ROCHES (Déformations) Failles
Les failles sont des accidents tectoniques, autrement dit des déformations de l' écorce terrestre consécutives à des mouvements de celle-ci. Ces cassures sont responsables de certains de ses aspects les plus marquants, tant dans le domaine des chaînes de montagnes, à la constitution desquelles elles concourent soit seules soit associées aux autres accidents (plis, charriages), que dans celui des aires continentales et océaniques, où elles engendrent principalement des fossés aux dimensions remarquables (rifts). Mais la relation des failles avec les séismes et les volcans suffirait déjà à justifier l'importance qu'on leur accorde.
Les divers types de formes de relief nées de failles peuvent cependant être difficiles à interpréter, surtout lorsque des rejeux tectoniques viennent troubler l'évolution morphologique des escarpements de faille.
Caractères généraux
Définitions
Rapport entre une faille et une flexure
Encyclopædia Universalis France
Une faille est une cassure dans l'écorce terrestre accompagnée d'un mouvement relatif (jeu) des deux compartiments qu'elle détermine ; elle se distingue ainsi des diaclases, qui sont des cassures sans déplacement visible, et des flexures, qui sont de brusques changements de pendage selon une surface déterminée, mais sans rupture. Il arrive souvent qu'une flexure résulte de l'amortissement d'une faille dans les couches sédimentaires par l'intermédiaire du flanc de raccordement, ou encore qu'un accident dont la morphologie générale est celle d'une flexure se révèle dans le détail être constitué de plusieurs petites failles.
La surface de rupture est dite surface de faille ou, souvent, plan de faille, étant donné qu'approximativement elle est plane ; il arrive qu'elle soit polie par le mouvement, formant alors un miroir de faille, souvent revêtu d'une pellicule de minéraux cristallisés pendant le mouvement (en général de la calcite dans les terrains sédimentaires), parfois strié selon des directions qui expriment les mouvements relatifs des deux compartiments.
Caractéristiques d'une faille tectonique
Encyclopædia Universalis France
Le rejet exprime l'importance du mouvement relatif des deux compartiments. D'une manière générale, il correspond à un mouvement quelconque que l'on peut ramener à trois composantes :
– une des composantes, verticale, correspond aux mouvements relatifs d'affaissement ou de surélévation des deux compartiments ; c'est le rejet vertical ;
– les deux autres sont horizontales ; l'une, dans le plan de la faille, exprimant le coulissage relatif des deux compartiments, constitue le rejet horizontal latéral ; l'autre, perpendiculaire au plan de la faille, exprimant l'écartement ou le rapprochement relatif des deux compartiments, représente le rejet horizontal transversal.
Le regard d'une faille est, dans la direction perpendiculaire au plan de la faille, le sens défini par le compartiment affaissé : il exprime la direction du regard d'un observateur qui, placé au bord de la lèvre surélevée, regarde du côté affaissé. Ainsi, les failles qui limitent les Vosges par rapport à l'Alsace ont un regard est ; celles qui limitent la Forêt-Noire par rapport au pays de Bade ont un regard ouest ; mais les unes et les autres ont un « regard rhénan », vers la vallée du Rhin affaissée.
Classification
On classe les failles :
Décrochements
Encyclopædia Universalis France
– d'une part, en fonction de leur rejet horizontal latéral ;
Failles directe et inverse
Encyclopædia Universalis France
– d'autre part, en fonction de leur rejet horizontal transversal.
Lorsque le rejet horizontal latéral l'emporte, on parle de décrochement (on dit aussi faille transcurrente ayant un mouvement strike-slip, selon une terminologie anglo-saxonne souvent adoptée) ; il est facile de voir qu'un décrochement correspond à un mouvement relatif des deux compartiments, soit vers la gauche si le décrochement est senestre, soit vers la droite si le décrochement est dextre.
Dans tous les autres cas, on parle simplement de faille, ce qui signifie que, le plus souvent, le rejet vertical l'emporte sur les autres, de sorte qu'il y a nettement un compartiment surélevé et un compartiment affaissé.
Si le rejet horizontal transversal est nul, la faille est dite verticale ; s'il correspond à un mouvement d'extension, on dit que la faille est directe (ou normale), et le plan de la faille est incliné vers le compartiment affaissé ; s'il exprime une compression, on dit que la faille est inverse, et le plan de faille est alors incliné vers le compartiment surélevé, semblant plonger dessous.
Ces distinctions expriment la nature et l'orientation des contraintes auxquelles furent soumises les roches.
Groupement des failles
Mécanisme des failles
Cisaillement
Encyclopædia Universalis France
Soit un point, situé dans le sous-sol, auquel s'applique une force d'intensité et d'orientation déterminées ; on peut définir un ellipsoïde des contraintes, dont les trois axes, perpendiculaires entre eux, définissent une contrainte maximale (σ1), une contrainte minimale (σ3), une contrainte moyenne (σ2). Si l'on découpe, par la pensée, un solide supposé isotrope ayant la forme d'un cube dont les six faces soient deux à deux perpendiculaires à chacun des trois axes définis précédemment, quand le seuil de rupture est dépassé, deux plans de cisaillement se définissent, perpendiculaires entre eux et tels que leur intersection corresponde à la direction de la contrainte moyenne (σ2) ; la contrainte maximale (σ1) et la contrainte minimale (σ3) se situent dans les plans bissecteurs du dièdre ainsi défini, et le mouvement correspond à un aplatissement selon la contrainte maximale et à un écartement selon la contrainte minimale. Les cas réels sont loin d'être aussi schématiques : les roches ne sont pas isotropes, leur cohésion est variable en fonction des plans de stratification et des diaclases, et le poids des terrains sus-jacents modifie leur comportement.
Les réseaux de failles
Affleurement de deux failles
Encyclopædia Universalis France
Dans le cas le plus général, le système des contraintes ayant une orientation quelconque, les failles ont un rejet à trois composantes et constituent deux familles subperpendiculaires dont les plans non verticaux recoupent la surface topographique selon des intersections faisant entre elles un angle variable. Une région faillée apparaît donc comme une sorte de damier dont les cases sont le plus souvent des parallélogrammes, rarement des carrés, certaines de ces « cases » étant affaissées, d'autres surélevées.
Schéma de horst et de graben
Encyclopædia Universalis France
Souvent une famille de failles est beaucoup plus importante que l'autre ; l'aspect en damiers est alors masqué et les structures allongées dans le sens des failles principales. Dans ce cas, quand les failles limitent un affaissement, on dit qu'elles dessinent un fossé ou « graben » : les failles qui limitent un fossé regardent vers celui-ci ; quand les failles limitent une zone soulevée, on dit qu'elles dessinent un môle ou « horst » : les failles qui limitent un horst regardent de part et d'autre de celui-ci. Mais, dans un cas comme dans l'autre, on trouve toujours des failles secondaires dont la direction complète le réseau.
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Écrit par
- Jean AUBOUIN : membre de l'Institut
- Roger COQUE : professeur des Universités, professeur émérite à l'université de Paris-I-Panthéon-Sorbonne
- Encyclopædia Universalis : services rédactionnels de l'Encyclopædia Universalis
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Médias
Rapport entre une faille et une flexure
Encyclopædia Universalis France
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Encyclopædia Universalis France
Décrochements
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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ACIDES ROCHES
- Écrit par Jean-Paul CARRON
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En pétrographie, on qualifie de « roches acides » celles qui contiennent plus de 65 p. 100 en poids du constituant SiO2 (la silice). Comme les minéraux les plus siliceux — à l'exception bien entendu du quartz — sont les feldspaths alcalins, pour lesquels la teneur en SiO2 est précisément...
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ANDÉSITES ET DIORITES
- Écrit par Jean-Paul CARRON , Encyclopædia Universalis , Maurice LELUBRE et René MAURY
- 2 067 mots
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C'est à l'abbé Haüy (Traité de géognosie de J. F. d'Aubuisson de Voisins, 1819), qui mettait ainsi l'accent sur la présence, dans ces roches plutoniques, de minéraux différant nettement les uns des autres par leur couleur, que les diorites doivent leur nom (du grec diorizô... -
ARGILES
- Écrit par Daniel BEAUFORT et Maurice PAGEL
- 2 655 mots
- 7 médias
Les argiles ont été utilisées très tôt dans l'histoire de l'humanité, après le silex et la pierre taillée. Ce matériau possède des propriétés plastiques particulières : facilement modelable, il peut être figé de façon irréversible, ce qui a permis les premières applications domestiques...
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BASALTES ET GABBROS
- Écrit par Jean-Paul CARRON , Encyclopædia Universalis et René MAURY
- 3 671 mots
- 2 médias
Les basaltes et les gabbros sont des roches magmatiques dont la composition chimique est très voisine. Basaltes et gabbros sont en effet intimement liés géographiquement puisqu'ils représentent les constituants largement majoritaires de la croûte océanique (ou « plancher océanique »). Schématiquement,...
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Voir aussi
- RELIEF TERRESTRE
- DIACLASES
- FLEXURE
- FAILLE DE SAN ANDREAS
- FAILLES
- GRABEN ou FOSSÉ D'EFFONDREMENT
- CONTRAINTES, mécanique
- TECTONIQUE CASSANTE
- OROGENÈSE
- SISMOLOGIE
- VOLCANISME ACTUEL
- DÉCROCHEMENT FAILLE DE
- CEINTURES OROGÉNIQUES PÉRIPACIFIQUES ou CERCLE DE FEU DU PACIFIQUE
- FAILLES TRANSFORMANTES
- ESCARPEMENT DE FAILLE, géomorphologie
- MÔLE ou HORST
- SISMICITÉ ou SÉISMICITÉ
- CHAÎNES DE MONTAGNES, géologie
- SISMIQUES ZONES
- CROÛTE TERRESTRE ou ÉCORCE TERRESTRE
- AFRIQUE, géologie
- ÉROSION
- RIFT, géologie
- CISAILLEMENT, tectonique
- MIROIR DE FAILLE
