TECTONIQUE

TECTONIQUE

La tectonique (du grec tektôn , «constructeur») est la discipline des sciences de la Terre qui est consacrée à l’étude des structures acquises par les roches postérieurement à leur formation, donc indépendamment de celle-ci; science des déformations de l’écorce terrestre, elle est parfois dite géologie structurale. Ses fondements sont la connaissance pétrographique et stratigraphique des ensembles de roches étudiés de manière à définir, sur le plan géométrique et sur le plan chronologique, les rapports originels, dits normaux, des roches entre elles (cf. PÉTROGRAPHIE, STRATIGRAPHIE). De la sorte sont aisément définissables les modifications apportées, à diverses échelles, par des déformations ultérieures, les formes tectoniques et les accidents tectoniques, d’où peuvent résulter des contacts dits anormaux, le tout étant souvent désigné sous le nom de «structures» (cf. STRUCTUROLOGIE - Géologie).

Les déformations tectoniques se localisent essentiellement dans des régions qui évoluent en chaînes de montagnes; étant entendu qu’il peut s’agir de chaînes récentes, issues de l’évolution du cycle alpin, du Trias à l’époque actuelle, qui forment aujourd’hui des reliefs importants (cf. chaînes ALPINES); ou de chaînes plus anciennes, relevant de cycles depuis longtemps terminés, comme le cycle hercynien (ou varisque), le cycle calédonien (cf. chaînes CALÉDONIENNES, chaînes VARISQUES) ou d’autres plus anciens encore ^{[cf. ANTÉCAMBRIEN]}; ces cycles ont donné naissance à des chaînes qui sont aujourd’hui arasées mais qui n’en conservent pas moins des structures analysables et comparables aux chaînes récentes (cf. BOUCLIER - Géomorphologie, CHAÎ- NES - Géomorphologie, MASSIFS ANCIENS).

Faire de la tectonique suppose, avant tout raisonnement, une étude sur le terrain , que l’on peut préparer par une analyse de photographies aériennes de celui-ci (cf. TERRAIN - Géologie). Cette étude est parfois rendue difficile par les conditions naturelles, comme les sols ou le couvert végétal (très contraignant dans les pays intertropicaux). En outre, divers phénomènes paratectoniques sont susceptibles de modifier les conditions d’affleurement: il s’agit généralement d’un glissement superficiel des couches dans le sens de la pente, amenant soit un simple changement d’inclinaison des couches (fauchage ), soit un déplacement d’ensemble accompagné de plissements dans la tranche de terrain glissé (collapse structure ).

De toute façon, les observations de terrain ne sont localisées qu’à certains parcours: il n’est pas possible d’aller partout. On s’aide donc de photographies aériennes et d’images acquises par des satellites artificiels de la Terre (satellites américains Landsat, depuis 1972, qui donnent des documents exploitables jusqu’à l’échelle 1: 250 000; satellites français S.P.O.T., depuis 1986, qui fournissent des documents exploitables jusqu’à l’échelle 1: 50 000, permettant, de plus, grâce à leur vision stéréoscopique, de réaliser des modèles numériques de terrain en trois dimensions). Après les photographies en noir et blanc, on a utilisé notamment: les photographies en couleurs; les photographies prises dans les longueurs d’onde de l’infrarouge, qui donnent d’excellents renseignements sur les circulations aqueuses dans le sous-sol; les images radars (grâce à des satellites comme l’américain Seasat, opérationnel durant trois mois en 1978, ou les européens E.R.S. – European Remote Sensing Satellite –, dont le deuxième exemplaire fut lancé en 1995), qui permettent notamment d’éliminer la végétation et de donner une représentation du sol dur; les thermographies, etc. À la simple analyse oculaire des documents se sont ajoutées d’autres méthodes, notamment celles qui sont dérivées du procédé laser qui permet de sélectionner les orientations préférentielles dans une photographie (par exemple, les directions de failles). À partir de l’imagerie spatiale, des traitements complexes (physiques, numériques) ont été développés dont l’ensemble constitue la discipline appelée télédétection (cf. TÉLÉDÉTECTION). Les études de terrain demeurent cependant indispensables.

À l’origine, le terme tectonique a essentiellement désigné la description des déformations qui pouvaient se détecter à l’œil, qu’il s’agisse d’un affleurement ou d’un paysage, bref d’une échelle allant du mètre au kilomètre: c’est resté traditionnellement le domaine d’étude des formes tectoniques et des accidents tectoniques. Ensuite, on a commencé à mener des études dans deux directions complémentaires: d’une part, la minitectonique , qui traite de déformations à petite échelle, mais encore analysables à l’œil nu (du millimètre au mètre), et la microtectonique , qui exige l’utilisation du microscope; d’autre part, la macrotectonique , qui concerne tout ou partie des chaînes, c’est-à-dire de l’échelle du kilomètre au millier de kilomètres, et la mégatectonique , à plus grande échelle encore, qui traite pratiquement des rapports de continent à continent et de continent à océan et qu’on appelle souvent géotectonique. Minitectonique et microtectonique se sont développées parallèlement avec les progrès de l’étude microscopique, d’abord optique, puis électronique. Macrotectonique et mégatectonique, pendant longtemps objets d’hypothèses – les théories orogéniques notamment –, sont entrées dans une période de précision scientifique grâce à la géophysique.

1. Échelles de la tectonique

Formes et accidents tectoniques

Les formes et accidents tectoniques font l’objet d’articles spéciaux; il s’agit: pour les déformations sans rupture (formes tectoniques), des plis ; pour les déformations avec rupture (accidents tectoniques), des failles , lesquelles peuvent être compressives, extensives ou coulissantes (décrochements), et des chevauchements et charriages (cf. CHARRIAGES ET CHEVAUCHEMENTS, FAILLES, PLIS - Géologie).

Quoi qu’il en soit de la facilité ou non de reconnaître ces formes et accidents sur le terrain, dans tous les cas il faut connaître la disposition originelle des couches, donc disposer de critères de polarité ; le plus simple est l’ordre stratigraphique, quand cela est possible. Mais d’autres critères sont utilisables: d’abord, d’ordre paléontologique, comme celui qui est fourni par les organismes récifaux qui se développent, en position biologique, de bas en haut (fig. 1); ensuite, d’ordre sédimentologique, soit dans l’épaisseur d’un banc (fig. 2), par exemple, le granoclassement des grès, soit à la limite des bancs (fig. 3), comme l’existence de figures d’origine biologique ou sédimentaire à la base des bancs de grès et que l’érosion dégage ensuite à l’affleurement; enfin, d’ordre minitectonique ou microtectonique.

Minitectonique

Outre ceux de la tectonique à une autre échelle (miniplis, minifailles, par exemple), deux grandes familles de structures constituent les formes et accidents minitectoniques.

Les premières sont développées selon des surfaces dont la principale est la schistosité (cf. SCHISTES), qui se développe selon des plans sub-parallèles au plan axial des plis dont elle accompagne la formation (fig. 4 a). La schistosité, dite de fracture dans les parties superficielles, de flux dans les parties plus profondes – où elle s’accompagne de recristallisation –, caractérise la formation de plis semblables (cf. PLIS - Géologie, fig. 4 c). Elle fournit en elle-même un critère de polarité en ceci que son pendage est plus fort que celui des couches qu’elle affecte dans le flanc normal d’un pli renversé et plus faible dans le flanc inverse (fig. 4 b).

Les secondes, en forme de lignes, dites linéations , peuvent appartenir à différentes catégories (fig. 5): des étirements d’objets (galets, fossiles, par exemple); des alignements de cristaux; des intersections de structures planes, dont la plus simple est l’intersection de la stratification et de la schistosité; des axes de microplissements, qui peuvent évoluer, par gonflement des charnières, en structures «en meneaux»; des ruptures (joints de tension), liées à des cisaillements dans les roches rigides, formant des cavités où divers minéraux ont pu cristalliser ensuite (en général calcite ou quartz, selon la nature de la roche affectée).

Les formes minitectoniques renseignent ainsi sur la disposition des contraintes ayant déformé la roche dans son intimité. En outre, la superposition des ministructures permet d’analyser plus précisément la déformation (fig. 6).

Les stylolites sont des structures de compression qui apparaissent dans les roches compétentes (c’est-à-dire rigides et non finement litées; cf. PLIS - Géologie), relativement solubles, comme les calcaires. Ce sont des surfaces très complexes formant des «engrenages» extrêmement fins, de l’ordre du millimètre. Ils sont dus à la dissolution de la roche selon des plans perpendiculaires à la contrainte principale. On les observe très fréquemment dans les marbres à grain fin (cf. DÉFORMATION DES ROCHES, fig. 13).

Les diaclases , fissures qui découpent les roches cohérentes en parallélépipèdes, sont des formes à la limite de la minitectonique; elles ne s’accompagnent d’aucun déplacement. Leur disposition n’est cependant pas quelconque: dans les roches sédimentaires (grès, calcaires), elles forment deux familles perpendiculaires entre elles et perpendiculaires aux surfaces qui séparent les bancs et qu’on appelle joints de stratification ; dans les roches plutoniques (granites), elles forment trois familles, l’une parallèle à la périphérie du massif et les deux autres perpendiculaires entre elles et à la première. Leur origine est donc probablement liée aux contraintes tectoniques, pendant la diagenèse pour les roches sédimentaires, pendant la cristallisation pour les roches plutoniques; des études statistiques de ce type de structures ont été tentées, dont les résultats sont difficiles à replacer dans le cadre tectonique puisqu’il s’agit probablement de faits antérieurs aux déformations tectoniques proprement dites.

Microtectonique

La microtectonique reconnaît des formes et des accidents analogues à ceux de la tectonique (microplis, microfailles, par exemple) et de la minitectonique (microschistosité, entre autres), quoique d’échelle différente. Il s’y ajoute une analyse possible des relations entre la déformation et la cristallisation des minéraux, notamment dans le domaine des déformations liées au métamorphisme. On peut ainsi définir des minéraux: antétectoniques, qui sont affectés par la déformation (par exemple, micas plissés, quartz microfaillés); syntectoniques, comme les microstructures sigmoïdes dans les grenats qui roulent en cristallisant; post-tectoniques, comme les microstructures hélicitiques qui conservent dans un cristal non déformé les «fantômes» de la déformation antérieure (fig. 7).

Macrotectonique

La macrotectonique reconnaît des formes analogues à celles de la tectonique, quoique de plus grande dimension, comme les «plis de fond», qui affectent l’ensemble d’une chaîne, ou encore les antéclises, synéclises ou aulacogènes, qui déforment les aires continentales. Mais, en outre, on peut distinguer à cette échelle des tectoniques différentes selon l’espace vertical, l’espace horizontal et le temps.

Tectoniques étagées

Selon la verticale, on peut définir, dans une région donnée, des tectoniques étagées (fig. 8 et 9): d’une part, dans les parties profondes de l’écorce terrestre, dans le domaine du métamorphisme, une infrastructure , où la déformation s’accompagne de recristallisation (c’est le domaine des plis semblables dans des roches plus ou moins cristallines); d’autre part, dans les parties plus superficielles, une superstructure , où le comportement des matériaux est voisin de ce qu’il serait à la surface du sol (c’est le domaine des plis concentriques dans les roches sédimentaires et des fractures dans les socles cristallins). On peut aussi définir dans la superstructure deux styles tectoniques (ou structuraux ) principaux: l’un, dit de revêtement , caractérise une couverture sédimentaire restée solidaire du socle dont elle épouse les déformations; l’autre, dit de couverture , caractérise une couverture sédimentaire décollée du socle et capable ainsi de plissement autonome.

«Socle» et «couverture» sont donc deux mots clés. Au sens historique, le socle désigne l’ensemble des terrains affectés par une orogenèse antérieure aux terrains de la couverture. Il y a donc, dans la plupart des cas, une discordance entre le socle et la couverture, à laquelle s’ajoutent parfois des différences lithologiques si le socle a été métamorphisé et granitisé lors du cycle orogénique antérieur; c’est dans ce dernier cas que la différence de comportement tectonique est la plus grande entre le socle et la couverture. Mais, comme le niveau de «décollement» se situe généralement dans les terrains sédimentaires eux-mêmes, on sépare en outre le tégument , qui reste solidaire du socle, et la couverture , qui en est décollée (fig. 8). Le sens tectonique du mot «couverture» est donc plus restreint et plus précis que son sens purement stratigraphique.

Tectoniques superposées

Selon le temps, dans une même région, on peut définir des tectoniques superposées telles que chaque nouvelle tectonique déforme la précédente. Les chaînes alpines montrent ainsi la superposition de trois familles de structures (cf. chaînes ALPINES): les premières consistent en plissements, chevauchements et charriages, qui caractérisent la tectonique de la chaîne; les deuxièmes consistent en plissements de fond à grand rayon de courbure, caractéristiques de la tarditectonique de la chaîne qui met en évidence les massifs principaux dans les parties anticlinales; les troisièmes consistent en jeux de failles qui définissent les chaînes de montagnes comme des horsts et les plaines intramontagneuses comme des grabens. Cette tectonique de failles en extension est d’ailleurs générale dans toutes les chaînes de montagnes et y définit la néotectonique , d’âge plio-quaternaire pour les chaînes du cycle alpin.

Dans le détail, ces tectoniques superposées peuvent, outre déformer les précédentes, conduire à accentuer celles-ci: ainsi, des nappes de glissement s’accentuent parfois sur le flanc des plis de fond tarditectoniques ou sur la pente créée par les horsts néotectoniques; on pourra parler dans ce cas de tardiallochtone et néoallochtone . À l’inverse, des phases précoces ont pu amener des déformations qui ont été reprises dans leur ensemble par les déformations postérieures; on parlera alors de paléotectonique. Par exemple, dans les Alpes orientales ^{[cf. ALPES]}, une partie des nappes de charriage (paléoallochtone ) a été mise en place au cours d’une phase paléotectonique au Crétacé moyen; puis l’ensemble a été charrié au cours du Tertiaire (tectonique), déformé sous forme d’un grand pli de fond par l’axe duquel sont dégagées les fenêtres des Tauern et de l’Engadine (tarditectonique), puis coupé de failles à l’arrière, au niveau de la plaine du Pô ou bassin padan (néotectonique).

La reconnaissance des tectoniques superposées est fondée sur le principe que toute structure qui en déforme une autre lui est postérieure. On part alors de l’état actuel, total, des structures et, selon un raisonnement «rétrotectonique», on reconnaît les différentes tectoniques dans l’ordre où elles se reprennent les unes les autres, des plus récentes aux plus anciennes. On pourra se reporter à la figure 3 e de l’article ALPES; dans cette coupe schématique des Alpes occidentales, on observe, en raisonnant rétrotectoniquement: des jeux de failles qui affectent toutes les structures, générateurs, notamment, de la plaine du Pô (néotectonique); des plis de fond qui déterminent les massifs cristallins externes et internes comme des zones anticlinales (tarditectonique); des chevauchements et charriages plus particulièrement caractéristiques des structures alpines (tectonique). On remarquera que, du point de vue du relief, c’est la néotectonique qui détermine la chaîne en tant que telle par rapport aux plaines voisines et la tarditectonique qui dessine les grands massifs, la tectonique ne faisant que distribuer les structures alpines (mais elle traduit le rapprochement des continents aux dépens de l’océan intermédiaire, ici la Téthys).

Relations entre la tectonique et la paléogéographie. Relais tectoniques, transversales, courbures

Selon l’espace horizontal, on étudie les relations entre la tectonique et la paléogéographie. On constate ainsi généralement que les principaux accidents tectoniques, les fronts de charriage par exemple, se situent au niveau des zones de transition. Dans la plupart des chaînes, les noms de grandes unités tectoniques sont ceux des unités paléogéographiques; ainsi, dans les Alpes occidentales, on parle d’un charriage briançonnais et de nappes piémontaises; dans l’Apennin, de nappe toscane et de nappes ligures; dans les Dinarides, d’une nappe du Pinde, par exemple (cf. ALPES, APENNIN, DINARIDES). Dans les chaînes alpines, le front de charriage principal est placé à la limite du paléocontinent et du paléo-océan aux dépens duquel se sont développées les grandes nappes (paléo)-océaniques comme les nappes ophiolitiques.

On peut également définir: des relais tectoniques de nappe à nappe, qui correspondent généralement à des relais paléogéographiques; des transversales tectoniques, qui représentent un brusque débordement d’une ou de plusieurs unités tectoniques, également préparées par un dispositif paléogéographique antérieur (transversale du haut Rhin, entre Alpes occidentales et Alpes orientales; transversale de Scutari [Shkodër]-Pe が, dans les Dinarides, par exemple); des courbures par lesquelles les chaînes se relient les unes aux autres, soit à la périphérie de leurs zones internes (courbure péri-interne comme celle de Gibraltar, ou encore celles de Sicile et de Calabre) ou autour de leurs zones externes (courbure péri-externe comme celle des Alpes méridionales, par laquelle Dinarides et Apennin se rejoignent) [cf. aire MÉDITERRANÉENNE].

Styles régionaux et styles structuraux

Dans chaque chaîne, ces trois facteurs (tectoniques étagées, tectoniques superposées, relations avec la paléogéographie) se combinent d’une manière qui est caractéristique d’un style régional. Si aucune chaîne n’est vraiment identique à une autre, on peut cependant établir un classement par rapport à quelques styles régionaux bien définis. On distingue ainsi deux grandes familles de chaînes: les chaînes intracontinentales , où les déformations et le relief qui en résultent dépendent essentiellement des relations entre le socle et la couverture dans la superstructure, soit que la déformation prédomine dans le socle (Massif central, Pyrénées, par exemple), soit qu’elle prédomine dans la couverture (Provence, Jura); les chaînes péricontinentales , qui se forment en marge des continents. Ces dernières résultent soit de la simple subduction océanique sous la marge continentale comme autour de l’océan Pacifique où se sont formées des cordillères (cf. chaîne ANDINE) et des arcs insulaires (cf. ARCS INSULAIRES), soit de subduction suivie de collision continentale, comme dans l’Eurasie méridionale, où les chaînes se sont développées aux dépens d’un océan aujourd’hui disparu, la Téthys (cf. chaînes ALPINES, TÉTHYS).

Plus particulièrement, dans de vastes régions les déformations demeurent dans un même étage tectonique. On définit alors un style tectonique (ou structural ) caractéristique: style de couverture quand les déformations résultent d’un décollement de celle-ci (Jura, Provence); style de socle dans le socle et style de revêtement dans la couverture lorsque celle-ci s’adapte aux déformations du substratum (Massif central pour le cas du style de socle en extension, dit parfois en «touches de piano» ou encore «germanotype», parce que typique des massifs anciens d’Allemagne; Pyrénées pour le style de socle en compression). À côté de ces styles caractéristiques de la superstructure existent également des styles infrastructuraux : c’est le cas des nappes internes dans les chaînes alpines où se développent de vastes plis couchés d’infrastructures (style pennique, du nom des Alpes Pennines en Suisse, cf. ALPES); comme celui des zones métamorphiques dans les chaînes plus anciennes.

Bien entendu, ces styles se réfèrent à un cycle particulier; d’un cycle à l’autre, le style peut être tout différent. Par exemple, si le Massif central relève d’un style de socle en extension pour ce qui est du cycle alpin, il relève d’un style d’infrastructure pour ce qui est du cycle hercynien.

Mégatectonique ou géotectonique

La mégatectonique est restée longtemps du domaine de la théorie jusqu’au moment où se sont développées les études géophysiques concernant la croûte terrestre et le manteau supérieur. C’est le domaine de la géotectonique , dont la forme la plus récente est la «tectonique globale», qui intéresse pour l’essentiel la tectonophysique (cf. TECTONOPHYSIQUE, TECTONIQUE DES PLAQUES).

Cependant, ce qui demeure l’acquisition essentielle de la mégatectonique, à savoir la mobilité continentale , rapprochant les continents pour donner naissance à des chaînes de montagnes, les dispersant pour donner naissance à certains types d’océans, peut être fondée: sur des arguments géologiques comme le fit autrefois Alfred Wegener; paléontologiques – comme la présence de faunes semblables dans des continents aujourd’hui séparés; stratigraphiques et paléogéographiques – comme la disposition et l’âge des transgressions sur les bordures des continents; tectoniques enfin ^{[cf. DÉRIVE DES CONTINENTS]}.

Soit l’exemple de continents qui se sont séparés tandis que naissait entre eux un nouvel océan. Dans l’Atlantique nord, la séparation Europe-Groenland apparaîtra dans le fait que la chaîne calédonienne est coupée en ses deux branches aujourd’hui éloignées, l’une déversée vers le bouclier scandinave, en Europe, l’autre vers le bouclier groenlandais; la séparation entre le Groenland et l’Amérique du Nord, par la prolongation des structures calédoniennes du Groenland dans Terre-Neuve et les Alleghanys. Dans l’Atlantique sud, on reconnaît la prolongation de la chaîne hercynienne de la province de Buenos Aires dans la montagne du Cap, à l’extrême pointe de l’Afrique du Sud.

Soit deux masses continentales qui se sont rapprochées pour donner naissance à une chaîne de montagnes; on se fondera sur l’indépendance totale des socles que l’on rencontre à l’avant et à l’arrière de cette chaîne et qui se sont ainsi rapprochés sans qu’on puisse dire de combien. C’est le cas entre le socle indien et le socle asiatique, le premier plongeant sous le second pour donner naissance à l’Him laya (cf. chaîne HIMALAYENNE).

Dans chacun des deux exemples choisis, des considérations paléontologiques, stratigraphiques, paléogéographiques s’ajoutent à celles qui viennent d’être données. Et, surtout, des preuves tectonophysiques ont été apportées.

2. Tectogenèse

La tectogenèse traite de la genèse des structures, se différenciant ainsi de l’orogenèse, qui traite de la genèse des reliefs; encore que l’une et l’autre soient évidemment liées ^{[cf. OROGENÈSE]}.

À l’échelle minitectonique et à l’échelle microtectonique, la tectogenèse relève de la mécanique des matériaux; à l’échelle mégatectonique, elle s’appuie sur des considérations géophysiques. L’ensemble sera traité à l’article TECTONOPHYSIQUE. C’est donc à l’échelle tectonique et à l’échelle macrotectonique que se posent les problèmes de tectogenèse sous l’angle purement géologique.

Genèse des tectoniques étagées

Le problème le plus élémentaire est celui de la genèse des tectoniques étagées. Si, dans la superstructure, le style est de revêtement, le problème est celui de mouvements de compression ou d’extension au niveau de la croûte terrestre, voire du manteau supérieur, donc d’une analyse tectonophysique. Le style de couverture peut, en revanche, s’expliquer par des considérations plus locales.

Glissement gravitationnel

La notion de glissement gravitationnel , due à E. Haarmann, consiste à admettre que, sur les pentes d’un bombement de socle, la couverture peut se décoller et glisser sous l’influence de son propre poids (fig. 10). Cette hypothèse séduisante suppose résolues un certain nombre de difficultés: difficulté de décollement (celui-ci doit pouvoir s’observer, sans d’ailleurs que cela suffise car tout autre type de déformation amènerait naturellement une disharmonie entre le socle et la couverture); difficulté de pente (celle-ci doit exister au moment du décollement, lequel sera daté par les accidents tectoniques qu’il provoque); difficulté de dénudation (la couverture décollée doit dénuder le sommet de la pente qu’elle quitte pour s’accumuler à son pied); difficulté de périmètre (partie d’un périmètre déterminé, la couverture décollée prend un périmètre plus grand vers le bas de la pente; il doit en résulter un étirement axial des accidents, voire des ruptures transversales dans la couverture).

Soit deux exemples généralement choisis: celui de la Provence, dont la structure serait due au glissement de la couverture sur le bombement du massif des Maures (cf. FRANCE - Géologie, chap. 7); celui de la zone subalpine, dont la tectonique résulterait du glissement sur le flanc du bombement des massifs cristallins externes ^{[cf. ALPES]}. Dans l’un et l’autre cas, le décollement, la pente et la dénudation existent, le problème de périmètre restant posé, encore que les «bandes» triasiques de la Provence ou les cicatrices triasiques des Alpes maritimes pourraient être considérées comme l’adaptation de la couverture à un périmètre plus grand. À y regarder de plus près, les choses ne sont cependant pas aussi claires: ainsi, la pente des massifs cristallins externes ou du massif des Maures est postérieure aux accidents tectoniques que le décollement a provoqués; dans les deux cas, la limite du massif cristallin est sécante par rapport aux accidents tectoniques. De là, on en arrive à ce que les massifs subalpins, comme la Provence calcaire, présentent un style de couverture lié à un décollement observable qui a été repris ensuite par des bombements tardifs dégagés par l’érosion. Rien n’appuie plus la notion de glissement gravitationnel.

Bref, la notion de glissement gravitationnel est une hypothèse séduisante, et qui reste la seule acceptable dans bien des cas, mais qu’on ne parvient pas à démontrer en toute rigueur.

Relations avec la morphologie

La tectonique de couverture pose le problème de ses relations avec la morphologie. Ainsi en est-il dans les chaînes émergées depuis longtemps, par exemple la Provence ou le Jura, émergés depuis le Crétacé: toutes les déformations tectoniques d’âge tertiaire, qui sont les principales, se sont donc faites «à sec», dans un paysage morphologique déterminé. Ainsi est née la morphotectonique à partir de l’exemple de la Provence – dont les chevauchements fini-éocènes auraient été localisés à l’emplacement des charnières anticlinales fini-crétacées préalablement érodées – et à partir de l’exemple du Jura – où le décollement de couverture fini-miocène aurait cisaillé des failles préexistantes pour donner naissance à des failles-plis (fig. 11).

Raccourcissement global

À l’échelle d’une ceinture orogénique, le raccourcissement global est évidemment lié au rapprochement des avant-pays: les chaînes méditerranéennes sont dues, dans leur ensemble, au rapprochement des continents européen et africain. Ce qui signifie que le moteur réel est le «sous-charriage» des avant-pays.

Cette notion du sous-charriage actif de l’avant vers l’arrière se comprend également à l’échelle d’une chaîne déterminée: le fait que les molasses d’arrière-fosses, plus anciennes, cicatrisent les structures tectoniques à l’arrière, alors que d’autres continuent de se développer à l’avant, en est en soi une démonstration. L’exemple de la molasse éocène supérieur-oligocène du bassin liguro-piémontais qui vient en «pain à cacheter» au dos des Alpes et de l’Apennin, tandis que l’une et l’autre chaîne continuent de se faire dans leurs parties externes, est éloquent à cet égard (cf. ALPES, APENNIN).

Mouvement transversal et mouvement longitudinal

Encore faut-il faire la part de ce qui est mouvement transversal, par rapport aux structures, et mouvement longitudinal. On montre ainsi, à l’échelle de la Méditerranée, que la genèse des Alpes orientales, charriées de plusieurs centaines de kilomètres vers le nord - nord-ouest, correspond à un mouvement global de l’ensemble italo-dinarique dans cette direction, parallèlement à ses propres structures dont une partie n’était pas achevée (cf. aire MÉDITERRANÉENNE). Cette notion se retrouvera en tectonophysique à propos des grands coulissements (mouvements dits strike-slip ).

3. La tectonique et les autres phénomènes géologiques

On peut enfin envisager la tectonique sous l’angle phénoménologique de ses liaisons avec d’autres phénomènes géologiques.

Phénomènes sédimentaires

La tectonique des chaînes alpines s’accompagne de la sédimentation de flyschs; leur tarditectonique et leur néotectonique de la sédimentation de molasses. Les uns et les autres sont des dépôts terrigènes, détritiques, formés d’une alternance rythmique de grès et de schistes argileux.

Phénomènes magmatiques

L’ouverture des océans où vont se préparer les chaînes alpines en marge des continents s’accompagne de la formation de lithosphère océanique (croûte et manteau supérieur). Ces roches ultrabasiques (péridotites) et basiques (gabbros, dolérites, basaltes tholéiitiques ) formeront les massifs ophiolitiques des chaînes alpines, charriés sur les marges des continents entrés en collision aux dépens du (paléo)-océan nommé Téthys qui séparait l’Eurasie des continents issus du Gondwana (Afrique, Arabie, Inde, Australie) et aujourd’hui disparu (cf. chaînes ALPINES, GONDWANA, OPHIOLITES, TÉTHYS).

La subduction s’accompagne d’un magmatisme de la famille calco-alcaline qui met en place des plutons granodioritiques et des volcans andésitiques. Ceux-ci sont particulièrement abondants tout autour du Pacifique; mais ils ne manquent pas dans la ceinture téthysienne, en liaison avec les (paléo)-subductions qui ont précédé la collision de l’Eurasie avec les continents méridionaux. De l’Europe orientale à l’Indonésie, la subduction téthysienne se fit sous la marge de l’Eurasie, laquelle est traversée de granodiorites et supporte des séries volcaniques andésitiques. À partir des Alpes orientales vers l’ouest, c’est sous la marge de l’Afrique que se sont faites les subductions téthysiennes: les granodiorites sont au revers sud des Alpes (tonalites comme celles du massif de l’Adamello en Italie du Nord), dans les archipels tyrrhéniens (granite de Monte Cristo, de l’île d’Elbe) et en Afrique du Nord (cf. ALPES, aire MÉDITERRANÉENNE).

Phénomènes métallogéniques

La répartition des métaux est liée à celle du magmatisme: dans les chaînes de collision, chrome, cuivre, nickel avec les massifs ophiolitiques des chaînes alpines; dans les chaînes de subduction, plomb, zinc, étain, argent, or, etc., avec les granites, cuivre avec granodiorites et andésites dans les copper belts , tous métaux largement développés dans la ceinture péripacifique mais qui ne manquent pas en Eurasie méridionale (en liaison avec les subductions qui précèdent la collision des continents).

Phénomènes métamorphiques

La subduction s’accompagne d’un métamorphisme de haute pression et basse température, de type schiste bleu, dont le minéral clé est le glaucophane, amphibole sodique de couleur bleue (avec d’autres minéraux comme la jadéite et la lawsonite, plus caractéristiques sur le plan pétrologique). À la ceinture de schistes bleus, qui correspond à la zone de subduction elle-même, s’ajoute, en s’éloignant de celle-ci vers le continent, un métamorphisme qui devient progressivement de haute température et basse pression et se trouve lié aux montées granitiques. Ainsi y a-t-il une double ceinture métamorphique liée à la subduction dont Myashiro, au Japon, donna le premier exemple (ceinture de Sanbagawa de haute pression et basse température, ceinture de Ryoke de haute température et basse pression; cf. JAPON - Géologie).

Les schistes bleus se rencontrent ainsi dans les arcs insulaires du Pacifique ouest (Japon, par exemple) et dans les chaînes côtières du Pacifique est (Coast Range de Californie, par exemple); ils manquent complètement dans les cordillères, qui résultent de la déformation de la marge continentale au-dessus de la zone de subduction (cordillère des Andes, par exemple). Ils sont représentés dans les chaînes alpines, où ils participent aux vastes nappes de charriage nées de la collision par laquelle s’achèvent les subductions antérieures; ils constituent, par exemple, une part essentielle de la nappe des schistes lustrés dans les Alpes occidentales.

4. Essai de typologie des chaînes de montagnes

On peut ainsi, tenant compte de la structure des chaînes, de leur paléogéographie, de leur histoire tectonique, des phénomènes qui leur sont liés, tenter une typologie des chaînes de montagnes qui permet d’y reconnaître, à côté de chaînes intracontinentales , des chaînes de subduction et des chaînes de collision.

Les chaînes de subduction se décomposent en:

– cordillères , dont l’exemple type est fourni par les Andes entre les transversales de Huancabamba au nord et Bariloche au sud (cf. AMÉRIQUE - Géologie; ce sont les Andes proprement dites – Pérou, Bolivie, Chili, Argentine), développées au-dessus du plan de subduction, dans la marge continentale elle-même; socle continental, séries sédimentaires de plate-forme voire continentales, granodiorites et andésites en sont les éléments constitutifs; il y manque tout ce qui est d’origine océanique, notamment les ophiolites;

– chaînes côtières , comme celle de Californie, développées au niveau de la zone de subduction avec ophiolites, sédiments océaniques (radiolarites, par exemple), métamorphisme de faciès schiste bleu; cordillères et chaînes côtières peuvent être associées en un système à double déversement, comme dans l’ouest des États-Unis;

– arcs insulaires , qui développent des structures du type cordillère-chaîne côtière dans un cadre structural commandé par l’ouverture de mers marginales ^{[cf. MERS MARGINALES]}.

Les chaînes de collision résultent de collisions succédant à des subductions antérieures. On y reconnaît donc les conséquences de ces subductions, auxquelles se superposent de vastes systèmes de nappes de charriage nées de la collision, au premier rang desquelles les nappes ophiolitiques issues de suture(s) ophiolitique(s), trace de l’océan et/ou des mers marginales disparues. La collision s’exagère parfois en hypercollision avec vastes cisaillements de socle comme dans l’Him laya ou les Alpes orientales (cf. chaînes ALPINES, chaîne HIMALAYENNE).

La tectonique a donc pour objet l’ensemble des phénomènes qui conduisent à la formation des chaînes de montagnes actuelles ou passées. Cette discipline ne saurait être réduite à son seul aspect descriptif géométrique: elle est au centre même des préoccupations géologiques, à leur point de rencontre avec la géophysique. C’est pourquoi elle a donné naissance à la tectonophysique, qui en est le complément naturel.

tectonique [ tɛktɔnik ] n. f. et adj.

• 1894; all. Tektonik, gr. tektonikos « propre au charpentier (tektôn) »

♦ Géol.

1 ♦ Ensemble des déformations subies par les couches géologiques déjà formées. Tectonique des plaques : théorie d'après laquelle la lithosphère est formée de plaques rigides flottant sur l'asthénosphère. ⇒ subduction.

2 ♦ Mécanisme d'acquisition des déformations. La tectonique de gravité.

3 ♦ Étude des déformations. Cours de tectonique.

♢ Adj. (1900) Qui concerne la tectonique (étude de structure). Dislocations, déformations tectoniques.

● tectonique nom féminin (allemand Tektonik, du grec tektonikê, art du charpentier) Partie de la géologie qui a pour objet l'étude des déformations des corps solides du système solaire (planètes telluriques et satellites naturels), en relation avec les forces (la dynamique) et les mouvements (la cinématique) qui les produisent. Ensemble des caractéristiques communes de ces déformations. ● tectonique (expressions) nom féminin (allemand Tektonik, du grec tektonikê, art du charpentier) Tectonique globale, synonyme de géotectonique. ● tectonique (synonymes) nom féminin (allemand Tektonik, du grec tektonikê, art du charpentier) Tectonique globale

Synonymes :

- géotectonique

● tectonique adjectif Relatif à la tectonique.

tectonique

n. f. et adj. GEOL étude de la structure acquise par les roches et les couches de terrain après leur formation, par suite des mouvements de l'écorce terrestre.

|| Par ext. Ensemble de ces mouvements. Tectonique des plaques: V. encycl. plaque.

— adj. Mouvements tectoniques.

⇒TECTONIQUE, subst. fém. et adj.

GÉOLOGIE

I. — Subst. fém.

A. — Étude des déformations de l'écorce terrestre dues à des forces internes, et de la structure des roches qui en résulte. Traité de tectonique. La tectonique ne s'intéresse pas qu'aux montagnes; un pays absolument plat peut révéler au géologue d'anciennes montagnes arasées par l'érosion (COMBALUZIER, Introd. géol., 1961, p. 117).

B. — 1. Ensemble des mouvements, des déformations de l'écorce terrestre ayant affecté des terrains géologiques postérieurement à leur formation. Tectonique des plaques. Les tectoniciens du XX^e siècle ont déjà distingué une tectonique profonde, de type cassant, concernant les socles anciens, cristallins, métamorphiques et rigides et une tectonique de couverture, concernant les terrains sédimentaires post-hercyniens, plus ou moins vivement plissés, et déplacés (FURON ds R. gén. sc., t. 63, 1956, p. 39). Il existe une tectonique vivante, des déformations actuelles. On a observé des déplacements rapides du terrain au cours de quelques grands tremblements de terre, comme celui qui ravagea San Francisco le 18 avril 1906 (Hist. gén. sc., t. 3, vol. 2, 1964, p. 506).

2. Structure, disposition de terrains résultant de ces déformations. Tectonique de failles, de plissements; tectonique alpine. Selon le temps, dans une même région, on peut définir des tectoniques superposées telles que chaque nouvelle tectonique déforme la précédente (...). La reconnaissance des tectoniques superposées est fondée sur le principe que toute structure qui en déforme une autre lui est postérieure (Encyclop. univ. t. 15 1973, p. 835).

II. — Adjectif

A. — Qui a la tectonique pour objet. Analyse, étude tectonique. Anglais, Allemands, Américains et Russes ont donné une vive impulsion à cette géophysique stratigraphique et tectonique qui utilise quatre méthodes principales (Hist. gén. sc., t. 3, vol. 2, 1964, p. 596).

B. — Qui a rapport à la tectonique.

1. [En parlant d'un processus, d'un phénomène] Effet, effort, contrainte, phase, phénomène, pression tectonique. Les roches ayant subi l'action des forces tectoniques sont souvent caractérisées par une finesse extrême du grain (BRAJNIKOV, Pétrogr. et rayons X, 1936, p. 33).

2. [En parlant d'une structure ou de ce qui a rapport à une structure] Accident, cassure, forme tectonique; carte tectonique. La réalité profonde de la montagne est presque toujours trahie, parce que n'ayant aucune idée de sa structure interne, l'artiste n'a pu pleinement la « comprendre ». Les Alpilles de Van Gogh, la Sainte-Victoire de Cézanne nous enchantent, mais ne correspondent pas tout à fait à leur coupe tectonique (COMBALUZIER, Introd. géol., 1961, p. 118).

REM. 1. Tectonicien, subst. masc. Spécialiste de la tectonique. V. supra I B ex. de Furon. En appos. C'est dans les Alpes qu'ont pris naissance les théories tectoniques modernes, et c'est encore là que viennent se former la plupart des géologues tectoniciens (L. MORET, Précis de géol., 1958, p. 394). 2. Tectonite, subst. fém. ,,Toute roche ayant acquis une structure particulière, nettement distincte de la structure originelle, sous l'effet de contraintes tectoniques`` (FOUC.-RAOULT Géol. 1980).

Prononc. et Orth.:[]. Att. ds Ac. 1935. Étymol. et Hist. 1894 la tectonique des Alpes (SACHS-VILLATE, Französich-deutsches Supplement-Lexikon ds QUEM. DDL t. 18); 1896 adj. (LAPPARENT, Leçons de géogr. phys., Paris, Masson, p. 84). Adapt. du gr. « propre au charpentier, au menuisier » par l'intermédiaire de l'all. Tektonik (1875, Ed. SUESS, Die Entstehung der Alpen, Vienne). Bbg. QUEM. DDL t. 21.

tectonique [tɛktɔnik] n. f. et adj.

ÉTYM. 1894, n. f., in D. D. L.; all. Tektonik, d'abord Geotektonik, 1850; grec tektonikos « propre au charpentier (tektôn) ».

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♦ Didactique.

1 N. f. a Partie de la géologie qui traite de la structure des massifs de l'écorce terrestre, telle qu'elle résulte des déformations orogéniques de cette écorce.

b Cette structure, considérée de ce point de vue. ⇒ Orogénie; dislocation, plissement.

2 Adj. (1894, in D. D. L.). Qui concerne la tectonique (étude de structure). → Épigénie, cit. || Dislocations, déformations tectoniques.

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DÉR. Tectonicien.

Encyclopédie Universelle. 2012.