les déformations des roches à différentes échelles (CAPES ext)

milou_svt a écrit:Les déformations des roches aux différentes échelles

Intro :

*** carte de France au 1/1 000 000ème.

Il existe sur cette carte plusieurs types de roches, dont les principales sont les roches sédimentaires (résultant de la compaction de sédiments ; elles sont généralement stratifiées) ; les roches magmatiques (résultant du refroidissement et de la solidification ou – rapide d’un magma ; elles sont généralement cristallines) et les roches métamorphiques.
Sur cette même carte, on observe des ensembles, plus ou moins affectés par des déformations (montrer les Alpes, avec les failles et chevauchements).
Nous définirons la déformation comme une transformation géométrique d’une roche solide sous l’action de contraintes. Quelles déformations peuvent subir les roches ? Comment caractériser ces déformations ? quels mécanismes sont à l’origine de ces déformations ? Je me suis demandée si cela faisait partie du sujet
Nous répondrons à ces questions en étudiant les roches à plrs échelles. Nous observerons tout d’abord les roches, avant de conclure sur les mécanismes.

I) Déformations à l’échelle de l’affleurement

1° les observations de terrains Bien

*** diapo : pli de Sassenage
*** diapo faille de San Andréas
*** diapo affleurement avec faille normale

 Sur la photo de Sassenage, on voit un pli-faille. La stratification révèle qu’il s’agit de roches sédimentaires, dont la stratification était à l’origine horizontale. On voit donc que ces roches sédimentaires ont été déformées.
 Sur la diapo de San Andréas, on voit un terrain séparé en 2 par une grande faille, une faille dite cisaillante qui a déformé ce terrain.
 Idem

Quelle est l’origine de ces déformations ? comment les caractériser ?

2° les origines de la déformation

Le pli de Sassanage renseigne sur l’orientation et l’intensité de la déformation : le pli est de direction N/S, les contraintes étaient donc E/W.
La présence du pli-faille révèle une déformation, et un mécanisme de grande intensité. (Il y a eu cassure de la roche).
Le pli faille inverse révèle aussi un mécanisme compressif. La déformation est donc due une tectonique compressive ayant affecté des dolomies triasique : c’est la compression Alpine, due à la remontée de l’Apulie vers l’Est de la France.

La faille normale illustre quant à elle une tectonique distensive, due à l’écartement de 2 plaques en un mouvement vertical ; la faille de San Andréas illustre le même mouvement mais horizontal.

Ainsi, à l’échelle de l’affleurement, la déformation des roches est due à la tectonique des plaques. Voyons à présent d’un peu près les déformations subies par les roches.

II) Déformations à l’échelle de la roche

1° les observations d’échantillons

*** sortir un gneiss ; un schiste et une métapélite
*** sortir un fossile déformé ou à défaut, transparent avec trilobite du Caron p148, rostre de belemnite

on observe sur ces échantillons, un débit mécanique de la roche en feuillets parallèles, affectant toute la roche : c’est une schistosité.
Comparer trilobite non déformé et trilobite déformé => ont subit une distorsion.

2° origines de la déformation

On peut caractériser la déformation en mesurant l’angle de déformation et le changement de longueur (cf trilobite et bélemnite).

La schistosité est due à de fortes contraintes, dans des conditions importantes de température et de pression. On suppose donc un passage de la roche en profondeur.

Comment, la réorganisation des minéraux en feuillets est-elle possible ?

III) Déformations à l’échelle du minéral

1° les observations de lames minces

*** Lame mince de gneiss folié plissé ; Lame mince montrant des recristallisations.

2° l’origine de la déformation

Dissolution / cristallisation ; fluage ; réorganisations cristallines des minéraux lors du métamorphisme.



Au tableau : schéma bilan dont l’idée se trouve p126 du caron. A construire au fur et à mesure.

Conclusion : la déformation des minéraux explique les déformations observées dans les roches puis dans les affleurements. Ben, je ne trouve pas que ta leçon fait resortir cela (mais c'est bien à ça qu'on doit arriver!
Ouverture : l’étude des déformations des roches permet de reconstituer l’histoire tectonique d’une région..




Mes commentaires : leçon très difficile, trop de choses à mettre que je n’ai pas su caser : déformation cassante et ductile, qui me semble essentielle, d’autres echelles ? d’autres mécanismes de déformation ? Fallait-il insister sur le métamorphisme ???J'ai décidé de l'exclure bref suis pas trop fière de moi mais ça fait 3h que je suis sur ce plan….

Spoiler:

cocotruc a écrit:Étant incapable de me choisir un sujet pour le travailler, je vais prendre ceux des autres . => tu as très bien fait!!!! je fais pareil!!!!
Bon, celui-ci ne m'inspire pas du tout . => idem
Voilà ce qui ressort de la réflexion intense (1/2h ) de mon cerveau fatigué, avec quelques coups d'œil au Pomerol, Dico et Caron
(et sans avoir rien lu d'Emilie!!!)


Déformation : changement de forme d'un corps matériel
Roche : Matériau constitutif de l'écorce terrestre
=> Quelle sont les déformations que peut subir une roche?

I les déformations de l'affleurement
(a chaque fois, petits schéma sur transparent, à localiser sur des cartes)

1. déformation non permanente : élasticité => en réalité, je crois qu'elles sont plastiques... à cette ampleur ca ne reviens jamais en place...
Courbure lithosphère sous le poids d'un corps (ile, inlandsis)
Carte mondiale (scandinavie)

2. Déformation cassante => suggestion: diapo d'affleurement, montrer plus echelles.
Faille,fente...
Carte de France

3. Déformation ductile
Plis, chevauchement... => diagramme de Byerlee à caser ici!!!
Carte de France

II les déformations de l'échantillon
Joint systolitique => qué zaco????
linéation
Shistosité, foliation => différence entre les 2??? lol moi j'arrive jamais à retenir.

III Les déformations du minéral
Deshydration
Changement du réseau cristallin



Bon, tout ça n'est pas très clair pour moi, je manque de connaissances/données pour les II et III.
Et pis ça fait très catalogue! (bon sang, qu'est ce je suis fatiguée...)


Des choses que j'ai pensé/lu, qu'il faudrait intégrer

Le comportement élastico-visco-platique des roches dépend :
nature des roches
Température
pression de confinement
présence de fluide

différentes échelles : on pourrait parler du temps aussi (déformation /-"rapide")

Faut-il parler un peu plus de la déformation en tant que telle (cisaillement pur et simple, déformation continue, homogène etc...)


Bon, je vais lire le plan d'Emilie, ça va me saper le moral... :pale: => bah pourquoi??? chui nulle moi en géol!!! (et en bio aussi d'ailleurs!!)

Joint systolitique => qué zaco????

Manoo a écrit:Carte mondiale (scandinavie) j'aime bien l'exemple
comment tu montres que ça bouge?

cocotruc a écrit:

Manoo a écrit:Carte mondiale (scandinavie) j'aime bien l'exemple
comment tu montres que ça bouge?

Présence d'une anomalie négative d'isostasie

Manoo a écrit:

cocotruc a écrit:

Manoo a écrit:Carte mondiale (scandinavie) j'aime bien l'exemple
comment tu montres que ça bouge?

Présence d'une anomalie négative d'isostasie

ok!

par contre je ne sais pas ou trouver des cartes... j'en ai déja vu mais je ne sais pas où?
ça peut petre bien dans cette leçon

milou_svt a écrit:

Les déformations des roches à différentes échelles

intro : *** transparent avec coupe dans les Alpes (Caron p147) à comparer avec une coupe dans une structure tabulaire, horizontale.
Lorsqu’on observe ces 2 coupes, « avant/après », on remarque un ensemble de transformations géométriques dû à des contraintes : ce sont des déformations. pars plutôt d'une carte et d'un affleurement...
Ces déformations affectent tout un ensemble de roches : sédimentaires, cristallines, métamorphiques, etc. montre le!
Quels sont les différents types de déformations ? A quelle(s) échelle(s) peut on les observer ? ce sont des questions! pas des problèmes ! va plutôt chercher ce que leurs études apportent
Les déformations affectant les roches se déroulent sur des milliers et millions d’années, et sont donc imperceptibles à l’œil humain. ça fait partie du développement! ne le dis pas ici
L’évaluation d’une déformation doit donc passer par la comparaison d’un état initial et d’un état final. ok
La géométrie initiale est souvent peu connue, mais on peut la retrouver en analysant des objets analogues, ou grâce à des modélisations.
Nous étudierons ces déformations, toutes ayant pour origine la tectonique des plaquespresque toutes, (profondeur et surcharge non tectonique), dans les 3 principaux contextes de cette dernière :

I. Des déformations en extension

dues à un mouvement de divergence entre 2 plaques. ne précise pas que ce sont des plaque surtout que ce n'est pas forcément vrai! (effondrement d'un volcan par exemple c'est de la tectonique mais pas lié à 2 plaques qui s'éloignent)

1° à l’échelle crustale (10³ à 10⁵ m) gros soucis ! je comprends mieux maintenant! tu parles d'échelle crustale et tu évoque le comportement de la lithosphère!

a) caractérisation de la déformation

*** : carte : fossé rhénan ; diapo d’un rift et transparent avec diagramme en 3D.
On observe un rift : la lithosphère est déformée en blocs basculés, séparés par des failles listriques.
A l’origine, couches horizontales (stratification horizontale).
La déformation est passée par un amincissement de la lithosphère, ayant entraîné sa rupture en plrs endroits.
On remarqueque les fractures concernent la partie supérieure de la lithosphère, et qu’en profondeur la déformation est différente. Pourquoi ?

b) le comportement mécanique de la lithosphère

*** transparent avec diagramme de Byerlee fig sur différents comportements rhéologiques (p150-151 du Caron)
C’est un modèle de variation de la rhéologie en fonction de la profondeur.
On constate que les roches ont un comportement qui dépend de leurs propriétés intrinsèques (élasticité, viscosité, etc.) et des propriétés extrinsèques (profondeur et température).
Cette observation peut être faite à toutes les échelles : affleurements, roches, etc.

2° à l’échelle de l’affleurement (10³ m)

*** diapo d’une faille dans des couches sédimentaires (vers lyon y’en a une avec la couche d’argiles bleues, bien facile à identifier)
Avant : couches horizontales.
Maintenant : faille ayant décalé les couches. tu peux faire un transparent dynamique
*** dessiner rapido sur Transparent le dessin du Caron p190 pour montrer rejet et miroir de faille. une photo est mieux non? + un schéma
*** diapo : affleurement calcaire du Trias avec boudinage
ð (euh alors moi je ne connaissais pas ce terme donc je mets en sa définition et son commentaire : déformation microtectonique qui consiste en une rupture d'un banc rocheux, en panneaux allongés disjoints, en réponse à un effort d'extension appliqué parallèlement à la surface du banc : l'allongement se fait alors par ouverture de fentes orientées perpendiculairement à la direction d'allongement (c'est donc une déformation "discontinue").Cela concerne des couches de roches "compétentes", c'est-à-dire refusant j'aime pas bcp ce genre de personnifocation des objets mais c'est peut-être perso je sais pas de s'écraser, intercalées entre d'autres couches "incompétentes" qui acceptent de s'étirer de façon "continue" (sans ouverture de discontinuités), par le processus de la schistosité.
Les panneaux rocheux dépourvus de schistosité (ici vus en coupe transversale) sont séparés par des bandes calcitiques qui ont cristallisé dans les espaces libérés par le tronçonnement du banc : ceci atteste d'une déformation en étirement selon une direction gauche - droite (ici N-S).
Les lits marneux, moins compétents, se sont étirés de façon "continue" par la création formation!d'une schistosité
Ce boudinge put être illustré à une autre échelle…

3°) à l’échelle d’un fossile (10 -³ m)

*** photo de belemnite tronçonnée
Les rostres de Bélemnites, que l'on rencontre fréquemment dans les calcaires argileux du Jurassique (surtout dans le Lias moyen dauphinois), sont formés de calcite. Ils sont beaucoup moins déformables que la pâte de la roche qui les héberge. Pour s'adapter à l'étirement de cette dernière ils se sont en général fragmentés en tronçons et les vides ouverts entre ces derniers se sont remplis de calcite.
C'est un cas particulier du phénomène de "boudinage".
mon soucis!! c'est que le boudinage se retrouve aussi à l'échelle minéral en contexte de compression! mais c'est bien de l'extension et c'est un aspect qui manque dans ta leçon... pourquoi à ton avis ? explique le et l'aspect manquant de ta leçon apparaîtra clair

II. Des déformations en compression

Dues à des mouvements de convergence des plaques lithosphériques.

1° à l’échelle crustale
*** diapo : chevauchements et nappes dans les Alpes
on assiste ici à un raccourcissement et à un épaississement de la structure d’origine et on peut mesurer l’intensité de la déformation en mesurant le raccourcissement. Il y a eu déplacement de la croûte.
Ici aussi, on remarque que le comportement des roches dépend de différentes conditions (cf diagramme de Byerlee)
*** fig 123 du Caron
étagement des structures : structures cassantes en zones externes, plus souples ensuite (plis) encore plus souples dans les zones internes (schistosités, linéations). pas mal mais remplace souple par ductile
ð à un moment donné, la déformation des roches conduit à des structures de style différent en fonction du niveau auquel elles se forment.

2° à l’échelle de l’affleurement
*** diapo pli de Sassenage
ð observation d’un pli faille inverse.
A l’origine, dolomies horizontales.
Déformation accommodant un raccourcissement dont on peut mesurer la direction (direction du pli N/E donc raccourcissement E/W) et l’intensité (grande intensité car faille a suivi le pli).

3° à l’échelle d’une roche
*** échantillon schiste.
Déformation de la roche selon un plan et une direction déterminés. Réparties dans la masse de l’echantillon. Débit mécanique de la roche en feuillets parallèles.
La schistosité est fréquemment marquée par une orientation préférentielle des minéraux. Au cours de la déformation, différents mécanismes intra ou intercristallins peuvent concourir à la réalisation de cette orientation préférentielle.

4° à l’échelle d’un cristal (10 -⁵ m)
*** lame mince : observation d’une queue de cristallisation
la déformation est intracristalline ou intercristalline.
Elle se fait par fluage de la matière, en réponse à des mécanismes de dissolution/cristallisation. ==> comment cela se remarque-t-il au microscope? prenons l'exemple du quartz?

3. Des déformations décrochantes

a – à l’échelle crustale
*** : schémas de bassins en pull-part
déformations des plutons granitiques le long du décrochement sud-armoricain
Observations de structures en fleurs positives et négatives !!!
attention cependant ces structures en fleurs négatives ou positives sont respectivement liées à de la divergence ou convergence au sein d'un pull apart
(mdr !!! je ne savais pas ce que c’était et en cherchant sur le web suis tombée sur le forum !!!) donc copier coller de Cattina : correspond à un groupement de plis et de failles décrochantes, ces dernières étant à fort pendage et convergeant vers le bas.
a. négative (normale et décrochante) en contexte transtensif (coin effondré), le plus souvent dans les marges continentales transformantes.
b. positive (inverse et décrochante) en contexte transpressif de collision ou de frontières de plaques décrochantes déterminant un coin expulsé.
La génèse de structures en fleurs positives, les plus fréquentes, implique l'existence en profondeur d'un niveau de décollement, soit dans une pile sédimentaire (en France, le Trias salifère, ou le Carbonifère houiller), soit à la base de la croûte (Pyrénées), soit à la base de la lithosphère mantellique."
ce serait bein de parler des grandes zones de cisaillement à toutes les échelles (les failles et les roches que l'on y trouve ainsi que ce que l'on voit au microscope

b – à l’échelle de l’affleurement
*** échantillons et à défaut photos de roches avec : stries, fentes en échelons
stylolithes. Roche déformée, cisaillée et recristallisation à l’intérieur.

c – à l’échelle d’une roche
*** localiser une carte au 1/50 000ème des mylonites et demander un echantillon.
Roches deformées, écrasées, lors d’un mouvement de coulissage.

d – à l’échelle d’un fossile (tiroir, si ya le temps..)
trilobite déformé

e- à l’échelle d’un cristal
déformation queue de cristallisation


conclusion : schéma bilan au tableau avec les 3 gds types de déformations et les 3 grandes échelles.
Ouverture sur l’étude des déformations pour reconstituer l’histoire géol d’une région.

mon soucis c'est que (tu le dis) c'est descriptif?
pourquoi étudions nous les déformations?
et des aspects que l'on a avec ces histoires d'échelles par exemple dans un plis à l'intrado c'est de la compression à l'extrado de la distension
dans une roche en compression il y a des structures en déformation compressive et distensive
dans un même échantillon on trouve de la déformation ductile ou compressive selon les échelles.

désolée j'ai aussi du mal avec ce plan... je ne sais pas comment t'orienter sans te perdre

je trouve qu'il faudrait plutôt orienter le plan en montrant que suivant les échelles d'observation, on a des déformation de différents types ou au contraire similaire
de même ça change suivant certains paramètres et notamment le type de matériau
etc...

j'y réfléchis et essaie de trouver une trame possible


Merci!