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Transcript

I / La datation absolue



2- La méthode des concordia pour le couple U/Pb.



Repérer les plus anciennes roches de France.
- A l’aide de la légende de la carte de France, repérer et dater les plus anciennes roches de France.
- De quel type de roches s’agit-il ?
- Comment les a-t-on datés ? (Voir le lien sur la carte de l’activité en ligne). Exposer le principe de cette méthode de datation.






Activité 1. Repérer les plus anciennes roches de France

carte géologique à l'échelle du millionième

1/1000000

1/1000000 signifie qu’1 cm sur la carte vaut 1000000 cm en réalité, soit 10 000 m = 10 km




23 : Granite du Bergel


L'orthogneiss icartien de Pors-Raden

Ce gneiss oeillé, contenant des inclusions de feldspath (zones plus claires que la matrice), est issu d'un protolithe granitique, ayant subit d'intenses déformations et métamorphoses : c'est donc un orthogneiss. Il fait partie d'un ensemble dit icartien que l'on retrouve également dans l'anse de Port Béni à Pleubian et dans la baie d'Icart à Guernesey, à l'origine du qualificatif. Cet ensemble s'est formé il y a plus de 2 milliards d'années (2 Ga), presque la moitié de l'age de la Terre estimé à 4,57 milliards d'années.





Ces orthogneiss sont constitués de quartz, plagioclases, feldspaths potassiques et de biotites. Les amas de biotites soulignent la foliation. Les yeux de feldspaths potassiques sont déformés dans la foliation.

Les orthogneiss sont des roches métamorphiques présentant une schistosité (ou foliation). Le préfixe "ortho-" indique que le protolithe, c'est-à-dire la roche qui, par métamorphisme, donne la roche observée est magmatique. Cette origine magmatique est attestée par la présence des gros yeux de feldspaths potassiques, minéraux dont la taille indique qu'ils n'ont pu cristalliser que lors de processus magmatiques. Le protolithe de cette roche est interprété comme étant une granodiorite porphyroïde (à gros feldspaths potassiques).

Comment connait-on son age?

La datation des gneiss
Les datations géologiques peuvent se faire de deux façons, la datation relative qui positionne différentes couches entre elles pour reconstruire la succession des évênements géologiques ou la datation absolue qui détermine l'âge d'un matériau en se basant sur ses propres propriétés physiques ou chimiques. Parmi les méthodes de datation absolue, la radiométrie, basée sur les processus de radioactivité, est la plus utilisée. En fonction des types de roches et de leur âge présumé, plusieurs types d'analyse sont possibles utilisant différents atomes : uranium/plomb (U/Pb), samarium/néodymium (Sm/Nd), potassium/argon (K/Ar), rubidium/strontium (Rb/Sr), uranium/thorium (U/Th) ou carbone 14 (réservée aux résidus d'organismes vivants). A Pors-Raden, une datation U/Pb appliquée à des petits fragments de zircon inclus dans la roche a permis d'estimer l'âge du gneiss à 2031 millions d'années avec une incertitude de +36/-28 M. (voir le graphique obtenu dans une autre partie)
Pour déterminer l'age de roches aussi anciennes, il est en effet courant d'utiliser le zircon, un minéral aux propriétés exceptionnelles. Il s'agit d'un silicate de zirconium naturel ZrSiO4, qui reste stable dans des conditions de très hautes températures et pressions : il peut donc traverser de très longues périodes géologiques en restant inaltéré, jouant ainsi un rôle de témoin. Les zircons sont les plus vieux cristaux connus (4,4 milliards d'années, région des Jack Hills en Australie). Comme l'uranium peut se substituer au zirconium et donc être présent à l'état de traces dans la roche, le zircon est un candidat idéal pour des datations radiométriques utilisant de l'uranium radioactif.




Figure 19. Courbes Concordia-Discordia des orthogneiss de Port-Béni (Côtes d'Armor).

La courbe bleue est une courbe calculée à partir des équations : c'est la courbe Concordia. La droite rouge, la Discordia, est obtenue par l'alignement des mesures sur les zircons (ronds verts). L'intercept supérieur à 1970 +19-17 Ma correspond à la datation du protolithe et l'intercept inférieur à 467 +6-4 Ma correspond à un épisode de réouverture du système dont l'événement responsable n'a pas été identifié.