LES RÈGLES

Ces règles sont basées sur l'analyse des relations entre les couches et les failles. Seront observés l'angle de recoupement entre couches et failles, le rapport entre direction de faille et sens de déplacement ainsi que les relations entre les lignes de recoupement au sein d'une même écaille ou de part et d'autre d'un chevauchement.

La première règle stipule que les failles de chevauchement montent vers un horizon supérieur dans la direction de déplacement du toit (CRANE 1987).

Ce principe souvent repris, se trouve à l'origine de la règle de compatibilité dans l'orientation des rampes (BUTLER 1982). Trois types de rampes sont distinguées (Fig 12) :

Pour chaque rampe on peut déduire les sens de déplacement possibles. Et réciproquement, le sens de déplacement peut être déduit des directions des rampes (Fig 12). Cette règle peut aussi aider à conclure, qu'en cas d'incompatibilité, tel accident n'est pas une rampe.

Dans un régime de nappe gravitaire, cette règle n'est pas valable car des portions de failles chevauchantes peuvent descendre dans un horizon inférieur dans la direction de déplacement du toit (Fig 13), mais elle peut être employée avec prudence au front de la nappe.

La seconde règle, la plus ancienne, est aussi la plus connue. Les couches plus anciennes chevauchent les couches plus récentes. Les exceptions à cette règle doivent être expliquées, par exemple, par des recoupements de séquences ou une structuration antérieure. Cette règle a été reprise dans l'optique rampe et plat. Le long d'une rampe des couches plus anciennes chevauchent des couches plus récentes. Le long d'un plat, ce sont des couches plus jeunes qui chevauchent des couches plus anciennes (KING 1960). Dans ce cas, le chevauchement est indétectable par des arguments stratigraphiques, la superposition des couches étant normale (GIDON 1987). Les méthodes d'équilibrage peuvent le détecter.

Une troisième règle énonce que, lors du franchissement d'une rampe, l'angle de recoupement entre une couche et la rampe est conservé. Dans ce cas, la longueur de rampe du toit ne varie pas au cours de la déformation et reste égale à la longueur de rampe du mur (DE PAOR 1988). Toutefois, l'utilisation d'un modèle de déformation isopaque et en kink, implique une variation de l'angle de recoupement et une diminution de la flèche de recouvrement lors du franchissement de la rampe (SUPPE 1983).

Si au cours de la formation du pli passif, l'amplitude des cisaillements ne devient plus négligeable, des jeux bancs sur bancs peuvent se produire. Les épaisseurs initiales au toit, ainsi que les longueurs de rampe du toit, vont se modifier.

Si ces variations d'épaisseur de couches ou de longueur de rampe sont quantifiables et imputables à une déformation cisaillante pendant la formation du pli passif, elles peuvent se formuler ainsi :

Une série de règles décrit plus particulièrement les relations entre quelques éléments structuraux dans l'espace (DIEGEL 1986).

Ces règles ou ces définitions sont particulièrement utiles pour une reconstitution tridimensionnelle des structures à partir de cartes géologiques et plus particulièrement pour reconstituer, à partir des points de branchement, les parties enfouies et érodées des lignes de branchement.

Dans ce cas, l'idéal serait de travailler à partir de cartes géologiques à des côtes précises pour s'affranchir des effets de relief (CRANE 1987).

Ces cartes sont réalisables si l'on dispose de renseignements précis en profondeur, sans extrapolation, à partir de données de sondages ou de galeries (pour les mines). Mais très peu de cartes de ce type ont été réalisées, hormis par exemple certaines coupes horizontales du bassin houiller du Nord, ou quelques cartes réalisées dans les Alpes par les géologues suisses.

Ces règles topologiques s'énoncent ainsi :

Tous les chevauchements sont bordés par des lignes d'amortissement, des lignes de branchement ou une combinaison des deux. Une écaille est délimitée par deux lignes de branchement, une frontale et une dorsale (Fig 14).

Sur carte, un chevauchement montrera une trace soit isolée, soit se branchant par une extrémité ou les deux à un autre chevauchement, soit reliant deux chevauchements entre eux (Fig 15).

Selon le niveau atteint par l'érosion, l'image d'une même structure sur carte sera différente (Fig 16).

Il peut aussi exister une différence d'interprétation à partir de ce que l'on observe en carte et en coupe. Par exemple, une écaille considérée comme entièrement enfouie en coupe peut affleurer latéralement (Fig 17).

Les lignes de branchement d'écailles superposées se croisent en un point (Fig 18).

Sur une même faille de chevauchement, on peut mettre en évidence pour chaque horizon stratigraphique faillé, une ligne de recoupement au mur et une autre au toit (Fig 19).

Si ces deux lignes de recoupement se rejoignent, elles le font le long de la ligne d'amortissement (Fig 19).

Pour une écaille donnée, la ligne de recoupement au mur de l'écaille et celle d'un même horizon stratigraphique au toit se connectent en un point de la ligne de branchement (Fig 20), dans le cas d'un déplacement réduit. Mais si le déplacement excède la longueur initiale de l'écaille, il n'y a plus de connexion.

Et enfin, la ligne de branchement doit contenir tous les points de recoupement de tous les horizons stratigraphiques contenus dans l'écaille (TOWNSEND 1987). C.a.d la ligne de branchement doit joindre toutes les lignes de recoupement de tous les horizons stratigraphiques contenus dans l'écaille.

Finalement chaque règle est valable dans certaines conditions, qu'il faut énoncer, et pour un modèle de déformation donné. Ces règles devraient être définies au préalable, puis tester, quitte à les rejeter par la suite.

De plus il n'y a pas de règle qui à elle seule pourrait se substituer aux autres, chaque règle étant liée au type particulier d'information à notre disposition. Mais en combinant leur utilisation, on peut largement contraindre les problèmes et cerner une interprétation.