La coupe géologique
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© Dunod - La photocopie non autorisée est un délit.
➢
➢ Le choix du point de départ pour la construction
de la coupe
Où débuter la construction d’une coupe géologique ? Sur
les meilleures cartes, avec de nombreux signes de pendages
et leur valeur, divers points de départ peuvent être faciles.
Mais dans la majorité des cas il est préférable de commencer
par le cœur d’un pli synclinal, ou éventuellement d’un
anticlinal. Au niveau de l’axe d’un pli, le pendage d’une
couche est localement horizontal dans la coupe. De part et
d’autre de l’axe, dans les flancs du pli, le pendage peut être
déterminé : soit par des signes de pendage, soit par la largeur
d’affleurement des couches en connaissant leur épaisseur,
ou encore par l’intersection des limites de couches et des
courbes de niveau (méthode des horizontales, voir chapitre 3). Le dessin du pli est un bon point de départ pour
prolonger la construction de la coupe.
Si de grandes failles ou chevauchements divisent la
coupe en compartiments qui diffèrent beaucoup par la
nature des terrains, leurs âges, ou leur structuration, il peut
s’avérer nécessaire de construire indépendamment chaque
compartiment pour réaliser la coupe.
➢
➢ La suite de la construction de la coupe
Après avoir réalisé le secteur de départ de la coupe, sa
construction se poursuit de proche en proche, en projetant
verticalement les limites des terrains sur le profil topographique. Connaissant le pendage et/ou l’épaisseur d’une
couche, on trace sa base jusque sous la couche précédente.
L’exactitude d’une coupe en structure plissée dépend du
respect de l’épaisseur des couches, de la régularité et de la
finesse du dessin. La partie superficielle de la coupe doit être
précise avant d’être complétée en profondeur.
La partie profonde de la coupe
S’il est facile de compléter une coupe en profondeur en
structure tabulaire, il n’en est pas de même en structure
plissée et faillée : le manque de données y oblige à une part
d’interprétation, tout en respectant des règles géométriques
et en gardant une réflexion logique sur la déformation.
➢
➢ Extrapolation des plis
Sauf indication contraire visible sur la carte ou signalée
dans la notice, on considère que le plissement des séries
sédimentaires est isopaque, c’estàdire que l’épaisseur des
couches reste constante. Cette règle sera respectée pour
compléter la coupe vers le bas.
Dans les synclinaux, c’est en surface que le pli est le plus
serré, son rayon de courbure le plus petit. En profondeur, le
pli s’élargit et le dessin de couches d’épaisseur constante ne
pose pas de problème.
Il n’en est pas de même dans les anticlinaux : c’est
en haut que le rayon de courbure des couches est le plus
grand. En profondeur, il diminue au point que la charnière
peut devenir anguleuse, et qu’en dessous il est impossible
de garder constante l’épaisseur des couches. En fait, dans
la nature, des déformations complexes ont lieu dans ces
charnières serrées : replis disharmoniques et petites failles
difficiles à représenter dans une coupe. Il est alors préférable
d’écraser et amincir modérément les couches dans les charnières anticlinales très serrées.
➢
➢ Les chevauchements
Les chevauchements sont des failles inverses à faible pendage – moins de 30° – ; ils sont parfois subhorizontaux.
On les reconnaît en carte à un tracé contourné dû à ce
faible pendage (fig. 4.8), et parce qu’ils amènent en les
coupant obliquement des terrains anciens à chevaucher sur
des terrains plus récents (planche 912, La Javie). Cette
super position implique un raccourcissement de la région :
les chevauchements sont des structures compressives généralement associés à des plis (planche 97, Chambéry).
L’ampleur du recouvrement est appelée flèche du chevauchement. Dans les chaînes de montagnes de type alpin, de
très grands chevauchements (d’échelle crustale) peuvent
avoir des flèches de plusieurs dizaines de kilomètres, voire
plus de 100 km, qui débordent du cadre d’une carte au
1/50 000. On parle alors de charriages ou de nappes de
charriage.
Un chevauchement peut être une simple faille plate
ou peu pentée coupant en biseau une série monoclinale.
Il peut aussi se former dans un anticlinal qui se déverse et
dont le flanc inverse se cisaille et devient chevauchant.
Le dessin de la coupe d’un chevauchement pose deux
questions :
– Quelle est la flèche du chevauchement et comment
représenter ce qui est caché sous le chevauchement ?
– Comment les terrains sontils plissés au dessus et audessous du contact anormal ?
Pour ce point, comme dans les plis, on détermine les
pendages des terrains et leurs variations dans les compartiments chevauchant et chevauché. Audessus du contact,
par les signes de pendage, les largeurs d’affleurement des
couches et les formes de leurs contours pour mettre en
évidence le plissement des couches et sa géométrie. Pour la
partie cachée sous le contact, il faut observer sur la carte le
compartiment inférieur, chevauché, en avant du contact,
ou de part et d’autre du trait de coupe : on regardera le
pendage des couches engagées sous le contact, pour voir
si elles amorcent une structure synclinale par exemple
(planche 99, Séderon, nord de la coupe).
Le dessin des terrains cachés sous un chevauchement
est difficile : il présente une part d’interprétation variable
selon les informations fournies par la carte. Chercher à
comprendre le mécanisme de formation du contact cisaillant permettra d’éviter de dessiner des invraisemblances
structurales dans la géométrie des couches près du chevauchement.
Dans le cas d’un anticlinal déversé et cisaillé, il peut
subsister sous le contact une partie de synclinal cisaillé
(planche 99, Séderon).
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➢
➢ Le choix du point de départ pour la construction
de la coupe
Où débuter la construction d’une coupe géologique ? Sur
les meilleures cartes, avec de nombreux signes de pendages
et leur valeur, divers points de départ peuvent être faciles.
Mais dans la majorité des cas il est préférable de commencer
par le cœur d’un pli synclinal, ou éventuellement d’un
anticlinal. Au niveau de l’axe d’un pli, le pendage d’une
couche est localement horizontal dans la coupe. De part et
d’autre de l’axe, dans les flancs du pli, le pendage peut être
déterminé : soit par des signes de pendage, soit par la largeur
d’affleurement des couches en connaissant leur épaisseur,
ou encore par l’intersection des limites de couches et des
courbes de niveau (méthode des horizontales, voir chapitre 3). Le dessin du pli est un bon point de départ pour
prolonger la construction de la coupe.
Si de grandes failles ou chevauchements divisent la
coupe en compartiments qui diffèrent beaucoup par la
nature des terrains, leurs âges, ou leur structuration, il peut
s’avérer nécessaire de construire indépendamment chaque
compartiment pour réaliser la coupe.
➢
➢ La suite de la construction de la coupe
Après avoir réalisé le secteur de départ de la coupe, sa
construction se poursuit de proche en proche, en projetant
verticalement les limites des terrains sur le profil topographique. Connaissant le pendage et/ou l’épaisseur d’une
couche, on trace sa base jusque sous la couche précédente.
L’exactitude d’une coupe en structure plissée dépend du
respect de l’épaisseur des couches, de la régularité et de la
finesse du dessin. La partie superficielle de la coupe doit être
précise avant d’être complétée en profondeur.
La partie profonde de la coupe
S’il est facile de compléter une coupe en profondeur en
structure tabulaire, il n’en est pas de même en structure
plissée et faillée : le manque de données y oblige à une part
d’interprétation, tout en respectant des règles géométriques
et en gardant une réflexion logique sur la déformation.
➢
➢ Extrapolation des plis
Sauf indication contraire visible sur la carte ou signalée
dans la notice, on considère que le plissement des séries
sédimentaires est isopaque, c’estàdire que l’épaisseur des
couches reste constante. Cette règle sera respectée pour
compléter la coupe vers le bas.
Dans les synclinaux, c’est en surface que le pli est le plus
serré, son rayon de courbure le plus petit. En profondeur, le
pli s’élargit et le dessin de couches d’épaisseur constante ne
pose pas de problème.
Il n’en est pas de même dans les anticlinaux : c’est
en haut que le rayon de courbure des couches est le plus
grand. En profondeur, il diminue au point que la charnière
peut devenir anguleuse, et qu’en dessous il est impossible
de garder constante l’épaisseur des couches. En fait, dans
la nature, des déformations complexes ont lieu dans ces
charnières serrées : replis disharmoniques et petites failles
difficiles à représenter dans une coupe. Il est alors préférable
d’écraser et amincir modérément les couches dans les charnières anticlinales très serrées.
➢
➢ Les chevauchements
Les chevauchements sont des failles inverses à faible pendage – moins de 30° – ; ils sont parfois subhorizontaux.
On les reconnaît en carte à un tracé contourné dû à ce
faible pendage (fig. 4.8), et parce qu’ils amènent en les
coupant obliquement des terrains anciens à chevaucher sur
des terrains plus récents (planche 912, La Javie). Cette
super position implique un raccourcissement de la région :
les chevauchements sont des structures compressives généralement associés à des plis (planche 97, Chambéry).
L’ampleur du recouvrement est appelée flèche du chevauchement. Dans les chaînes de montagnes de type alpin, de
très grands chevauchements (d’échelle crustale) peuvent
avoir des flèches de plusieurs dizaines de kilomètres, voire
plus de 100 km, qui débordent du cadre d’une carte au
1/50 000. On parle alors de charriages ou de nappes de
charriage.
Un chevauchement peut être une simple faille plate
ou peu pentée coupant en biseau une série monoclinale.
Il peut aussi se former dans un anticlinal qui se déverse et
dont le flanc inverse se cisaille et devient chevauchant.
Le dessin de la coupe d’un chevauchement pose deux
questions :
– Quelle est la flèche du chevauchement et comment
représenter ce qui est caché sous le chevauchement ?
– Comment les terrains sontils plissés au dessus et audessous du contact anormal ?
Pour ce point, comme dans les plis, on détermine les
pendages des terrains et leurs variations dans les compartiments chevauchant et chevauché. Audessus du contact,
par les signes de pendage, les largeurs d’affleurement des
couches et les formes de leurs contours pour mettre en
évidence le plissement des couches et sa géométrie. Pour la
partie cachée sous le contact, il faut observer sur la carte le
compartiment inférieur, chevauché, en avant du contact,
ou de part et d’autre du trait de coupe : on regardera le
pendage des couches engagées sous le contact, pour voir
si elles amorcent une structure synclinale par exemple
(planche 99, Séderon, nord de la coupe).
Le dessin des terrains cachés sous un chevauchement
est difficile : il présente une part d’interprétation variable
selon les informations fournies par la carte. Chercher à
comprendre le mécanisme de formation du contact cisaillant permettra d’éviter de dessiner des invraisemblances
structurales dans la géométrie des couches près du chevauchement.
Dans le cas d’un anticlinal déversé et cisaillé, il peut
subsister sous le contact une partie de synclinal cisaillé
(planche 99, Séderon).