clasticité sont cxprimés en mm. suivant une échelle commune figurée sous

ln

^pre-

mière courbe.

1. -

Valangini,en calcai,re

ile la

Nappe àe Morcles, Haute- Sanoie

(fig.7.').

' La

série lithologique ^: se compose

de

tr.ois terrnes que nous rctrouvetons tlans les tleux exentples suivun[s et qui

sont :'

^{: "}

1.

r\lternances très ffnes cle calcaires compacts

et

^de, marnes

2. M;;;Jr (Ar)

schisteuses

(M).

3.

^{Calcaires zoogènes} ei pseudo-oolithiques (CO).

Les variations des indices de clasticité montrent que les niveaux nlerneux ne sont pas

toujours

synchrones dtune coupe

à

^ltautre.

L'étude microscopique permet en outre de déceler de légères modifi- cations de faciès accompegrrant les anomalies des indices de clasticité

17^1

²

25

0m

0

^ogSmn

X'iS. 3,

-

Ilauterivien inférieur de la ^nappe de ilforcles, Ilaute-Savsie.

et

auxquelles

on n'attribue en

^génér.al

pas

d'importance, alors qu'elles sont significatives. Notons en

ouire

^que lès parallélismes basés sur les similitudes de faciès obligent à envisager d'importantes réductions d'épaisseur pour le second niveau de calcaires zoogènes,

tandis que le premier conserverait une épaisseur pï'esque constante dans les deux coupes.

Il faudrait

alors admettre

pour un

^même faciès des variations

de la

^vitesse,

de

sédimentation que l'étutle détaillee ne confirme pas.

2.

*

Infranalanginî,en (Berrùasi,en) ile

la

^{Naplte d,e tr{orclet,}

Hawte-Saaoôe (fà9.2).

Les coupeo montrent de nombreuses récut'rences des trois ^telnteç Iithologiquee'définis plus haut. Dans

la ^pluoart

^{des ôas, l'es faciès}

SeÉtrlables sont effeCtivemertrt synchroncs et lee variations ^{des indices} de clasticité sont confirmées pÀr le comportement ^de Ia ^{zone paléon-} tologique ^èt, Th,urman,nàt es Boi,ssier'i

(FICTE'T).

3. -

Haùteri'oien infêr'àeur de

ta

^{Na'ppe de} fuIorc['es,

tlaute'

Snvotc

(fig.

5).

Dans cet excmple. Ie premier niveau de marnes schisteuses est

r"""tt-io". À;;" i";

à"n*

"olp.t

^{; Ies courbes de l'indice de clasticité}

fer:mettent de traccr, ^dans

ia partic

supérieure des dcux séries, les

i5'nchlonismcs entte ^f aciès différents'

1 '2 _{1 2}

j

3

7 (t

5 x

L

tl

0m

O

^{0,1 me}

nig. _4.

-

Jurassique supériour (Purbechiou) ùr'Jura srieso nrér"ial.ioud.

::

_4.

.-

J,tw'uuti,t1'uu s'wyté'ricw' (Pw'ltacki'en)il1w J'wru uwigte ^ntéri,- d,ional

(fis.

^q).

,

" ^Iés

^{eoupes sont} constituées

par

de nombreuses alternances de

niveâ,ux calcâ,ire,$ ma,rins

(M) et

^lacustres

(L)

provotlnés

par

^la

fo6te instablité tectonique de çette période ;

il

^{en est de même pour}

tfe5emplgsuivant. .. ;

^:

On constate parfois qu'en milieu lacustre les apports de miné-

raux

clastiques peuvent

faire

^cléfaut

par

effet d'isolement

;

^des

surfaces d'érosion

(traits

ondulés) viennent

alors

^{témoigner des} perturbations. L'allure des courbes des indices de clasticité mettent en évidence un

fait

supposé depuis longtemps mais dont la ^démons- tration ^nous échappait, à savoir que le début et la ^{fin des principaux} épisodes lacustres sont variables d'un endroit

à l'autre et

^{que les} variations de faciès sont

tout

à

fait

^locales et ^liées aux ^conditions paléogéographiques.

5.

-

Jurassi,qwe swphiewr (Pwrbecki,en\ ilu, Jt+ra suisse septem-

trôonal, (fi,g.5). ₃ +

2

I

-?

X'ig. 5.

-

^Jurussique

supérieur (Purbockien)

du Jura Suisee ooptcn- trional.

5 ?

L

i1

?

--

?

Om

3 +

1

o

^o,1

.

Sans I'aide des courbes de variation ^de I'indice de clasticité,

il est

pratiquement impossible

d'établil

des raccords

à

^{distance à}

l'intrôrieul des coupes de cet exemple,

surtout

en ce

qui

^concerne

celles formées presque entièrement de niveaux lacustres. On remar- quera les importantes anomalies de clasticité provoquées dans les

trbis premières séiies

par

les changements de faciès de

la

^dernière.

? ?

A. CAROZZI.