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La coupe géologique
Dans le cas du cisaillement oblique d’une série monoclinale, sans plissement notable, la nature chevauchante du
contact peut cependant se marquer par de petits rebroussements de couches, ou crochons de faille, audessous et
audessus du contact, par des copeaux de terrains entraînés
sous le contact, ou des écailles.
Un chevauchement et un pli sont souvent associés
dans leur formation. Ce processus obéit à des règles mécaniques et géométriques qui sont prises en compte dans la
technique de restauration des coupes équilibrées. Cette
technique, qui ne peut être développée dans le cadre de
cet ouvrage, vise à déplier les coupes dans les régions
raccourcies par des plis et des chevauchements, mais aussi
étirées par des failles normales, pour les restaurer dans leur
état avant déformation, estimer le taux de déformation, et
retrouver les étapes de celleci. Sans entrer dans le détail
de cette technique, il faut penser en dessinant la coupe à
la façon dont les structures se sont formées pour aboutir
à leur état actuel, et en donner un dessin vraisemblable
mécaniquement.
➢
➢ Le pendage des failles en profondeur
Le pendage des failles peut parfois être estimé sur les
cartes par leur intersection avec la topographie (voir
chapitre 3, et planche 92, Molsheim et Bessèges). En
pratique, c’est surtout possible dans le cas de failles à
faible pendage comme les chevauchements. Si le pendage
des failles dépasse 60° et que le relief est peu prononcé,
les tracés des failles sont quasirectilignes sur les cartes,
et l’on ne peut déterminer leur pendage, ni même de
quel côté elles pendent. On peut alors chercher sur la
carte une autre faille de même direction, dans le même
contexte tectonique, dont le pendage est déterminable,
et par analogie attribuer un pendage semblable à la faille
posant problème.
Il n’est pas recommandé de ménager la chèvre et le chou
en traçant des failles verticales. Cellesci sont rares, surtout
dans les régions plissées, et la coupe paraîtra irréaliste mécaniquement. Il est préférable de tenir compte du contexte
tectonique pour choisir un pendage. Ainsi, sachant que
les plis résultent d’une tectonique en compression, on
choisira le pendage des failles parallèles aux axes des plis
de façon qu’elles soient inverses, en supposant qu’elles ont
joué dans la même compression (planche 95, Pontarlier).
Cependant, la tectonique a pu être polyphasée, c’estàdire que de l’extension a succédé à de la compression, ou
inversement.
Dans une région ayant subi une tectonique en extension marquée par un fossé d’effondrement (graben), si le
pendage des failles bordières n’est pas visible sur la carte,
on choisira de tracer des failles normales (planche 93,
ClermontFerrand).
On a tendance à poursuivre le tracé des failles en
profondeur de façon rectiligne. Or les observations de
terrain, certaines cartes géologiques, des données géophysiques (profils sismiques) ou encore des travaux souterrains
(forages, tunnels) montrent que le pendage des failles peut
varier en profondeur. Ainsi, certaines failles préexistantes
ou formées dans le début du plissement ont pu jouer tout
en étant pliées progressivement en même temps que les
couches (planche 95 Pontarlier, planche 99 Séderon). De
telles interprétations en profondeur sont difficiles, même
pour les initiés aux coupes géologiques. Mais il faut se souvenir que le pendage des failles peut varier en profondeur,
et que cela rend plus réaliste mécaniquement le dessin de
certaines failles.
➢
➢ Ce qui est caché sous les discordances
La discordance (voir chapitre 5) est un phénomène
d’intérêt majeur en géologie : elle indique l’existence d’un
ou plusieurs événements tectoniques. Son importance est
variable en intensité et en étendue, et donc sa signification : parfois mineure et d’importance seulement locale,
parfois régionale. Il existe des discordances majeures à
l’échelle d’un pays ou d’un continent : en France par
exemple la discordance générale des terrains sédimentaires secondaires sur les terrains plissés, métamorphiques
ou granitiques de l’ère primaire (planches 9, planches
France, Millau, Carcassonne, Molsheim, GrasseCannes,
ClermontFerrand).
Dans une coupe présentant une discordance, il faut
essayer de déterminer ou imaginer la disposition des
terrains anciens masqués par les terrains discordants.
Pour cela, on examine sur la carte les terrains anciens
visibles de part et d’autre de la coupe, pour déterminer
leur nature et leur disposition géométrique, afin de les
prolonger au niveau de la coupe, où ils sont cachés par
les terrains discordants. Prenons l’exemple de la carte
des Alpilles (planche 915) : la coupe NS passe par
les Baux de Provence. Le village est bâti sur les restes
subhorizontaux de calcaires marins d’âge miocène, que
l’érosion a largement fait disparaître tout autour, ce qui
permet de voir leur substratum. À l’est et à l’ouest de la
coupe, ces calcaires reposent en discordance sur différentes formations continentales du Crétacé supérieur et
du Paléocène. La succession des couches, identique à l’est
et à l’ouest, montre qu’elles sont plissées en un synclinal
d’axe EW, qui a été érodé avant la transgression de la
mer miocène. Ce synclinal résulte d’une compression
sensiblement NS, postérieure à de l’Éocène, visible à
l’ouest, et antérieure au Miocène discordant ; c’est la
compression finipyrénéenne connue dans le midi de la
France. Pour placer dans la coupe les limites des couches
du synclinal sous le Miocène discordant, on relie leurs
limites d’affleurement à l’est et à l’ouest du Miocène,
et on pointe l’intersection de ces lignes avec le trait
de coupe.
Le Miocène repose avec un angle fort sur les couches
plissées : il s’agit d’une discordance angulaire.
Le même extrait de carte montre un bel exemple de
discordance plus faible, parfois sans angle appréciable sur le
terrain, la discordance cartographique : en divers endroits
La coupe géologique
Dans le cas du cisaillement oblique d’une série monoclinale, sans plissement notable, la nature chevauchante du
contact peut cependant se marquer par de petits rebroussements de couches, ou crochons de faille, audessous et
audessus du contact, par des copeaux de terrains entraînés
sous le contact, ou des écailles.
Un chevauchement et un pli sont souvent associés
dans leur formation. Ce processus obéit à des règles mécaniques et géométriques qui sont prises en compte dans la
technique de restauration des coupes équilibrées. Cette
technique, qui ne peut être développée dans le cadre de
cet ouvrage, vise à déplier les coupes dans les régions
raccourcies par des plis et des chevauchements, mais aussi
étirées par des failles normales, pour les restaurer dans leur
état avant déformation, estimer le taux de déformation, et
retrouver les étapes de celleci. Sans entrer dans le détail
de cette technique, il faut penser en dessinant la coupe à
la façon dont les structures se sont formées pour aboutir
à leur état actuel, et en donner un dessin vraisemblable
mécaniquement.
➢
➢ Le pendage des failles en profondeur
Le pendage des failles peut parfois être estimé sur les
cartes par leur intersection avec la topographie (voir
chapitre 3, et planche 92, Molsheim et Bessèges). En
pratique, c’est surtout possible dans le cas de failles à
faible pendage comme les chevauchements. Si le pendage
des failles dépasse 60° et que le relief est peu prononcé,
les tracés des failles sont quasirectilignes sur les cartes,
et l’on ne peut déterminer leur pendage, ni même de
quel côté elles pendent. On peut alors chercher sur la
carte une autre faille de même direction, dans le même
contexte tectonique, dont le pendage est déterminable,
et par analogie attribuer un pendage semblable à la faille
posant problème.
Il n’est pas recommandé de ménager la chèvre et le chou
en traçant des failles verticales. Cellesci sont rares, surtout
dans les régions plissées, et la coupe paraîtra irréaliste mécaniquement. Il est préférable de tenir compte du contexte
tectonique pour choisir un pendage. Ainsi, sachant que
les plis résultent d’une tectonique en compression, on
choisira le pendage des failles parallèles aux axes des plis
de façon qu’elles soient inverses, en supposant qu’elles ont
joué dans la même compression (planche 95, Pontarlier).
Cependant, la tectonique a pu être polyphasée, c’estàdire que de l’extension a succédé à de la compression, ou
inversement.
Dans une région ayant subi une tectonique en extension marquée par un fossé d’effondrement (graben), si le
pendage des failles bordières n’est pas visible sur la carte,
on choisira de tracer des failles normales (planche 93,
ClermontFerrand).
On a tendance à poursuivre le tracé des failles en
profondeur de façon rectiligne. Or les observations de
terrain, certaines cartes géologiques, des données géophysiques (profils sismiques) ou encore des travaux souterrains
(forages, tunnels) montrent que le pendage des failles peut
varier en profondeur. Ainsi, certaines failles préexistantes
ou formées dans le début du plissement ont pu jouer tout
en étant pliées progressivement en même temps que les
couches (planche 95 Pontarlier, planche 99 Séderon). De
telles interprétations en profondeur sont difficiles, même
pour les initiés aux coupes géologiques. Mais il faut se souvenir que le pendage des failles peut varier en profondeur,
et que cela rend plus réaliste mécaniquement le dessin de
certaines failles.
➢
➢ Ce qui est caché sous les discordances
La discordance (voir chapitre 5) est un phénomène
d’intérêt majeur en géologie : elle indique l’existence d’un
ou plusieurs événements tectoniques. Son importance est
variable en intensité et en étendue, et donc sa signification : parfois mineure et d’importance seulement locale,
parfois régionale. Il existe des discordances majeures à
l’échelle d’un pays ou d’un continent : en France par
exemple la discordance générale des terrains sédimentaires secondaires sur les terrains plissés, métamorphiques
ou granitiques de l’ère primaire (planches 9, planches
France, Millau, Carcassonne, Molsheim, GrasseCannes,
ClermontFerrand).
Dans une coupe présentant une discordance, il faut
essayer de déterminer ou imaginer la disposition des
terrains anciens masqués par les terrains discordants.
Pour cela, on examine sur la carte les terrains anciens
visibles de part et d’autre de la coupe, pour déterminer
leur nature et leur disposition géométrique, afin de les
prolonger au niveau de la coupe, où ils sont cachés par
les terrains discordants. Prenons l’exemple de la carte
des Alpilles (planche 915) : la coupe NS passe par
les Baux de Provence. Le village est bâti sur les restes
subhorizontaux de calcaires marins d’âge miocène, que
l’érosion a largement fait disparaître tout autour, ce qui
permet de voir leur substratum. À l’est et à l’ouest de la
coupe, ces calcaires reposent en discordance sur différentes formations continentales du Crétacé supérieur et
du Paléocène. La succession des couches, identique à l’est
et à l’ouest, montre qu’elles sont plissées en un synclinal
d’axe EW, qui a été érodé avant la transgression de la
mer miocène. Ce synclinal résulte d’une compression
sensiblement NS, postérieure à de l’Éocène, visible à
l’ouest, et antérieure au Miocène discordant ; c’est la
compression finipyrénéenne connue dans le midi de la
France. Pour placer dans la coupe les limites des couches
du synclinal sous le Miocène discordant, on relie leurs
limites d’affleurement à l’est et à l’ouest du Miocène,
et on pointe l’intersection de ces lignes avec le trait
de coupe.
Le Miocène repose avec un angle fort sur les couches
plissées : il s’agit d’une discordance angulaire.
Le même extrait de carte montre un bel exemple de
discordance plus faible, parfois sans angle appréciable sur le
terrain, la discordance cartographique : en divers endroits