Ce contrôle 2 du semestre 1 pour les 1BAC Sciences Expérimentales se concentre sur la reconstitution de l’histoire géologique. À l’aide des principes de stratigraphie (superposition, recoupement, continuité), apprenez à ordonner les dépôts sédimentaires, les déformations tectoniques et les phases d’érosion. Ce sujet avec corrigé inclus est l’entraînement ultime pour maîtriser la lecture des coupes géologiques.
Contrôle Continu : Sciences de la Vie et de la Terre
Niveau : 1ère Bac Sciences Expérimentales
Durée : 1 Heure
Thèmes : Reconstitution de l’histoire géologique d’une région sédimentaire / Établissement des fondements de la carte géologique.
Partie I : Restitution des connaissances (5 Points)
1. Définissez les concepts géologiques suivants : (1 pt)
- Faciès sédimentaire : ………………………………………………………………………………
- Fossile stratigraphique : ………………………………………………………………………………
2. Répondez par « Vrai » ou « Faux » aux propositions suivantes et corrigez celles qui sont inexactes : (1 pt)
- a. Le principe de superposition s’applique parfaitement aux couches sédimentaires qui ont subi des déformations tectoniques majeures (plis couchés ou failles inverses). (………..)
- b. Une transgression marine se caractérise par le dépôt de sédiments de plus en plus fins de la base vers le sommet d’une série stratigraphique. (………..)
3. Cochez la bonne réponse pour chaque proposition : (1 pt)
- A. Sur une carte géologique, le pendage d’une couche est :
- [ ] L’angle que fait la couche avec le plan horizontal.
- [ ] La direction de la couche par rapport au Nord géographique.
- [ ] L’épaisseur réelle de la couche sédimentaire.
- B. Le principe de continuité stipule qu’une couche sédimentaire :
- [ ] A le même âge que la faille qui la traverse.
- [ ] A le même âge sur toute son étendue, si elle est limitée par le même mur et le même toit.
- [ ] Est toujours plus ancienne que la couche qui la recouvre.
4. Complétez le texte suivant en utilisant les termes appropriés : (2 pts) (Les termes : lacune stratigraphique – chronologie relative – affleurement – discordance)
La datation des roches sur le terrain repose sur l’observation de l’…………………………….. des couches sédimentaires. Les géologues utilisent les principes de la …………………………….. pour classer ces couches de la plus ancienne à la plus récente. Cependant, lorsque la sédimentation s’arrête pendant une période puis reprend, cela crée une …………………………….. dans la série sédimentaire. Si les couches inférieures ont été plissées et érodées avant le dépôt des couches supérieures, on parle alors de …………………………….. angulaire.
Partie II : Raisonnement scientifique et communication écrite et graphique (15 Points)
Exercice 1 : Reconstitution de l’histoire géologique d’un bassin (8 Points)
Dans le but de reconstituer l’histoire paléogéographique d’une région, une étude d’une coupe géologique a révélé une superposition de quatre couches sédimentaires. Le tableau ci-dessous résume les caractéristiques lithologiques et paléontologiques de ces couches, de la plus ancienne (Couche 1) à la plus récente (Couche 4).
| Couches | Caractéristiques Lithologiques | Contenu Paléontologique |
|---|---|---|
| Couche 4 | Conglomérats et sables grossiers | Traces de racines et restes de végétaux continentaux |
| Couche 3 | Grès fins et calcaires côtiers | Coquilles de bivalves (milieu littoral) |
| Couche 2 | Calcaires marneux | Ammonites (organismes pélagiques marins) |
| Couche 1 | Argiles très fines | Foraminifères planctoniques (mer profonde) |
Questions :
- Analysez les données du tableau pour dégager la tendance de variation de la taille des sédiments en passant de la couche 1 à la couche 4. (2 pts)
- Déduisez, à partir des caractéristiques lithologiques et paléontologiques, le milieu de sédimentation correspondant à la couche 1 et à la couche 4. (2 pts)
- Exploitez vos réponses précédentes pour déterminer si cette série sédimentaire correspond à une transgression ou à une régression marine. Justifiez votre réponse. (2 pts)
- En vous basant sur la chronologie relative, reconstituez l’enchaînement logique de l’histoire géologique de cette région depuis la formation de la couche 1 jusqu’au dépôt de la couche 4. (2 pts)
Exercice 2 : Fondements de la carte géologique et corrélations (7 Points)
Pour établir la carte géologique d’un secteur donné, des géologues ont analysé deux colonnes stratigraphiques issues de deux forages (A et B) réalisés à 20 km de distance. Le tableau suivant présente la succession des strates rencontrées (classées de la plus profonde à la plus superficielle).
| Forage A (Secteur Ouest) | Forage B (Secteur Est) |
|---|---|
| Toit : Marne avec microfossiles planctoniques | Toit : Calcaire sableux avec bivalves |
| Milieu : Calcaire compact avec Ammonites | Milieu : Calcaire compact avec Ammonites |
| Mur : Grès grossier (sans fossiles) | Mur : Conglomérat (sans fossiles) |
Questions :
- Comparez la composition des roches constituant le mur et le toit dans les deux forages A et B. (1.5 pts)
- Identifiez le fossile qui peut être utilisé comme un bon indicateur stratigraphique dans ces deux forages. Citez deux critères qui valident votre choix. (1.5 pts)
- En appliquant un principe stratigraphique précis (à nommer), établissez une corrélation chronologique entre les strates des deux forages. (2 pts)
- Interprétez la différence lithologique (variation de faciès) observée au niveau du toit entre le forage A et le forage B. Proposez une hypothèse paléogéographique qui explique cette variation latérale dans le même bassin sédimentaire. (2 pts)
Éléments de réponse et barème de notation
Partie I : Restitution des connaissances (5 Points)
1. Définitions : (1 pt)
- Faciès sédimentaire (0.5 pt) : Ensemble des caractéristiques lithologiques (nature de la roche) et paléontologiques (contenu en fossiles) d’une roche sédimentaire qui permettent de déterminer son milieu de dépôt.
- Fossile stratigraphique (0.5 pt) : Fossile utilisé pour dater les couches géologiques. Il doit être caractérisé par une large répartition géographique, une courte durée de vie (évolution rapide) et une grande abondance.
2. Vrai ou Faux et correction : (1 pt)
- a. Faux (0.25 pt). Correction : Le principe de superposition s’applique uniquement aux séries sédimentaires normales, qui n’ont pas subi de déformations tectoniques majeures ayant inversé l’ordre des couches (0.25 pt).
- b. Vrai (0.5 pt). (Une transgression correspond à une montée du niveau de la mer, ce qui entraîne le dépôt de sédiments de plus en plus profonds, donc de plus en plus fins vers le sommet).
3. Choix multiples (QCM) : (1 pt)
- A. [x] L’angle que fait la couche avec le plan horizontal. (0.5 pt)
- B. [x] A le même âge sur toute son étendue, si elle est limitée par le même mur et le même toit. (0.5 pt)
4. Texte à compléter : (2 pts)
- affleurement (0.5 pt)
- chronologie relative (0.5 pt)
- lacune stratigraphique (0.5 pt)
- discordance (0.5 pt)
Partie II : Raisonnement scientifique et communication (15 Points)
Exercice 1 : Reconstitution de l’histoire géologique d’un bassin (8 Points)
- Analyse de la granulométrie : (2 pts) En passant de la couche 1 à la couche 4 (de bas en haut), on observe que la taille des particules sédimentaires augmente (passage des argiles très fines aux conglomérats grossiers). Il s’agit d’une séquence granocroissante.
- Déduction des milieux de sédimentation : (2 pts)
- Couche 1 : Milieu marin profond / haute mer (justifié par la finesse des argiles et la présence de foraminifères planctoniques). (1 pt)
- Couche 4 : Milieu continental (justifié par les sédiments grossiers détritiques et la présence de restes de végétaux). (1 pt)
- Exploitation (Transgression ou Régression) : (2 pts) Cette série sédimentaire correspond à une régression marine (retrait de la mer). Justification : On observe le passage vertical d’un faciès marin profond (couche 1) à un faciès littoral (couche 3), puis à un faciès continental (couche 4), accompagné d’une augmentation progressive de la taille des sédiments (séquence sédimentaire régressive).
- Reconstitution de l’histoire géologique : (2 pts)
- Dépôt marin profond initial (Couches 1 et 2).
- Baisse progressive du niveau de la mer (régression marine) entraînant le rapprochement de la côte et le dépôt de sédiments littoraux (Couche 3).
- Émersion totale de la région et passage à une sédimentation purement continentale (Couche 4).
Exercice 2 : Fondements de la carte géologique et corrélations (7 Points)
- Comparaison lithologique : (1.5 pts)
- Au niveau du mur : Le forage A est constitué de grès (sédiment sableux), tandis que le forage B est constitué de conglomérats (sédiment plus grossier). (0.75 pt)
- Au niveau du toit : Le forage A est constitué de marnes (sédimentation fine), tandis que le forage B est constitué de calcaires sableux (sédimentation plus grossière). (0.75 pt)
- Identification du fossile stratigraphique : (1.5 pts)
- Le bon indicateur est l’Ammonite (0.5 pt).
- Critères de validation : C’est un organisme pélagique garantissant une grande répartition géographique, et il possède une évolution rapide (courte durée de vie à l’échelle géologique). (1 pt)
- Corrélation chronologique : (2 pts)
- Principe utilisé : Principe d’identité paléontologique. (1 pt)
- Application : Puisque les couches de « Calcaire compact » des deux forages (au milieu) contiennent le même fossile stratigraphique (Ammonites), on peut affirmer qu’elles se sont formées en même temps. Elles ont donc le même âge absolu malgré la distance de 20 km qui les sépare. (1 pt)
- Interprétation et hypothèse paléogéographique : (2 pts)
- Interprétation : La différence lithologique au niveau du toit (Marne en A / Calcaire sableux en B) pour une même période géologique s’appelle une variation latérale de faciès. (1 pt)
- Hypothèse : Lors de cette période, le secteur du forage A correspondait à une zone marine plus profonde et calme (favorisant la décantation des marnes et du plancton), tandis que le secteur du forage B était situé plus près du rivage, dans un milieu moins profond et plus agité (favorisant les calcaires sableux et la vie benthique comme les bivalves). (1 pt)