CHAPITRE XV

Torsion. — Pression. — Laminage. — Trituration. — Dynamométamorphisme.

En présence des déformations intenses, des déplacements formidables que subissent les couches dans les mouvements orogéniques, on ne peut manquer de se demander si ces déformations et ces déplacements n'ont pas profondément modifié la texture intime des roches ainsi disloquées. Les études récentes montrent qu'il en est réellement ainsi et elles ont permis d'établir une relation de cause à effet entre le phénomène de plissement et les modifications de structure qu'ont subies les roches dans les pays plissés.

Les actions mécaniques qui interviennent soit isolément, soit simultanément dans la production de ces déformations intimes sont la torsion, la compressiouy le laminage et la trituration; nous allons les passer successivement en revue.

Torsion. — Il est rare que le phénomène de plissement se manifeste avec la même intensité tout le long d'un même pli. Tel accident qui est ici un pli droit pourra, sous l'action de poussées plus intenses, se transformer graduellement dans l'espace en un pli déjeté, puis en un pli déversé, voire même couché. Le résultat de ces modifications dans le sens longitudinal sera un gauchissement, une torsion des couches, qui ne se déformeront plus simplement suivant des surfaces cylindriques, mais qui affecteront la forme de surfaces gauches ou surfaces réglées. Tandis que le plissement peut avoir lieu sans ruptures, le gauchissement entraînera généralement la formalion de cassures dans les couches tordues.

Quelquefois ces cassures sont accompagnées de déplacements

verticaux de part et d'autre du plan suivant lequel la rupture s'est effectuée. Il se produit des failles tout à fait semblables à celles dont il sera question dans le chapitre suivant. Un bel exemple de ce genre de dislocations est fourni par le « champ de fractures » de

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Fig. 82. — Carte schématique du champ de fractures de Banon (Basses-Alpes). Échelle 1 : 160 000 (d'après W. Kilian).

a. allumions; d, série nummulitiquo d'eau douce; c', Céoomanien et Aibion (Mésocrétacé); c', ApticD ; c', Barrémicn.

Banon, sur le versant sud de la montagne de Lure (fig. 82). Kilian, qui en a fait une étude très approfondie, attribue à une forte torsion la formation d'une série de failles parallèles entre elles et à peu près perpendiculaires à l'axe de l'anticlinal de Lure. De même, il existe, dans les Gras de l'Ardèche, un certain nombre de cassures dirigées N.-S., que l'on peut imputer au gauchissement des couches secondaires sous l'action de poussées inégales. Dans l'un et l'autre cas, les

Hauo, Traité do Géologie. 15

bandes comprises entre les diverses fractures peuvent être comparées aux touches d'un piano inégalement abaissées.

Généralement la production des cassures par gauchissement n'est pas accompagnée d'un déplacement relatif des couches de part et d'autre de l'accident. Les cassures sont alors de simples fissures, connues depuis longtemps des carriers sous le nom de joints. Elles débitent les couches en parallélipipèdes. Les anciens géologues, que

cette particularité avait depuis longtemps frappés, y voyaient le résultat d'une sorte de cristallisation, ou d'un retrait dû soit au refroidissement, soit à la dessiccation des sédiments. On sait maintenant, depuis les belles recherches deDaubrée [1], que l'origine des joints doit être attribuée à la torsion des couches.

Cet auteur a pu reproduire expérimentalement des fissures en tous points semblables aux joints, en soumettant des lames de verre rectangulaires, ou plutôt des glaces, à une légère torsion, produite au moyen d'un étau, qui maintient fixe l'une des extrémités, et d'un tourneà-gauche qui enserre l'autre (fig. 83).

Le gauchissement fait naître dans la glace deux systèmes de fissures conjugués (pi. XII). Les joints principaux se groupent de même en deux systèmes conjugués, dont l'un correspond à la direction, l'autre au plongement des couches. Il existe en outre assez fréquemment un troisième système, oblique par rapport aux précédents. L'une des directions est en général parallèle aux failles dominantes de la région.

Daubrée a proposé de remplacer le terme de joint, qui ne veut rien dire, par celui de diaclase, par opposition k paraclase, terme qui désigne les failles accompagnées de déplacement relatif.

Les diaclases sont très fréquentes dans les grès de Fontainebleau, dans les grès triasiques des Vosges septentrionales, dans les grès crétacés de la Saxe. Elles sont non moins communes dans la Craie du bassin de Paris, dans les calcaires siliceux du Bajocien de l'Ar-

Fig. 83. — Lame de place GG, inaiiilenue par un étau EK et soumise à une torsion au moyen d'un tourne-à-gauche TT (d'après Daubrée, Études synthétiques de Géologie expérimentale).

dèche (pi. XIII, 1), etc. Les fissures que Ton observe dans les formations argileuses semblent, par contre, être dues en général plutôt h la dessiccation des couches.

Pression. — Les diaclases s'observent principalement dans des couches peu disloquées; dans les régions où les strates sont affectées de plissements intenses on constate, par contre, l'existence de plans de séparation beaucoup plus rapprochés, coupant également les plans de stratification; mais les angles d'intersection, au lieu d'être à peu près constants, comme dans le cas des diaclases, varient ici suivant les inflexions des couches, puisque ces plans de séparation présentent une inclinaison constante sur l'horizon , (fig. 84). La direction de ces plans coïncide toutefois avec la direction générale des couches.

Fip. 84. — Formation de plans de schistosité uniformément inclinés dans une série plissée.

On a appelé schistosité cette division des roches en feuillets minces suivant des plans qui souvent ne coïncident pas ayec les plans de stratification (pi. XIV, 1), car les surfaces de séparation des schistes ou ardoises ne se confondent pas toujours avec celles des strates. Les fossiles, qui sont couchés dans le plan des strates, sont fréquemment coupés normalement ou obliquement par les plans de schistosité. Ce n'est qu'accidentellement que la stratification et la schistosité se confondent. Quelquefois la schistosité est même plus marquée que la stratification et il serait facile de les confondre, si l'on n'était pas guidé par des variations de couleur, de composition minéralogique, de structure, indiquant la direction des couches.

Ici aussi la méthode expérimentale a permis de reconnaître les causes du phénomène. La schistosité a pu être produite dans une argile non stratifiée par une pression énergique, qui y développe des plans de séparation perpendiculaires au sens de la pression.

On saisit dès lors la cause de l'inclinaison uniforme des plans de schistosité. La force tangentielle qui donne lieu au déversement des plis dans un sens opposé à la poussée peut être décomposée en deux forces (fig. 84), dont l'une fait naître perpendiculairement à sa

direction des plans de schistosité, tandis que Taulre agit parallèlement aux flancs des plis, en y provoquant des glissements dont il sera question tout à l'heure. On comprend aussi, dans ces conditions, pourquoi Thorizontale des plans de schistosité présente la même

orientation que Taxe des plis.

La schistosité se développe sous Faction de la pression dans des roches à grain très fin, telles que les argiles, les grès argileux, etc. Les roches à grain grossier se divisent en bancs épais et c'est ce qui s'est produit pour certains granités, tels que la protogine des Alpes. Les roches compactes, telles que les calcaires non argileux, se fendillent à l'écrasement d'une manière plus ou moins régulière. Il se produit un véritable arrachement, accompagné de légers déplacements- Daubrée [1] a réalisé ce genre de cassures en écrasant, au moyen de la presse hydraulique, des blocs de cire à mouler (fig. 85). Il s'est produit un système de fentes conjuguées. Dans les calcaires, les vides, qui pouvaient exister un instant, ne tardent pas à être comblés par (le la calcite cristallisée déposée par les eaux d'infiltration. La roche prend alors un aspect veiné, caractéristique de beaucoup de marbres. Les silex peuvent aussi quelquefois prendre un aspect craquelé par l'écrasement qu'ils ont subi.

Dans les roches hétérogènes, la pression affecte différemment les divers éléments. Ainsi, dans un poudingue, le ciment se tasse, les

Fip. 83. — Prisme de cire à mouler soumis à raclion de In presse hydraulique, suivant le sens vertical.

BB, plaques de pression on for; F, F, fento principale avec rejet; f,f, fentes conjuguées avec la précédente; R, R, réseau de Assures Anes à peu près rectangulaires entre elles, développées sur les portions bombées des quatre faces du prisme. Échelle de 1/5 (d'aprôs Dauorkk, Éludes synthétiques de Géologie expérimentale).

É. Haug. — Traité de Géologie.

Pl. XII.