Cours de Tectonique Analytique S3 STU PDF

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Plan du Cours

  • Introduction à la mécanique des roches (forces, contrainte, déformation, diagrammes contrainte déformation, facteurs influant le comportement des roches, mécanismes de la déformation).
  • Tectonique cassante de l’échelle locale à l’échelle régionale (joints et diaclases, morphologie et caractéristiques générales d’une faille, cinématique et classification des failles, structures et microstructures associées aux failles, système et réseau de failles, les failles à l’échelle régionale, champ de contraintes liées aux failles.
  • Tectonique ductile de l’échelle locale à l’échelle régionale. Les plis : morphologie, classification, mécanisme de plissement, structures et microstructures associées aux plis, schistosité et linéations, système de plis, les plis à l’échelle régionale, relation plis et champs de contraintes.
  • Notion de niveaux structuraux.

Travaux dirigés

  • Géométrie des surfaces structurale (direction, pendage réel, pendage apparent, plongement et intersection de deux plans, pitch, épaisseur réelle, épaisseur apparente, profondeur)
  • Exercices d’application sur cartes et diagrammes

Travaux pratiques

  1. Rappel sur la présentation de la carte géologique (comparaison avec la carte topographique, signification des couleurs et signes conventionnels, etc.)
  2. Critères de reconnaissance des structures géologiques sur une carte, technique de réalisation d’une coupe géologique).
  3. La structure tabulaire : Reconnaissance et coupe géologique,
  4. La structure monoclinale : Reconnaissance et coupe géologique
  5. Les structures faillées : Reconnaissance et coupe géologique
  6. Les structures plissées : Reconnaissances et coupe géologique
  7. La discordance angulaire ou nappe de charriage (selon cartes disponibles) : Reconnaissance et coupe géologique
  8. Evaluation

Travaux de terrain

  • Sortie de reconnaissance et de mesures de structureplissées et/ou faillées.

Introduction

Qu’est ce que la tectonique?

La tectonique est l’étude de la déformation des roches qui constituent l’écorce terrestre. Les roches déformées sont organisées en « structures » (les plis, les failles, sont des structures tectoniques). La tectonique est aussi appelée géologie structurale.

Les géologues ont l’habitude de distinguer les déformations cassantes ou fragiles (failles) et les déformations souples ou ductiles (plis). Ces deux catégories de déformations ou de comportement des roches dépendent principalement des conditions physiques (température et pression) qui s’exercent pendant la déformation. Elles dépendent aussi de la nature pétrographique, on distingue ainsi des roches compétentes et incompétentes.

Les données de tectonique expérimentale (la mécanique des roches) expliquent bien ces différences de comportement. Les courbes contrainte/déformation montrent que l’augmentation de la température et de la pression de confinement (donc de la profondeur dans l’écorce) favorise la déformation ductile (le comportement plastique) et retarde la rupture.

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Les déformations s’observent principalement dans les chaînes de montagnes, parties les plus déformées de l’écorce terrestre situées dans les zones de convergence des plaques lithosphériques.

La répartition verticale des déformations correspond à la notion de niveau structural. Dans la coupe théorique d’une chaîne de montagne les failles apparaissent dans le niveau structural supérieur, la déformation se concentre le long de discontinuités. En réponse aux contraintes, l’écorce a un comportement plutôt cassant. En profondeur, les failles disparaissent progressivement, la déformation est continue ou ductile. Elle s’exprime d’abord par des plis dans le niveau structural moyen puis par un aplatissement de la roche qui acquiert une structure planaire : la schistosité et la foliation qui caractérisent le niveau structural inférieur.

Objet du cours: Les roches sont déformées depuis l’échelle du minéral (mm, µ) jusqu’à celle du continent (nxkm), ces structures nécessitent l’utilisation de moyens d’observation, microscope, cartes géologiques, photos aériennes, images satellitaires. Dans ce cours on s’intéressera aux structures ductiles directement observables à l’œil nu par le géologue c’est à dire des structures de taille moyenne (méso structures) depuis l’échantillon (cm) jusqu’au paysage (km) en passant par l’affleurement (m, hm).

Problématique: Une structure tectonique correspond à une déformation finie. L’objectif du géologue est de comprendre comment elle s’est formée. Un travail d’analyse et d’interprétation doit permettre de proposer un modèle possible expliquant le passage de l’état initial (non déformé) à l’état final (déformation actuellement observable).

Méthodes: Le but de cet enseignement est l’acquisition de méthodes d’étude des déformations (plus précisément ici des déformations ductiles).

  • Maîtrise des outils d’analyse et de description. Cette analyse est surtout géométrique, elle nécessite la maîtrise d’une terminologie (pour la description) et des techniques de repérage et d’orientation dans l’espace (pour aboutir à une image 3D des structures). C’est la tectonique analytique ou l’analyse structurale.
  • Interprétation. L’interprétation des structures analysées consiste à rechercher la direction des forces – ou des contraintes – (dynamique), les conditions T° et P, les mécanismes de déformation, la chronologie des déformations ou les différentes étapes de la déformation (cinématique).

L’interprétation suppose la connaissance de données théoriques sur la déformation qui feront l’objet de la première partie de ce cours.


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COURS DE TECTONIQUE ANALYTIQUE – LES DEFORMATIONS DUCTILES


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