The geological-event reference system, a step towards geological data harmonization

Le référentiel des événements géologiques, une étape vers l’harmonisation des données géologiques

BRGM DGR, BP 36009, 45060 Orléans, France

^* Correspondence: b.lebayon@brgm.fr

Received: 9 November 2021
Accepted: 14 October 2022

Abstract

The temporal dimension is an inherent component of geology. In this regard, traditional geological maps can represent a few geological events, yet they hardly account for the entire complex rock history whether sedimentary, crystalline or volcanic. Here, using the RGF research program (French Geological Reference platform) we propose a new methodology based on digital technology and the French historical collection of 1:50 000-scale geological maps. This innovative approach consists of describing, organizing and hierarchizing a series of geological events within a reference framework and linking it to GIS map geometries (polygons, faults, points). In this way, the complete history of geological features can be compiled and stored in digital maps, combining distinct geological events and properties. For a single event, all associated transformations can be represented on maps, facilitating the production of real “palaeo-geological” maps that consider not only traditional sedimentary environments but also possible synchronous weathering, metamorphism, and volcanism. We discuss here an example of French orogenic history. The approach demonstrated here on geological maps can be used with other geological data media (boreholes, seismic reflection profiles, etc.) and thus facilitate a 3D-to-4D scale, with a significant ability to address not only academic community needs, but also themes or issues related to applications required by politics, civil engineering, and society itself, to confront challenges such as natural and anthropic risk reduction and subsurface uses.

Résumé

La dimension temporelle est une composante intrinsèque de la géologie. Les cartes géologiques traditionnelles peuvent représenter quelques événements géologiques, mais elles ne rendent guère compte de toute l’histoire complexe des roches, qu’elles soient sédimentaires, cristallines ou volcaniques. Nous proposons ici, au sein du programme de recherche RGF (Référentiel géologique de France), une nouvelle méthodologie basée sur les technologies numériques en s’appuyant sur les cartes géologiques à l’échelle 50 000. Cette approche innovante consiste à décrire, organiser et hiérarchiser une série d’événements géologiques dans un référentiel et à les relier à des géométries cartographiques SIG (polygones, polylignes, points). De cette façon, l’histoire complète des roches peut être compilée et stockée sur des cartes numériques, combinant des événements et des propriétés géologiques distincts. Pour un même épisode géodynamique, toutes les transformations associées peuvent être représentées sur la carte, facilitant la production de véritables cartes « paléo-géologiques » qui prennent en compte non seulement les environnements sédimentaires traditionnels mais aussi d’éventuelles altérations synchrones, métamorphisme, volcanisme, etc. Nous présentons ici comme exemple l’histoire orogénique de la chaîne des Pyrénées. L’approche démontrée ici sur les cartes géologiques peut être utilisée sur d’autres supports de données géologiques (forages, profils de sismique réflexion, etc.) afin de restituer une donnée cohérente en profondeur utile pour la réalisation de modèles 3D à 4D. Ce nouveau concept de cartographie géologique numérique est appelé « carte géologique évènementielle » et les cartes produites constituent l’un des produits innovants du RGF. Cette approche permettra de mettre à disposition à tous les acteurs de la société, une donnée fiable et pertinente sur l’ensemble du territoire, destinée non seulement aux besoins de la communauté académique, mais aussi des thématiques ou problématiques liées aux applications pour faire face à des enjeux tels que la réduction des risques naturels et anthropiques et les usages du sous-sol.