Géologie Structurale : Métamorphisme, Plis et Failles

Le Métamorphisme et ses Agents

Agents du Métamorphisme

Les agents actifs du métamorphisme sont : la chaleur, la pression et les fluides chimiques.

Types de Métamorphisme

• Métamorphisme Dynamique ou Cataclastique : Ce type se développe dans les zones de faille où les roches sont soumises à des forces tectoniques qui produisent des roches cataclastiques finement pulvérisées.
• Métamorphisme de Contact : Se produit comme une séquence d'augmentation de la température lorsque le magma envahit une roche hôte. Cela constitue une zone d'altération de la roche qui entoure le corps magmatique.
• Métamorphisme Régional : Durant la formation des montagnes, un volume élevé de roches est soumis à des pressions et des températures élevées associées à de grandes déformations.

Roches Mères Métamorphiques

Roches ignées (ultramafiques, mafiques), roches sédimentaires (grauwackes, pélites, calcosilicates) contenant une faible teneur en silice.

Caractéristiques et Utilité des Roches Métamorphiques

Types de Roches Métamorphiques

• Ardoise (Slate) : C'est une roche foliée composée de grains fins, même de petits cristaux de mica, trop petits pour être visibles.
• Phyllite (Filita) : Représente une graduation du métamorphisme entre l'ardoise et le schiste.
• Amphibolite (Anfibolita) : Cette roche se compose principalement de hornblende sombre et de plagioclase. L'alignement des cristaux de hornblende produit une texture légèrement feuilletée.

Importance et Utilité

Il est possible de reconstituer l'histoire de notre planète, de déterminer l'âge de la Terre, de connaître la distribution des continents dans le passé et de fournir des indices sur les environnements passés.

Principes Fondamentaux en Géologie

Théorie du Rebond Élastique

Elle a été proposée par H.F. Reid en 1910, suite au tremblement de terre de San Francisco de 1906.

Loi de Snell

Décrit le phénomène de réfraction et de réflexion des ondes (utilisé en sismologie).

Anatomie et Types de Plis

Anatomie d'un Pli

• Flancs (ou Ailes) : Les parties situées de chaque côté de la structure. Ils définissent la position de l'axe anticlinal ou synclinal.
• Axe du Pli (ou Ligne Axiale) : La ligne d'intersection entre le plan axial et le plan de toute couche.
• Pendage (Couche) : L'angle formé par l'intersection entre le plan de la couche et le plan horizontal.

Types de Plis

• Homoclinal : Couches qui présentent un pendage et une direction uniformes.
• Dôme ou Plateau : Structure en couches où les forces dans la partie centrale tendent à maintenir l'horizontalité.
• Terrasse Structurelle : Structure où les couches ont une distribution presque horizontale dans une section centrale.
• Pli en Éventail (Fan Fold) : Pli dont le noyau est comprimé et dont la partie centrale possède la plus grande flexion.
• Anticlinal : Pli en forme d'arc (convexe vers le haut). Les flancs divergent et les couches les plus anciennes sont au centre de la structure.
• Synclinal : Pli concave (vers le haut). Les côtés convergent et les roches les plus récentes sont au centre de la structure.
• Pli Isoclinal : Pli formé par des anticlinaux et des synclinaux dont les flancs sont parallèles.
• Pli en Coffre (Thoracique ou Boîte) : Pli anticlinal étroit.
• Pli en Zigzag ou en Chevron : Repli dû à des anticlinaux et synclinaux présentant un angle aigu.

Classification des Plis

Asymétriques, déversés, couchés ou récombants (marine).

Déformations de la Croûte Terrestre et Failles

Fractures et Discontinuités

Les déformations de la croûte terrestre incluent la fracture, la faille, les diaclases (joints) et les fissures.

Anatomie d'une Faille

• Plan de Faille : La zone où il y a eu un glissement d'un bloc par rapport à un autre. Il définit deux blocs.
• Escarpement de Faille : La surface de rupture.
• Miroir de Faille (Espejo de Falla) : Zones polies par le déplacement.
• Direction de Faille (Rumbo de Faille) : La direction que présente le plan de faille, par rapport au plan Nord-Sud magnétique.
• Pendage de Faille : L'inclinaison du plan de faille par rapport à l'horizontale.

Types de Failles

• Faille Normale : Résulte d'efforts de tension. Le bloc du toit descend par rapport au bloc du mur.
• Faille Inverse : Résulte d'efforts de compression. Le bloc du toit s'élève par rapport au bloc du mur. Le plan de faille est dirigé vers le bloc soulevé.
• Faille de Chevauchement (Cheval) : Résulte d'efforts de compression.
• Graben (Fosse Tectonique ou Fosse Grave) : Double faille normale dans laquelle le centre subit un affaissement (undimiento) dû à la tension et parfois au manque de soutien.
• Faille de Cisaillement (ou Décrochement) : Mouvement de couple ou de déchirure dans le sens horizontal.
• Faille en Ciseaux (Giro) : Mouvement de faille présentant un pivot, qui peut être converti en 3 types : hachée, charnière, pivot.
• Faille Transversale Normale : Observée lorsque les couches sont transversales à la faille.
• Faille Chevauchante (Poussée) : Faille inverse parallèle aux couches.

Lois de la Mécanique des Roches

Loi de Hooke

Tant que la limite élastique n'est pas dépassée, la déformation subie par le corps est directement proportionnelle à la contrainte (effort) appliquée.

Module de Young

Caractéristique des propriétés des substances solides, il permet de calculer la déformation que subira un corps soumis à une contrainte.