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autres glossaires : Formes de Relief, types de Roches, régions géologiques des Alpes
Glossaire de Tectonique : b) plis |
(principales rubriques : Géométrie des Plis, Groupes de plis, Localisation des Plis)
autres
glossaires de tectonique :
tectonique générale, nappes, failles, structures micro-tectoniques, termes divers ...
Éléments géométriques servant à la description des plis
Afin de décrire la forme des plis et leur disposition dans l'espace on utilise différents éléments géométriques qui sont résumés dans les figures ci-dessous
A - éléments définissant la
forme du pli .
Il s'agit ici d'un antiforme "cylindrique", c'est-à-dire
dont les génératrices (= lignes droites que l'on
peut tracer sur la surface courbe) sont parallèles entre
elles
B - éléments définissant la position
de l'axe et du plan axial du pli, dans l'espace
par rapport à un plan de référence, horizontal
et orienté par rapport au nord.
il est important
de noter
- que si l'on ignore l'âge relatif des couches plissées les plis sont dits antiformes (en voûtes)
ou synformes (en gouttières).
Les termes d'anticlinaux et de synclinaux ne sont
utilisés que si l'on sait que les couches du coeur sont,
respectivement, plus anciennes que celles de la périphérie
ou plus récentes.
(Lorsque des des plis affectent une succession renversée,
les plis en voûtes ont leur coeur formé de couches
plus récentes et ceux en gouttière ont leur coeur
formé de couches plus anciennes : ce seront respectivement
des "antiformes synclinaux" et des "synformes anticlinaux").
Voir, par exemple, le micropli du col d'Espréaux (cliché et commentaires ).
diversité
de forme des plis Rapports entre
les plis et la schistosité éléments géométriques
servant à la description des plis
La description des plis, en fonction des variétés
d'enchaînements de courbures auxquels ils correspondent,
a conduit à créer divers qualificatifs :
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clichés montrant des exemples de plis anguleux droits : défilé de Potrachon (Dévoluy) : page gorges de la Béoux, cliché seul  environs du col d'Espréaux (Bochaine méridional) : page ravin du Drouzet, cliché seul  clichés
montrant le passage  de plis déversés
à des plis couchés en
savoir plus sur les plis "coffrés |
noter (rappel)
- que si l'on ignore l'âge relatif des couches plissées
les plis sont dits antiformes (en voûtes)
ou synformes (en gouttières).
Les termes d'anticlinaux et de synclinaux ne sont
utilisés que si l'on sait que les couches du coeur sont,
respectivement, plus anciennes que celles de la périphérie
ou plus récentes.
Lorsque des des plis affectent une succession renversée,
les plis en voûtes ont leur coeur formé de couches
plus récentes et ceux en gouttière ont leur coeur
formé de couches plus anciennes : ce seront respectivement
des "antiformes synclinaux" et des "synformes anticlinaux".
- que les flexures, ou plis monoclinaux (qui se caractérisent par le sens de pendage identique de leurs deux flancs) peuvent être antiformes (en haut sur le schéma) ou synformes (en bas sur le schéma). Voir l'exemple des monoclinaux des environs de Veurey (Vercors).
L'assemblage d'un couple de monoclinaux anticlinal - synclinal (qu'il doit déjeté ou non) est souvent décrit comme un "pli en genou" (surtout si l'angle de la charnière des flexures et proche de 90°).
Deux plis en genou de sens opposés combinés dessinent un "pli coffré" (voir plus loin leur interprétation)
Une variante particulière, très anguleuse et à angle ouvert, est constituée
par les "Kink-bands" ; avec des charnière à angle aigu de sont des plis "en arêtes de poisson" (= "herring bones")
Enfin il est important de garder en tête le fait que les plis se développent dans l'espace et subissent donc, en général, des variations d'une coupe à la suivante. Cela amène à proposer une classification des plis en fonction de leurs type et degré de symétrie :
a) et b) représentent des plis droits et déversés dotés d'une forme cylindrique (ce qui n'est évidemment jamais parfaitement réalisé dans le nature ; pour la figure c) voir ausssi l'article "plongement axial"
Kink-bands
Littéralement "bandes en genou" ces "bandes froissées" particulières correspondent à l'association de deux flexures très anguleuses, le long d'une bande relativement étroite (par rapport à sa longueur), qui traverse obliquement un empilement de feuillets (strates d'épaisseur régulière ou schistosité). Elles font penser de très près aux froissures anguleuses qui affectent les feuilles d'un cahier maltraité.
Une bande froissée isolée, d'épaisseur métrique, dans les calcaires lités du Sénonien du Dévoluy, en rive septentrionale du Vallon du Mas. Les strates ("s0") sont épaisses d'environ 30 cm. |
Le long de ces bandes les feuillets rocheux du flanc court du pli sont brutalement basculés, souvent même par une brisure, le long de la surface de basculement que constitue le plan axial du pli ; ils se disposent (dans l'idéal) symétriquement vis-à-vis du flanc long, par rapport à ce plan axial.
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| Vue d'ensemble d'un bloc de
calcschistes affecté de deux kink-bands similaires parallèles (désignées
par les flèches rouges).
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Une bande de froissure, vue en coupe (tranche de l'échantillon
de gauche) : noter, à la pliure des feuillets
basculés supérieurs, les espaces remplis de calcite.
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Pour en comprendre l'origine il faut les considérer comme l'équivalent de surfaces de faille où le rejet par glissement serait remplacé par le basculement des feuillets de la bande rocheuse : ce sont en somme des failles à faible rejet avortées.
Les kink-bands sont souvent espacées les unes des autres par des flancs longs excédant très fortement la longueur des flancs courts. On en trouve très souvent deux familles, disposées l'une par rapport à l'autre comme les familles de failles conjuguées, c'est-à-dire formant entre elles un angle plus ou moins proche de 90° et ayant un sens de rejet opposé ; cela délimite des compartiments non plissés en forme de coins, les uns convergents et les autres divergents.
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Une succession de kink-bands conjuguées, moyennement espacées, vus en coupe Strates d'épaisseur centimétique. |
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image sensible au survol et au clic |
Une succession de kink-bands serrés (dits "herring bones") Le froissement est si intense que les feuillets (S0, en bleu) se disposent de façon presque symétrique par rapport aux plans axiaux, qui forment une schistosité espacée (S1, en rose) : le dessin résultant évoque des arêtes de poisson. Le crayon donne l'échelle. |
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La largeur moyenne la plus courante des flancs de Kink-bands est de quelques centimètres à quelques décimétres. Mais on en rencontre également de tailles métriques ou même décimétriques, tels ceux des exemples ci-après :
- Séquanien de la Plate, près de Veynes ;
- plusieurs exemples dans le Sénonien du Dévoluy ;
- Lias en amont d'Auzet (au nord de Digne)
Plis coffrés
On appelle ainsi des plis à voûte plate, sub-horizontale, encadrée de deux flancs opposés plutôt plats également, se raccordant à la voûte en un genou plus ou moins anguleux. Ils correspondent en fait à l'association de deux flexures monoclinales à sens de déversement opposé, qui convergent vers le bas (anticlinal coffré) ou vers le haut (synclinal).
Ce type de pli est particulièrement typique du Jura et caractérise un style de plissement qualifié pour cela de "jurassien".
Leur géométrie peut s'interpréter de plusieurs façons :
1/ ils peuvent résulter de l'entrecroisement
de deux bandes de froissure symétriques
(conjuguées), leur voûte plate correspondant à
la zone non plissée entre ces deux bandes : ils représentent
même parfois l'amortissement en plis de failles conjuguées
(délimitant un coin expulsé vers le haut, dans le
cas d'un anticlinal coffré)
on en trouvera un exemple
décamétrique à la page "La Cuche"
2/ ils peuvent être la conséquence
des flexures subies par une tranche de roche déplacée,
par chevauchement, sur une surface comportant une succession de
paliers et de rampes (voir "failles
de chevauchement"). Ce sont des "plis au toit"
du chevauchement :
- les uns sont induits par les rampes du compartiment inférieur
("plis de rampe inf." de la figure) : ils sont
déversés à l'opposé du sens de déplacement
de la tranche chevauchante ;
- les autres sont créés par de la rampe du compartiment
supérieur ("plis de rampe sup." de la
figure) : ils sont dus à ce que la partie en porte-à-faux
créée par le biseau se rabat sur le palier du compartiment
inférieur et sont déversés dans le sens du
déplacement de la tranche chevauchante.
3/ ils sont également souvent le résultat du plissement concentrique*, selon le schéma ci-après, inspiré de ce que l'on observe aux confins du Vercors et du Diois :
L'image supérieure, caractérisée par des synclinaux étroits et espacés entre de larges voûtes anticlinales ("coffrées") correspond à ce que l'on a appelé le "style déjectif" ;
- l'image inférieure, avec des anticlinaux étroits et des synclinaux à fond large et à grand rayon de courbure correspond au contraire au style dit "éjectif", que l'on qualifie aussi d'"extrusif" lorsqu'il s'accompagne d'une fracturation avec expulsion du cœur anticlinal vers le haut
On voit que ces deux "styles" n'impliquent pas des modalités de plissement différentes et peuvent coexister sur une même verticale.
Clichés montrant des exemples de
Plis coffrés : Montagne de Ratz (confins sud-ouest de la Chartreuse) ; Montagne de Font d'Urle aux confins Vercors - Diois
Plis de rampes : Montagne de Charance (au dessus de Gap) ; Bec de l'Orient (Vercors septentrional)
Modes de plissement
Dans les plis, la disposition géométrique des surfaces de couches successives varie selon les conditions de plissement :
a - Plissement concentrique
Lorsque les couches se plissent sous des conditions de faible
pression et température elles se cintrent, à la
façon d'une pile de feuilles de papier, et les surfaces
de couches restent concentriques du coeur vers l'extérieur
du pli : leur dessin se caractérise par un rayon de courbure
d'autant plus court que l'on est plus proche du coeur du pli.
C'est le plissement par flexion (1, planche ci-dessous),
où la longueur d'onde du pli dépend essentiellement
de l'épaisseur des couches. Dans ce cas les couches ont
tendance à subir des déformations internes, le plus
souvent localisées à la charnière (schémas
c1 - c2 de la figure 1, planche ci-dessous), et surtout à
glisser les unes par rapport aux autres (schémas e1
- e2 de la figure 1, planche ci-dessous), ce qui se manifeste
par une striation des surfaces de bancs.
Les plis "concentriques" sont ceux de la déformation à proximité de la surface et sont associés à de la fracturation ; ils prédominent dans les massifs subalpins.
b - Plissement semblable
Si les conditions de pression et température sont plus
sévères, la roche devient déformable comme
de la pâte à modeler et les strates ne jouent, dans
le plissement, que le rôle purement passif de marqueurs
de la déformation (au profit du futur observateur ...).
En ce cas leurs surfaces s'espacent d'une égale valeur
et se déplacent à l'intérieur des plans d'aplatissement
: leur dessin est semblable d'une surface à la suivante
(et se déduit par simple décalque et décalage).
C'est le plissement par glissement-aplatissement
(schémas 2, planche ci-dessous), où la longueur
d'onde du pli dépend de la répartition des hétérogénéités
de la roche (qui déclenchent des variation dans le taux
de glissement des particules rocheuses, voire des inversions de
son sens).
Les "plis semblables" sont ceux de la déformation profonde, synschisteuse ; ils sont la règle dans la plupart des roches des zones internes et dans les enveloppes sédimentaires des massifs cristallins externes.
c - Modes composites
Entre ces deux types extrêmes il existe bien entendu de
nombreuses variétés intermédiaires, en particulier
dans le cas ou les couches plissées sont formées
alternativement de lits de nature (et donc de déformabilité)
différente (3, planche ci-dessus).
L'accroissement d'un écrasement associé au plissement aboutit à un dispositif où les flancs de plis sont étirés à l'extrème le long de surfaces de schistosité espacées, intercalées entre les charnières successives, surfaces le long desquelles s'est concentré le glissement de matière (cf. figure 3c). Cette association de déformations qui débite la roche en feuillets épais (de la dimension de ceux de la schistosité "de fracture"), qui plus ou moins orthogonaux à la disposition moyenne des lits plissotés, est connue sous le nom de "schistosité de pli-fracture", ou "strain-slip cleavage".
Une autre possibilité aboutissant à un résultat intermédiaire est que le pli se soit d'abord formé de façon concentrique, puis qu'il ait, par la suite évolué selon un mode plus "semblable". Le résultat peut être appelé "pli concentrique aplati", car il combine les effets de glissements relatifs des couches, du premier mode, avec l'étirement des flancs et les charnières épaissies, du second.
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Évolution, par aplatissement, d'un pli initialement concentrique 1 = pli concentrique 4 = aplatissement extrême (cas des "rods" en forme de baguettes de certains gneiss "oeillés"). |
Rapports
entre les plis et la schistosité
Plis associés à une faille inverse : plis-failles, etc ...
Il n'est pas rare de constater que le flanc court d'un pli déversé est rompu (au moins sur une certaine épaisseur) par une faille inverse. Trois interprétations (au moins) sont possibles :
- Il s'agit d'un pli rompu au sens strict (parfois qualifiés, de façon ambiguë, de "pli faillé"), c'est-à-dire dont le flanc a été tranché par une faille postérieurement à la formation du pli. Ce cas se réalise d'autant plus facilement que le plissement a été suivi d'un érosion de la voûte anticlinale, ce qui a déterminé une zone de faiblesse dans la tranche rocheuse à cet endroit (voir l'exemple de l'anticlinal occidental de la Chartreuse).
- Il s'agit d'un "pli-faille"
au sens strict : la rupture du flanc résulte d'un étirement
lié à la formation du pli dans une ambiance
de cisaillement horizontal (pli fortement déversé,
avec flanc inverse). Le flanc inverse s'effile et se disjoint
en lambeaux étirés (ceux-ci sont souvent tronçonnés
par l'étirement s'ils sont formés de roches peu
ductiles)
De tels plis se forment en général lorsqu'un niveau
peu ductile est pris entre d'autres niveaux plus susceptibles
de se déformer par étirement. (voir l'exemple
du pli-faille oriental de la Chartreuse) et l'article
consacré à ce type de pli en Chartreuse).
N.B le célèbre anticlinal de Sassenage, si souvent présenté
dans les manuels comme un plu-faille est en réalité
un pli rompu bien caractérisé)
- Il s'agit de "plis de propagation"
(encore appelés "de progression") qui traduisent l'amortissement d'une faille inverse (de chevauchement).
En ce cas l'ampleur du rejet de la faille décroît lorsqu'on
s'élève dans la succession des termes stratigraphiques
coupés par la faille jusqu'à s'annuler dans les
termes supérieurs (voir l'exemple de l'anticlinal médian de la Chartreuse).
De tels plis diffèrent des plis-failles par leur forme
peu déversée et par la rupture franche des couches,
sans renversement ni étirement. Ils peuvent être
difficiles à distinguer des plis rompus si l'on ne dispose
pas d'arguments pour étayer les rapports chronologiques
entre faille et pli.
Plongement axial, ensellement, culmination
Il est rare que les plis aient des axes rectilignes
et horizontaux, contrairement à ce que les schémas
tendraient à faire croire.
Le plongement axial du pli (c'est-à-dire le pendage
de son axe) amène souvent les couches sectionnées
par l'érosion à dessiner à la surface du
sol une disposition périclinale.
Il peut d'autre part changer de sens, ce qui aboutit soit à
créer des points hauts ou culminations (bosses)
du pli et des points bas ou ensellements.
La cause du plongement axial peut être,
selon le cas
1) que, lors même du plissement, le taux de raccourcissement
variait d'intensité d'un secteur à un autre du pli
(parallèlement à son axe) ; le pli a, en ce cas
une géométrie "conique".
- un cas extrême d'inflexion des axes de plis est celui des "plis en fourreaux" où les culminations et ensellements prennent une forme en doigt de gant. De telles inflexions des axes de plis se produisent dans des roches très déformables (plis de type "semblable) soumises à un intense étirement dans le plan axial de leurs plis. C'est le cas des zones de cisaillement ductiles (qui se forment sous un importante surcharge rocheuse).
cliché d'un échantillon
de pli en fourreau (longueur de l'échantillon = 15 cm)
périclinal(e)
Une disposition périclinale des couches consiste en ceci que, d'un point d'observation au suivant, l'azimut du pendage d'une même couche tourne progressivement (vers la gauche ou vers la droite). Il en résulte que le tracé d'une couche donnée décrit, sur la surface topographique, une courbe qui correspond à la section, par l'érosion, de la voûte d'un pli.
Cette disposition résulte de ce que l'axe du pli est incliné. Le plus souvent cela correspond à des surfaces de couches affectées de plis cylindriques (c'est-à-dire à génératrices parallèles), qui s'enfoncent sous la surface du sol (pli "plongeant"). Il s'agit d'un anticlinal si les pendages sont divergents (pentes ayant le bas dans des directions opposées) et d'un synclinal si ceux-ci sont convergents.
Cette disposition peut aussi correspondre à un pli conique, c'est-à-dire dont les flancs ont des génératrices convergentes vers un point, qui est l'endroit où se termine le pli. On parle donc de terminaison périclinale du pli lorsque celui-ci dessine un périclinal du fait qu'il devient conique (alors qu'il montre ailleurs des flancs plus ou moins parallèles qui résultent d'une forme cylindrique et d'un axe à peu près horizontal).
Il n'est pas aisé de distinguer les périclinaux dus à un simple plongement axial de ceux de terminaison conique (cela ne peut souvent se faire qu'à l'aide d'un report des mesures de pendage sur canevas stéréographique).
dôme structural, cuvette structurale
L'entrecroisement de deux familles de plis
superposées, l'une créée postérieurement
à l'autre, aboutit à la formation de dômes
structuraux (ou "brachy-anticlinaux"), qui correspondent
à l'entrecroisement de deux anticlinaux, et de cuvettes
structurales (ou "brachy-synclinaux"), qui correspondent
à l'entrecroisement de deux synclinaux.
De beaux exemples de telles cuvettes sont visibles en Bochaine
(La Faurie,
Céüse)
et en Diois-Baronnies (Bois
de l'Ubac, Aigues-Champ).
Comme dôme structural visible dans son entier on peut notamment citer le Chauvet
en Beaumont. Un splendide exemple, de plus grande taille mais disséqué par l'érosion et affecté en outre de cassures, est celui du Dôme de Remollon, en Gapençais.
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Motif structural en "carton à oeufs" 1 = Plis de la première étape (a1 = antiforme ; s1 = synforme) : on a les a figuré tranchés par une surface horizontale pour montrer le parallélisme des tracés des couches sur la surface topographique. 2 = thème du plissement de deuxième étape ( b2 = direction axiale des plis, choisie ici orthogonale à celle de la première étape ; PA2 = attitude des plans axiaux, choisie ici verticale) On a représenté des plis d'amplitude décroissante et de longueur d'onde croissante, de la gauche vers la droite 3 = plis en dômes et en cuvette : la section horizontale montre le dessin capricieux du tracés des couches sur la surface topographique. |
"anticlinorium" , "synclinorium", plis "parasites"
Ces termes sont utilisés pour désigner
des plis qui sont, en fait, au niveau considéré,
formés par un enchaînement de plis de plus petite
taille (longueur d'onde de 2 à 10 fois plus courte).
La terminaison en "-orium" ("anticlinorium",
"synclinorium") est principalement appliquée
pour désigner des plis de grande taille, de longueur d'onde
pluri-kilométrique. Lorsqu'il s'agit de plis de taille métrique
ou inférieure les plis de second ordre sont souvent qualifiés
de "plis parasites" (nommés "drag-folds"
en anglais dans le cas où ils affectent des petits bancs,
tandis que le pli majeur est dessiné par des bancs plus
gros : c'est alors un cas de dysharmonie).
On
remarquera que ce schéma s'applique au cas des plis
couchés, simplement au prix d'un basculement (approchant de
90°) dans un sens ou dans l'autre (suivant le sens de déversement). On peut, en ce cas, savoir si l'on se trouve dans un
flanc inverse d'anticlinorium (le flanc court des anticlinaux
parasites est en haut) ou dans un flanc normal (le flanc court
des anticlinaux parasites est en bas)Un cas particulier est celui des anticlinoriums couchés, qui reposent donc par leur flanc inverse sur un ensemble à l'endroit et qui le recouvrent par l'intermédiaire d'un synclinorium plus ou moins écrasé. De longue date cette disposition a été considérée, en raison de la grande dimension du recouvrement ainsi obtenu, comme constituant un type de nappe de charriage qui a été qualifié de "nappes plis-couchés".
Ce phénomène consiste en une différence dans le dessin (nombre taille, dimensions) des plis d'un niveau à l'autre de la succession stratigraphique qui a été plissée.
La dysharmonie peut être due à de multiples facteurs :
- différences entre les longueurs d'onde
de plissement en fonction de l'épaisseur des strates (a,
b, c) = formation de "drag-folds" ;
- raccourcissement plus accentué, par pincement, dans le
coeur des plis, lorsqu'il y a peu de glissement couches sur couches
(a, c) ;
- désolidarisation entre deux niveaux de la succession
(b), par suite de la présence d'un niveau intercalaire
très déformable (marnes entre bancs calcaires ou
gréseux) ;
- changement du mode de plissement (c), par passage d'un mode
"concentrique" (caractéristique de roches peu
déformables, "compétentes") à un
mode de plissement par glissement - aplatissement (propre aux
roches très déformables, "incompétentes").
Un des facteurs de ce changement de comportement est l'accroissement,
vers le bas, de la pression "lithostatique" dans une
pile de couches.
Ce phénomène est particulièrement bien illustré par le plissement du massif des Bauges, dans lequel il a d'ailleurs été défini vers 1900 par Maurice LUGEON (voir la page "Bauges orientales").
Dans les Bauges voir notamment les exemples des pages "Mont de la Coche" et "Roche Torse".
un exemple de dysharmonie
au coeur d'un anticlinal (type "a") : le pli des Pierres Aiguës, près
de Saint-Julien-en-Bochaine
un exemple de dysharmonie essentiellement lié au changement d'épaisseur des strates : gorges inférieures de La Méouge (Baronnies).
Un très spectaculaire exemple est donné par le pli que décrivent les couches du Trias le long du rivage du Bellsund (Spitzberg). Voir ci-dessous :
image sensible au survol et au clic
La coupe naturelle du pli de Midterhuken (cliché original obligeamment communiqué par Mr. Bernard COUTURIER).
Quatre formations, lithologiquement différentes, A, B, C, D, se succèdent de bas en haut dans cette succession stratigraphique.
Dans l'ordre de leur faculté à se plisser on peut les classer ainsi : A = formation homogène épaisse : bien que litée elle ne se plisse qu'avec une très grande longueur d'onde (anticlinal d'ordre 1, à très grand rayon de courbure)) ; D et (surtout) C = formation comportant deux bancs assez massifs : ils lui imposent de plis de longueur d'onde moyenne (synclinaux et anticlinaux d'ordre 2) ; B = formation argilo-schisteuse avec petits bancs très minces isolés : ces derniers se plissent avec une très courte longueur d'onde (synclinaux et anticlinaux d'ordre 3.
Détail des plissotis (de 3° ordre) de la formation B (cliché original obligeamment communiqué par Mr. Bernard COUTURIER).
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Ce terme désigne une disposition cartographique
particulière des plis : il s'agit de zones de torsion des
directions (azimuts) des axes d'un faisceau de plis.
La torsion des axes s'accompagne assez souvent d'un resserrement
des plis au niveau de la zone d'inflexion ("virgation libre")
ou, au contraire, de leur espacement ("virgation forcée").
Les virgations sont créées, soit pendant soit après le plissement, par la présence d'obstacles (souvent qualifiés de "môles résistants") qui ont bloqué le déplacement de la tranche de roche plissée : les virgations libres correspondent à un écrasement contre un môle ; les virgations forcées correspondent à une zone ou les plis se sont avancé entre deux môles.
Une virgation de plis peut aussi correspondre à un cisaillement* décrochant.
Se dit lorsque les plis se disposent cartographiquement le long d'une bande plissée avec une direction d'axe oblique à la direction de cette bande (à la façon des barreaux d'une échelle, sauf que ceux-ci sont orthogonaux aux montants)
Cette disposition traduit une origine du plissement liée à un mouvement coulissant orienté selon la direction de la bande plissée : il s'agit souvent du jeu d'une faille dans le soubassement de la tranche de terrain plissée.
Une disposition analogue caractérise souvent aussi les fentes de tension (ouvertes et remplies de cristallisation, ou les failles secondaires dans un couloir de cisaillement. Dans tous ces cas les éléments disposés en échelons affectent aussi un dessin sigmoïde.
Ancrage, failles déformées par le plissement, plis dont la localisation est déterniné par des failles.
On utilise le terme d'"ancrage" lorsque l'on considère que la formation d'un pli a été déterminée et localisée par la présence antérieure d'une faille (ce qui n'est évidemment qu'une interprétation, suggérée par la localisation des plis sur ou en bordure d'une faille...).
Divers schémas peuvent être envisagés :
A/ systèmes de failles extensives qui ont été soumis ultérieurement à un serrage :
Ils se repèrent à ce que les failles et/ou les couches de leurs lèvres sont déformées par des plis qui n'ont pas pu être induits par le jeu de la cassure (il s'agit souvent de "faux crochons", "antithétiques" du rejet car indiquant un mouvement de sens opposé)
- a - plissotis liés à l'emboutissement des bancs les plus résistants et au froissement de bancs les plus aisés à tordre (cs = crochon synthétique du sens de rejet ; ca = crochon antithétique) on trouvera des exemples de tels dispositifs aux pages "col Rousset", "Die", "Toussière", "Obiou ouest" et "Saint-Martin",
- b - transformation d'un graben d'effondrement en une "pincée" avec plis et schistosité (sc) parallèles aux lèvres de faille
B/ Failles inverses reployées : la torsion de la surface de chevauchement se produit lorsque de telles failles sont apparues dans les premières étapes de serrage, par rupture des niveaux particulièrement compétents*, avant que la pile de roches ne se raccourcisse dans son ensemble, par apparition du phénomène de plissement.
C'est en fait un cas assez commun dont on voit des exemples à toutes échelles.
image sensible au survol et au clic
Pli de taille décamétrique sur un rivage de la côte est du Groenland (Kaiser Frantz Joseph Fjord) (cliché original obligeamment communiqué par M. Bernard Couturier)
Fi = faille inverse ployée par le pli ; sO = surface de stratification (seulement tordue, là où le chevauchement s'amortit) .
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Des exemples de taille pluri-kilométrique, sont notamment fournis par la déformation de la barre tithonique du rebord subalpin aux environs de Grenoble : |
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C/ Localisation de plis sur l'emplacement de failles antérieures :
On constate assez fréquemment (notamment dans les massifs subalpins) que les anticlinaux coïncident avec d'anciens horsts et les synclinaux avec d'anciens grabens, ces structures anciennes étant datées comme formées lors d'étapes extensives antérieures aux compressions génératrices des plis.
Cette déformation traduit en quelque sorte un accroissement par le jeu du plissement des dénivellations dèjà acquises par celui de l'extension. Mais on peut penser que cela suppose qu'il s'exerçait lors du serrage une charge moindre à l'emplacement des horsts qu'à celui des grabens, ce qui suggère que soit intervenue, avant le serrage, une érosion des parties hautes des horsts ...
Le cas des horsts anticlinaux est tout particulièrement bien illustré par l'anticlinal de Leschaux, dans le massif des Bornes (page "Petit Bornand") ou par l'anticlinal des Chanderettes dans les montagnes de rive gauche de la Durance au sud de Gap (page "Motte du Caire").
On peut citer comme exemples les plus flagrants de synclinaux dérivant d'anciens grabens le synclinal oriental de la Chartreuse (page "Dent de Crolles") et celui du synclinal d'Arclosan dans les Bornes méridionales (page "Arclosan").
Dans le cas d'une déformation post-faille par cisaillement parallèle aux couches la rupture de continuité des couches, introduite par la faille correspond alors à une ligne de nucléation. On peut ainsi voir se former un pli par cisaillement qui se localise à l'aplomb d'un accident dans le soubassement du niveau en déformation (glissement de la couverture par rapport à son socle, etc...).
De part et d'autre d'une surface de faille la friction due au mouvement relatif des lèvres induit souvent un rebroussement des couches, qui est évidemment de sens inverse d'une lèvre à l'autre. Ces plis à localisation particulière sont nommés des "crochons" et leurs axe sont orthogonaux à la direction du mouvement sur la surface de fracture. On en observe à diverses échelles, centimétrique (dans des roches finement feuilletées), métrique ou décamétrique (communément), voire hectométrique (aux dépens de gros bancs de roches ou de formations entières).
Cela s'observe tout spécialement dans le cas des failles de chevauchement où la disposition relative de anticlinaux et synclinaux permet de connaître le sens du cisaillement et où les axes des crochons (plus difficiles à appréhender) permettent d'en connaître la direction.
 Principe de la formation des crochons : Dans le cas représenté les bancs (So) sont inclinés vers l'arrière et sont décalés par un décrochement dextre (F). Dans le compartiment arrière le crochon est en toit ("antiforme") et il est en gouttière ("synforme") dans le compartiment avant. |
Un exemple particulièrement spectaculaire de couple de crochons est celui fourni, dans le massif du Haut Giffre, par le chevauchement du Prazon à l'endroit où il est tranché par la falaise du"mur des Rosses" sur la crête méridionale du Mont Ruan (voir la page "Barberine").
 Les crochons du chevauchement du Prazon dans la falaise du "Mur des Rosses". (cliché original obligeamment communiqué par M. Matthieu Petetin) . Ø= surface de chevauchement ; noter les petits replis accompagnant le rebroussement principal dans la lèvre inférieure : ils sont liés à la finesse du litage qui autorise un plissement à plus courte longueur d'onde que dans les gros bancs du Tithonique de la lèvre supérieure. |
La formation des crochons est facilement associée à la rupture des flancs courts des plis de propagation ; elle se comprend aisément par le jeu du phénomène de "nucléation" des plis qui correspond à un blocage du glissement couches sur couches dans une pile de strates soumise à un cisaillement parallèle aux strates.
Crochons du Lias des Clottous (vallée de la Bonne, Oisans).
 Détails de plissotis du versant nord-est de la Tête des Clottous Ces microplis déca- à hectométriques se développent dans le flanc oriental du synclinal du Paletas (l'est est à gauche). Le cliché permet de voir comment ces plis prennent naissance, vers le bas de la succession, pour s'amortir vers le haut : L'analyse montre qu'ils résultent d'une déformation de la pile de strates par un glissement couches sur couches sur des surfaces que l'on peut considérer comme des paliers de chevauchement, mais où aucun accident n'est apparent (sauf quelquesbiseautages qui passent facilement inaperçus). En effet chaque pli prend naissance, par froncement local des couches, au dessus de la surface de glissement, en un point où (pour une raison restant à déterminer) le mouvement sur cette surface se trouve bloqué : la surface de déplacement s'y transforme, de ce fait, en un sectionnement oblique aux couches (formation d'une rampe de faille inverse). La valeur du déplacement relatif des points homologues de part et d'autre de la rampe est progressivement "absorbée" par le jeu du cintrage des couches au dessus de la rampe. En effet la distance à parcourir est plus courte entre deux couches est plus faible si on les coupe orthogonalement plutôt qu'en oblique très aigu. Le glissement "s'amortit" au niveau, dans la succession, où la charnière du pli a atteint une ampleur suffisante (c'est le processus des "plis de progression" induits par une tectonique de chevauchement par paliers). |
Autres exemples : Voir aussi la page "Chevauchements de Chartreuse"
Bandes de plis en couples ("bandes plissées")
La plupart du temps les plis se répartissent horizontalement en se succédant, anticlinal après synclinal, sans intervalle notable car ils s'enchaînent par simple inflexion de leurs flancs successifs qui innversent leur sens de torsion. On parle alors de "trains de plis" et ils affectent souvent une importante tranche rocheuse, toute une formation stratigraphique par exemple, ou plusieurs superposées.
Il est d'autres cas où les plis se limitent à l'enchaînement d'un seul couple anticlinal - synclinal tandis que, hors de la bande de terrain affectée, les couches restent non plissées sur une distance excédant la largeur de cette bande. En coupe, ces bandes de plis couplés ne sont pas perpendiculaires à la pile de strates mais la recoupent selon un biais aigu par rapport à aux couches. Leur disposition est analogue à celle des Kink-bands et ils ont comme eux une prédilection pour les successions de couches très répétitives, telles que les alternance régulières marnes/ calcaires. Mais en diffèrent nettement par un angle d'ouverture plus aigu, par la présence de charnières arrondies (non anguleuses) et surtout par le fait que ces plis sont le plus souvent fortement déversés.
L'origine de ces bandes est à chercher dans la déformation d'une pile de strates soumise à un cisaillement plus ou moins parallèle aux surfaces de ses couches : le mouvement relatif de glissement banc sur banc peut se trouver bloqué par une irrégularité au niveau d'un banc ce qui fait que la couche concernée y est affectée d'une froissure, laquelle se propage dans la pile, au dessus.
De beaux exemples de telles bandes de plis couplés traversant en biais un empilement monotone de couches sont donnés par les alternances calcaréo-argileuses du Lias de la couverture des massifs cristallins externes et celles gréso-argileuses des flyschs.
Exemples :
- Le flysch à Helminthoïdes de l'Embrunais-Ubaye (voir les page "Condamine" et "Vautisse") ;
 Bande plissée par cisaillement sub-parallèle aux couches dans le flysch à Helminthoïdes de la falaise dominant La Condamine (entrée aval, rive gauche, du vallon du ruisseau de Parpaillon) vue du sud, depuis la route de Sainte-Anne. Ces plis sont vus ici à peu près dans leur axe, c'est-à-dire que ce sont des plis N-S, à déversement vers l'ouest. Les tirets noirs correspondent aux limites ("épontes") de la bande ; deux charnières ont été dessinées en tirets rouges ; les demi-flèches indiquent le mouvement relatif des masses rocheuses séparées par la bande plissée : il s'agit d'un cisaillement sub-parallèle aux couches. |
- Le Lias moyen des environs de Megève (voir la page "Mont Joly détail")
 Plissotis dans le versant sud-ouest du sommet du Mont Joly Les bancs calcaires, alternés de lits marneux, du Lias moyen sont ici affectés par une bande de froissure par cisaillement qui ne rompt pas les bancs mais les tord en une succession de plis couchés (l'ouest est à gauche) Le cisaillement se fait selon un plan, peu incliné vers l'est, qui est parallèle à la schistosité (s) des lits marneux, cette dernière étant disposée selon un angle très aigu avec les couches. La schistosité des bancs calcaires (c), est plus espacée, et plus fortement inclinée (c'est le phénomène, classique, de la "réfraction"). |
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