Centre Briançonnais de Géologie Alpine

Objectif général du stage de terrain :

La pratique du terrain permet d’aborder de façon concrète divers chapitres du programme de Terminale spécialité SVT.

Méthode :
- les élèves appréhendent les méthodes du géologue pour construire une chronologie des objets étudiés. Ils approfondissent les méthodes qu’ils ont acquises dans les classes précédentes, notamment l’exploitation des supports pétrographiques (échantillons, lames minces) et cartographiques.
- les élèves mobilisent leurs acquis de la classe de Première sur la tectonique globale actuelle (les marqueurs de collision ou d’extension) pour reconstituer, à partir des données récoltées sur le terrain, l’histoire géologique de la Terre.

Ces données de terrain permettront de reconstituer les paléogéographies successives et de construire le cycle orogénique tout au long du stage.

Notre stratégie pédagogique :

Nous privilégions la démarche scientifique d’investigation : questionnement, description des objets, des paysages et de leurs relations géométriques puis leur exploitation, argumentation scientifique de la réponse à la question posée (le document sur le cycle orogénique sera complété au fur et à mesure du stage).

Les élèves sont acteurs de leur travail sur le terrain !

- Les outils utilisés : le temps et les roches, la chronologie relative avec mise en œuvre des principes de la géologie et l’exploitation des fossiles.

- Les mots-clés pour illustrer l’histoire géologique de la Terre : cycle orogénique, ophiolites, paléogéographie

- Nous parcourrons sur le terrain Briançonnais et dans l’ordre chronologique, la fin d’un cycle orogénique (le varisque) au Carbonifère-Permien-Trias Inférieur et le déroulement du suivant (l’alpin) à partir du Trias moyen.

En pratique :

·       En salle ou sur le terrain, le premier jour : Un exposé préparatoire rappellera les acquis de la Seconde et de la Première Spécialité SVT. Un document sera adressé en amont, que les enseignants pourront exploiter en guise de préparation au stage. Il sera brièvement récapitulé au cours de l’exposé préparatoire. Le stage sera ensuite présenté dans sa globalité.

·       Le livret-guide de terrain et la géolpoch’ seront distribués à chaque élève. Ces documents sont en harmonie avec notre stratégie pédagogique et seront systématiquement utilisés au cours du stage.

·       Sur le terrain, nous privilégierons la démarche scientifique d’investigation.

J1 matin – Combarine : la fin du cycle Hercynien (Varisque)

Programme Terminale spécialité SVT :
- La chronologie relative : les relations géométriques (superposition, recoupement, inclusion) permettent de reconstituer la chronologie relative de structures ou d’événements géologiques de différentes natures et à différentes échelles d’observation.
Capacité : Utiliser les relations géométriques pour établir une succession chronologique d’événements à partir d’observations à différentes échelles et sur différents objets (lames minces observées au microscope, affleurements, cartes géologiques).

Programme Terminale spécialité SVT :
- Les traces du passé mouvementé de la Terre : Des domaines continentaux révélant des âges variés : Les continents associent des domaines d’âges différents. Ils portent des reliquats d’anciennes chaînes de montagnes (ou ceintures orogéniques) issues de cycles orogéniques successifs.

Programme Terminale spécialité SVT :
- Reconstituer et comprendre les variations climatiques passées : Au Paléozoïque, des indices paléontologiques et géologiques, corrélés à l’échelle planétaire et tenant compte des paléolatitudes, révèlent une importante glaciation au Carbonifère-Permien. Par la modification du cycle géochimique du carbone qu’elles ont entraînée, l’altération de la chaîne hercynienne et la fossilisation importante de matière organique (grands gisements carbonés) sont tenues pour responsables de cette glaciation.
Capacité : Reconstituer un paléoclimat local à partir d’une variété d’indices paléontologiques ou géologiques en tenant compte de la paléo-latitude

 

Objectifs :

-  Les méthodes du géologue sur le terrain
-  Les objets du géologue sur le terrain
-  Reconstitution d’une paléogéographie
-  Positionner le croquis de la paléogéographie sur le document du cycle orogénique

 

Déroulement :

Exposé - présentation

Terrain : Puy-Saint-Pierre, mine de la Combarine

Les objets de terrain dont disposent les géologues sont les paysages, les affleurements et les roches.
Le géologue met en œuvre des outils : acide, loupe, boussole, carte, clé de détermination (géolpoch’)…
Il développe des méthodes : observation, description, croquis, stratégie d’échantillonnage …
Il mobilise des principes : superposition, actualisme, recoupement…

Sur le terrain :

-       Identification de roches et fossiles sur le terril d’une ancienne mine de charbon
-       Étude d’un affleurement de roches détritiques (conglomérats, grès, schistes), relations géométriques et datation (chronologie relative)

Exploitation :

-       Reconstitution d’un paléoclimat et de sa paléolatitude afin de comprendre les variations climatiques passées
-       À partir des données recensées sur le terrain, reconstitution d’une paléogéographie
-       Réalisation du croquis de cette paléogéographie et son positionnement sur le document du cycle orogénique

 

J1 après-midi – Durance : les marques de la fragmentation continentale
Programme Terminale spécialité SVT  : Les marges passives bordant un océan portent des marques de distension (failles normales…) qui témoignent de la fragmentation initiale avant l’accrétion océanique
Capacité : Recenser, organiser et exploiter des données (sismiques, tectoniques, sédimentaires) relatives à des marges passives divergentes

Objectifs :

-  Retrouver les marqueurs de la divergence continentale

-  Reconstituer les paléogéographies

-  Positionner les croquis des paléogéographies sur le document du cycle orogénique

Déroulement :

Exposé - présentation

Terrain : Val Durance (Barrachin / St Crépin)

-       Lecture d’affleurements
-       Etude de la série stratigraphique briançonnaise
-       Recherche d’indices tectonique, sismique, sédimentaire

Exploitation :

-       À partir des données recensées sur le terrain, reconstitution des paléogéographies
-       Réalisation des croquis de ces paléogéographies et leurs positionnements sur le document du cycle orogénique

 

J2 journée - le massif du Chenaillet : découverte d’un océan disparu

Programme Terminale spécialité SVT : Les ophiolites sont des roches de la lithosphère océanique. La présence de complexes ophiolitiques formant des sutures au sein des chaînes de montagnes témoigne de la fermeture de domaines océaniques, suivie de la collision de blocs continentaux par convergence de plaques lithosphériques. L’émergence d’ophiolites résulte de phénomènes d’obduction ou de subduction, suivis d’une exhumation.
Capacité : Recenser, extraire et organiser des données de terrain ou cartographiques pour argumenter sur l’origine océanique d’un complexe ophiolitique (données pétrographiques et minéralogiques)

Objectifs :

-  Etudier à l’affleurement des roches de la lithosphère océanique (serpentinites, métagabbros, métabasaltes en coussin)
-  Argumenter sur l’origine océanique d’un complexe ophiolitique :

·           Etude de la composition minéralogique des roches (métamorphisme océanique)

·           Etude des relations géométriques entre les roches

-  Reconstituer une paléogéographie
-  Positionner le croquis de la paléogéographie sur le document du cycle orogénique
-  Hypothèses sur le processus d’émergence de cette ophiolite

Déroulement :

Exposé – présentation

Terrain : Itinéraire depuis Cervières (1650 m) ou Montgenèvre (1800 m)

-       Lecture de paysage depuis le secteur du lac des Sarailles (2200 m)
-       Etude des affleurements et des roches sur l’arête Ouest : 2300 m les serpentinites – 2350 m métagabbros (évocation de leur datation radio-chronologique) - filons de basalte - 2450 m métabasaltes
-       Étude de la déformation des roches
-       Relations géométriques entre les roches
-       En redescendant : les roches sédimentaires, datation de la croûte océanique
-       Déroulement historique des évènements de la naissance de ce fond océanique à sa mise en place sur le continent = ophiolite

Remarque : La notion de dorsale lente (1ère spécialité SVT) pourra être évoquée mais ne sera pas « argumentée » sur le terrain pour des raisons de temps disponible insuffisant.

Exploitation :

-       À partir des données recensées sur le terrain, reconstitution d’une paléogéographie
-       Réalisation du croquis de cette paléogéographie et son positionnement sur le document du cycle orogénique

 

J3 matin - Col Izoard ou Laus (arrêt possible si journée pleine jusqu’à 17h30)
Programme Terminale spécialité SVT : La présence de complexes ophiolitiques formant des sutures au sein des chaînes de montagnes témoigne de la fermeture de domaines océaniques. L’émergence d’ophiolites résulte de phénomènes d’obduction ou de subduction, suivis d’une exhumation.

Objectif :

-  Suite des hypothèses sur le processus d’émergence de l’ophiolite observée au Chenaillet

Terrain :
Panorama vers le Nord : visualisation de la position de la nappe ophiolitique (obduite) du Chenaillet sur la marge européenne.

 

J3 matin – Château-Queyras : la dynamique des zones de convergence, les marqueurs de subduction
Programme Terminale spécialité SVT : La présence de complexes ophiolitiques formant des sutures au sein des chaînes de montagnes témoigne de la fermeture de domaines océaniques. L’émergence d’ophiolites résulte de phénomènes d’obduction ou de subduction, suivis d’une exhumation.
Capacité : Établir des corrélations entre la composition minéralogique d’une roche et les différentes conditions de pression et de température, déterminées par les contextes de subduction.

Objectifs :

-     Stratégie d’échantillonnage, choix de la roche à étudier (métagabbros)
-     Identifier à différentes échelles des minéraux de cette roche témoignant de transformations liées à la subduction
-     Positionner la roche dans le diagramme PT afin de déterminer le contexte géodynamique de sa formation = subduction
-     Reconstituer une paléogéographie
-     Positionner le croquis de la paléogéographie sur le document du cycle orogénique

Déroulement :

Exposé - présentation

Terrain : Torrent du Guil

-   Échantillonnage et description des roches
- Identification des minéraux nouveaux présents dans les matériaux océaniques (métagabbros essentiellement).

Exploitation :

-       Positionnement du métagabbro dans le diagramme PT = enfouissement du fond océanique à HP-BT (subduction)
-       À partir des données recensées sur le terrain, reconstitution d’une paléogéographie
-       Réalisation du croquis de cette paléogéographie et son positionnement sur le document du cycle orogénique

Remarque : La notion d’exhumation pourra être évoquée mais ne sera pas « argumentée » sur le terrain.

 

J3 après-midi – Guil : la dynamique des zones de convergence, les marqueurs de collision

Programme Terminale spécialité SVT : La présence de complexes ophiolitiques formant des sutures au sein des chaînes de montagnes témoigne de la fermeture de domaines océaniques, suivie de la collision de blocs continentaux par convergence de plaques lithosphériques.
La dynamique de la lithosphère détermine ainsi différentes périodes paléogéographiques, avec des périodes de réunion de blocs continentaux, liées à des collisions orogéniques.

Objectifs :

-     À partir des acquis de Première, retrouver sur le terrain les marqueurs de la collision afin de compléter le cycle orogénique et reconstituer l’histoire géologique de la Terre
-     Se situer dans le cycle orogénique

Déroulement :

Exposé - présentation

Terrain : nappe du Guil et pli de Saint-Clément

Nappes du Guil

-       Description du paysage
-       Données de terrain : parcours et réalisation d’une coupe géologique permettant de déterminer un contact anormal. Visualiser ce contact anormal dans ce paysage
-       Interprétation : notion de nappes de charriage
-       Exploitation dynamique : le raccourcissement puis l’épaississement des terrains par empilement tectonique sont dus à la convergence lithosphérique (collision dans le contexte de la formation des chaines de montagnes)

Pli de Saint-Clément

-       Description du paysage et identification d’un pli
-       Exploitation des indices tectoniques (pli) en terme de raccourcissement-empilement

Exploitation :

-       Se situer dans le cycle orogénique

Remarque : En l’automne, sous réserve de différentes contraintes (météo, temps disponible, contraintes liées au transport), possibilité de faire ces arrêts au Galibier.

 

SYNTHÈSE :

La dynamique de la lithosphère détermine ainsi différentes épisodes paléogéographiques, avec des périodes de réunion de blocs continentaux, liées à des collisions orogéniques, et des périodes de fragmentation conduisant à la mise en place de nouvelles dorsales.

À partir des observations réalisées tout au long du stage et de leur exploitation (les paléogéographies successives), le cycle orogénique sera finalisé lors de cette synthèse.