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Les principales structures géologiques
toit
mur
faille
repère(r)
r
M
T
M
T
faille normale
faille inverse
r'
r
r
r'
faille décrochante
dextre
sénestre
a
b
c
Figure 4.5 Failles : terminologie.
(fig. 4.5-b). Dans ces deux cas, le mouvement de la faille
s’est fait dans le plan vertical. En revanche si le mouvement
de la faille s’est produit dans le plan horizontal, la faille est
dite décrochante et son jeu est dextre ou senestre selon le
mouvement relatif des compartiments vis-à-vis de l’observateur situé sur la faille (fig. 4.5-c). La détermination du
type de faille (normale, inverse ou décrochante) se fait à
l’aide de repères r décalés par le mouvement de la faille ;
les couches des séries sédimentaires sont les repères les plus
usuels. La connaissance exacte du rejet (quantité de déplacement des blocs limités par la faille) est généralement difficile : souvent, on ne peut déterminer que le rejet apparent
dans le plan vertical ou horizontal d’observation. Les divers
types de failles traduisent des conditions de déformation
différentes : failles normales = tectonique en extension,
failles inverses = tectonique en compression, failles décrochantes = tectonique de coulissement.
b) Structures de chevauchement
Les chevauchements correspondent à des surfaces de
translation de formations géologiques qui combinent des
surfaces horizontales ou paliers et inclinées ou rampes. La
connexion de paliers et de rampes aboutit à former une
surface de chevauchement irrégulière. Le déplacement
des terrains sur cette surface génère dans son toit des plis
de formes particulières, dont la géométrie est tributaire du
mécanisme qui crée et localise la surface de glissement. La
géométrie de la structure est directement liée à la géométrie
de la surface de glissement, notamment à l’orientation et au
pendage de la rampe et à son évolution.
À la suite des nombreux travaux entrepris sur le sujet on
distingue trois types de structures élémentaires :
– le pli de ceintrage (fault-bend fold), qui résulte de la
déformation des roches du toit lorsqu’elles glissent sur le
palier inférieur, la rampe frontale puis le palier supérieur
(fig. 4.6a) ;
– le pli de propagation (fault-propagation fold), qui se
forme par glissement et flexion des formations du toit en
même temps que la rampe se propage vers l’avant et le haut
(fig. 4.6b) ;
– le pli de détachement (detachment fold) qui apparaît
par flexion anticlinale des terrains en tête de la surface de
chevauchement (fig. 4.6c).
La juxtaposition et l’interaction de plusieurs structures en rampes et paliers conduit à la genèse de formes
fort complexes (duplex (fig. 4.6d), systèmes imbriqués
(fig. 4.6e), dispositifs rétrochevauchant (fig. 4.6f) et triangulaire (fig. 4.6g).
Initialement conçues pour expliquer des structures
formées en contexte tectonique en compression, le même
raisonnement a été adopté par la suite pour interpréter des
formes nées en contexte extensif.
Les nombreux travaux réalisés dans les années 19801990 par les compagnies pétrolières, s’appuyant sur des
données de surface et de subsurface (sismique, forages) ont
permis d’élaborer des concepts très évolués qui ne seront
pas abordés ici. Une modélisation de ces concepts est à
l’origine d’une représentation particulière des structures
tectoniques en plis en kink (pli à flancs plans et charnière
anguleuse), qui n’est pas toujours conforme à ce qui est
observé dans la nature.
c) Expression cartographique des structures faillées
On reconnaît sur une carte la trace d’une faille par son trait
qui est plus épais que celui des autres limites géologiques ;
lorsque l’existence de la faille est incertaine ou supposée
sa trace est en tirets. La nature d’une faille (normale,
inverse ou décrochante) est définie si on connaît l’orientation du pendage de la surface de faille – ce qui permet de
situer le compartiment représentant le toit et le mur – et
si on connaît l’âge relatif des terrains du toit et du mur
(fig. 4.7a).
Les principales structures géologiques
toit
mur
faille
repère(r)
r
M
T
M
T
faille normale
faille inverse
r'
r
r
r'
faille décrochante
dextre
sénestre
a
b
c
Figure 4.5 Failles : terminologie.
(fig. 4.5-b). Dans ces deux cas, le mouvement de la faille
s’est fait dans le plan vertical. En revanche si le mouvement
de la faille s’est produit dans le plan horizontal, la faille est
dite décrochante et son jeu est dextre ou senestre selon le
mouvement relatif des compartiments vis-à-vis de l’observateur situé sur la faille (fig. 4.5-c). La détermination du
type de faille (normale, inverse ou décrochante) se fait à
l’aide de repères r décalés par le mouvement de la faille ;
les couches des séries sédimentaires sont les repères les plus
usuels. La connaissance exacte du rejet (quantité de déplacement des blocs limités par la faille) est généralement difficile : souvent, on ne peut déterminer que le rejet apparent
dans le plan vertical ou horizontal d’observation. Les divers
types de failles traduisent des conditions de déformation
différentes : failles normales = tectonique en extension,
failles inverses = tectonique en compression, failles décrochantes = tectonique de coulissement.
b) Structures de chevauchement
Les chevauchements correspondent à des surfaces de
translation de formations géologiques qui combinent des
surfaces horizontales ou paliers et inclinées ou rampes. La
connexion de paliers et de rampes aboutit à former une
surface de chevauchement irrégulière. Le déplacement
des terrains sur cette surface génère dans son toit des plis
de formes particulières, dont la géométrie est tributaire du
mécanisme qui crée et localise la surface de glissement. La
géométrie de la structure est directement liée à la géométrie
de la surface de glissement, notamment à l’orientation et au
pendage de la rampe et à son évolution.
À la suite des nombreux travaux entrepris sur le sujet on
distingue trois types de structures élémentaires :
– le pli de ceintrage (fault-bend fold), qui résulte de la
déformation des roches du toit lorsqu’elles glissent sur le
palier inférieur, la rampe frontale puis le palier supérieur
(fig. 4.6a) ;
– le pli de propagation (fault-propagation fold), qui se
forme par glissement et flexion des formations du toit en
même temps que la rampe se propage vers l’avant et le haut
(fig. 4.6b) ;
– le pli de détachement (detachment fold) qui apparaît
par flexion anticlinale des terrains en tête de la surface de
chevauchement (fig. 4.6c).
La juxtaposition et l’interaction de plusieurs structures en rampes et paliers conduit à la genèse de formes
fort complexes (duplex (fig. 4.6d), systèmes imbriqués
(fig. 4.6e), dispositifs rétrochevauchant (fig. 4.6f) et triangulaire (fig. 4.6g).
Initialement conçues pour expliquer des structures
formées en contexte tectonique en compression, le même
raisonnement a été adopté par la suite pour interpréter des
formes nées en contexte extensif.
Les nombreux travaux réalisés dans les années 19801990 par les compagnies pétrolières, s’appuyant sur des
données de surface et de subsurface (sismique, forages) ont
permis d’élaborer des concepts très évolués qui ne seront
pas abordés ici. Une modélisation de ces concepts est à
l’origine d’une représentation particulière des structures
tectoniques en plis en kink (pli à flancs plans et charnière
anguleuse), qui n’est pas toujours conforme à ce qui est
observé dans la nature.
c) Expression cartographique des structures faillées
On reconnaît sur une carte la trace d’une faille par son trait
qui est plus épais que celui des autres limites géologiques ;
lorsque l’existence de la faille est incertaine ou supposée
sa trace est en tirets. La nature d’une faille (normale,
inverse ou décrochante) est définie si on connaît l’orientation du pendage de la surface de faille – ce qui permet de
situer le compartiment représentant le toit et le mur – et
si on connaît l’âge relatif des terrains du toit et du mur
(fig. 4.7a).