tectonique (suite)

Analyse structurale

On peut alors définir et reconnaître les différentes structures élémentaires, qui se regroupent en trois grandes familles :
— les déformations continues, qui se manifestent par des torsions et s’expriment par des plis ;
— les déformations discontinues, qui prennent naissance par rupture et se traduisent par des failles ou des cassures ;
— les recouvrements, qui sont dus à la superposition des masses rocheuses primitivement éloignées les unes des autres.

Les plis

Les plis sont des ondulations des couches auxquelles on donne le nom d’anticlinal ou de synclinal suivant que leur concavité est dirigée vers le bas ou vers le haut. Dans un anticlinal, les couches les plus anciennes se trouvent au cœur du pli, dans un synclinal le cœur est formé par les couches les plus récentes.

Dans un pli droit, on définit le plan axial (plan de symétrie), la charnière (intersection d’une limite de couche avec le plan axial), l’axe (intersection du plan axial avec l’horizontale).

En fonction de l’inclinaison du plan axial, on peut distinguer des plis droits, déjetés, en genou, déversés, renversés et couchés. Tous ces plis, dont les couches gardent une épaisseur constante, sont dits « isopaques » par opposition aux plis anisopaques, dont les flancs sont étirés ou laminés.

Du point de vue génétique, on peut distinguer des plis concentriques (isopaques), dont les couches conservent leur épaisseur, et des plis semblables (anisopaques), dans lesquels l’épaisseur des roches n’est pas conservée.

Le rayon des plis concentriques varie. Ainsi, dans un anticlinal, la courbure des couches les plus profondes diminue progressivement. Au-delà d’un niveau limite, les roches les plus basses ont un comportement différent et il se produit nécessairement une disharmonie. Par contre, dans les plis semblables, le rayon de courbure ne varie pas.

En première approximation, on peut dire que les plis concentriques, où les couches glissent les unes sur les autres, se trouvent dans une tranche de terrain relativement proche de la surface, alors que les plis semblables se rencontrent dans des domaines beaucoup plus profonds, affectés par le métamorphisme.

Du point de vue morphologique, enfin, les plis peuvent donner dans le paysage une succession de formes caractéristiques du relief des zones plissées : mont, val, cluse, combe...

Les failles

Ce sont des cassures accompagnées d’un mouvement relatif des deux compartiments qu’elles affectent. L’ordre de grandeur des déplacements, ou rejet, varie dans des limites considérables (du millimètre à la dizaine de kilomètres).

Si le rejet est horizontal, on parle de décrochement, s’il est vertical, il s’agit de faille, normale (en distension) ou inverse (en compression).

Les recouvrements

Suivant l’amplitude du phénomène de recouvrement, on parle de chevauchement ou de nappes de charriage.

Dans les deux cas, on distingue un autochtone, ou terrain en place, qui supporte l’allochtone, ou terrain charrié ; ils sont séparés par une surface de contact ou un plan anormal.

Les chevauchements correspondent à des unités tectoniques de dimension réduite et sont souvent enracinés axialement. Les charriages affectent au contraire des unités de dimension beaucoup plus vaste, et, le plus souvent, autochtone et allochtone appartiennent à des domaines paléogéographiques différents, de sorte qu’on ne peut reconnaître une continuité entre l’autochtone et l’allochtone. On cherche alors les racines ou la patrie d’origine de l’allochtone.

L’érosion a souvent disséqué l’ensemble en place et l’allochtone pour donner une série de formes morphologiques caractéristiques des pays de nappes :
— les klippes, ou portions de la nappe de recouvrement isolées par l’érosion ;
— les fenêtres, qui sont des zones où le substratum de la nappe affleure et qui sont entourées par l’allochtone de la nappe. Si le substratum n’est qu’en partie entouré par l’allochtone, on parle de demi-fenêtre ou de golfe tectonique.

La microtectonique

L’échelle habituelle des structures ou des accidents décrits plus haut est hectométrique ou kilométrique. On connaît aussi des formes plus vastes (macrostructure), telles que les plis de fond qui concernent l’ensemble d’une chaîne, ou des déformations à allures de plis qui affectent les aires continentales (antéclises et synéclises). La microtectonique au contraire se propose d’étudier les déformations à l’échelle de l’affleurement, de l’échantillon ou de la lame mince. Cela dans le dessein de comprendre les mécanismes internes des déformations et de mettre en évidence les relations qui existent entre les macrostructures et les microstructures.

Il s’y ajoute une analyse des relations entre la déformation et la cristallisation, notamment dans le domaine des déformations liées au métamorphisme. On peut ainsi définir des minéraux antétectoniques, comme des micas plissés, donc affectés par la déformation, et des minéraux syntectoniques, qui cristallisent pendant la déformation.

Les méthodes d’étude sont différentes de celles de la tectonique par suite du changement d’échelle de l’observation.

La base de la tectonique est la cartographie géologique, c’est-à-dire la représentation des structures sur une carte topographique. En microtectonique, comme on est amené à faire des observations plus nombreuses sur une surface plus réduite, les observations sont alors utilisées de manière statistique, en utilisant des diagrammes.

L’analyse microtectonique des cassures conduit, grâce à l’étude des stries dues aux frottements des blocs les uns contre les autres, à déterminer le sens du déplacement. L’étude des joints stylolitiques (pics de dissolution) permet de déterminer la direction de raccourcissement.

Dans les zones plus profondes affectées par une schistosité, la roche se débite en feuillets parallèles d’origine tectonique. Cette schistosité affecte des plis semblables ; dans les zones les plus profondes, elle correspond à un aplatissement de la matière et s’accompagne de recristallisation (schistosité de flux) ; dans les parties plus superficielles, elle correspond à une multitude de microfailles ou de microplis-failles (schistosité de fractures).