a) Quelques types de "formations" importantes dans les Alpes

Parmi les nombreux types de formations reconnus, de par le monde et aux divers niveaux de l'échelle stratigraphique, deux ont une importance particulière dans les Alpes.

Les molasses

Ce sont des grès à ciment de calcaire argileux, contenant des grains de glauconie qui leur confèrent une teinte verte, jaunissante en altération. La dissolution du calcaire cimentant les grains rend la surface de la roche friable après un long séjour à l'air libre.
Ce sont d'anciens sables marins, qui se sont déposés dans des deltas. Il s'y interstratifie des conglomérats (à aspect de béton), formés de galets cimentés par le grès.

Un exemple de conglomérat molassique, près de Voiron

Un exemple de molasse à passées conglomératiques, au col de la Placette

Ces masses conglomératiques ont une section lenticulaire et mesurent aisément plusieurs centaines de mètres de large. Elles correspondent au remplissage des lits successifs des bras de rivière qui divaguaient dans le delta et y amenaient des matériaux grossiers, lors des crues.

Dans les Alpes de telles roches se sont formées au Tertiaire récent (Miocène), lors de l'invasion, par la mer, de la périphérie de la chaîne en cours de soulèvement, c'est-à-dire dans le sillon molassique périalpin. Leurs matériaux constitutifs étaient apportés par les rivières qui érodaient les Alpes à cette époque (la principale en ce qui concerne l'émersion de la chaîne). Ces rivières (et notamment l'Isère miocène ont finalement comblé ce sillon en y étalant leurs deltas, dont les dépôts atteignent maintenant 3000 m d'épaisseur.

Organisation stratonomique des molasses :
Voir la page "Miocène" de la section "Avant-Pays"

Les Flyschs

Il s'agit d'un type de formation constitué par une répétition monotone de séquences d'épaisseur métrique à décamétriques débutant par des termes à gros grain et se terminant par des niveaux à grain fin. Typiquement un flysch est constituée par une alternance de bancs de grès (à base très nette) passant vers le haut à des schistes argileux.

Organisation stratonomique des flyschs :
- le flysch à Helminthoïdes , l'Eyssina (col de Vars, Hautes Alpes)
- les grès du Champsaur , crête des Uvernaus (marge sud du massif du Pelvoux)
- Le flysch nummulitique autochtone de la basse vallée de l'Ubaye
- les grès de Taveyannaz (environs de Sixt)

Les flyschs se forment par avalanches sous marines de boues et de sables provenant de dépôts de faible profondeur. Chaque séquence correspond à une telle avalanche ("courant de turbidité") qui va plus ou moins loin sur les fonds marins plus profonds, où la pente est faible, et s'y décante (d'où le dépôt dans un ordre décroissant des calibres de grains). On dit donc qu'il s'agit d'une "turbidite".

vue rapprochée d'une séquence turbiditique (Palastre, Champsaur)

La base du banc de grès par lequel débute la séquence turbiditique moule très souvent des figures d'érosion, dues au passage du courant de turbidité sur les sédiments du fond marin (sommet de la séquence précédente) : il y a de grandes variétés dans ces "figures de base de banc", qui permettent de déterminer la direction et le sens de déplacement des avalanches turbiditiques. Les plus communes sont les "flute-casts", moulages de sillons parallèles de largeur centimétrique à décimétrique et de longueur décimétrique à pluri-métrique.

Exemples de figures de bases de bancs :

Flute-casts métriques : surface basale d'un banc renversé. La flèche indique le sens du courant qui a creusé, avant le dépôt de ce banc, celui inférieur (enlevé ici par l'érosion) ; grès du Champsaur aux abords du Lac des Estaris (environs d'Orcières).

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- Grands flute-casts (flysch à Helminthoïdes de La Reyssole)

Des flyschs sont connus à toutes époques. Dans les Alpes on a longtemps cru qu'il s'agissait de sédiments propres au Tertiaire (ce qui est vrai pour les zones les plus externes). En fait il s'en est formé dès le Crétacé supérieur dans les zones internes de la chaîne. Les flyschs sont en effet des témoins d'un instabilité de fonds peu profonds en marge d'une dépression sous-marine accentuée, ce qui est la situation qui prévaut lorsqu'une chaîne de montagne commence sa surrection à partir des fonds océaniques où a commencé sa gestation.

Le Flysch à Helminthoïdes est une variété d'âge Crétacé supérieur, relativement riche en lits calcaires, qui affleure surtout au sud-est du massif du Pelvoux (il couvre de grandes surfaces en Embrunais-Ubaye). Son nom vient de la présence, à la surface de certains bancs, de traces très sinueuses, dénommées Helminthoïdes par allusion aux contournements que les vers (marins ou de terre) décrivent avec leur corps. Il s'agit en fait de l'empreinte du déplacement, sur la vase du fond marin de l'époque,, d'animaux inconnus (gastéropodes ??) qui, sans doute, "broutaient" systématiquement la surface de cette vase en décrivant leurs sillons à la façon d'un agriculteur qui laboure son champ mais qui ne saurait pas suivre une ligne droite.

Pistes dites "Helminthoïdes" sur une plaquette calcaire du Flysch à Helminthoïdes.

Autres formations

En dehors des deux grands types précédents, divers secteurs des Alpes se caractérisent par l'importance qu'y prennent des formations un peu particulières qui vont parfois jusqu'à les caractériser. Tels sont par exemple :

- Les "schistes lustrés" de la zone piémontaise ;
- Les calcaires dolomitiques (triasiques) de la zone briançonnaise ;
- Les calcaires à silex (sénoniens) du Dévoluy ;
- Les calcaires "Urgoniens" des massifs subalpins septentrionaux ;
- Les "Terres Noires" des chaînes subalpines dans leur ensemble ;

etc...

On trouvera dans la présentation des zones alpines des indications générales sur ces formations et sur le contexte de leur développement dans ces régions.
Des développements plus circonstanciés sont fournis d'autre part dans les pages consacrées à la stratigraphie des diverses sections du site : ces pages sont notamment accessibles via la barre de boutons de la section considérée ou via sa page d'accueil, en cherchant le bouton "strati", figuré ci-après.

Quelques roches particulières sont présentes dans de nombreuses régions et occupent à elles seules des volumes et des surfaces importantes, ce qui les rend bien visibles dans les paysages. Les exemples suivants méritent particulièrement d'être cités :

Le gypse

Roche blanche, d'aspect saccharoïde, parfois flammée de rouge, massive et/ou disposée en lamines.

Il s'agit de sulfate de calcium cristallisé, qui s'est formé par "précipitation" dans des eaux marines surchargées en sels sous l'effet d'une concentration provoquée par leur évaporation dans des mers fermées ou recevant peu d'apports en eaux douces.

Dans les Alpes françaises le gypse s'est principalement déposé à l'époque triasique (plus précisément au Trias supérieur).

Les gypses sont très solubles sous l'action des eaux météoriques et assez peu résistants à la charge car leurs cristaux n'ont, entre eux, qu'une faible cohésion. Il s'y forme une variété de relief karstique* caractérisé par l'effondrement des piliers séparant les cavités : les entrées d'avens s'y transforment en "entonnoirs de dissolution", formant souvent des espaces à "relief lunaire" sur d'assez grande surfaces.

Vues de reliefs gypseux :
- affleurements de gypses ravinés
- Entonnoir de dissolution
- champ d'entonnoirs

Les cargneules ("cornieules" en suisse)

Ces roches sont fréquentes dans les Alpes et se repèrent aisément à leur couleur orangée, à leur texture criblée de cavités et à leur relief qui donne souvent des pitons ruiniformes.

un bloc de cargneules

Elles sont le plus souvent associées au couches du Trias, parce qu'elles sont une sorte de sous-produit du comportement des gypses, que l'on trouve presque exclusivement à ce niveau stratigraphique dans les Alpes. On les trouve le plus souvent le long de dislocations tectoniques, failles et le plus souvent chevauchements, le long desquelles elles semblent avoir été injectées.

Les cargneules sont des brèches, le plus souvent formées aux dépens de bancs de dolomie car cette roche est particulièrement cassante. Il semble qu'elles se forment par injection d'eau sous pression dans les pores et fissures de la roche, ce qui la fait éclater (cette eau proviendrait des gypses et en serait expulsée à l'occasion des efforts tectoniques).
L'eau intersticielle sous pression aurait transformé la roche originelle en une purée de graviers qui aurait pu s'injecter et même jouer le rôle de lubrifiant le long des surfaces de cassures et de glissement des masses rocheuses en déplacement (nappes de charriage). En même temps ces eaux, chargées de gypse (sulfate de calcium) dissout, avaient le pouvoir de transformer la dolomite en calcite. Lorsque cette eau a pu s'échapper la décompression a provoqué la cristallisation des substances dissoutes, et notamment de la calcite, qu'elle contenait

Après altération météorique ou à proximité de la surface du sol (1) les fragments rocheux de la brèche (dolomitiques en général) se dissolvent ou s'effritent en donnant les vacuoles, tandis que le ciment constitue les cloisons, d'aspect plus ou moins membraneux, essentiellement calcitiques.

Vues de reliefs cargneuliques :
pitons ruiniformes de l'Izoard (Briançonnais)
piton ruiniforme dans la Combe de Bellard (Maurienne)
piton en arche au lac de la Muzelle (Oisans)
pitons émergeant des gypses de la Grande Rochette (station de La Plagne, Vanoise)

N.B. : Les cargneules partagent leur aspect vacuolaire avec les tufs calcaires, beaucoup plus légers d'ailleurs car poreux et vacuolaires jusqu'en profondeur. Leur origine est totalement différente, liée à la précipitation du calcaire des eaux de source à leur émergence.

(1) Il y a eu des discussions nombreuses, voire des controverses, sur l'origine exacte des cargneules, tant en ce qui concerne la formation de la brèche que sa vacuolarisation : on en trouvera des échos dans la liste bibliographique

Les dépôts "sidérolitiques"

Ce nom couvre, de façon d'ailleurs imprécise, des amas, reconnaissables à leur teinte rouge brique, d'argiles ferrugineuses. Il s'agit d'anciens sols ferralitiques, parents de ceux qui se sont transformés en bauxite, qui remplissent le plus souvent des poches karstiques*.

Dans les Alpes on en trouve surtout dans des calcaires et dolomies du Trias briançonnais, le plus souvent sous des couches jurassiques (Dogger ou Malm) : ceci porte à penser qu'elles sont le résultat d'une pédogénése continentale d'âge fini-triasique ou liasique (indices d'une émersion de certains secteurs du Briançonnais à cette époque ?).

Marbres,
Calcaires relativement purs et homogènes dont les grains sont cimentés par recristallisation du carbonate de calcium sous l'effet du métamorphisme.
voir aussi "cipolins"
Le terme "Marbres en plaquettes" était traditionnellement employé en Briançonnais pour désigner des calcschistes faiblement métamorphiques, d'âge néocrétacé-éocène, dont certains niveaux sont plus ou moins colorés de vert ou de pourpre (en Chablais et en Suisse on désigne la même formation du nom de "couches rouges")

affleurement de "marbres en plaquettes"

Quartzites
Grès homogènes dont les grains sont cimentés par recristallisation de la silice. La plupart du temps c'est l'effet d'un métamorphisme.
De beaux quartzites, blancs à verdâtres, bien lités caractérisent le Trias basal de la zone briançonnaise.

affleurement de quartzites

Verrucano
Formation conglomératique quartzeuse caractérisée par la présence de fragments rouges de roche volcanique permienne (Liparite). Elle forme un niveau presque constant mais d'épaisseur variable (de quelques mètres à plus de 200 m) à la partie inférieure des quartzites triasiques briançonnais.

échantillons de Verrucano

Dolomies
Roches carbonatées dans lesquelles du carbonate de magnésium s'ajoute en proportions plus ou moins importante (au moins 50%) au carbonate de calcium.
Les dolomies "primaires" résultent directement de la nature du sédiment (dépôts de mers à forte salure) alors que les dolomies "secondaires" résultent d'un remplacement ultérieur du calcium par du magnésium (phénomène de dolomitisation).

affleurements de dolomies triasiques

Marnes
Sédiments calcaréo-argileux à plus de 35% d'argile.
Les calcaires marneux ont de 5 à 35% d'argile et les marno-calcaires sont des alternances de bancs de marnes et de calcaires marneux.

Argilites
Sédiments purement argileux, non calcaires.

Pélites
Sédiments détritiques très fins, de nature variable, le plus souvent argilo-gréseux.

affleurements de pélites pourpres permiennes

Calcarénites,
Roches détritiques à texture gréseuse, mais à éléments calcaires (et non siliceux), plus ou moins prédominants sur la pâte qui les lie.

Parfois nommés "calcaires sableux" (notamment dans les notices de cartes géologiques alpines du BRGM), ceci à tort car il ne s'agit en rien de roches friables.

Elles peuvent être terrigènes mais sont souvent "bioclastiques", c'est-à-dire formés de débris de coquilles. Lorsque ces débris sont assez cristallisés pour se débiter avec des facettes scintillantes le calcaire est dit "spathique".

schiste

Ce terme sert à désigner toute roche ayant un débit en feuillets parallèles, épais de quelques millimètres ou moins.

En fait le terme schiste ne désigne pas une nature de roche mais à un type de débit de la masse rocheuse. En effet presque toute roche peut devenir un schiste, mais rares sont les roches formées de feuillets dès leur origine (cela nécessite des variations rapides et répétées de la nature du sédiment : les sédimentologues appellent de tels feuillets des lamines). Le plus souvent le feuilletage est l'effet d'un aplatissement, après le dépôt du sédiment originel, soit sous le simple poids des roches sur-incombantes , soit sous l'effet d'une compression tectonique.

Il y a donc des schistes de toutes natures minéralogiques ; toutefois la schistosité se développe de préférence :
- dans des roches argileuses ou argilo-siliceuses (ardoises) dont les particules de minéraux argileux sont déjà en forme de feuillets : elles tendent à se réorienter orthogonalement à la direction de pression maximale. Cela implique en général des pressions assez fortes, à la limite du métamorphisme.
- dans les roches calcaréo-argileuses (marnes, calcaires argileux) où la dissolution aqueuse de la calcite aide à la mobilité des particules argileuses.
- dans les roches de toutes natures (notamment formées originellement d'alternances) lorsqu'elles sont soumises à un métamorphisme. Il s'y forme souvent des lits de minéraux aplatis et non soudés, donc favorisant le clivage (tels que des micas notamment), la roche devient un schiste des plus typiques : c'est le cas des micaschistes* (de diverses natures) et de nombreux gneiss* (bien que souvent leur feuilletage soit épais, pluri-centimétrique).
Le feuilletage obtenu par métamorphisme peut cependant ne pas favoriser le clivage si les lits alternés sont bien soudés les uns aux autres par interpénétration des cristaux à leurs limites : on parle alors de simple "foliation" cristallophyllienne.
Enfin il faut que les roches initiales ne donnent pas naissance à un seul minéral de recristallisation, comme les calcaires purs, qui deviennent des marbres* ou les grès siliceux purs, qui deviennent des quartzites*, etc.... De telles roches ne développent que très difficilement de la schistosité, en raison de leur homogénéité.

chert, chailles

Ces termes désignent d'une façon générale des concrétions siliceuses, le plus souvent contournées. Ils sont le plus souvent employées lorsque celles-ci ne sont pas de vrais "silex" mais des amas incomplètement silicifiés. Chert est parfois employé au sens restreint pour des concrétions au sein de roches calcaréo siliceuses alors que "chaille" désigne traditionnellement des miches au sein de marnes.

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autres glossaires : Formes de Relief, déformations tectoniques, régions géologiques des Alpes, termes divers ...

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