Cours introduction à la géologie structurale et à la tectonique

Cours géologie structurale, tutoriel tectonique en pdf.

Introduction

Rappel :

La tectonique est l’étude de déformations des roches constituants l’écorce terrestre, ces déformations sont acquises par les roches au cours de leur histoire, on les appelle des « structures », les plus connus sont les plies et les failles.
La tectonique étudie la disposition actuelle de ces structures (il faut avoir des notions de géométrie de l’espace). Les études tectoniques se font dans des zones de l’écorce terrestre déformées : chaines de montagnes ou orogénes ou domaines orogéniques, qui s’opposent aux zones stables ou de plateformes.

Echelles d’observations :

La déformation s’observe à toutes les échelles, on retrouve trois niveaux d’observation :
La microtectonique : étudie les microstructures et mésostructures de l’échelle du minéral (µm,mm) à celle de l’affleurement (m, dm).
La tectonique classique : étudie les mégastructures du l’échelle régional (grandes structures  Kilométriques des cartes géologiques), elle débouche sur un modèle géodynamique de la chaine.

Tectonique analytique :

C’est le 1er stade de l’étude tectonique ou stade d’analyse des structures (analyse structurale),cette analyse se base sur des observations microtectoniques et de géologie régionale (cartes géologiques) on peut distinguer deux étapes :
– Description : c’est l’inventaire des structures et leur description, on mesure leur orientation avec une boussole.
– Interprétation : plus théorique on cherche à identifier les mécanismes des déformations, et retrouver la direction des forces qui ont donné ces déformations, à reconstituer la chronologie de ces différentes déformations, enfin à retrouver les conditions physiques (P et T) qui régnaient dans
l’écorce terrestre.

Des forces aux structures, notion de contrainte

Sur le terrain les structures observées (un pli par exemple) correspond toujours à l’état final de déformation, on ne voit jamais une déformation se faire (vitesse de déformation trop lente, niveau trop profond ; inaccessible à l’observation) .
Pour comprendre et expliquer les déformations, il faut s’appuyer sur les données de la tectonique expérimentale : simulation au laboratoire des déformations qu’on comparer au structures naturelles .il y a deux types d’expériences : la mécanique des roches, les essais sur modèles réduits (modélisation analogique).

Les forces tectoniques : notion de contrainte :

Il y a deux catégories de forces qui sont responsables de la déformation des roches :
– La gravité : c’est l’attraction terrestre, elle engendre des forces verticales.
– La dérive des continents : liée aux courants de convection dans le manteau, elle engendre des forces horizontales. Ces forces déterminent dans les roches un état de contrainte.

Notion de contrainte :

Définition : une contrainte est une force qui engendre une déformation lorsqu’ elle est appliquée à un corps quelconque (roche par exemple).

Les états de contraintes dans l’écorce terrestre :

– écorce stable, non déformée : (Pl.1 ; Fig.1)
Les éléments de roches situés à une profondeur h sont soumis à une force correspondante au  poids de la colonne de roches qui la surmonte :
F = ρ.g.h

Notion de déformation :

En réponse aux contraintes, les roches vont se déformer, au sens large, le terme de déformation comprend :
– des déplacements : rotations et translations.
– des changements de formes : c’est la déformation au sens strict qui sera surtout envisagée dans ce cours.
La déformation est le changement de forme d’un objet géologique sous l’influence d’une contrainte, on considère alors un état initial non déformé et un état final déformé :
– la déformation continue :
Lors d’une déformation continue, l’objet change de forme sans subir de ruptures.
* déformation continue homogène (a) : dans une telle déformation des droites parallèles sont transformées en d’autres droites parallèles de longueur et de directions différent es.
* déformation continue inhomogène ou hétérogène (b) : des droites parallèles sont transformées
en courbes non parallèles.

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La géologie structurale et à la tectonique (1327 KO) (Cours DOC)