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Glossaire de Tectonique : a) notions diverses |
azimut, direction, pendage d'une surface :
Toute surface plane, de quelque type que ce soit, surfaces de strates, de failles, de schistosité etc.., est décrite, quant à son attitude dans l'espace, par deux valeurs d'angle :
- l'azimut de sa direction horizontale : il est mesuré par l'angle dont s'écarte par rapport au nord une ligne tracée horizontalement sur la surface considérée (= azimut d'intersection de la surface par un plan horizontal). Une surface d'azimut "N60" est orientée entre NE-SW et E-W. Il suffit d'indiquer une valeur de 0 à 180° (une lecture donnant 230° sur la boussole correspond à une lecture de 50° si on l'avait pratiquée en regardant en sens inverse).
- son pendage : c'est l'angle, par rapport à l'horizontale, de la ligne de plus grande pente de la surface (= azimut de l'intersection de la surface par un plan vertical, qui est donc perpendiculaire à la direction de la surface). On en donne la valeur, complétée par une indication (W, E, N, S, SE etc...) précisant le sens d'inclinaison : un pendage de "80°SE" correspond à une surface orientée NE-SW, qui plonge presque à la verticale du NW vers le SE.
Ces deux termes sont utilisés pour désigner des objets tectoniques dont les caractéristiques souffrent d'une certaine imprécision.
Un "accident" est le plus souvent une faille*, ou un faisceau de failles, dont le tracé ou le type est mal connu. Mais ce terme est le plus souvent utilisé quand le fonctionnement exact est mal défini et surtout s'il semble plus complexe que celui d'une simple faille de type courant.
Les linéaments sont des accidents d'importance régionale, souvent à jeu complexe, qui se poursuivent sur de longues distance et qui, du fait de ces caractères sont susceptibles d'être repérables sur des vues de satellite (on a notamment utilisé ce terme dans les chaînes subalpines méridionales pour désigner de grandes cassures jurassiques qui ont rejoué au Tertiaire, comme le linéament d'Aspres-lès-Corps et celui de Clamensane).
Une "Unité tectonique" est en général un fragment élémentaire d'une nappe de charriage*, qui est reconnaissable par les caractéristiques de l'ensemble rocheux qui le constitue et qui constitue cartographiquement un tout bien individualisable, mais dont les rapports et la position hiérarchique par rapport aux autres éléments de l'édifice tectonique créé par le charriage restent plus ou moins mal déterminés (voir aussi l'article "pays de nappes").
Nom donné à une déformation
microtectonique qui consiste en une rupture d'un banc rocheux,
en panneaux allongés disjoints, en réponse à
un effort d'extension appliqué parallèlement à
la surface du banc : l'allongement se fait alors par ouverture
de fentes orientées perpendiculairement à la direction
d'allongement (c'est donc une déformation "discontinue").
Cela concerne des couches de roches "compétentes",
c'est-à-dire refusant de s'écraser, intercalées
entre d'autres couches "incompétentes" qui acceptent
de s'étirer de façon "continue" (sans
ouverture de discontinuités), par le processus de la schistosité.
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Boudinage dans un affleurement de Lias calcaire |
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Un aspect particulier du boudinage est fourni par le cas des Bélemnites tronçonnées
Bélemnites tronçonnées
Les rostres de Bélemnites, que l'on
rencontre fréquemment dans les calcaires argileux du Jurassique
(surtout dans le Lias moyen dauphinois), sont formés de
calcite. Ils sont beaucoup moins déformables que la pâte
de la roche qui les héberge. Pour s'adapter à l'étirement
de cette dernière ils se sont en général
fragmentés en tronçons et les vides ouverts entre
ces derniers se sont remplis de calcite.
C'est un cas particulier du phénomène de "boudinage".
Ce terme tectonique désigne le phénomène qui est cause du repos de terrains d'âge relativement ancienent sur d'autres plus récents. Dans la très grande majorité des cas l'origine de cette situation est tectonique (mais elle peut aussi résulter de simples glissements gravitaires, dus à des efforts d'origine très superficielle et non internes aux masses rocheuses).
Le terme de chevauchement est également employé pour désigner le "repos anormal" résultant, coutume qui présente en fait un certain caractère d'ambiguité. En effet il est usuel de considérer, de façon implicite, que ce terme désigne les cas où le contact entre ces deux masses rocheuses est brutal (par l'intermédiaire d'une "surface de chevauchement") et où les deux tranches rocheuses superposées sont l'une comme l'autre en disposition stratigraphique "à l'endroit" . Cette situation résulte du jeu d'une faille compressive ("faille "inverse")
Mais on peut trouver des situations plus ambigües où les couches de l'une ou l'autre des masses rocheuses superposées sont renversées (totalement ou avec une faible discordance angulaire) : c'est le cas des pli rompus et plus particulièrement des "plis-failles", dont l'érosion ne permet pas toujours de voir clairement la charnière. Dans ce dernier cas il y a, en outre un amincissement souvent accentué de la partie renversée, car elle a été soumise à un fort étirement avant de se rompre : souvent cet amincissement est tellement accentué que l'on croit qu'il y a une véritable surface de chevauchement.
Dans les massifs cristallins externes des Alpes françaises il existe des plis-failles qui sont souvent considérés comme de simples chevauchements par faille inverse. Cette erreur est favorisée par le fait que la couverture sédimentaire s'étire en général très fortement dans les flancs inverses de ces plis-failles, particulièrement du fait de la plus grande déformabilité des roches sédimentaires ; à cela s'ajoute l'a-priori, pourtant controuvé, selon lequel le socle cristallin de ces domaines non métamorphiques se fracture mais ne se plisse pas.
On peut en citer les exemples ci-après, pris dans le massif des Écrins -Pelvoux :
- le "chevauchement" du Combeynot (voir page "Arsine") ;
- le "chevauchement" de La Meije (voir page "Meije") ;
- le "chevauchement" du Sirac (voir page "Sirac") .
On appelle ainsi le type de déformation qui résulte de forces organisées en "couple" mécanique : la distorsion qui en résulte se traduit par un décalage des repères (par exemple linéaires : ligne de cassure, axe de pli) situés de part et d'autre du secteur cisaillé.
Le mouvement le long d'une faille est un cisaillement qui s'est concentré sur une surface, laquelle sépare deux blocs déplacés l'un par rapport à l'autre mais non déformés.
Mais le cisaillement peut aussi être diffus et intéresser une zone plus ou moins épaisse, si les roches concernées sont susceptibles de se déformer sans rupture. Si la tranche cisaillée est relativement mince on se rapproche du cas des failles ; c'est pourquoi l'on parle alors de "faille ductile" (ce cas est fréquent dans les roches devenues incompétentes, par exemple lors d'un métamorphisme*).
Dans une pile de couches un cisaillement plus ou moins global et diffus peut souvent se produire, en particulier lorsque les couches sont disposées au voisinage de l'horizontale et que le mouvement par cisaillement s'effectue selon un plan également proche de l'horizontale (on parle en ce cas de "cisaillement tangentiel", sous entendu "à la surface terrestre"). Dans une telle situation le déplacement des couches, "dans le sens" du cisaillement, s'accroit (plus ou moins régulièrement) de bas en haut.
Le cisaillement résulte alors d'une translation qui est freinée par friction sur un soubassement non transporté. Cela correspond fréquemment aux rapports d'une couverture avec son socle, lorsque la première est entraînée dans un mouvement qui lui est imposé d'en haut, par exemple par l'avancée de nappes de charriage : c'est le cas de la couverture des massifs cristallins externes, dans les secteurs où elle a été recouverte par les nappes d'origine interne et/ou elle a été poussée vers l'extérieur de l'arc alpin par l'avancée de ces dernières.
Un cas exemplaire de cisaillement couverture / socle est celui de la couverture nummulitique de la partie sud-orientale du massif du Pelvoux (voir les pages "Pelvoux-est" et "Dourmillouse") ...
Au sein d'une pile de couches soumise à un cisaillement tangentiel il peut se produire des accidents de glissement qui vont accentuer ce glissement à un niveau donné en le freinant à d'autres. Ces irrégularités sont à l'origine de "rattrapages" par le jeu de failles inverses ou, plus souvent, de bandes froissées : ces dernières consistent en un couple de plis synclinal - anticlinal qui traverse à angle aigu (c'est-à-dire avec un plan axial faiblement penté) la pile de couches concernée, non plissée de part et d'autre (voir plus de détails à l'article "bandes plissées").
Des exemples de plissement par bandes froissées sont fournis par les cas présentés dans les pages "Mont Joly - détails ", "Condamine", et ... .
Cette notion est relative au comportement des roches face aux efforts qu'elles peuvent subir, plus précisément à la façon dont elles peuvent se déformer.
Une roche est d'autant plus compétente qu'elle "fait mieux face aux efforts" c'est-à-dire qu'elle conserve mieux sa structure intime et donc les dimensions d'un volume considéré de celle-ci. Elle est d'autant plus incompétente qu'elle est plus malléable, notamment plus ductile (facile à aplatir et étirer).
La compétence d'une roche est fonction de sa nature : granite, grès et calcaires sont par nature plutôt des roches compétentes ; argiles et gypse sont incompétentes. Mais elle est aussi, tout autant, fonction des conditions physiques (température et pression) régnant à l'endroit où elle se trouve : les argiles sont des roches incompétentes, même dans des conditions de faible profondeur ; les calcaires et les roches métamorphiques le deviennent seulement à des profondeurs de l'ordre de plusieurs milliers de mètres.
Le diapirisme est le phénomène tectonique par lequel des roches profondes s'élèvent, souvent jusqu'à la surface du sol, à travers (racine : dia) celles qui les recouvraient.
Un diapir est donc un corps rocheux, étranger à son environnement, souvent cylindrique et de diamètre kilométrique, qui a percé, comme à l'emporte pièce, les roches qui l'entourent. La roche qui les forme doit être à la fois aisément déformable, pour pouvoir s'injecter ainsi, et de faible densité relative, car le moteur de cette ascension est justement la relative légèreté de ces roches qui entraîne une instabilité gravitaire
Les dômes de sel sont les plus connues des structures diapiriques (c'est pratiquement le type des diapirs). Il existe aussi des diapirs de boue et la mise en place des plutons granitiques est un phénomène diapirique bien caractérisé (on parle alors de "diapirisme crustal").
Dans les Alpes, seuls les gypses du Trias sont susceptibles de former des diapirs : on en observe de beaux exemples dans les chaînons subalpins méridionaux (Baronnies notamment).
exemples
dans les pages Avance,
Lazer
et Astoin
(section Gap-Digne)
- On parle d'extravasion pour désigner le phénomène de débordement latéral qui affecte le matériel remonté par diapirisme en arrivant à la surface du sol (ou à faible profondeur sous celle-ci). Ce débordement peut aller loin (jusqu'à des distances parfois pluri-kilométriques) sur les secteurs bordant la cheminée du diapir.
C'est à ce phénomène qu'il faut certainement
attribuer, dans les Alpes, certains tapissages de cargneules,
qui s'étendent parfois loin et capricieusement (en remplissant
des anfractuosités) en marge des zones de fractures le
long desquelles se sont produites des remontées diapiriques
de gypses.
On peut citer comme exemples particulièrement frappants
les environs du Petit Mont-Blanc de Pralognan (section Vanoise)
et ceux du col d'Izoard au sud de Briançon (section Briançonnais).
Disposition géométrique qui consiste en ce que des couches superposées ne soient pas disposées parallèlement les unes aux autres : elles sont séparées en deux tranches d'inclinaison différente par une surface de discordance. Cela se produit souvent à l'occasion d'une transgression marine ou à la base de couches continentales.
Discordance simple
Discordance sur la pénéplaine anté-triasiqueautres
exemples relatifs à la pénéplaine anté-triasique
: col du Sabot
; Auris Dans le cas où les couches supérieures
tranchent des couches inférieures plus inclinées
(qui sont ainsi biseautées), cette obliquité résulte
d'une reprise de sédimentation qui s'est produite après
intervention d'une érosion qui a aplani un secteur
où les couches avaient été préalablement
basculées par un plissement. Dans de tels cas on peut
même observer des voûtes anticlinales tronquées
par la surface de discordance : de beaux exemples sont fournis
par les plis anté-Sénoniens du massif du Dévoluy.)
On emploie le terme anglais de "onlap"
lorsque les couches situées au dessus de la surface de
discordance sont disposées en oblique par rapport à
cette dernière, les couches successives venant ainsi à
tour de rôle, de bas en haut, se terminer en biseau contre
cette surface, les plus récentes débordant celles précédentes. Cette obliquité résulte de ce que
les couches se sédimentaient en s'appuyant latéralement
sur la pente (plus ou moins douce selon les cas) d'un relief, la sédimentation envahissant progressivement ce relief de bas en haut.
Un tel relief a pu être créé par une érosion
avant la reprise de sédimentation ; c'est notamment le
cas au flanc des chenaux fluviatiles*.
Discordance de onlap
Voir l'article "autochtone"
Qualificatif employé pour désigner une surface incurvée dont la concavité regarde vers le haut (en cuiller) : Le terme est particulièrement usité pour les failles extensives qui pénètrent profondément dans l'écorce terrestre et dont le pendage s'atténue effectivement en profondeur (voir l'article "hémigraben")
niveau structural
Compte tenu du fait que la pression et la température s'élèvent lorsque l'on s'enfonce dans les profondeurs de l'écorce terrestre, les propriétés mécaniques des roches se modifient en fonction du niveau où l'on se trouve dans celle-ci. Elles manifestent ainsi une diminution de la compétence* qui est propre à chaque nature de roche, c'est-à-dire qu'elles deviennent de plus en plus susceptibles de s'écraser ou de s'étirer sans se rompre.
On distingue donc de haut en bas :
- un niveau "supérieur" où les déformations sont seulement cassantes et fortement influencées par les effets de l'existence et de l'évolution des reliefs.
- un niveau "moyen" où la majorité des roches sont compétentes et n'acceptent que de se rompre ou se tordre par plissement concentrique*; seules certaines roches, notamment celles très argileuses, sont suffisamment peu compétentes pour subir étirement et écrasement.
- un niveau "inférieur" où la majorité des roches deviennent incompétentes et acceptent de se s'étirer ou de déformer leur structure par plissement parallèle*;
- un "niveau profond" où les roches subissent des transformations "métamorphiques" de leurs minéraux : elles acquièrent la possibilité de déformations fluidales qui ne conservent aucune des structure originelles.
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Une représentation schématique de l'influence du niveau structural sur l'allure des déformations. (extrait de M. MATTAUER, Les déformations des matériaux de l'écorce terrestre, Hermann, Paris, 1973) |
Evidemment les limites entre ces "niveaux" sont transitionnelles .
olistolites, olistostrome
On désigne sous le nom d'olistolite
des lames de terrains qui sont interstratifiées à
l'intérieur de formations plus récentes (lorsque
les les olistolites y sont abondants ces formations sont alors
qualifiées d'olistostromes).
On interprète les olistolites comme des lambeaux rocheux
qui se sont détachés d'une pente et ont glissé
à la surface du sol (en général sous l'eau).
Leur présence est donc en général un témoignage
d'activité tectonique créatrice de relief ; mais
il peut s'agir aussi bien de reliefs créés par une
tectonique extensive (sommet de lèvre soulevée d'une
faille) que par une tectonique compressive (front d'une nappe
de charriage s'avançant sur la surface du sol)
Jusqu'à une date récente de nombreux olistolites avaient été observés mais interprétés comme des lames tectoniques (écailles* imbriquées). Une différence distinctive est que les couches surmontant l'olistolite sont plus récentes que celles qu'il recouvre, tandis que c'est l'inverse dans une écaille tectonique. Un critère le plus facile à observer est que les olistolites s'observent dans un contexte détritique : effritement marginal des lames dans le sédiment qui les héberge, environnement de méga-brèches et conglomérats.
Retombée
Terme tiré du vocabulaire architectural,
où il désigne les côtés inclinés
d'une voûte.
Il est employé en tectonique, où il est l'opposé
de "voûte" (comme "flanc" est l'opposé
de charnière), et surtout en géomorphologie structurale,
pour désigner les pentes d'un "mont" anticlinal.
On l'utilise surtout dans le cas des plis coffrés*, où
il y a un contraste assez frappant entre la faible inflexion de
la voûte du pli et le pendage beaucoup plus fort des flancs,
qui "retombent" par rapport à la large zone surélevée
de la voûte.
Le sens de mouvement indiqué par les structures tectoniques est presque toujours (faute d'un référentiel fiable) celui, relatif, d'un compartiment par rapport à une autre.
Dans les coulissements horizontaux les sens dextre et sénestre correspondent au déplacement vu d'en dessus (respectivement dans le sens "horaire" ou "anti-horaire", par référence à celui des aiguilles d'une montre.
Dans les déplacements aboutissant à un chevauchement on parle de déversement pour les plis et de vergence pour les failles inverses et les nappes, pour désigner le sens de déplacement du compartiment qui monte sur l'autre (sans que cela indique lequel a réellement été en mouvement, d'ailleurs).
Plus qu'une modification des mouvements relatifs à l'échelle régionale l'inversion du sens de déversement ou de la vergence indique plus souvent une modification locale de la géométrie des masses rocheuses affectées (surépaississement du compartiment qui est ailleurs chevauché ou qui l'était antérieurement).
Lorsque des accidents de sens opposé cohabitent, l'une des familles prédomine souvent de façon nette sur l'autre : en ce cas les mouvements dans le sens prédominant sont dits proverses, ceux en sens opposé rétroverses. On parlera de "plis rétroverses" et, pour les nappes, de mouvements de rétrocharriage. En général les mouvements rétroverses sont tardifs par rapport à ceux proverses (à l'inverse, s'il s'agit d'accidents conjugués, formés en même temps, il n'y a pas de prédominance nette d'une famille sur l'autre).
voir aussi l'article "subduction et sous-charriage"
sigmoïde
Ce qualificatif est utilisé pour désigner les lignes et surfaces qui subissent une courbure double, analogue à celle d'un S (à l'endroit ou à l'envers...). Les surfaces recoupées par des plans de glissement (surfaces de failles ou limites de strates) affectent une telle forme entre deux plans de glissement successifs. En fait il s'agit de la combinaison de deux crochons symétriques.
synsédimentaire (Tectonique ...),
Ce qualifiquatif s'applique aux nombreuses structures possibles susceptibles d'être créées par des déformations (torsions, basculements ou ruptures) intervenues lors du dépôt des couches.
Extrait de l'ouvrage "Les structures tectoniques" par Maurice Gidon, 1987.
Ce vocable s'applique à tout ce qui concerne la disposition et l'organisation dans l'espace des différents éléments constituant les ensembles rocheux. Il s'agit donc de leur architecture, tout spécialement lorsqu'elle a été acquise ou modifiée par des évènements étrangers à leur formation. Pour la décrire on définit un certain nombre de types de "structures tectoniques" (plis, failles, etc...).
L'étude des processus qui peuvent être les "moteurs" des déformations, tel le mouvement des plaques de lithosphère, est la tectogénése. À cet égard une conception très générale
de la tectonique conduirait à y inclure les résultats
d'actions très superficielles qui sont causes d'instabilités
et de dislocations induites, telles que l'érosion ou la
sédimentation.
Toutefois on considère en général
qu'il ne s'agit pas là de "vraie tectonique"
et que cette dernière ne s'intéresse qu'aux déformations
dont l'origine vient de mouvements qui prennent naissance dans
la profondeur même de la terre.
Concernant la tectonique il se pose également
un problème d'échelle. On distingue ainsi, des ensembles
les plus grands aux plus petits :
- la tectonique globale (tectonique des plaques lithosphériques
etc..),
- la tectonique régionale (structure d'une chaîne
de montagnes etc...),
- la tectonique locale (dispositifs visibles dans le paysage
depuis un point de vue donné),
- la microtectonique (dispositifs visibles sur un affleurement,
donc de quelques mètres à quelques dizaines de mètres
de côté),
- enfin la tectonique microscopique (observable à
la loupe ou au microscope)
Enfin on peut considérer les déformations tectoniques sous l'angle de leur chronologie. A ce point de vue on peut parler
- de paléotectonique, pour des déformations remontant plus loin dans le passé que l'édification principale d'une chaîne de montagnes ;
- de tectoniques superposées, pour parler des résultats de plusieurs phases de déformation successives (dont les effets se sont cumulés de façon toujours complexe) ;
- de tectonique synsédimentaire, pour les structures créées par des déformations (torsions, basculements ou ruptures) intervenues lors du dépôt des couches ;
- de néotectonique ou "tectonique quaternaire", ou "tectonique vivante", pour des déformations qui affectent le relief actuel et/ou les dépôts quaternaires (les failles sismiques en sont les exemples les plus connus) ;
Désigne la partie tout à fait inférieure de la couverture d'un massif de socle cristallin, qui est restée solidaire de ce dernier au cours des déformations tectoniques (et qui, en particulier, ne s'est pas plissée).
Un niveau de dysharmonie* sépare donc le tégument du reste de la couverture. Dans les Alpes occidentales il est essentiellement constitué par les gypses et cargneules du Trias supérieur. Le tégument du socle cristallin est donc essentiellement constitué par le Houiller (en général pincé dans des structures hercyniennes), le Permien (en réalité Stéphano-Permien) et le Trias inférieur.
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