La coupe géologique
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© Dunod - La photocopie non autorisée est un délit.
de la carte, un niveau à bauxite repose sur les calcaires
marins du Crétacé inférieur. Tantôt sur l’Hauterivien
supérieur (n3b), tantôt sur le Barrémien – ou Urgonien –
(n4ba). La bauxite, minerai de l’aluminium, dont le nom
vient précisément des Baux de Provence, est une formation
continentale déposée sur des calcaires qui ont émergé et ont
été érodés ou dissous par l’eau (karstification). Sur la carte,
la bauxite repose pendant des kilomètres sur n3b, puis sur
n4ba, couches peu épaisses et érodées dont l’épaisseur
varie de 0 à 200 mètres environ. Cela signifie que l’angle
de discordance de la bauxite sur les calcaires est très faible.
La discordance n’est pas angulaire, mais cartographique : il
faut se déplacer de plusieurs kilomètres, aller d’un point à
un autre de la carte, pour que le substratum de la bauxite
change. Celuici n’a donc pas subi de déformations tectoniques fortes entre son émersion et le dépôt de la bauxite.
Il est parfois impossible de savoir ce que cache une
discordance majeure, comme en France celle des terrains
sédimentaires secondaires ou tertiaires tabulaires discordants sur un socle primaire granitique et métamorphique
très complexe et varié. Quand on ne peut extrapoler raisonnablement les contours des terrains du socle sous le
trait de coupe, mieux vaut regrouper ces terrains sous un
même figuré, de granite ou de roche métamorphique indifférenciée, et signaler dans la légende de la coupe ce qui est
regroupé sous ce figuré.
➢
➢ Ce qui est caché sous les formations superficielles
récentes
Les formations superficielles récentes, souvent quaternaires,
sont de nature et d’origine variées :
– alluvions fluviatiles (sables, galets, limons de plaines
d’inondation) le long des cours d’eau ;
– sols, paléosols, limons, loess (éolien) des plateaux et
plaines ;
– colluvions et autres masses de matériau qui ont glissé
sur les pentes de versants souvent argileux ;
– moraines et dépôts fluvioglaciaires des vallées glaciaires (Alpes, Pyrénées) ou des surfaces montagneuses
qui furent couvertes de glace dans les périodes froides
du Quaternaire (Alpes, Pyrénées, Jura, Vosges, Massif
Central) ;
– tabliers d’éboulis caillouteux de versants, écroulements rocheux catastrophiques, en général au pied de corniches calcaires ou d’autres roches dures ;
– glissements de terrains, etc.
Dans une coupe géologique au 1/50 000, on s’intéresse
essentiellement aux terrains plus anciens et à leurs structures. Les formations superficielles sont en général trop
minces pour pouvoir être représentées, et sont parfois jugées
gênantes car elles masquent leur substratum !
Les cartographes n’ont pas toujours accordé la même
importance aux formations superficielles : parfois presque
ignorées, elles sont sur d’autres cartes largement représentées, au point de rendre difficilement lisible le substratum.
Les formations récentes masquent les limites des terrains
sousjacents : dans une coupe, il faut comme pour les discordances extrapoler ces limites à partir des secteurs voisins où
elles sont visibles.
Les failles et chevauchements sont souvent représentés
en tiretés sous les formations superficielles ; cela indique
leur position approximative. Mais cela ne veut pas dire (sauf
spécification) que ces accidents ont affecté les formations
récentes.
➢
➢ Les coupes équilibrées
Une coupe est équilibrée si elle est « rétrodéformable ». On
dit aussi qu’elle est restaurable : opération qui consiste à supprimer dans la coupe les déformations (plis, failles, chevauchements…) qu’elle a enregistrées au cours du temps et obtenir
son « état initial » (non déformé), servant de référence. Une
coupe équilibrée reste toujours une interprétation, mais elle a
moins de chance d’être fausse qu’une coupe non équilibrée.
Pour réaliser l’équilibrage d’une coupe plusieurs précautions doivent être prises. La coupe doit être orientée
parallèlement à la direction de raccourcissement (Z) ou
d’allongement (X), définie selon la nature et l’orientation
des structures tectoniques. On suppose (et on vérifie) que la
déformation est plane, c’estàdire qu’il n’y a pas de déformation perpendiculairement au plan de coupe.
Outre que la déformation soit plane, on suppose qu’elle
s’est faite avec conservation de volume (et donc des surfaces). Ainsi des repères plans (couches par exemple),
linéaires en coupe, conservent leur longueur lors de la
déformation. Une coupe équilibrée est donc une coupe qui
une fois terminée respecte ces conditions de conservation
de longueur et de surface.
Application :
Une coupe a été choisie sur la carte géologique au 1/50 000
d’Ornans, dans le Jura externe français. Elle recoupe une
zone complexe de failles (faisceau) au droit du village de
Hautepierre – le Châtel (fig. 7.5, a). Elle va nous servir
d’exemple pour illustrer les différentes étapes de la réalisation d’une coupe équilibrée.
• 1
re
étape (fig. 7.5 b) : elle correspond à la réalisation
de la partie « superficielle » de la coupe en tenant compte
du pendage des couches, de l’épaisseur des formations et
du tracé des failles en profondeur, visibles ici le long de la
vallée de la Loue, parallèle à la coupe.
• 2
e
étape (fig. 7.5, c) : il s’agit dès lors de compléter la
coupe vers le bas (en profondeur), sur la base de la coupe
issue de la première étape. Plus interprétative, cette étape
doit prendre en compte des données de détail comme par
exemple les angles de recoupements des couches par les
failles, afin de repérer notamment les rampes et les paliers
des failles chevauchantes indiquées sur la carte.
• 3
e
étape (fig. 7.5, d) : elle consiste à « rétro déformer »
la coupe ; il s’agit maintenant de supprimer les déplacements sur les failles (rejet) et de « déplier » les plis. Cette
opération se fait en juxtaposant horizontalement quelques
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© Dunod - La photocopie non autorisée est un délit.
de la carte, un niveau à bauxite repose sur les calcaires
marins du Crétacé inférieur. Tantôt sur l’Hauterivien
supérieur (n3b), tantôt sur le Barrémien – ou Urgonien –
(n4ba). La bauxite, minerai de l’aluminium, dont le nom
vient précisément des Baux de Provence, est une formation
continentale déposée sur des calcaires qui ont émergé et ont
été érodés ou dissous par l’eau (karstification). Sur la carte,
la bauxite repose pendant des kilomètres sur n3b, puis sur
n4ba, couches peu épaisses et érodées dont l’épaisseur
varie de 0 à 200 mètres environ. Cela signifie que l’angle
de discordance de la bauxite sur les calcaires est très faible.
La discordance n’est pas angulaire, mais cartographique : il
faut se déplacer de plusieurs kilomètres, aller d’un point à
un autre de la carte, pour que le substratum de la bauxite
change. Celuici n’a donc pas subi de déformations tectoniques fortes entre son émersion et le dépôt de la bauxite.
Il est parfois impossible de savoir ce que cache une
discordance majeure, comme en France celle des terrains
sédimentaires secondaires ou tertiaires tabulaires discordants sur un socle primaire granitique et métamorphique
très complexe et varié. Quand on ne peut extrapoler raisonnablement les contours des terrains du socle sous le
trait de coupe, mieux vaut regrouper ces terrains sous un
même figuré, de granite ou de roche métamorphique indifférenciée, et signaler dans la légende de la coupe ce qui est
regroupé sous ce figuré.
➢
➢ Ce qui est caché sous les formations superficielles
récentes
Les formations superficielles récentes, souvent quaternaires,
sont de nature et d’origine variées :
– alluvions fluviatiles (sables, galets, limons de plaines
d’inondation) le long des cours d’eau ;
– sols, paléosols, limons, loess (éolien) des plateaux et
plaines ;
– colluvions et autres masses de matériau qui ont glissé
sur les pentes de versants souvent argileux ;
– moraines et dépôts fluvioglaciaires des vallées glaciaires (Alpes, Pyrénées) ou des surfaces montagneuses
qui furent couvertes de glace dans les périodes froides
du Quaternaire (Alpes, Pyrénées, Jura, Vosges, Massif
Central) ;
– tabliers d’éboulis caillouteux de versants, écroulements rocheux catastrophiques, en général au pied de corniches calcaires ou d’autres roches dures ;
– glissements de terrains, etc.
Dans une coupe géologique au 1/50 000, on s’intéresse
essentiellement aux terrains plus anciens et à leurs structures. Les formations superficielles sont en général trop
minces pour pouvoir être représentées, et sont parfois jugées
gênantes car elles masquent leur substratum !
Les cartographes n’ont pas toujours accordé la même
importance aux formations superficielles : parfois presque
ignorées, elles sont sur d’autres cartes largement représentées, au point de rendre difficilement lisible le substratum.
Les formations récentes masquent les limites des terrains
sousjacents : dans une coupe, il faut comme pour les discordances extrapoler ces limites à partir des secteurs voisins où
elles sont visibles.
Les failles et chevauchements sont souvent représentés
en tiretés sous les formations superficielles ; cela indique
leur position approximative. Mais cela ne veut pas dire (sauf
spécification) que ces accidents ont affecté les formations
récentes.
➢
➢ Les coupes équilibrées
Une coupe est équilibrée si elle est « rétrodéformable ». On
dit aussi qu’elle est restaurable : opération qui consiste à supprimer dans la coupe les déformations (plis, failles, chevauchements…) qu’elle a enregistrées au cours du temps et obtenir
son « état initial » (non déformé), servant de référence. Une
coupe équilibrée reste toujours une interprétation, mais elle a
moins de chance d’être fausse qu’une coupe non équilibrée.
Pour réaliser l’équilibrage d’une coupe plusieurs précautions doivent être prises. La coupe doit être orientée
parallèlement à la direction de raccourcissement (Z) ou
d’allongement (X), définie selon la nature et l’orientation
des structures tectoniques. On suppose (et on vérifie) que la
déformation est plane, c’estàdire qu’il n’y a pas de déformation perpendiculairement au plan de coupe.
Outre que la déformation soit plane, on suppose qu’elle
s’est faite avec conservation de volume (et donc des surfaces). Ainsi des repères plans (couches par exemple),
linéaires en coupe, conservent leur longueur lors de la
déformation. Une coupe équilibrée est donc une coupe qui
une fois terminée respecte ces conditions de conservation
de longueur et de surface.
Application :
Une coupe a été choisie sur la carte géologique au 1/50 000
d’Ornans, dans le Jura externe français. Elle recoupe une
zone complexe de failles (faisceau) au droit du village de
Hautepierre – le Châtel (fig. 7.5, a). Elle va nous servir
d’exemple pour illustrer les différentes étapes de la réalisation d’une coupe équilibrée.
• 1
re
étape (fig. 7.5 b) : elle correspond à la réalisation
de la partie « superficielle » de la coupe en tenant compte
du pendage des couches, de l’épaisseur des formations et
du tracé des failles en profondeur, visibles ici le long de la
vallée de la Loue, parallèle à la coupe.
• 2
e
étape (fig. 7.5, c) : il s’agit dès lors de compléter la
coupe vers le bas (en profondeur), sur la base de la coupe
issue de la première étape. Plus interprétative, cette étape
doit prendre en compte des données de détail comme par
exemple les angles de recoupements des couches par les
failles, afin de repérer notamment les rampes et les paliers
des failles chevauchantes indiquées sur la carte.
• 3
e
étape (fig. 7.5, d) : elle consiste à « rétro déformer »
la coupe ; il s’agit maintenant de supprimer les déplacements sur les failles (rejet) et de « déplier » les plis. Cette
opération se fait en juxtaposant horizontalement quelques