Formation géologique

Une formation géologique , ou simplement formation , est un corps rocheux possédant un ensemble cohérent de caractéristiques physiques ( lithologie ) qui le distingue des corps rocheux adjacents et qui occupe une position particulière dans les couches de roche exposées dans une région géographique (la colonne stratigraphique ). C'est l'unité fondamentale de la lithostratigraphie , l'étude des strates ou couches rocheuses.

Une formation doit être suffisamment grande pour pouvoir être cartographiée à la surface ou tracée dans le sous-sol. Les formations ne sont pas autrement définies par l' épaisseur de leurs strates rocheuses, qui peuvent varier considérablement. Elles sont généralement, mais pas universellement, de forme tabulaire. Elles peuvent être constituées d'une seule lithologie (type de roche), ou de lits alternés de deux ou plusieurs lithologies, ou même d'un mélange hétérogène de lithologies, à condition que cela les distingue des corps de roche adjacents.

Le concept de formation géologique remonte aux débuts de la géologie scientifique moderne. Le terme a été utilisé par Abraham Gottlob Werner dans sa théorie de l'origine de la Terre, qui a été élaborée entre 1774 et sa mort en 1817. Le concept est devenu de plus en plus formalisé au fil du temps et est maintenant codifié dans des ouvrages tels que le Code stratigraphique nord-américain et ses équivalents dans d'autres régions.

Les cartes géologiques montrant où diverses formations sont exposées à la surface sont fondamentales pour des domaines tels que la géologie structurale , permettant aux géologues de déduire l'histoire tectonique d'une région ou de prédire les emplacements probables des ressources minérales enfouies.

Les limites d'une formation sont choisies pour lui donner la plus grande cohérence lithologique pratique. Les formations ne doivent pas être définies par d'autres critères que la lithologie. La lithologie d'une formation comprend des caractéristiques telles que la composition chimique et minéralogique, la texture, la couleur, les structures de dépôt primaires , les fossiles considérés comme des particules formant des roches ou d'autres matériaux organiques tels que le charbon ou le kérogène . La taxonomie des fossiles n'est pas une base lithologique valable pour définir une formation.

Le contraste lithologique entre les formations requis pour justifier leur établissement varie selon la complexité de la géologie d'une région. Les formations doivent pouvoir être délimitées à l'échelle de la cartographie géologique normalement pratiquée dans la région ; l'épaisseur des formations peut varier de moins d'un mètre à plusieurs milliers de mètres.

Les formations géologiques sont généralement nommées d'après une caractéristique naturelle ou artificielle permanente de la zone géographique dans laquelle elles ont été décrites pour la première fois. Le nom se compose du nom géographique suivi soit de « Formation », soit d'un nom descriptif. On peut citer comme exemples la Formation de Morrison , nommée d'après la ville de Morrison, dans le Colorado , et le Calcaire de Kaibab , nommé d'après le Plateau de Kaibab en Arizona. Les noms ne doivent pas dupliquer les noms de formations précédentes. Ainsi, par exemple, une formation nouvellement désignée ne pourrait pas être nommée Formation de Kaibab, puisque le Calcaire de Kaibab est déjà établi comme nom de formation. La première utilisation d'un nom a la priorité sur toutes les autres, tout comme le premier nom appliqué à une formation particulière.

Comme pour d'autres unités stratigraphiques, la désignation formelle d'une formation comprend un stratotype qui est généralement une section type . Une section type est idéalement une bonne exposition de la formation qui montre toute son épaisseur. Si la formation n'est entièrement exposée nulle part, ou si elle montre une variation latérale considérable, des sections de référence supplémentaires peuvent être définies. Les formations établies de longue date datant d'avant la codification moderne de la stratigraphie, ou qui n'ont pas de forme tabulaire (comme les formations volcaniques), peuvent remplacer une section type par une localité type comme stratotype. Le géologue qui définit la formation est censé décrire le stratotype de manière suffisamment détaillée pour que d'autres géologues puissent reconnaître sans équivoque la formation.

Bien que les formations ne doivent pas être définies par d'autres critères que la lithologie primaire, il est souvent utile de définir les unités biostratigraphiques sur des critères paléontologiques , les unités chronostratigraphiques sur l'âge des roches et les unités chimiostratigraphiques sur des critères géochimiques, et celles-ci sont incluses dans les codes stratigraphiques.

Le concept de couches ou strates formellement définies est au cœur de la discipline géologique de la stratigraphie , et la formation est l'unité fondamentale de la stratigraphie. Les formations peuvent être combinées en groupes de strates ou divisées en membres . Les membres diffèrent des formations en ce qu'ils n'ont pas besoin d'être cartographiés à la même échelle que les formations, bien qu'ils doivent être lithologiquement distinctifs lorsqu'ils sont présents.

La définition et la reconnaissance des formations permettent aux géologues de corréler les strates géologiques sur de grandes distances entre les affleurements et les affleurements de strates rocheuses . Les formations ont d'abord été décrites comme les marqueurs temporels géologiques essentiels , basés sur leurs âges relatifs et la loi de superposition . Les divisions de l' échelle des temps géologiques ont été décrites et mises en ordre chronologique par les géologues et stratigraphes des XVIIIe et XIXe siècles.

Les formations géologiques peuvent être définies de manière utile pour les couches de roches sédimentaires , les roches métamorphiques de faible degré et les roches volcaniques . Les roches ignées intrusives et les roches fortement métamorphisées ne sont généralement pas considérées comme des formations, mais sont plutôt décrites comme des lithodèmes .

Le terme « formation » est également utilisé de manière informelle pour décrire les formes étranges que les roches acquièrent par des processus d'érosion ou de dépôt. Une telle formation est abandonnée lorsqu'elle n'est plus affectée par l'agent géologique qui l'a produite. Certaines formations de grottes bien connues comprennent des stalactites et des stalagmites .