Les failles Partie 1 : vocabulaire et cinématique

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Pauline Plamondon
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1 Les failles Partie 1 : vocabulaire et cinématique En 4 parties Sommaire PRÉAMBULE - LA PROJECTION STÉRÉOGRAPHIQUE : CAS D'UNE FAILLE NORMALE DÉCROCHANTE DEXTRE DÉCRIRE UNE FAILLE LE VOCABULAIRE CE QU'IL FAUT FAIRE AVANT TOUTE CHOSE CINÉMATIQUE DES FAILLES LES STRIES CINÉMATIQUE DES FAILLES LES CROCHONS CINÉMATIQUE DES FAILLES : LES CRITÈRES DE SENS DE MOUVEMENT Voir chapitre 14 Découvrez la 15 e édition du «Pomerol» tout en couleurs, Éléments de Géologie (Dunod, 2015, M. Renard, Y. Lagabrielle, E. Martin, M. de Rafélis), à jour des dernières connaissances de la recherche en géosciences. Un livre qui répond aux exigences des étudiants, des candidats aux concours, des enseignants, des chercheurs Et de l amateur éclairé! Toute l info sur ce livre << Tous les reportages de terrain de elements-geologie.com

2 PRÉAMBULE - LA PROJECTION STÉRÉOGRAPHIQUE : CAS D'UNE FAILLE NORMALE DÉCROCHANTE DEXTRE

3 DÉCRIRE UNE FAILLE LE VOCABULAIRE

4 DÉCRIRE UNE FAILLE LE VOCABULAIRE Rv Le rejet vertical Rv est la composante verticale du déplacement, ici AC. Il correspond au décalage dans le plan vertical de 2 marqueurs initialement connectés, ici les points A et B. Le rejet horizontal Rh ou extension (e) dans le cas de cette faille normale est le décalage des deux marqueurs dans le plan horizontal, ici BC.

5 DÉCRIRE UNE FAILLE LE VOCABULAIRE Ce qu il faut faire avant toute chose Une fois le plan de faille orienté correctement (mesure de la direction et du pendage du plan), il convient de caractériser le déplacement relatif des deux blocs séparés par la faille. Il peut s agir de coulissage horizontal, de rapprochement ou d éloignement, c est à dire respectivement, des mouvements en décrochement, en compression ou en extension. L unique façon de connaître le mouvement le long du plan de faille est de trouver les stries sur ce plan les stries les stries les stries.il faut trouver les stries!

6 CINÉMATIQUE DES FAILLES LES STRIES Les stries au sens large sont des rainures gravées par des objets striateurs sur les plans de failles et donnant la direction du mouvement le long de ce plan. Ce sont aussi des «striations» portées par des enduits minéralisés indiquant également la direction du mouvement. ATTENTION : l œil et notre cerveau sont paresseux et nous jouent des tours Face à un affleurement montrant une faille, nous analysons inconsciemment la cinématique comme si les vecteurs «mouvement» des 2 blocs étaient contenus dans le plan de l affleurement Pour ne pas tomber dans ce piège il faut trouver les stries Ceci peut conduire à quelques contorsions Photo R. Maury : dans le rôle des géologues, C. Guivel, Y. Lagabrielle, M. Suarez. Faille dans la formation Ibanez, Patagonie centrale.

7 CINÉMATIQUE DES FAILLES LES STRIES Ici ce sont des stries le long de plans de failles normales (ce qui n est pas déterminable à partir des critères visibles sur ces seuls affleurements). En haut et à droite, les plans de faille sont enduits de dépôts de silice syntectonique (silice amorphe de basse température qui a cristallisé durant la déformation). A gauche, les stries sont marquées dans un horizon d altérites consolidées. Notez, à droite, une strie verte et une strie rouge : des glissements de directions différentes ont eu lieu successivement le long de ce plan.

8 CINÉMATIQUE DES FAILLES LES CROCHONS Bien évidemment, avant d étudier les crochons, on aura pris soin de déterminer avec précision le pendage du plan de faille et le pitch de la strie.

9 CINÉMATIQUE DES FAILLES LES CROCHONS Analysez ces deux exemples : identifiez les plans de failles, déterminez le déplacement relatif des blocs à partir de la déformation ou de la rotation des couches aux abords des plans de glissement (on admet un pitch de 90 de la strie). Bien évidemment, avant d étudier les crochons, on aura pris soin de déterminer avec précision le pendage du plan de faille et le pitch de la strie.

10 CINÉMATIQUE DES FAILLES LES CROCHONS Réponse : les plans de faille sont indiqués par des flèches, à gauche dans ces radiolarites de Grèce, la courbure des strates aux abords de la faille en F1 ainsi que la rotation des couches en F2 sont compatibles avec des mouvements dans lesquels, les blocs de gauche «descendent». Ce sont deux failles normales synthétiques F2 F1 F3 F4 A droite, dans cette série peu métamorphique de grès et argilites en Grèce également, les plans de faille sont aussi indiqués par des flèches. Les courbures des strates du bloc central aux abords des deux failles en F3 et en F4 sont compatibles avec des mouvements dans lesquels les blocs se déplacent en montant vers la gauche ; il s agit de deux failles inverses parallèles.

11 CINÉMATIQUE DES FAILLES : LES CRITÈRES DE SENS DE MOUVEMENT Une fois les stries trouvées et mesurées, il convient de déterminer le sens du mouvement d autres objets ou critères peuvent être utilisés alors, soit visibles directement sur le plan de faille, soit en considérant l affleurement dans son ensemble (le volume rocheux total) et en déterminant s il s est raccourci ou plutôt allongé dans le cas de failles ayant une composante verticale de rejet, ou bien si le mouvement est dextre ou senestre dans le cas de décrochements. Les croquis ci-dessous présentent les critères les plus courants. Ils sont illustrés par des cas concrets sur les diapositives suivantes

12 CINÉMATIQUE DES FAILLES : LES CRITÈRES DE SENS DE MOUVEMENT Les critères de mouvement sur des plans de faille avec enduits de cristallisations (roches carbonatées, ici des calcaires jurassiques des Pyrénées) «Le nez des marches des escaliers de calcite regarde le bloc qui s en va» Ce critère peut être assez difficile à observer dans le cas de cristallisation peu abondante, comme ici à gauche : Il est par contre évident lorsque les «escaliers» de calcite sont bien développés, comme sur les 2 clichés des diapositives suivantes :

13 CINÉMATIQUE DES FAILLES : LES CRITÈRES DE SENS DE MOUVEMENT Les gradins de cristallisation Ici, le bloc manquant descend. Ici, le bloc manquant se déplace vers la gauche. «Le nez des marches des escaliers de calcite regarde le bloc qui s en va»

14 CINÉMATIQUE DES FAILLES : LES CRITÈRES DE SENS DE MOUVEMENT Sur ces deux vues du même plan de faille, identifier les stries. S agit-il d une faille normale, d un décrochement, d une faille inverse?

15 CINÉMATIQUE DES FAILLES : LES CRITÈRES DE SENS DE MOUVEMENT L examen du plan précédent, situé en Patagonie, montre des stries horizontales, c est donc un décrochement. Il affecte des roches siliceuses (des ignimbrites jurassiques) qui dans la plupart des cas ne développent pas d enduits de cristallisation dans les plans de faille. L excellent état de conservation de ce miroir permet ici de définir le principal critère de mouvement sur des plans de faille sans enduits de cristallisations (en général les roches non carbonatées). Ces critères sont les gradins ou cupules d arrachement, dont un exemple se trouve à la pointe du stylo photo de droite (flèche).

16 CINÉMATIQUE DES FAILLES : LES CRITÈRES DE SENS DE MOUVEMENT Les gradins ou cupules d arrachement Une cohésion localement plus forte le long du plan de faille entraîne dans le mouvement des portions du bloc opposé. Des lamelles se décollent le long du plan de faille avant de rompre en ouvrant des fentes dont la pointe est dirigée dans le sens du mouvement du bloc opposé. Se créent ainsi une série d esquilles de roche, assez fragiles qui se détachent généralement lorsque le plan de faille est mis à l affleurement. Ces esquilles se brisent du côté le plus épais. Il reste alors sur le miroir de faille des cupules qui, en coupe, ont un profil en V asymétrique très caractéristique : la pente est plus forte du côté où s éloigne le bloc opposé. Ce critère peut poser problème, car les cupules sont souvent usées.

17 CINÉMATIQUE DES FAILLES : LES CRITÈRES DE SENS DE MOUVEMENT Les gradins ou cupules d arrachement La signification de ce critère sera facilement comprise en regardant les œuvres de la lame d un bulldozer dans un déplacement senestre le long d un fossé de route... ou bien l effet de la lame d un couteau sur la mie de pain. Les flèches montrent les fissures d arrachement ouvertes. La chute du «couvercle» de ces fissures dégagera un gradin ou cupule d arrachement.

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