ROCHES (Déformations) Structurologie

La structurologie est la science des structures, autrement dit de l'arrangement des différentes parties constituant un ensemble. Les procédés d'analyse qui s'y attachent sont naturellement utilisés dans un certain nombre de disciplines (métallographie, biologie, par exemple), mais ils ne sont envisagés ici que dans le cadre de la recherche géologique, dont ils forment une partie importante. La structurologie peut, en effet, être appliquée aux divers types de roches, déformées ou non, constituant l'écorce terrestre sous forme d'objets géologiques de tailles très différentes (allant de l'agrégat de quelques cristaux à la zone orogénique) et dont les caractères géométriques sont en relation avec les phénomènes dynamiques qui régissent leur formation. Les moyens d'étude de la structurologie consistent, dans un premier temps, à découvrir l'architecture de l'objet géologique considéré au moyen d'une analyse essentiellement géométrique pratiquée sur tous les éléments structuraux mesurables. Intervient ensuite l'interprétation des observations précédentes, par mise en relation de l'architecture de la roche avec les phénomènes susceptibles de l'avoir produite. Mais cette interprétation nécessite, dans la plupart des cas, une analyse cinématique, puis dynamique.

Analyse structurale géométrique

L'examen des corps géologiques aux diverses échelles (images acquises par des satellites, photographies aériennes, affleurements et lames minces) révèle des dispositions variées de la matière, appelées structures, que l'on peut grouper en trois catégories : axes (structures linéaires telles qu'alignements de minéraux et de galets, stries, axes de plis, intersections de surfaces), surfaces (surfaces de sédimentation ou d'érosion, surfaces d'origine mécanique, de mouvement ou de partage, liées aux déformations, surfaces de recristallisation, etc.) et volumes (lits, strates et couches, masses de roches volcaniques ou plutoniques, filons, zones de broyage).

Toutes ces structures définissables par leur description doivent être aussi définies dans l'espace par mesure de leur orientation. Pour cela, il est commode de les décomposer en éléments structuraux qui sont des plans ou des lignes et qui correspondent, au sein de la matière, à des hétérogénéités ou à des discontinuités pouvant être « pénétratives » ou « non pénétratives ». On qualifie de pénétratives les discontinuités qui se répètent à des distances si petites, à l'échelle des observations, qu'elles peuvent être considérées comme étant présentes en un point quelconque de la matière ; ce sont donc des éléments structuraux des domaines homogènes : stratification, foliation, schistosité, intersection de stratification avec schistosité. Les éléments structuraux non pénétratifs séparent, au contraire, des domaines distincts : ce sont, par exemple, des failles, des contacts éruptifs, des discordances, des fronts de métamorphisme, des diaclases, des cassures, etc. pour les éléments structuraux plans, et des intersections de surfaces pour les éléments structuraux linéaires. C'est l'interpolation entre les éléments structuraux observés en des points les plus nombreux possible dans un corps géologique, qui permet d'en reconstituer la géométrie. Mais un élément structural n'est caractéristique de la géométrie de la matière que dans un domaine forcément limité, au-delà duquel l'architecture de la roche est définie par d'autres éléments structuraux ; l'analyse de toutes les structures d'une roche doit donc être faite à différents niveaux d'organisation (cf. terrain-Géologie).

Du point de vue de leur origine, structures et éléments structuraux peuvent être classés dans deux grands ensembles : les structures primaires, qui[...]