Pli (géologie)
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Un pli est une structure courbe issue d'une déformation ductile anisotrope de la roche. La connaissance de la forme avant la déformation permet de la quantifier. Le cas le plus simple est le pli de roches sédimentaires, dont la structure et les marqueurs sont planaires avant la déformation.
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[modifier] Eléments d'un pli
Une surface plane courbée admet localement un arc de cercle pour description. L'inverse de ce rayon est nommé ici courbure de la surface. Plus cette surface est proche d'un plan, plus sa courbure est faible et plus le rayon du cercle associé est grand. Cette définition correspond à la notion de courbure. Ainsi la courbure de la terre est plus faible que la courbure de n'importe quel pli observable.
La région du pli où la courbure est maximale est la charnière du pli. Les régions de courbure minimale, situées de part et d'autre de la charnière sont les flancs du pli. Dans le cas d'un pli dans une roche sédimentaire, les charnières de chaque couche définissent un axe du pli sur une coupe. En volume, ces axes définissent un plan axial du pli. Dans un pli, le sens de la courbure est donné par la direction de sa convexité. Ainsi, une Antiforme a sa convexité vers le haut et une Synforme a sa convexité vers le bas. Les expressions anticlinal et synclinal désignent des antiformes et des synformes dans des roches dont on connait l'âge relatif des couches.
Un plis anticlinal présentent les couches les plus anciennes au coeur du plis, tandis qu'un plis synclinal présente les couches les plus récentes en son centre. Ainsi des plis dans des roches sédimentaires présentant des critères de polarités dans les strates peuvent souvent être interprétées en termes d'anticlinaux et de synclinaux. Cependant lorsque des plis affectent une séries renversée, les plis en voûtes ont leur coeur formé de couches plus récentes et ceux en gouttière ont leur coeur formé de couches plus anciennes : ce seront respectivement des "antiformes synclinaux" et des "synformes anticlinaux".
Dans ces dernières, il est possible de distinguer les variations d'épaisseur des plis dues à la déformation ou encore de distinguer les longueurs relatives des flancs de pli. Il est aussi possible d'avoir deux plans axiaux. Il est également possible de hiérarchiser les plis en échelle et dans le temps.
[modifier] Déformation dans un pli
Le tenseur de déformation peut être orienté selon une coupe de pli. Dans la direction de l'axe du pli, la plus grande déformation extensive est donnée. Dans la direction perpendiculaire, c'est la plus grande compression qui prend place. Dans cette même direction, une schistosité apparaît. Elle consiste en une succession de concentrations de la déformation. Dans une alternance roche rigide et roche souple, les roches souples peuvent être le lieu de cisaillement locaux accommodant les couches sédimentaires les unes avec les autres.
[modifier] Classification descriptive des plis
La complexité des formes plissées est à l'origine d'une lourde classification descriptive renvoyant à l'un ou l'autre caractère du pli observé. L'ensemble de ces caractères définit le style du plissement. Parmi les qualificatifs les plus fréquents on peut citer :
- cylindrique opposé à non-cylindrique :
Un pli est cylindrique si la forme de toute coupe se retrouve dans toute autre section éloignée. Il est possible de prévoir la forme du pli dans ses parties invisibles. Un pli est non cylindrique s'il est impossible de prévoir sa forme.
- concentrique opposé à non-concentrique
Un groupe d'arcs de cercle sont dits concentriques s'ils se rapportent tous au même centre. Un pli est concentrique, dans une roche sédimentaire, si les couches sont toutes plissées autour du même centre. Un pli est donc non concentrique si cette condition n'est pas vérifiée.
- semblable opposé à parallèle
Un pli est semblable si les épaisseurs des couches sédimentaires définies par le plan axial sont constantes pour chaque couche. Un pli est parallèle si les épaisseurs des couches sédimentaires sont constantes quelle que soit l'orientation locale de la couche.
- harmonique opposé à disharmonique
Dans le cas de plis dans des roches sédimentaires, un pli est harmonique si toutes les couches observées sont plissées selon le même style. Si un changement d'amplitude ou de fréquence dans les plissements est observées à l'intérieur d'un plus grand pli, ce dernier est dit disharmonique.
- droit, déjeté ou couché
Un pli est droit si son plan axial est vertical, déjeté s'il est oblique et couché si son plan axial est presque horizontal. [Pli couché - Saint Clément, Hautes-Alpes, France [1]]
- ouvert, serré ou isoclinal
Un pli est ouvert si l'angle entre ses flancs est très important, serré si l'angle est faible et isoclinal si ses flancs sont parallèles.
- principal ou parasitaire
Un pli est dit parasitaire s'il déforme le flanc d'un autre pli, qui sera dit principal. C'est ainsi qu'une flexure locale d'un marqueur peut former un kink bank. Ces derniers sont souvent par paires conjuguées.
Tous les plis précédents ont des flancs de même longueur relative et un seul plan axial. Une forme plissée avec un flanc nettement plus grand est dit monoclinal.
- coffré
Un pli coffré est la conjonction de deux monoclinaux dont la relation est analogue aux kink bank.
[modifier] Classification génétique
Ce terme désigne des plis observés uniquement dans des roches sédimentaires. Ils sont attribués à un mouvement gravitaire de sédiments gorgés d'eau sur une pente continentale.
- pli parasite
Ce terme désigne les plis, de petite taille, attribués à la même déformation qu'un grand pli mais dont les pendages et le style tranchent complètement avec le grand pli.
- pli en fourreau
Un pli en fourreau est un pli dont le plan axial est devenu courbe sous l'effet d'un cisaillement important. Le pli a alors la forme d'un doigt de gant.
- pli sur diapir
Ce genre de pli est associé aux mouvements internes d'un diapir.
- pli d'entraînement, pli en fourreau
Ce genre de pli est provoqué par un cisaillement simple.
- pli de décollement
Pli associé à une zone de chevauchement.
- flexure
Pli de très faible courbure du à une pression perpendiculaire au marqueur de la déformation.
- pli forcé
Ce type de pli est du à un processus distinct de celui d'une déformation continue seule.
- plis superposés
Des phases de déformation peuvent se succéder dans le temps et former des plis «superposés».
[modifier] Style de plissement
- Jura ou coffré
C'est une zone contenant de très nombreux plis dont la courbure est concentrée sur une petite région du pli et les flancs sont perpendiculaires.
- plis en échelon
C'est une suite de pli de même allure dus à un décrochement latéral sous - jacent.
- plis en chevrons
Ces plis sont de petite taille et leur courbure est concentrée sur une petite partie du pli.
- plis sur disharmonie
Ce style de plissement est observé lorsque les plis changent de style d'une couche lithologique à l'autre, créant ainsi des disharmonies.
- bassin
Synclinal de très grande taille et de très faible courbure.
- dome
Anticlinal de très grande taille et de faible courbure concernant le socle cristallin.
