CLASSIFICATION
Avant de construire ou de déplier une coupe, il faut analyser les relations entre les éléments géométriques. Par élément géométrique, on désigne les surfaces de failles et de stratification servant de repère, leurs intersections mutuelles ou leur intersection avec la surface topographique.Le type de relation entre deux éléments est à la base de cette classification. Ces éléments sont classifiés de manière hiérarchique selon qu'ils caractérisent un volume, une surface, une ligne ou un point.
Une surface est de fait l'intersection entre deux volumes, une ligne l'intersection entre deux surfaces, un point l'intersection entre deux lignes ou entre une ligne et une surface.
Nappe et chevauchement
Il est d'usage de différencier une nappe et un chevauchement en fonction de l'amplitude des déplacements. Un chevauchement correspond à un rejet inférieur à 5 kilomètres (DENNIS 1981). Au-delà, on peut parler de nappe bien qu'une nappe ait été définie historiquement comme un ensemble de terrains charriés caractérisant un domaine ou une filiation paléogéographique (MASSON 1976).Le terme de chevauchement s'appliquant indifféremment à la surface de faille et au volume des terrains charriés, il faudrait distinguer le corps et le plan de faille du chevauchement.
Nappes en rampe et plat, nappes du premier et second genre
Les nappes en rampe et plat (MUGNIER 1984) ou nappes par sectionnement et décollement (GIDON 1987) sont rattachées aux nappes du second genre.La distinction entre les nappes du premier et du second genre (TERMIER 1906) est surtout historique. Les nappes du premier genre (Fig.2A), ou nappes de plis couchés, dont la caractéristique est l'absence de surface de charriage matérialisée, se sont révélées moins courantes que les nappes de second genre, en failles inverses ou en décollement.
Au sein des nappes du second genre, la différenciation entre les nappes en failles inverses et celles en décollement (Fig.2B-C) s'estompe elle-aussi. Le concept de rampes et plats tient, en effet, compte des caractéristiques de ces deux types. Ainsi ces deux classes peuvent être considérées comme des cas particuliers des nappes par sectionnement et décollement (Fig.2D), avec glissement parallèle à la couche basale le long du décollement, du plat et sectionnement par failles inverses le long des rampes. Cette géométrie aboutit à un tracé en escalier de la surface de charriage.
Rampe et plat
Le modèle en rampe et plat est basé sur une géométrie en escalier de la surface de chevauchement (RICH 1934). Dans une couverture initialement horizontale, on distinguera des rampes et des plats au mur et au toit du chevauchement.Cette différenciation au toit et au mur tient compte des évolutions géométriques et permet la restauration des zones manquantes (GRAHAM 1987).
Les rampes du mur représentent les portions inclinées de la surface de chevauchement, les plats les portions horizontales correspondant à des niveaux de décollement. Une rampe et un plat se repèrent par l'observation des relations angulaires entre les couches et la surface de chevauchement. Une rampe sera définie par le recoupement, avec un certain angle, des couches par la surface de chevauchement et un plat par son parallélisme ou sa concordance.
Au toit, les portions initialement en contact avec leur équivalent du mur seront décalés après la mise en place de la nappe.
Ce décalage aboutit au fait qu'après déplacement une rampe du toit peut être horizontale et un plat du toit incliné (Fig.3).
Ainsi l'observation courante et ancienne des importantes variations de pentes d'une surface de charriage devient dans le modèle rampe et plat un critère permettant de reconstituer une structure.
Toutefois, pour certains, la représentation en escalier de la surface de chevauchement est trop utilisée (COOPER 1986). Cette géométrie particulière serait due au fait que les relations angulaires entre couches et failles sont observées en des points différents et qu'elles sont interprétées comme variant brusquement. Au contraire, une représentation plus curviligne ou plus listrique peut se substituer au modèle en escalier (Fig.4).
Mais quel que soit le modèle choisi pour représenter la trajectoire de la surface de charriage, le toit se déforme au cours du déplacement et se moule sur la géométrie du mur (MENARD 1979).
Aux points d'inflexion de la surface de faille au mur vont correspondre des axes de pli au toit. Un pli passif, sans racines, va se développer avec un anticlinal externe mobile et un autre, interne et fixe, localisant l'emplacement de la rampe du mur (Fig.5).
En multipliant le nombre d'écailles et le nombre de plats et rampes, les inflexions dans les séries charriées vont se multiplier pour aboutir à une géométrie de type « fault bend folding » (SUPPE 1983) (Fig.6).
Les rampes se situent a priori dans des formations compétentes, et les plats dans des formations incompétentes. Le repérage des rampes et des plats s'obtient cartographiquement en produisant un diagramme de séparation stratigraphique au toit et au mur des surfaces de chevauchement étudiées (Fig.7).
Ce diagramme permet aussi de juger de l'évolution latérale des structures, en localisant d'éventuelles rampes latérales permettant le passage d'un niveau de décollement à un autre.
Il se construit en reportant les limites stratigraphiques, recoupées au toit et au mur par le chevauchement, sur l'axe des ordonnées en fonction de leur position par rapport à une des extrémités du chevauchement, représenté par l'axe des abscisses. Les inflexions dans ce tracé localiseront les rampes latérales et les paliers, les plats.
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