Série 4: Exercices: Reconstitution de l’histoire géologique d’une région sédimentaire

Exercices

Exercice 1

La figure suivante présente une coupe géologique réalisée dans une région de l’atlas moyen.

Q-1 – Déterminer les déformations tectoniques observées dans la région comprise entre X et Y, et dater ces déformations par rapport aux couches C et D.

Q-2 – Déterminer le type de la discordance observée entre C et D, et citer les étapes de sa formation.

Le fossile présenté par la figure suivante a été trouvé dans la couche B.

Q-3 – Comment appelle-t-on ce fossile et quelle est son importance géologique ?

Exercice 2

La figure suivante présente une carte géologique d’une région donnée.

Q – Réalisez le profil géologique suivant A-B.

Correction

Exercice 1

R-1 –Les déformations tectoniques sont :

• Les plis : sont plus récents que la strate (D), car elle a subi le plissement. Et elles sont plus anciennes que la strate (C) non plissée.

• La fille : elle est plus récente que les strates (B et D), car elle coupe ces deux strates.

R-2 – C’est une discordance angulaire, elle se forme selon les étapes suivantes :

• Déposition de la couche (D) horizontalement.

• Déformation tectonique de cette strate.

• Érosion.

• Déposition de la strate B horizontalement au-dessus de la couche (D).

R-3 –C’est une ammonite, c’est un fossile stratigraphique qui est permet de déterminer l’age de formation de la couche sédimentaire qui la contient, car elle a vécu durant le secondaire et elle caractérise cette ère géologique.

Exercice 2

On constate que les courbes de niveau sont parallèles aux limites des couches sédimentaires, donc ces couches sont horizontales.

Série 3: Exercices: Reconstitution de l’histoire géologique d’une région sédimentaire

Exercices

Exercice 1

La figure suivante présente la succession de quelques strates sédimentaires.

L’étude paléontologique de ces strates a révélée la présence des fossiles représenté par la figure 2.

Le tableau suivant présente la répartition chronologique de quelques fossiles.

		Goniatite	Ceratite	Ammonite	Trilobite	Nummulite	Oursin
Tertiaire	Paléocène	-	-	-	-	-	+
	Miocène	-	-	-	-	-	+
	Oligocène	-	-	-	-	+	+
	Éocène	-	-	-	-	+	+
Secondaire	Crétacé	-	-	+	-	-	+
	Jurassique	-	-	+	-	-	+
	Trias	-	+	+	-	-	+
Primaire	Permien	+	+	-	+	-	+
	Carbonifère	+	-	-	+	-	+
	Dévonien	+	-	-	+	-	+
	Silurien	-	-	-	+	-	+
	Ordovicien	-	-	-	+	-	+
	Cambrien	-	-	-	+	-	-

Q-1 – Déterminez le nom et la répartition chronologique des fossiles a et b.

Q-2 – Déterminez la datation relative de la strate 2.

Q-3 – À l’aide de schémas, expliquez la présence de la strate 3 dans le milieu de la coupe géologique.

Exercice 2

La figure suivante présente deux colonnes stratigraphiques réalisés dans le bassin phosphate au Maroc, dans deux régions distinctes : Benguerir et Khouribga.

Q-1 – Déterminerle type de la roche (a) et citerun exemple de milieu ou elle peut se former.

Q-2 – Déterminez le nom de contact stratigraphique marqué par la ligne L et citez les étapes de sa formation.

Q-3 – Peut-on appliquer le principe de superposition pour dater (justifiez votre réponse) :

• Les strates du primaire.

• Les strates du secondaire.

• Les strates du tertiaire.

Q-4 – Quel est le principe qu’on peut appliquer pour dater relativement les strates x et y ? justifier votre réponse.

Q-5 – Que peut-on déduire de la présence du sable rocheux à la fin de série phosphaté (Benguerir) ?

Exercice 3

La figure suivante montre les résultats d’une étude géologique dans les gisements de phosphate à Khouribga.

Q-1 – Dater relativement les couches géologiques (A, B, C, D, E, F) représentés dans ce schéma.

Q-2 – Comment les couches E et B évoluent dans la région comprise entre les deux colonnes.

La figure suivante montre quelques fossiles trouvées dans les couches sédimentaires étudiées.

Q-3 – Déterminer le milieu de sédimentation de ces couches sédimentaires. Justifier votre réponse.

Correction

Exercice 1 :

R-1 –

• Le fossile (a) est le trilobite, il appartient à l’ère primaire.

• Le fossile b est l’ammonite, il appartient à l’ère secondaire.

R-2 – Puisque la strate 2 contient l’ammonite et la strate 1 contient la nummulite, donc la strate 2 est plus ancienne que la strate 1. Et puisque la strate 3 contient le trilobite, donc elle est plus ancienne que la strate 2.

R-3 –

• Déposition des strates (Argile, Marne, calcaire) horizontalement.

• Ces strates ont subi une déformation tectonique (pli), ce qui a conduit au positionnement de la strate 3 dans le centre du pli.

Exercice 2 :

R-1 –La roche (a) est une roche évaporitique, elle se sédimente au niveau des lagunes.

R-2 –La ligne L désigne une discordance angulaire, elle se forme suivant les étapes suivantes :

• Déposition des couches sédimentaires du primaire horizontalement.

• Plissement de ces couches sédimentaires.

• Érosion.

• Déposition des couches sédimentaire du secondaire horizontalement au-dessus des couches plissées du primaire.

R-3 –

• Non, on ne peut pas appliquer le principe de superposition pour dater les strates du primaire, parce qu’elles sont déformées.

• Oui, on peut appliquer le principe de superposition pour dater les strates du secondaire et du tertiaire, parce qu’elles ne sont pas déformées.

R-4 – On peut utiliser le principe de continuité, car ces deux strates ont le même faciès.

R-5 – Le sable rocheux est un sédiment détritique qui caractérise la zone littorale. Donc, sa présence à la fin de la série sédimentaire et au-dessus de sédiments marins (calcaire) indique que la région a connu une régression marine.

Exercice 3 :

R-1 –Datation relative des strates :

• Dans la colonne Est : par application du principe de superposition, la strate (C) est la plus ancienne puis la strate B et la strate (A) est la plus récente.

• Dans la colonne Ouest : par application du principe de superposition, la strate (C) est la plus ancienne puis la strate B et la strate (A) est la plus récente.

• Par application du principe de continuité :les strates (A) et (D) ont le même age, car elles ont le même faciès ; aussi, les strates (C) et (F) ont le même age, car elles ont le même faciès.

• Par application du principe de la variation latérale du faciès : les strates (B) et (E) ont le même age malgré leurs différents faciès, car elles sont encadrées par des strates qui ont le même age.

R-2 – Au milieu de la strate (E) ont trouve de la marne et du calcaire, l’épaisseur de ces sédiments va diminuer progressivement et elles vont disparaître lorsqu’on s’approche de la strate (B).

R-3 – Ces roches se sont sédimentées dans un milieu marin, car elles contiennent des fossiles marins (les dents de requins).

Série 2: Exercices: Reconstitution de l’histoire géologique d’une région sédimentaire

Exercices

Exercice 1 :

La figure suivante présente une colonne stratigraphique réalisée dans une région.

Q-1 – Déterminer la datation relative des strates représentées dans cette colonne.

Q-2 – Dans quelleère géologique la strate C a été formée ?

Q-3 – Déterminer le milieu de sédimentation des strates B et C.

Exercice 2 :

Pour reconstituer l’histoire géologique d’une région, on propose l’étude de la colonne stratigraphique suivante.

Q-1 – Montrer que la région a connu une régression marine.

Q-2 – Déterminer l’ère de formation de des strates 5 et 6. Justifiez votre réponse.

Exercice 3 :

I – Pour déterminer la composition de la couche sédimentaire (a) dans la figure suivante, les manipulations suivantes ont été réalisées sur un échantillon de 150 g de cette couche :

• L’observation par la loupe binoculaire a montré que l’échantillon est constitué de grains de sables et des débris de coquilles. Ces éléments sont liés entre eux par un ciment.

• On a mis cet échantillon dans une solution d’acide chlorhydrique, et après un quelques jours, on a constaté qu’il ne reste que les grains de sable d’une masse de 15 g.

Q-1 – Quelle est la nature chimique de cette couche sédimentaire ? Justifier votre réponse.

Q-2 – Calculer le pourcentage des constituants de la strate (a).

II – Les strates sédimentaires (b), (c) et (d) sont :

• b : roche d’argile.

• c : sable rocheux.

• d : quartzite.

Les études paléontologiques ont montré que ces strates se sont formées dans la même ère géologique et dans le même milieu sédimentaire. Et, dans la strate la plus ancienne (b), on a trouvé le fossile présenté par la figure suivante et le nautile.

Le tableau suivant présente la répartition chronologique de quatre fossiles différentes.

	Ammonite	Nautile	Trilobite	Graptolites
Quaternaire	-	+	-	-
Tertiaire	-	+	-	-
Secondaire	+	+	-	-
Primaire	-	+	+	+

Q-3-Déterminer le mauvais fossile stratigraphique. Justifier votre réponse.

Q-4 – Déterminer l’ère et le milieu de sédimentation des strates (b), (c) et (d). Justifier votre réponse.

Correction

Exercice 1 :

R-1 – puisque la série sédimentaire est non déformée, on peut appliquer le principe de superposition : on trouve alors que la strate (D) est la plus ancienne puis la strate (C) puis la strate (B) et la strate (A) est la plus récente.

R-2 – La strate (C) c’est formé dans le secondaire, car cette strate contient les ammonites qui caractérisent cette ère géologique.

R-3 – Les strate (B) et (C) se sont formés dans un milieu marin, parce qu’elles contiennent des fossiles marins (les ammonite et les coquilles littoraux).

Exercice 2 :

R-1 – On constate sur la figure que la taille des grains augmente des strates inférieures vers les strates supérieures et qu’il y a un passage des sédiments marins (le calcaire) vers des sédiments détritiques continentaux (le sable rocheux). Ceci caractérise la série régressive, donc la région a connu une régression marine.

R-2 – Les strates 5 et 6 se sont formées dans le secondaire, parce qu’elles contiennent l’ammonite qui caractérise cette ère géologique.

Exercice 3 :

R-1 – La couche sédimentaire a est constituée par du sable et du calcaire, parce que le traitement de l’échantillon de la couche par l’acide chlorhydrique cause l’élimination du calcaire.

R-2 – Calcule des pourcentages des constituants :

• Le sable : (15 / 150) x 100 = 10 %.

• Le calcaire : ((150 – 15) / 150) x 100 = 90 %.

R-3 – Le mauvais fossile stratigraphique est le nautile, parce qu’il a vécu durant toutes les ères géologiques.

R-4 – Ces strates géologiques se sont formées dans le primaire et dans un milieu marin parce qu’elles contiennent le trilobite, c’est le fossile quand observe dans la figure et qui caractérise le primaire et le milieu marin.

Série 2: Exercices: Les facteurs édaphiques et leur influence sur les étres vivants

Exercices:

Exercice 1 :

Le triangle des textures de la figure suivante contient une représentation de 3 sol A, B et C.

Q-1 – Déterminer les pourcentages des constituants de ces 3 sols.

L’étude de deux sols X et Y a donné les résultats représentés par le tableau suivant :

	X	Y
Sable	10 g	140 g
Limon	10 g	40 g
Argile	180 g	20 g

Q-2 – Calculer le pourcentage de chaque constituant de ces deux sols.

Q-3 – Représenter les deux sols X et Y sur le triangle des textures, et déduire la texture de chaque sol.

Q-4 – Quel est le sol qui la plus grande capacité de rétention d’eau ?

Exercice 2 :

Les deux schémas de la figure suivante montre deux coupes verticales deux types de sol différents (le podzol et le sol brun).

Q-1 – Donner les noms des horizons A0 et C.

Q-2 – Quel est l’horizon source de l’humus et des sels minéraux qui se trouvent dans l’horizon B.

Q-3 – Comment l’horizon A2 se forme-t-il ?

Q-4 – Comparer les deux sols, et déduire le sol le plus évolué.

Q-5 – Expliquer la forme des racines dans les deux sols.

Exercice 3 :

L’étude de l’abondance de deux types de plantes A et B dans deux stations différentes (1 et 2) a montrée que dans la station 1 l’abondance de B et plus grande que A, et dans la station 2 l’abondance de A est plus grande que B.

Q-1 – Définir l’abondance.

Pour expliquer la différence entre ces deux stations, on propose les données expérimentales suivantes :

I-

Le tableau suivant montre de la culture des plantes A et B dans des sols de pH différents.

Numéro du sol	PH du sol	Abondance de A	Abondance de B
1	3	0	0
2	3.5	0	5
3	4	0	26
4	4.5	5	86
5	5	13	13
6	5.5	57	0
7	6	92	0
8	6.5	57	0
9	7	13	0
10	7.5	0	0

Q-2 – Donner le nom d’un outil qui permet la mesure du pH du sol

Q-3 – A l’aide de l’analyse de ces résultats, proposez une hypothèse pour expliquer la différence de l’abondance des plantes A et B dans les deux régions 1 et 2.

Q-4 – Comment peut-on confirmer cette hypothèse ?

II – Les sols contiennent des êtres vivants différents, parmi eux les vers de terre (lombrics), et pour mettre en évidence l’influence des vers de terre sur la distribution des plantes A et B on propose les données de la figure et du tableau suivant.

Sels minéraux	Concentration dans le sol (%)	Concentration dans les excréments des lombrics (%)
Ca	19.9	27.9
Mg	1.62	4.92
N	004	0.22
P	0.09	0.67
K	0.32	3.58

Q-5 – Comparer entre les deux sols.

Q-6 – Comparer entre la concentration des sels minéraux dans le sol et dans les excréments des lombrics ?

Si on suppose que, dans certaines conditions, l’activité des vers de terre augmente dans le sol 5 (dans le tableau précédent).

Q-7 – Est ce que la valeur de pH a augmenté ou a diminué dans ce sol ?

Q-8 – Comment la distribution des plantes A et B va-t-elle évoluée ?

Correction :

Exercice 1 :

R-1 – Du triangle des textures, on trouve :

	A	B	C
Sable	10 %	25 %	60 %
Argile	80 %	15 %	10 %
Limon	10 %	60 %	30 %

R-2 – Comme exemples, pour calculer le pourcentage du sable dans le sol X, on applique la relation suivante :

Le pourcentage du sable = (la masse du sable / la masse du sol X) x 100.

Le pourcentage du sable = (10 / 200) x 100 = 5 %.

	X	Y
Sable	5 %	70 %
Limon	5 %	20 %
Argile	90 %	10 %

R-3 – Du triangle des textures, on trouve que :

• Le sol X est argileux.

• Le sol Y est limon sableux.

R-4 – Le sol qui une plus grande capacité de rétention d’eau est le sable X, parce que ses grains sont plus petits.

Exercice 2 :

R-1 – Le nom de :

• A0 : horizon de litière.

• C : la roche mère.

R-2 – C’est l’horizon A qui est la source de l’humus et des sels minéraux qui s’accumule dans l’horizon B.

R-3 – L’horizon A2 et l’horizon lessivé, il se forme à cause du lessivage (transport par l’eau) des sels minéraux vers l’horizon profond (B) où ils s’accumulent.

R-4 – On remarque que le podzol est plus évolué que le sol brun, car le podzol contient plus d’horizon (A2) que le sol brun.

R-5 – Les racine se ramifient dans les horizons qui contiennent l’eau et les sels minéraux (l’horizon A1 et B), pour cela on remarque que dans le podzol les racine ne se ramifient pas dans le sol A2.

Exercice 3 :

R-1 – L’abondance est le nombre d’individu par unité de surface.

R-2 – On peut mesurer le pH du sol en utilisant le pH-mètre.

R-3 – Analyse :On remarque une différence entre les limites de tolérance du pH pour les plantes étudiées :

• la plante (A) tolère des valeurs de pH comprises entre 4,7 et 7.

• la plante (B) tolère des valeurs de pH comprise entre 3,5 et 5.

On remarque aussi que les valeurs de vie optimale sont différentes pour ces deux plante :

• pour la plante (A) c’est 6.

• pour la plante (B) c’est 4,5.

Hypothèse : Peut-être que la différence de l’abondance des plantes A et B dans les deux stations est dû au pH du sol, tel que dans la station 1 la valeur du pH est au alentour de 6 (la valeur optimale pour A) et dans la station 2 la valeur du pH est au alentour de 4,5 (la valeur optimale pour B).

R-4 – Cette hypothèse peut-être confirmer par la mesure du pH dans chaque station.

R-5 – On remarque que l’activité des vers de terre (tunnels creusés) dans le sol du pH 7 est plus grande qu leur activité dans le sol du pH 4,2.

R-6 – On constate que la concentration des sels minéraux est plus grande dans les excréments des vers de terre par rapport à leur concentration dans le sol.

R-7 – L’augmentation de l’activité des vers de terre dans le sol indique que le pH du sol a augmenté.

R-8 – L’abondance des plantes (A) va augmenter alors que l’abondance des plantes (B) va diminuer.

Parce que la valeur du pH va augmenter et les plante B ne tolèrent pas des grandes valeurs du pH.