"MICROSTRUCTURES"
DISPOSITIFS STRUCTURAUX À L'ÉCHELLE DES AFFLEUREMENTS
(exemples principalement en Chartreuse)
.

Les roches des massifs subalpins (et notamment de la Chartreuse), étant toutes d'origine sédimentaire, étaient originellement disposées en couches horizontales. Mais le raccourcissement horizontal qui est responsable de la surrection de ces massifs a évidemment perturbé cette situation : le résultat le plus commun et le plus simple de ce raccourcissement est le plus souvent que les couches ont été basculées. La direction et la valeur angulaire de ce basculement sont les deux paramètres qui définissent le "pendage" qu'ont ainsi acquis les couches. Noter la valeur de ces deux paramètres est la première observation que fait le géologue qui arrive sur un affleurement (il utilise pour cela une boussole spécialement adaptée, dotée d'un système de mesure des pentes).

On désigne d'autre part sous le nom de "microstructures" les dispositions tectoniques observables à l'échelle d'un affleurement (donc de dimensions millimétriques à métriques).

En ce qui concerne la Chartreuse les fascicules de description d'itinéraires attirent à plusieurs reprises l'attention du lecteur sur de telles structures locales, lorsqu'elles sont suffisamment visibles et intéressantes à observer. Comme il n'y en a pas une très grande gamme de variétés on peut en donner ici un petit inventaire commenté.

LES STRUCTURES MICROTECTONIQUES

Les principaux types de microstructures que l'on rencontre assez fréquemment en Chartreuse et dans les massifs subalpins sont les suivants :


1 - Diaclases

Il s'agit de fissures de la roche, qui sont dues aux pressions qu'elle a subi. Ces fissures affectent surtout les roches calcaires, notamment les plus massives (Tithonique et Urgonien). Lorsqu'elles s'ouvrent, notamment sous l'effet du gel, elles fragmentent les bancs et les débitent selon des surfaces planes d'orientation variable, le plus souvent perpendiculaires au surfaces de strates (débit en moellons). Sur les dalles calcaires peu inclinées les diaclases dirigent souvent le tracé des crevasses des lapiaz.


Réseau de diaclases sur les dalles de marno-calcaires du Berriasien inférieur du flanc ouest de l'anticlinal du couvent, au col de la Ruchère.
autres exemples dans les pages Rouinon (section Gap-Digne), Reyssole (section Embrunais-Basse Ubaye)


Une famille de diaclases particulièrement répandue dans le massif est celle dont l'orientation est voisine de N110° : elle est perpendiculaire aux directions d'axes des plis et traduit donc une fissuration par étirement selon l'axe de ces derniers : c'est un autre symptôme de cet étirement N-S qu'a subi le massif et qu'expriment par ailleurs ses décrochements.

- D'autres fractures de la roche, appelées des "fentes", sont analogues aux diaclases mais celles-ci sont béantes de un millimètre à quelques centimètres. Elles sont remplies de minéraux cristallisés : il s'agit de calcite, dans la grande majorité des cas en Chartreuse, en raison de la composition carbonatée de presque toutes les roches.

image sensible au survol et au clic

Strates du Lias au Mont Joly (versant nord-ouest du Mont Géroux) aux abords méridionaux du massif du Mont Blanc.
Les strates sont difficiles à distinguer (on ne les a soulignées qu'à certains endroits) : les bancs calcaires se repèrent à la présence de fentes de tension remplies de calcite (cela témoigne de l'étirement horizontal subi par la roche).
Les surfaces de stratification (S0) correspondent à des interfaces calcaires argileux / schistes argilo-calcaires ; elles
sont également repérables par une brutale réfraction de la schistosité (S1), qui bascule fortement vers la gauche dans les lits plus marneux, tandis qu'elle est proche de la verticale dans les bancs calcaires (cela témoigne d'un cisaillement tel que la partie haute de la pile de strates s'est déplacée vers la gauche, par rapport à sa partie basse).


2 - Surfaces de friction

Elles se reconnaissent à la présence d'un enduit calciteux fibreux, lequel, vu à plat, se révèle formé d'écailles, imbriquées selon le sens du mouvement relatif des deux blocs séparés par la surface. Ces écailles sont garnies de stries qui sont, quant à elles, orientées selon la direction du mouvement.

De telles surfaces de friction se rencontrent souvent sur les surfaces de stratification des couches calcaires (Tithonique, Calcaires du Fontanil et Urgonien) car elles ont glissé les unes sur les autres à l'occasion du plissement (qui se fait, dans ce cas, selon le mode "concentrique").

 

Origine des surfaces de friction portées par les strates :

Elles résultent d'un glissement strate sur strate.
C'est là un des processus les plus fréquents de déformation de la pile de strates dans un pli : les couches extérieures glissent vers la charnière par rapport aux couches intérieures (les stries sont donc perpendiculaires à l'axe du pli).


Des surfaces de friction garnissent aussi les surfaces de failles, y compris (et peut-être surtout) celles des petites fractures à très faible déplacement : il ne faut donc pas conclure de l'observation d'une surface calciteuse striée que l'on est en présence d'une cassure importante (c'est l'ampleur du décalage, ou "rejet", qui est le critère fondamental d'un tel accident).

 

 

 

 

 

 


3 - Schistosité

Ce type de déformation se manifeste par un feuilletage bien parallèle, à espacement centimétrique ou millimétrique. Il est dû à un écrasement de la roche, ce qui n'apparaît, en Chartreuse, que dans les niveaux les plus argileux et s'y limite pratiquement aussi aux seules roches de la partie basse de la série (Berriasien et en dessous), car ce sont celles qui, supportant les autres, ont été les plus compressées.

Idéalement la schistosité se dispose perpendiculairement à la direction de raccourcissement tectonique : en Chartreuse elle est donc orientée presque N-S. Son inclinaison est parallèle au plan axial des plis si ceux-ci se forment par simple écrasement cisaillant de la roche ; dans les faits elle est toutefois assez variable car, en Chartreuse notamment, le plissement s'est fait en grande partie par cintrage des bancs : de ce fait sont intervenus des mouvements relatifs des couches, ce qui est à l'origine de grandes variations dans l'attitude (et notamment le pendage) de la schistosité dans les flancs des plis ("réfraction" etc..).

De la schistosité (ou un feuilletage pouvant lui être apparenté) se développe aussi, plus localement, le long d'accidents tectoniques cassants (failles diverses et surtout chevauchements). Sa disposition vis-à-vis de ceux-ci permet d'en déterminer le sens du mouvement.

L'apparition de la schistosité est liée à une redistribution de la matière dans la roche. Les migrations que cela implique se font avant tout par deux processus distincts :
1 - sous des conditions de pression et de température très peu élevées (comme c'est le cas en Chartreuse) cela se fait par dissolution - recristallisation de la calcite. C'est pourquoi ce sont surtout les marnes qui y sont le plus sensibles (les cristaux d'argile et les nouveaux cristaux de calcite se disposent à plat dans le plan d'aplatissement de la roche).
2 - sous des conditions de pression et de température plus élevées (comme c'est le cas dans les massif cristallins ou dans les zones internes alpines) la migration est occasionnée par les déplacements atomiques liés à la recristallisation métamorphique : presque toutes les roches qui n'étaient pas formées initialement d'un seul minéral vont voir leurs nouveaux cristaux s'orienter selon le plan d'aplatissement de la roche.

Rapports géométriques entre plis et schistosité :
voir la page spéciale

 

 

 

 

 

 

4 - Roches broyées

Elles sont formées par la fracturation locale induite par la friction entre deux compartiments de faille en mouvement.

Les "brèches tectoniques" (ou "brèches de faille", ou "Kakirites") sont constituées de fragments centimétriques anguleux, centimétriques à décimétriques, réunis par une purée de roche plus ou moins consolidée selon les cas : elles dérivent de roches qui se sont brisées sans s'écraser (calcaires).


 Brèche de faille et miroir : lèvre nord de la fracture principale de la faille de décrochement du couloir ouest du Petit Som).



Vue plus rapprochée montrant la brèche de faille de la faille de décrochement du couloir ouest du Petit Som.


 Vue rapprochée de la brèche de faille.
(faille de décrochement du couloir ouest du Petit Som).


Les "mylonites" (sensu lato) sont au contraire feuilletées. Elles se forment lorsque la nature de la roche, plus argileuse, a permis que ses fragments soient aplatis et étirés (par le jeu de la recristallisation du calcaire).

 image sensible au survol et au clic
La mylonite de la faille de chevauchement de la Saucisse, à Grenoble, le long du chemin montant à la Bastille par l'église Saint-Laurent.

Dispositions microstructurales associées aux failles

voir les pages annexes suivantes :
a) Microstructures des lèvres de failles ;
b) Microstructures des couloirs de failles .  


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