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125 - GIDON M. (1987). -

Les structures tectoniques.

Editions du B.R.G.M., collection "Manuels et méthodes" n°15, 206 p., 120 fig.
(liste des errata en fin de page)

I N T R O D U C T I O N

La tendance actuelle est de considérer, comme l'a écrit un auteur , que "la description des structures n'a plus d'intérèt en Tectonique". Ce point de vue, sans doute justifié en recherche avancée , est l'opposé de celui adopté ici . En effet le but de ce manuel est principalement de présenter une typologie raisonnée des géométries des structures et des ensembles structuraux . C'est de cet outil que le géologue généraliste d'exploration, ou encore le simple naturaliste ont avant tout besoin, pour se diriger dans l'analyse et la description des édifices créés par la déformation naturelle des roches : On sait bien que l'observation objective n'existe pas et qu'aucune observation ne se fait sans référence à un concept déjà acquis (ce qui permet de voir les choses différemment selon sa formation antérieure): il importe donc de disposer d'un "bagage" aussi étoffé que possible de schémas, pour construire les hypothèses de travail que l'on confrontera aux données fournies par la nature.
Cet ouvrage se propose donc de décrire et de commenter la gamme de modèles structuraux classiques constituant ce bagage. Pour rester dans un esprit naturaliste il évite de rentrer dans des considérations trop techniques sur des méthodes de travail spécialisées ou dans des développements physico-chimiques ou mathématiques.

Par sa conception et son écriture ce manuel est plus destiné à être consulté qu'à être lu: un index alphabétique permet donc de retrouver les paragraphes relatifs aux termes usités; on a cru utile en outre de fournir au fur et à mesure, dans le texte (entre parenthèses et précédés du signe = ), les équivalents anglais des vocables tectoniques, dont la connaissance devient de plus en plus indispensable. D'autre part le texte a fait l'objet d'une structuration et d'une subdivision trés poussées, quasi scolaires, des chapitres, dans le but de permettre une exploration particulièrement facile lors de la recherche de renseignements relatifs à un sujet donné.
Le découpage en chapitres se veut le plus simple possible: il se base donc, trés classiquement, sur la distinction de quelques grandes catégories géométriques de structures et non sur des thèmes d' approche théoriques. L'ordre des chapitres est celui qui a paru le plus approprié à une bonne progression didactique; il permet au lecteur de ne pas être obligé d'aller chercher plus loin l'explication des notions utilisées dans l'exposé (c'est pourquoi, notamment, les microstructures sont étudiées entre les failles et les plis).
Le chapitre A est une introduction générale où sont définis un certain nombre de termes et de concepts utilisés par la suite. Le chapitre B, bien que traitant de considérations assez peu naturalistes, suit immédiatement car il est destiné à fournir un cadre pour l'interprétation génétique des formes structurales qui est abordée dans les chapitres ultérieurs: sa lecture peut être délaissée provisoirement, en première lecture et réservée pour des retours en arrière, car les notions qu'il introduit sont inégalement utilisées selon les sujets développés. C'est ainsi que les chapitres C, E et F comportent une première et une dernière partie où il n'y est pratiquement pas fait appel. Les chapitres terminaux (G et H) sont réservés à l'examen de dispositifs composites et, à quelques considérations plus synthètiques dont l'examen ne peut guère être abordé qu'en conclusion.
Délibérément, afin de ne pas surcharger l'ouvrage, il n'a été fourni aucune liste de références bibliographiques et aucun auteur n'est nommément cité: ces indications ne sont en effet pas utiles au niveau d'exposé adopté. Dans le même souci de schématisation et de limitation du volume l'illustration ne comporte que des croquis et aucun cliché photographique. D'autre part un certain nombre d'exemples cités dans le texte n'ont pas fait l'objet d'illustrations. C'est qu'il s'agit de structures régionales classiques qui sont représentées dans nombre d'ouvrages existants, où on les retrouvera aisément. On les a cependant cité pour les replacer dans le cadre d'exposé adopté. Enfin on s'apercevra que bien des exemples cités ou représentés sont tirés des Alpes occidentales françaises; sans doute mettra-t-on ceci sur le compte d'une faiblesse compréhensible de l'auteur; mais aussi n'a-t-on pas dit, après tout, que tout géologue a deux patries , la sienne et les Alpes ....

Grenoble , janvier 1987


TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION


Chapitre A : OBJET ET MÉTHODES DE LA TECTONIQUE

A1 - LE CHAMP D'ÉTUDE :
a) La tectonique, définitions fondamentales : Sujet ; but.
b) L'échelle des phénomènes et des objets : L'échelle des dimensions (Microtectonique; Mégatectonique; Géotectonique); L'échelle des durées (Déroulement de la déformation; vitesse de la déformation).

A2 - LES MÉTHODES :
a) Méthodes analytiques : Observations à la surface du sol , par vues aériennes ou de satellites , sous la surface du sol.
b) Méthodes descriptives : Représentations par blocs , par cartes , par coupes , par diagrammes stéréographiques.
c) Méthodes interprétatives : Tectonique expérimentale ;
Reconstitutions rétrotectoniques .

Chapitre B : NOTIONS GÉNÉRALES SUR LA DÉFORMATION DES ROCHES
B1 - LA PHYSIQUE DE LA DÉFORMATION :
a) Les caractéristiques de la déformation : Ellipsoïdes et axes de déformation ; types majeurs de déformation.
b) Les contraintes : Notion de contrainte ; divers états de contrainte ; relations entre axes de déformation et axes de contraintes.
c) Le contexte des déformations, à l'échelle de la croûte terrestre: Variations de l'état de contrainte dans l'écorce; les régimes tectoniques.

B2 - LE COMPORTEMENT DES ROCHES :
a) Les déformations expérimentales: Diagrammes déformation/Contrainte
; relations entre déformation et durée des efforts
b) La compétence : Comportements selon la compétence ; causes des variations de compétence.

Chapitre C : LES FAILLES

C1 - L'ANALYSE GÉOMÉTRIQUE DES FAILLES :
a) Les éléments descriptifs : Surface de faille ; lèvres de faille ; rejet.
b) Les catégories de failles : Type du rejet ; attitude de la surface de faille ; rapports avec les structures avoisinantes.

 

C2 - LA FORMATION ET L'ÉVOLUTION DES FAILLES :
a) la mécanique de la fracturation : Conditions de rupture; processus
conduisant aux conditions de rupture.
b) La disposition des surfaces de failles : par rapport aux contraintes ; dans l'espace.
c) L'évolution et la dimension des failles : La croissance des failles ; l'évolution posthume des failles (déformation, rejeux); les mégafractures (mégafractures subverticales, mégafractures plates).

C3 - LES SYSTEMES DE FAILLES :
a) Aspects généraux: Distinctions élémentaires; agencement cartographique.
b) Dispositifs homogènes : Dispositifs de failles d'importance comparable (régimes extensif, coulissant et compressif); dispositifs dus à la formation de failles secondaires.
c) Dispositifs hétérogènes : Failles sécantes ; secondaires sur failles majeures convergentes ; secondaires des zones de cisaillement ; systèmes à failles transformantes.

Chapitre D : LES MICROSTRUCTURES

D1 - LES SURFACES DE DISCONTINUITÉ D'ORIGINE TECTONIQUE : a) Les Joints : Diaclases ; joints de dissolution b) Les fentes : Fentes ouvertes par glissement ; fentes d'extension dans les roches homogènes ; fentes d'extension induites par des hétérogénéités (Boudinage, Tronçonnement, Houppes de cristallisation).
c) Les schistosités : Origine et formation de la schistosité ; variétés de schistosité ; rapports entre schistosité et litage
stratigraphique.

D2 - LES AUTRES TYPES DE MICROSTRUCTURATION :
a) Les microplis.
b) Les linéations : Aspects généraux ; grandes catégories (linéations de mouvement , linéations d'intersection).
c) Les roches affectées d'une intense microstructuration : Les textures dues à la déformation ; Les variétés de roches trés déformées (Kakirites, Cataclasites, Mylonites, Pseudotachylites).

Chapitre E : LES PLIS

E1 - L'ANALYSE GÉOMÉTRIQUE DES PLIS :
a) Les éléments descriptifs : Lignes remarquables ; surfaces remarquables ; taille du pli.
b) La forme des plis : Polarité des courbures ; degré de courbure des surfaces repères ; symétrie ; forme longitudinale.

E2 - LE PROCESSUS DU PLISSEMENT : a) Les modes de plissement : Le plissement par flexion ; le plissement par glissement-aplatissement ; les combinaisons de flexion et d'aplatissement.
b) La formation et l'évolution des plis : Naissance ; Accroissement de taille ; Modifications en cours de croissance.
c) Plis caricaturaux : Plis ptygmatiques ; Plis en fourreaux ; Plis en accordéon ; Bandes froissées.

E3 - LES SYSTEMES DE PLIS :
a) Les dispositifs de plis congénères : Disposition cartographique ; disposition en coupe.
b) Dispositifs de plis superposés : Conditions de formation ; dispositifs résultants

Chapitre F : LES NAPPES

F1 - L'ANALYSE GÉOMÉTRIQUE DES NAPPES :
a) La description des nappes : Les éléments constitutifs ; Les catégories de nappes .
b) La caractérisation du charriage : Mise en évidence ; paramètres du déplacement.

F2 - LES PROCESSUS DU CHARRIAGE :
a) Le moteur du mouvement : Poussées tangentielles ; forces de pesanteur.
b) La mécanique du déplacement : Conditions permettant le mouvement ; déformations associées ;
c) Les indices de l'ambiance du charriage : Présence d'un coussinet tectono-sédimentaire ; présence d'une semelle de tectonites intensément déformées ; métamorphisme dû au charriage .

F3 - LES SYSTEMES DE CHARRIAGES :
a) La constitution des édifices de nappes : Eléments constitutifs (notion d'autochtonie, hièrarchie des unités, ordre de superposition); dispositions géométriques (géométrie de l'empilement, variations longitudinales).
b) L'analyse rétrotectonique en pays de nappes : Analyse des rapports géométriques; Analyse des données lithologiques et stratigraphiques.

Chapitre G : STRUCTURES COMPOSITES

G1 - LES COMBINAISONS ENTRE STRUCTURES DE DIFFÉRENTS TYPES :
a) Plis et failles superposés : Failles antérieures au plissement ; Plis antérieurs aux failles .
b) Plis et failles congénères : Plis induits par le jeu des failles ; failles induites par le plissement ; plis et failles développés concurremment.
c) Associations de plis, de failles et de nappes: Rapports chronologiques; Structures résultant de charriages déformés.

G2 - LES DISPOSITIFS LIÉS ? DES DISPOSITIONS PARTICULIERES : a) Les dispositifs diapiriques : Le processus du diapirisme; Les domes de sel; les autres structures halocinétiques; Le diapirisme au sens large (Les diapirs de sédiments meubles ; le diapirisme à l'échelle du globe).
b) Les structures collapses et la morphotectonique : Les structures collapses (collapses à l'air libre , collapses sous-aquatiques); la morphotectonique (structures dues à une reprise après une érosion, structures liées aux chevauchements épiglyptiques).
b) La tectonique synsédimentaire : Mise en évidence ; divers cas possibles (Les failles et chevauchements synsédimentaires; Les plis synsédimentaires; Tectonique induite par la sédimentation).

 

Chapitre H : LES ASSEMBLAGES TECTONIQUES

H1 - L'ÉTUDE DES RELATIONS ENTRE LES DIVERSES STRUCTURES :
a) L'établissement de relations chronologiques : Critères de cachetage ; critères de compatibilité et d'antinomie ; critères géométriques de superposition.
b) Les relations entre structures congénères de tailles différentes : Déductions relatives à l'attitude et à la disposition des charnières des grands plis; Déductions relatives aux caractéristiques de la déformation associée au jeu des failles.
c) Les relations entre structures superposées de tailles diverses : Mise en évidence microtectonique des superpositions de structures ; déroulement des déformations .

H2 - LE STYLE TECTONIQUE RÉGIONAL :
a) Les variations horizontales du style : L'influence du régime tectonique ; l'orientation des structures ; le déversement des structures.
b) Les variations verticales du style : Les niveaux structuraux ; la disharmonie .

CONCLUSION

 

C O N C L U S I O N

Arrivé au terme de cette exploration du vaste champ des structures tectoniques peut-on dégager une conclusion ? Plutôt convient-il de faire certaines remarques qui s'inscrivent dans la ligne qui a dirigé la rédaction de ce manuel.
La première portera sur l'importance de la liaison entre les données fournies par les analyses aux diverses échelles d'observation. Encore deux aspects extrèmes, l'aspect planétaire et l'aspect microscopique (voire atomique) des structures n'ont ils été qu'effleurés; néammoins le lecteur a du sentir combien l'observation à une seule échelle ne révélait qu'une facette de la nature des choses et n'en donnait qu'une vue incomplète. Il a du saisir l'importance des "détails structuraux" que l'on serait tenté de délaisser en première analyse pour aller à l'essentiel et au fondamental, supposé représenté par les grandes structures.
Toute l'expérience de l'auteur l'a amené à se convaincre qu'il n'y a pas de détail négligeable car c'est souvent lui qui éclaire l'ensemble, soit qu'il soit particulièrement symptomatique soit qu'il fournisse un schéma d'interprétation transposable à une autre échelle. Si une certaine schématisation simplifiante est nécessaire pour atteindre aux vue d'ensemble elle ne doit pas interdire la prise en compte des complexités apparemment annexes: celles-ci une fois cernées et définies se révélent souvent plus "signifiantes" que la description grossière, pour comprendre une structure. La deuxième remarque portera sur l'aspect terminologique, que le lecteur a, sans doute, trouvé bien lourd. Un des soucis qui a guidé l'auteur a précisément été d'essayer de faire un peu le point sur la forêt de vocables usités en tectonique (comme dans bien d'autres sciences, particulièrement celles dites "naturelles"). Il espère avoir donné, voire précisé, les acceptions les plus communément admises (ou parfois les plus raisonnables) pour les seuls vocables que le lecteur est susceptible de rencontrer dans les ouvrages de la bibliothèque standard du tectonicien. Peut être cela l'a-t-il entrainé à faire des choix qui lui seront reprochés; il espère cependant ne pas avoir été un trop mauvais traducteur du consensus moyen de la "communauté tectonicienne".
Il faut à ce propos souligner l'importance de l'emploi -ici comme en toutes sciences- d'un vocabulaire précis, à signification bien délimitée et codifiée. On a trop vu parfois fleurir des textes où l'ésotérisme et l'emploi de mots dans des sens imprécis, destinés à faire image ou personnels à leur auteur, conduit a un pathos finalement dénué de signification. Désigner correctement une structure c'est déjà en donner une image et il importe que celle-ci soit bien la même pour tous les interlocuteurs. Un des espoirs de l'auteur est d'avoir aidé, et non nui, à une saine évolution dans ce sens.
Enfin une troisième remarque sera consacrée à la notion de modèle et de schéma interprétatif . Il est bien porté de nos jours de parler à toute occasion de "modèle", notamment dans des cas où ce que l'on désigne ainsi n'a aucune valeur exemplaire... Faut-il rappeler que ce terme, créé et employé principalement par les physiciens, devrait être réservé aux cas où le schéma présenté sous ce nom est une vue abstraite relativement géométrisée destinée à permettre des calculs sur des éléments quantifiés. En tectonique ce serait surtout dans les domaines de la géophysique et de la construction des coupes équilibrées que l'emploi d'un tel vocable devrait se limiter.
Les schémas interprétatifs que le tectonicien cherche à "superposer" aux faits observés pour les interpréter sont, par contre, la pâture favorite de ce type de chercheur. C'est là qu'il puise ses "hypothèses de travail". Il doit en avoir beaucoup -trop si possible- à sa disposition, de façon à choisir parmi diverses possibilités face aux faits bruts offerts par la nature.
C'est en général trop lui demander - peu de gens sont des génies- d'en inventer lui-même, et l'utilité d'un manuel de tectonique est peut-
être justement, avant tout, de lui en fournir. Qu'il sache cependant rester franc-jeu et tête-froide en ne privilègiant pas, a priori, voire même contre vents et marées, un schéma plutôt qu'un autre. Un telle attitude parait hélas bien trop répandue, encore à notre époque: est-ce manque d'imagination, attachement sentimental à la première idée que l'on a eue, préférences à fondements esthétiques, voire souci plus ou moins inconscient de retrouver ce que d'autres ont décrit et su mettre à la mode....? Toujours est-il que toute l'histoire de la science comme le déroulement de l'aventure personnelle de chaque chercheur conduit à mettre en garde contre ce travers.
Parlant aux jeunes étudiants l'auteur leur dit souvent : Essayez toutes les idées, même les plus "farfelues" ou les plus iconoclastes, mais ne croyez pas que, sous prétexte qu'elles le sont, elles ont de meilleures chances d'être bonnes: n'hésitez donc pas à les rejeter sans remords au profit d'une autre, de beaucoup d'autres si possible. Et ne concluez pas avant d'avoir confronté votre schéma aux différents types de documents disponibles.
La tectonique, ainsi comprise, peut être autant une école de rigueur que d'imagination. C'est bien ce que l'on peut souhaiter à celui qui s'y adonne....et ce à quoi l'auteur voudrait avoir apporté sa pierre.


On trouvera ci-après une liste des errata que l'auteur a repéré dans cet ouvrage.

p. 25, 5° ligne avant la fin, dans la formule mathématique, remplacer "cosØ" par "cos2Ø"

p. 42, 3° ligne de l'avant-dernier alinéa ("- En cas de traction"), dans "l'angle Ø, complémentaire...." remplacer Ø par phi minuscule (j).

p. 47, 3° ligne avant la fin de l'alinéa "- rejeux de failles, remplacer "souvent" par "alors"

p. 52, 2° alinéa : remplacer "fig.4b" par "fig. 14b"

p. 57, fig C-18-a : permuter, dans la partie gauche de la figure, les notations Fs.s. et Fs.a.

p. 58, fig C-19-b : permuter les notations X et Y.

p. 87, fig. E-4-a : ajouter à la légende : "g = génératrices de la surface"

p. 139, fig G-2, légende, § c, 2° ligne : remplacer "avec" par "avant".

p. 140, premier alinéa après la figure G-3, ligne 4 : remplacer "breack-thrust" par "break-thrust"

p.171 : ajouter à la fin du § 1. : « Un cas particulier intéressant est celui des schistosités strictement verticales : en ce cas, en effet, leur azimut correspond à celui de l'axe des plis (mais l'inclinaison de cet axe peut avoir n'importe quelle valeur). »


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