Chronologie relative et géologie de la région d'Andlau

Analyse des roches par chronologie relative

Géo Morand : analyse des roches grâce à la chronologie relative.

La carte géologique simplifiée de la région d'Andlau est établie à partir des observations d'un terrain géologique ; elle renseigne sur plusieurs formations différentes de roches et les déformations qu'elles ont subies. Nous allons étudier, grâce à cette carte, les différents phénomènes géologiques en utilisant les principes de la chronologie relative. On pourra ainsi décrire l'histoire géologique de la région comme une succession d'événements géologiques.

1. La diversité des roches magmatiques

Dans le document 1, on apprend qu'il existe trois roches magmatiques :

• Le granite d'Andlau, âgé de -310 Ma ;
• Le filon de rhyolite, qui est une roche volcanique plus jeune que le granite d'Andlau ;
• La granodiorite du Hohwald, qui est une roche de composition proche de celle d'un granite.

Premièrement, nous savons que les granites sont des roches magmatiques plutoniques résultant d'un refroidissement lent du magma qui a cristallisé à une profondeur de quelques kilomètres. Le magma est issu de la fusion partielle de roches préexistantes en profondeur, qui est remonté vers la surface sans parvenir à l'atteindre.

Grâce au document 4, nous pouvons retrouver l'âge de la granodiorite du Hohwald. En effet, le document nous indique qu'un granite se trouvant à proximité et mis en place à la même période que la granodiorite du Hohwald a été daté par la technique de datation absolue U/Pb. On nous donne les valeurs de rapports isotopiques pour trois fractions du granite qui ont pu être datées, et on nous dit qu'elles « se situent normalement sur une droite dont l'intersection avec la courbe indique l'âge de cristallisation de la roche ». Une fois la droite tracée, nous trouvons à l'intersection que l'âge de la granodiorite du Hohwald est d'environ 335 Ma.

Parmi les roches magmatiques, il y a également la rhyolite, qui est volcanique. On sait qu'elle est plus jeune que le granite d'Andlau. Elle recouvre les schistes de Steige, les schistes tachetés et les cornéennes, mais aussi le granite du Hohwald. D'après le principe de superposition, elle est donc postérieure aux autres roches.

2. La diversité des roches métamorphiques

Dans le document 1, nous pouvons observer que les schistes de Villé et les schistes de Steige sont définis comme des roches sédimentaires. Je sais que les roches sédimentaires résultent du dépôt de sédiments qui occupaient la région au moment de leur formation. Sur la carte, nous pouvons observer qu'il y a un chevauchement entre les schistes de Villé et ceux de Steige. Nous savons que « le triangle noir pointe vers l'unité chevauchante, qui est ici plus vieille que l'unité chevauchée ».

Nous pouvons donc en déduire que l'unité chevauchante est constituée des schistes de Villé et l'unité chevauchée des schistes de Steige. Les schistes de Villé sont donc plus vieux que les schistes de Steige. De plus, nous savons, grâce au principe de recoupement, que le chevauchement est postérieur à la formation des schistes de Steige : une structure qui en recoupe une autre est plus récente qu'elle.

Sur la carte géologique du document 1, nous pouvons remarquer que les cornéennes, les schistes tachetés et les schistes de Steige forment une couronne autour du granite du Hohwald et du granite d'Andlau. Nous pouvons voir que la cornéenne est la roche la plus proche de la couronne, suivie des schistes tachetés et enfin des schistes de Steige. Cette couronne forme une auréole de métamorphisme autour des granites, ce qui nous indique que c'est dû à cela que se sont formées les roches métamorphiques.

On sait qu'en tant que roches métamorphiques, les cornéennes, les schistes tachetés et les schistes de Steige proviennent de la transformation en profondeur, à l'état solide, de roches préexistantes due à la pression et à la température. Grâce au document 2a, nous pouvons constater que les roches ont à peu près la même composition chimique. On en déduit qu'avant le métamorphisme, il y avait une roche qui a subi trois métamorphismes différents dus à l'auréole de métamorphisme. En effet, si on prend la composition chimique en SiO2, les schistes de Steige sont composés de 59,3 %, les schistes tachetés de 60,1 % et les cornéennes de 60,3 %.

Grâce au document 2b, nous connaissons les compositions minéralogiques de ces trois roches, ce qui nous permet de les placer dans le document 3 (« le domaine de stabilité de quelques minéraux repères ») et d'en déduire les conditions de leur formation. Une fois les roches placées, nous remarquons que les conditions de pression sont restées constantes pour les trois roches, mais que les températures changent. On peut également voir que les roches sont placées dans le même ordre que sur la carte, c'est-à-dire : cornéenne à sillimanite, schistes tachetés et schistes de Steige. De plus, au niveau de la température, plus on s'éloigne de la frontière avec la granodiorite du Hohwald, plus la température diminue. On sait également que les granites d'Andlau et du Hohwald sont des roches magmatiques ; ainsi, sur l'auréole de métamorphisme, plus les roches sont proches de la frontière avec le magma, plus elles ont subi des températures élevées.

3. Failles et roches sédimentaires plus récentes

Dans le document 1, nous pouvons remarquer que les roches sédimentaires d'Andlau, dont certaines contiennent des galets de granite d'Andlau, recouvrent les schistes de Villé, mais aussi le chevauchement, les cornéennes et le granite d'Andlau. Nous en déduisons que leur formation est donc postérieure au chevauchement et à la formation des roches grâce au principe de superposition. De plus, la présence de galets de granite d'Andlau dans cette roche sédimentaire nous permet de déduire, grâce au principe d'inclusion, que les galets sont plus anciens que les roches qui les contiennent.

On peut aussi dire que la faille recoupe le granite d'Andlau ; on en déduit donc, grâce au principe de recoupement, qu'elle est postérieure à la formation de ce granite (Principe de recoupement : une structure qui en recoupe une autre est plus récente que celle coupée). En revanche, la faille est à certains endroits recoupée par les roches sédimentaires. On en déduit par le principe de superposition que les roches sédimentaires sont plus récentes que la faille.

Toujours dans le document 1, nous pouvons voir la présence d'une autre faille qui présente un mouvement de divergence. En effet, nous pouvons le voir sur le chevauchement, car une partie de celui-ci s'est décalée (dessine les forces d'extension, Lily). Cette faille est postérieure à la formation de toutes les roches, y compris la rhyolite, car grâce au principe de recoupement, nous pouvons dire que la faille est plus récente que la structure coupée.

Conclusion sur l'histoire géologique

Pour conclure, la région d'Andlau a subi de nombreux événements géologiques qui sont à l'origine de la grande diversité de roches (magmatiques, métamorphiques et sédimentaires). Tout d'abord, il y a eu le chevauchement des schistes de Steige par les schistes de Villé, ce qui indique que les schistes de Villé sont plus anciens (âgés de plus de 500 millions d'années). Il y a eu, secondement, les épisodes magmatiques formés par la mise en place du granite d'Andlau (âgé de -310 millions d'années) et de la granodiorite du Hohwald (comprise entre -300 et -335 millions d'années). La granodiorite du Hohwald a ensuite métamorphisé les cornéennes, les schistes tachetés et les schistes de Steige par la création d'une auréole de métamorphisme. Enfin, un épisode de volcanisme explique la présence de la rhyolite.