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Les Roches : catégories et formation |
Deux types d'ensembles rocheux sont distingués par le géologue :
- le véritable sous-sol, formé de roches cohérentes parce que cimentées de longue date, donc dures en règle générale (bien que selon des degrés variables d'un type à un autre). Dans les massifs subalpins il s'agit uniquement de roches sédimentaires, disposées en "strates" superposées, continues sur de longues distances, formées dans des conditions qui sont celles de la surface du globe terrestre, rarement ou peu cristallisées. Divers massifs des Alpes sont qualifiés de massifs cristallins car les roches que l'on y trouve appartiennent au contraire à la catégorie des roches cristallines.
- les "formations superficielles", le plus souvent meubles (parce que de dépôt relativement récent), disposées et réparties capricieusement, qui ne constituent qu'une pellicule épaisse de quelques mètres en général (parfois plus) et qui masquent le véritable sous-sol. D'âge quaternaire, elles sont constituées d'alluvions continentales formées à l'air libre ou en eau douce (d'où leur organisation capricieuse).
a) Les roches sédimentaires
Dans leur majorité elles se sont formées par l'accumulation de débris, arrachés à la surface du sol par l'érosion, puis abandonnés ailleurs, toujours à la surface du sol, à l'air libre ou sous l'eau (rivières, lacs, mers). La majeure partie des Alpes est en fait formée de roches sédimentaires. Les massifs subalpins, et notamment celui de la Chartreuse sont, quant à eux, exclusivement formés de telles roches.
La plupart des roches sédimentaires de la Chartreuse et des massifs subalpins résultent d'un dépôt sur le fond des mers (de fait presque toutes les roches du massif contiennent des fossiles d'organismes marins). Le processus de ce dépôt est une chute des particules sédimentaires sur le fond marin. Cela a pour conséquence que ces particules s'y empilent en enrobant ce fond d'un tapis sédimentaire continu. En fait la nature des sédiments déposés par décantation sur les fonds marins a changé assez souvent (parfois de façon répétitive) au cours des temps : il en résulte que le tapis sédimentaire est le plus souvent constitué de couches superposées, ou "strates", qui se distinguent par des différence d'aspect et/ou de nature lithologique.
La stratification est un caractère très commun dans les roches sédimentaires mais elle n'y est cependant pas obligatoire. C'est ainsi que l'on qualifie de "massives" les roches où le matériau n'est pas du tout organisé en strates (par exemple celles résultant d'une construction par les coraux) et celles où ces strates sont trop peu distinctes pour pouvoir être vues sans un examen très fin.
D'autre part les strates ne sont pas toujours superposées parallèlement. Lorsqu'elles se disposent en biais par rapport aux précédentes on parle de "litage oblique" (à l'échelle d'un affleurement) ou de discordance (à l'échelle des formations). Il arrive même que les strates soient contournées et plissées, voire disloquées (ce sont les "slumpings").
informations complémentaires sur la logique des rapports
entre les strates
sédimentaires Quelques types majeurs de roches
sédimentaires dans les Alpes
françaisesb) Les roches cristallines
Elles constituent les "massifs cristallins" des Alpes, où l'on distingue les "massifs cristallins externes" comme ceux de Belledonne et du Mont Blanc, qui courent parallèlement aux massifs subalpins du côté oriental et ceux "internes (comme le Grand Paradis) qui suivent le versant italien de la ligne de faîte des Alpes
Dans ces massifs on voit, porté à
des altitudes de plus de 3000 m, le soubassement des sédiments
accumulés, depuis le début du Secondaire, à
l'emplacement des futures alpes. Ce soubassement est qualifié
de "socle cristallin". Le dernier de ces deux
termes fait allusion au fait qu'il est formé de roches
qui sont des assemblages de cristaux. En fait les minéraux
qui y sont cristallisés ne se forment pas à la surface
du globe mais sous des températures et pressions qui n'existent
qu'à des profondeurs plus ou moins considérables.
- La plupart sont des roches (souvent d'origine sédimentaire)
qui ont été indurées par recristallisation
("métamorphisées") à la suite d'un
fort enfouissement : elles sont dites roches "métamorphiques".
Dans les Alpes cette recristallisation s'est surtout produite
au Primaire, lors de la formation de la chaîne hercynienne,
aux dépens des sédiments accumulés avant
la formation de cette chaîne, ainsi qu'à l'occasion
d'orogénèses antérieures. Une partie des
sédiments déposés dans les Alpes au secondaire
a été également métamorphisée
plus ou moins fortement lors de la formation de la chaîne.
- Il s'y ajoute des roches "intrusives",
qui sont, quant à elles, montées de la profondeur
de la croûte terrestre à l'état pâteux,
sans atteindre la surface, tels les granites (tous hercyniens
dans les Alpes françaises) et les gabbros, qui sont le
principal constituant du plancher des fonds océaniques.
- Les roches volcaniques enfin différent
de ces dernières en ceci que, leur magma originel s'étant
épanché à la surface du sol, elles ont eu
une cristallisation perturbée par leur rapide refroidissement.
Les distinctions que les pétrographes
font entre les diverses roches cristallines sont fondées
sur deux critères principaux :
- la disposition de leur cristaux. Elle est "équante"
(lorsqu'ils sont semés au hasard) dans les roches intrusives
Elle est au contraire plutôt en feuillets parallèles
dans les roches métamorphiques (dites aussi, pour cela,
roches cristallophylliennes). Cela vient de ce qu'elles
avaient souvent un litage originel et que l'enfouissement y a
en outre développé une schistosité.
- la constitution chimique de la roche, liée à
la nature de la roche originelle, et le type d'espèces
minérales, qui indique les conditions de pression et
de température (donc de profondeur) sous lesquelles elles
ont cristallisé.
Quelques types majeurs de roches
cristallines dans les Alpes françaises3/ La logique des rapports entre les strates
sédimentaires
(les fondements de la "stratigraphie)
Les couches de roches sédimentaires
sont le plus souvent organisées en liasses de couches superposées
qui sont analogues entre elles et se distinguent plus ou moins
nettement, par la nature (calcaire, argileuse etc... ) et l'organisation
de ses strates (bancs plus ou moins fins, alternés ou non
de couches de nature différente, etc ...), de la liasse
qui la précède (en dessous) et de celle qui lui
fait suite (au dessus). Une telle tranche de couches (d'épaisseur
décamétrique) est alors appelé un "faisceau"
de couches.
Ces faisceaux eux mêmes ne sont que des portions d'ensembles
plus grands (paquets de faisceaux, d'épaisseur pluri-hectométrique)
appelés "formations", qui s'opposent elles
aussi (par la nature de la roche et par son mode d'organisation
en strates) aux formations voisines dans la pile des strates.
Ce nom de "formations", que l'on
donne à ces liasses successives de strates, vient de ce
que le changement d'aspect des couches qui les différencie
est lié à une modification du processus précis
de dépôt du sédiment. Chaque "formation"
correspond donc à un mode de sédimentation différent.
Ce changement s'est traduit par une modification soit de la nature
de la roche déposée ("faciès")
soit du thème de sa disposition en strates ("stratonomie"),
soit des deux à la fois (ces deux groupes de caractères
sont ceux qui servent aussi de base à la définition
des différentes catégories
de formations).
La pile des couches sédimentaires d'une région comporte
en général plusieurs formations superposées,
qui se différencient les uns des autres par ces deux types
de caractéristiques (faciès et stratonomie). Ces
formations sont souvent repérables dans les paysages par
l'influence différente qu'elles ont sur le relief et/ou
sur la végétation. C'est notamment le cas des ensembles
alternativement calcaires et marneux qui constituent l'essentiel
de la succession
de la Chartreuse.
Chaque formation reçoit un nom, en général
tiré de la localité où elle est bien représentée.
En Chartreuse ces formations sont au nombre d'une quinzaine (voir
"Les
Roches").
Enfin on est le plus souvent amené, si l'on y regarde de plus près, à s'apercevoir que les grandes formations présentent souvent, en leur sein, une certaine hétérogénéité verticale de détail, ce qui justifie de les subdiviser plus finement en "sous-formations", d'épaisseur hectométrique, que l'on qualifie alors de "membres" de formations.
Le passage d'une formation à la suivante
peut être progressif ("transitionnel"), auquel
cas les limites adoptées seront assez conventionnelles.
Dans certains cas au contraire il y a une limite nette correspondant
à un changement brutal de nature des roches et/ou de stratonomie.
Ce cas correspond souvent à une interruption de sédimentation,
ou "lacune".
Si l'interruption a été assez longue il a pu se
produire pendant ce temps des bouleversements tectoniques capables
notamment de basculer les couches précédemment déposées
ou des érosions créant des surfaces topographiques
plus ou moins accidentées. Dans ces deux cas les deux formations
seront séparées par une surface
de discordance.
Le découpage en formations est purement lithologique et étroitement lié à l'histoire de la sédimentation dans la région considérée. Il n'est utilisable que dans des régions restreintes et il ne saurait être applicable à d'autres régions où l'histoire sédimentaire s'est déroulée dans des conditions géographiques différentes. Il n'a donc d'intérêt chronologique que local, mais il est fondamental pour la description régionale car il permet de ne pas avoir à se soucier, à cet égard, des incertitudes de datation.
La méthode de datation la plus communément utilisée pour les roches sédimentaires utilise ce que l'on appelle l'"échelle stratigraphique". Il s'agit d'un découpage du temps en tranches successives appelées "étages" (regroupés en "époques", "périodes" et "éres") auxquelles correspondent, suivant les régions considérées, des formations rocheuses différentes (telle région pouvant par exemple être émergée à l'époque, alors que telle autre se situait alors au fond d'un océan...).
Pendant longtemps on a dû se contenter de cette datation purement "relative" qui consiste à repérer que tel étage est plus ancien ou plus récent que tel autre, selon que ses dépôts se rencontrent dessous ou dessus dans la pile des couches. Désormais on sait mettre des âges (avec une marge d'erreur) sur les étages : ces âges (en millions d'années) sont indiqués sur les tableaux représentant la colonne stratigraphique du lieu.
L'échelle des étages se veut générale et purement chronologique, utilisable en toutes régions, quelles qu'aient été les caractères géographiques (différents d'une région à une autre) qui y ont conditionné la formation des dépôts. Sa construction cherche donc à utiliser des événements mondiaux, tels que variations évolutive de la faune et de la flore, variation du niveau marin, catastrophes mondiales, etc...
Il est important de bien dissocier et distinguer
le découpage de la colonne stratigraphique locale en "formations"
et le découpage universel des temps géologiques
en "étages"
: on a en effet souvent tendance à désigner les
formations par le nom du ou des étages auxquelles elles
correspondent ; mais cela est dangereux :
- d'abord parce qu'il est rare que les limites de formations coïncident
avec des limites d'étages ;
- ensuite parce qu'il y a souvent des incertitudes et des flous
sur la position des limites de formations dans l'échelle
stratigraphique : l'âge d'une formation n'est connu qu'avec
un certain degré d'incertitude ;
- enfin parce qu'il est commun que les limites de formations ne
soient pas du même âge d'un point à un autre
(on dit qu'elles sont alors "diachrones")
pour
plus de détails sur les fondements
de la stratigraphie, se reporter au texte
annexe qui est consacré à ce sujet.
Quelques types majeurs de roches sédimentaires
dans les Alpes françaises
Quelques types majeurs de roches cristallines
dans les Alpes françaises,
que l'on peut appeler par le bouton spécial de la barre
de boutons.|
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