Géologie : géodynamique, pétrologie, études de terrain

Auteur(s) :

Jaujard, Damien Découvrir l'auteur

Résumé

A la fois théorique et pratique, ce manuel présente les concepts fondamentaux de la géologie et leur utilisation dans le cadre d'excursions géologiques clé en main. Il aborde la géodynamique interne, la pétrologie et la géologie de la France. Avec des schémas synthétiques et des photographies de terrain interprétées et replacées dans leur contexte géologique. ©Electre 2015

Éditeur(s)
- Maloine
Date
- 2015
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (352 p.) : illustrations en noir et en couleur ; 26 x 20 cm
Collections
- Sciences fondamentales
Sujet(s)
- Manuels d'enseignement supérieur
- Géologie
ISBN
- 978-2-224-03375-0
Indice
- 554 Géodynamique
Quatrième de couverture
- À la fois ouvrage théorique et guide de terrains ce livre présente les concepts fondamentaux de la géologie ainsi que leur utilisation dans l'exploitation d'excursions géologiques « clé en main ». Il est structuré en trois grandes parties :
  
  la géodynamique interne : chaque contexte géodynamique (extension océanique, collision, subduction, extension continentale) est présenté de manière synthétique ;
  
  la pétrologie : les bases nécessaires à la reconnaissance des principales roches et à la compréhension de leur formation
  
  la géologie de la France, abordée à partir de quatre grandes excursions (Alpes, Massif armoricain, Bassin de Paris et Chaîne des Puys). Chacune d'elles s'appuie sur les connaissances établies aux deux premières parties.
  
  Ainsi, cet ouvrage privilégie une vision intégrée de la géologie, facilitée par :
  
  une approche didactique, où les concepts sont abordés « pas à pas » ;
  
  des schémas clairs et synthétiques ;
  
  une centaine de photographies de terrain, interprétées et replacées dans leur contexte géologique ;
  
  des encadrés permettant une mise au point rapide sur les erreurs classiques.
  
  L'ouvrage s'adresse aux étudiants de classe préparatoire aux grandes écoles (BCPST), de licence et master. Il est également adapté aux étudiants préparant le CAPES de SVT et l'agrégation SV-STU ainsi qu'aux enseignants cherchant à actualiser leurs connaissances et organiser des excursions de terrain.
Tables des matières
- - Géologie
  - Géologie - Pétrologie
  - Études de terrain
  - Damien Jaujard
  - Maloine
  - IntroductionXI
  - Partie 1
    La dynamique de la terre et ses marqueurs
  - Chapitre 1
    Tectonique des plaques et géodynamique interne3
  - I. Une plaque est une portion de lithosphère4
  - II. Le mouvement des plaques peut être mesuré par des outils variés5
  - 1. L'étude des anomalies magnétiques : un accès indirect à l'âge des océans5
  - 2. Les mécanismes au foyer : la détermination, à distance, du jeu d'une faille10
  - 3. Le GPS : la preuve directe du déplacement des plaques11
  - III. Les modèles cinématiques : une description des mouvements des plaques12
  - IV. Les grands contextes géodynamiques : des moyens d'accommoder les mouvements des plaques16
  - La mobilité des plaques : une manifestation de la dissipation de la chaleur interne de la terre17
  - 1. La convection : des mouvements engendrés par des contrastes de densité17
  - 2. Les origines de la convection mantellique17
  - 2.1 Chauffer le manteau par le bas et le refroidir par le haut 18
  - 2.2 Chauffer le manteau dans sa masse et le refroidir par le haut 18
  - 3. Le mouvement des plaques : un mouvement de convection particulier20
  - Chapitre 2
    La divergence lithosphérique en domaine océanique : les dorsales23
  - I. Les marqueurs de l'extension océanique25
  - 1. La dorsale : une morphologie liée à un bombement thermique25
  - 2. Le magmatisme : une conséquence de la remontée du manteau27
  - 2.1 La croûte océanique : une enveloppe d'origine magmatique 27
  - 2.2 Un magmatisme tholéiitique lié à la décompression du manteau 28
  - 2.3 Le cas des dorsales lentes : un magmatisme épisodique, une croûte discontinue 31
  - 3. L'hydrothermalisme océanique : une interaction entre l'eau de mer et la croûte32
  - 4. La sédimentation : une lithologie déterminée par la profondeur de dépôt35
  - 5. Synthèse des caractéristiques d'une zone d'extension océanique35
  - II. Les moteurs de l'extension océanique36
  - 1. Le glissement gravitaire36
  - 2. La traction d'une plaque en subduction37
  - Chapitre 3
    Le plongement de la lithosphère océanique : les zones de subduction41
  - I. Les marqueurs de la subduction43
  - 1. La fosse océanique43
  - 2. Le prisme d'accrétion44
  - 2.1 Comment se forme un prisme d'accrétion ? 44
  - 2.2 Comment expliquer les variations d'épaisseur des prismes d'accrétion ? 46
  - 3. L'arc et le bassin arrière-arc48
  - 4. Le magmatisme calco-alcalin50
  - 4.1 Les roches magmatiques de subduction : des indices d'un magma hydraté 50
  - 4.2 Le manteau à l'aplomb de l'arc : une roche source également hydratée 51
  - 5. L'hydratation du manteau51
  - II. Les moteurs de la subduction56
  - 1. Le refroidissement et la rupture de la lithosphère océanique56
  - 2. L'éclogitisation de la plaque plongeante57
  - 3. Le pendage du panneau plongeant57
  - Chapitre 4
    La convergence lithosphérique en domaine continental : les zones de collision61
  - I. La chaîne de collision : la partie visible en surface d'une croûte épaissie62
  - 1. La forte épaisseur de la croûte : une conséquence du raccourcissement horizontal63
  - 2. La relation entre le relief et l'épaisseur crustale : une question d'équilibre66
  - II. La convergence continentale : Un seul contexte, une grande diversité de déformations69
  - III. Les chaînes de collision : des zones de recyclage de la croûte continentale73
  - 1. La racine crustale, lieu d'un recyclage profond73
  - 1.1 Le métamorphisme moyenne pression/moyenne température : une conséquence thermique de l'épaississement crustal 73
  - 1.2 Le magmatisme alumineux : résultat de la fusion crustale 76
  - 2. Le relief d'une chaîne de montagnes, résultat de la compétition entre érosion et surrection78
  - 3. La collision : une « machine » à rajeunir la croûte82
  - Chapitre 5
    La divergence lithospérique en domaine continental : les rifts85
  - I. Les marqueurs de l'extension continentale87
  - 1. La topographie : résultat d'un affaissement local et d'un soulèvement régional87
  - 2. Le magmatisme : une conséquence de l'amincissement de la lithosphère90
  - 3. La sédimentation : un apport contrôlé par la tectonique90
  - II. Les modalités de l'extension continentale94
  - 1. L'initiation du rifting est-africain : « prédécoupage » et panache profond94
  - 2. Deux modalités d'extension dépendantes de l'épaisseur initiale de la croûte96
  - 3. Des origines variées, toutes cohérentes avec la tectonique des plaques97
  - 4. Le cas de l'extension post-orogénique : une croûte épaissie favorise l'extension99
  - 5. Quelques caractéristiques communes aux zones d'extension continentale100
  - III. L'extension continentale : la naissance (potentielle) d'un océan101
  - 1. Du rift continental à la marge passive : d'une subsidence à l'autre101
  - 2. Du rift continental à la dorsale océanique : d'un magmatisme à l'autre103
  - 3. Le cas des rifts avortés : du rift au bassin intracratonique104
  - Partie 2
    Les roches : les reconnaître et comprendre leur formation
  - Chapitre 6
    Minéralogie et microscopie109
  - I. L'organisation intime des minéraux : source d'une grande diversité morphologique110
  - 1. Une structure ordonnée ou pas110
  - 2. Une structure tronquée ou pas112
  - 3. Un habitus parfois absent112
  - 4. Une couleur variable en fonction de la chimie112
  - 5. Les critères de reconnaissance utilisables à l'oeil nu115
  - II. Microscopie optique et critères de reconnaissance116
  - 1. Les propriétés optiques des minéraux : isotropie ou anisotropie116
  - 2. Le principe du microscope polarisant117
  - 3. Les critères de reconnaissance utilisés au microscope polarisant119
  - 3.1 en LPNA 119
  - 3.2 En LPA 121
  - Chapitre 7
    Roches magmatiques et magmatisme127
  - I. Description et identification des roches magmatiques128
  - 1. Les différentes textures des roches magmatiques : un indice sur les conditions de refroidissement du magma128
  - 2. La composition minéralogique des roches magmatiques : le reflet d'une grande diversité chimique131
  - 2.1 L'analyse modale pour les roches plutoniques 131
  - 2.2 L'analyse normative pour les roches volcaniques 132
  - 2.3 La classification chimique des roches volcaniques 134
  - II. L'origine de la diversité chimique des roches magmatiques135
  - 1. La fusion partielle : un processus exceptionnel sur Terre135
  - 1.1 La fusion partielle du manteau : le résultat d'une modification de pression, de température ou de chimie 135
  - 1.2 La fusion partielle : une processus qui fractionne les éléments chimiques 137
  - 2. La différenciation magmatique : une nouvelle source de diversité chimique139
  - 2.1. La contamination ou l'assimilation crustale 139
  - 2.2 Le mélange magmatique 139
  - 2.3 La cristallisation fractionnée 139
  - 3. Les séries magmatiques : une conséquence de la différenciation141
  - III. Le magmatisme dans son contexte géodynamique143
  - 1. Les analyses chimiques permettent de tracer la source143
  - 1.1 Une fusion de la croûte oulet du manteau 143
  - 1.2 Une fusion du manteau supérieur oulet du manteau inférieur 144
  - 2. Le type de série magmatique permet de connaître les conditions de fusion145
  - 3. Les grands contextes géodynamiques : des zones de perturbation thermique et chimique entraînant la fusion des roches146
  - Chapitre 8
    Roches sédimentaires, sédimentologie et stratigraphie149
  - I. Les roches sédimentaires enregistrent une histoire riche150
  - 1. L'origine des particules : un critère de classification des roches sédimentaires150
  - 2. Le transport des particules : des modalités variées, dépendantes des conditions environnementales155
  - 2.1 Le transport par l'eau 155
  - 2.2 Le transport par la glace 157
  - 2.3 Le transport par le vent 159
  - 2.4 Le transport gravitaire 159
  - 3. La diagenèse : un ensemble de transformations affectant le sédiment159
  - 3.1 La dégradation de la matière organique 160
  - 3.2 Les transformations minéralogiques 160
  - 3.3 La formation de nouveaux minéraux (authigénèse) 160
  - 3.4 La compaction 160
  - 3.5 La cimentation 160
  - II. La sédimentologie de faciès : de la description des roches à la signification environnementale161
  - 1. Les roches terrigènes : une nomenclature basée sur la granulométrie161
  - 2. Les roches biogènes carbonatées : une nomenclature basée sur la nature de la phase de liaison162
  - 3. Le faciès sédimentaire : une description complète de la roche162
  - III. La stratigraphie : de la série sédimentaire à la dynamique du bassin162
  - 1. Les variations du niveau marin : échelle locale ou globale ?162
  - 2. Les bassins sédimentaires : des marqueurs géodynamiques167
  - Chapitre 9
    Roches métamorphiques et métamorphisme169
  - I. Description des roches métamorphiques et reconstitution des transformations170
  - 1. Les transformations structurales : une accommodation des contraintes170
  - 1.1 La déformation de la roche : une orientation préférentielle de la matière 170
  - 1.2 L'interprétation de la déformation : une entreprise délicate 173
  - 2. Les transformations minéralogiques : des réactions chimiques permettant une minimisation de l'enthalpie libre de la roche176
  - 2.1 Comment reconstituer les transformations minéralogiques ? 176
  - 2.2 Pourquoi les transformations minéralogiques ont lieu ? 176
  - 3. Les transformations minéralogiques sont guidées par la chimie du protolithe et les conditions P-T177
  - II. Des transformations minéralogiques aux conditions P-T181
  - 1. L'analyse d'un échantillon permet de reconstituer son trajet P-T181
  - 2. La notion de faciès métamorphique permet de s'affranchir des variations chimiques du protolithe182
  - 3. L'analyse de plusieurs échantillons co-génétiques permet de reconstituer un gradient métamorphique184
  - III. Des conditions P-T aux contextes géodynamiques184
  - 1. Les gradients métamorphiques : l'enregistrement d'une perturbation du géotherme184
  - 2. Chaque contexte géodynamique est le lieu d'une perturbation thermique spécifique184
  - Partie 3
    Études de terrain et reconstitutions d'histoires géologiques
  - Chapitre 10
    Excursion dans une chaîne de montagnes récente : les Alpes occidentales189
  - I. Les Alpes occidentales sont découpées en cinq grandes zones190
  - 1. La zone dauphinoise190
  - 2. La zone briançonnaise190
  - 3. La zone liguro-piémontaise190
  - 4. Les zones autro-alpine et sud-alpine190
  - II. Les indices de raccourcissement sont omniprésents dans les Alpes occidentales192
  - 1. Des indices essentiellement structuraux192
  - 2. Le col du Lautaret : un empilement tectonique majeur193
  - 3. Le col d'Izoard : une couche de décollement à la semelle d'un chevauchement193
  - 4. Synthèse des observations195
  - III. La région de Bourg d'Oisans : les indices d'une extension continentale195
  - 1. La Paute : sédimentation marine et plissement196
  - 2. Le col d'Ornon : le rejeu inverse d'une faille normale198
  - 3. Synthèse des observations200
  - 3.1 Du Trias au Lias inférieur 200
  - 3.2 À partir du Lias supérieur 200
  - 3.3 À la fin de l'Oligocène lors de la convergence alpine 202
  - IV. Le massif ophiolitique du chenaillet : les indices d'une océanisation202
  - 1. Les radiolarites et les calcshistes du replat du Gondran : une sédimentation profonde203
  - 2. L'albitite de la cabane des douaniers : un magmatisme acide tholéiitique204
  - 3. Les serpentinites : l'hydratation d'un manteau lherzolitique204
  - 4. Les gabbros et les dolérites : déformation syn-magmatique et hydrothermalisme205
  - 5. Les basaltes en coussins : un volcanisme sous-aquatique207
  - 6. Les ophicalcites : un détritisme sous-marin207
  - 7. Synthèse des observations207
  - V. Le Queyras et le Mont Viso : les indices d'une subduction océanique210
  - 1. Le Queyras : un ancien prisme d'accrétion océanique210
  - 1.1 Ville-Vieille : des sédiments océaniques métamorphisés 211
  - 1.2 Le col de Saint-Véran : des lambeaux de lithosphère océanique métamorphisés 214
  - 2. Le Mont Viso : l'accès aux profondeurs de la subduction alpine215
  - 3. Synthèse des observations216
  - VI. La zone briançonnaise : les indices d'une sédimentation de haut-fond et d'une subduction continentale219
  - 1. Saint-Crépin : une sédimentation lacunaire219
  - 2. La zone briançonnaise : un haut-fond au sein de la marge européenne221
  - 3. La zone briançonnaise : un métamorphisme de haute pression222
  - 3.1 La zone houillère 222
  - 3.2 Le massif de la Vanoise 222
  - 3.3 Le massif de Dora-Maira 222
  - 4. Synthèse des observations222
  - VII. Histoire géologique et particularités des Alpes occidentales224
  - 1. L'histoire des Alpes occidentales : de la naissance à la mort de l'océan alpin224
  - 2. Une histoire liée à la fracturation de la Pangée... en deux temps224
  - 2.1 Du Jurassique supérieur au Crétacé inférieur 224
  - 2.2 À partir du Crétacé supérieur 227
  - 3. Les Alpes occidentales : une exception dans l'arc alpin ?227
  - 4. Les tectonique alpine des 20 derniers millions d'années : de la collision à l'effondrement gravitaire ?229
  - 4.1 La dynamique actuelle : les zones internes en extension 229
  - 4.2 L'évolution tectonique récente : une modification du champ de contraintes 230
  - Chapitre 11
    Excursion dans un massif ancien : le massif armoricain231
  - I. Le massif armoricain est divisé en trois grands domaines232
  - II. Les indices d'un raccourcissement varisque sont visibles dans l'ensemble du massif234
  - 1. Les sables d'Olonne : un métamorphisme moyenne pression-moyenne température234
  - 1.1 Les séricito-schistes de Sauveterre 234
  - 1.2 Les micaschistes de Sauveterre 234
  - 1.3 Les micaschistes des Grands Chevaux 234
  - 1.4 Les micaschistes de l'anse de Chaillé 234
  - 2. Le complexe de Champtoceaux : un empilement de nappes237
  - 3. La vallée de la Laize : un plissement à grande échelle237
  - 3.1 Jacob-Mesnil : l'enregistrement de deux basculements 237
  - 3.2 La carrière de la Roche-Blain : des flyschs briovériens plissés 239
  - 3.3 Laize-la-Ville : le flanc nord d'un grand anticlinal 241
  - 3.4 La vallée de la Laize : les traces des orogenèses cadomienne et varisque 242
  - 4. Synthèse : des déformations varisques de plus en plus intenses vers le sud du massif242
  - II. Le pays de redon : les indices d'une extrusion continentale244
  - 1. Tréal : un conglomérat étiré244
  - 2. La carrière de Lescastel : un leucogranite à structures C-S245
  - 3. Synthèse des observations247
  - III. L'île de Groix : les indices d'une subduction247
  - 1. La côte sud-est : un métamorphisme de haute pression249
  - 1.1 Les micaschistes : des sédiments métamorphisés 249
  - 1.2 Les métabasites : des basaltes métamorphisés 249
  - 2. L'île de Groix : un ancien prisme d'accrétion253
  - 3. L'île de Groix : deux unités superposées253
  - 4. Locmaria : les indices d'une extension tardive256
  - 5. Synthèse des observations256
  - IV. Le pays rennais : les indices d'un rifting initial256
  - 1. La carrière de la Marette257
  - 2. Le rocher d'Uzel257
  - 3. Synthèse des observations258
  - V. Le golfe du morbihan : les indices d'un effondrement gravitaire259
  - 1. Port-Navalo : un massif migmatitique259
  - 2. Quiberon : un détachement ductile261
  - 3. Synthèse des observations261
  - VII. L'orogenèse varisque dans le massif armoricain et ailleurs en Europe263
  - 1. Les grandes étapes de l'orogenèse varisque dans le Massif armoricain263
  - 2. L'orogenèse varisque en Europe : une orogenèse majeure impliquant trois blocs continentaux265
  - 3. L'orogenèse varisque : une histoire liée à la formation de la Pangée267
  - 4. Les orogenèses varisque et alpine : une comparaison268
  - Chapitre 12
    Excursion dans un grand bassin sédimentaire : le bassin de Paris271
  - I. L'Alsace-Lorraine : la naissance du bassin de Paris au Trias272
  - 1. Le Haut-Barr : des dépôts fluviatiles dans un système en tresse272
  - 1.1 Les grès vosgiens 275
  - 1.2 Le poudingue de Saint-Odile 275
  - 2. La carrière de Lhor : des dépôts fluviatiles dans un système anastomosé277
  - 3. Héming et Mangonville : une influence marine puis lagunaire278
  - 3.1 La carrière de Héming 278
  - 3.2 La carrière de Mangonville 280
  - 4. Synthèse des observations : de l'affleurement au bassin282
  - 4.1 Le Trias en Alsace-Lorraine 282
  - 4.2 Le Trias dans le bassin de Paris 282
  - II. La vallée de l'Yonne : l'enregistrement d'un climat chaud au jurassique283
  - 1. La carrière de Vermenton : les traces d'un milieu marin calme284
  - 2. Mailly-le-Château : les traces d'un milieu marin agité284
  - 3. Le rocher du Bois-du-Parc : les traces d'une barrière récifale286
  - 4. La roche aux Poulets : les traces d'un environnement lagunaire286
  - 5. Synthèse des observations : de l'affleurement au bassin287
  - 5.1 L'Oxfordien dans la Vallée de l'Yonne 287
  - 5.2 L'Oxfordien et le Jurassique dans le bassin de Paris 287
  - III. La côte d'Albâtre : l'enregistrement d'une grande transgression marine au crétacé supérieur288
  - 1. Le cap de la Hève : les traces d'un faciès marin puis côtier290
  - 2. Saint-Jouin-Bruneval : les traces d'un approfondissement croissant294
  - 3. Synthèse des observations : de l'affleurement au bassin295
  - 3.1 Le Crétacé de la Côte d'Albâtre 295
  - 3.2 Le Crétacé supérieur dans le bassin de Paris 295
  - IV. Paris : variations du niveau marin et déformations à grande échelle au tertiaire297
  - 1. La carrière des Capucins : les traces d'une mer chaude297
  - 2. Le parc des Buttes-Chaumont : les traces d'un lac salé297
  - 3. Synthèse des observations : de l'affleurement au bassin299
  - 3.1 L'Éocène de Paris 299
  - 3.2 L'Éocène et le Tertiaire dans le bassin de Paris 299
  - V. Le bassin parisien : l'enregistrement de 230 millions d'années de l'histoire de France300
  - 1. De l'histoire sédimentaire à l'histoire de la subsidence du bassin300
  - 2. La subsidence : une conséquence du contexte tectonique régional300
  - Chapitre 13
    Excursion dans une région volcanique : la chaîne des puys303
  - I. La région de Clermont-Ferrand : trois grandes unités géologiques304
  - II. Les volcans de la chaîne des puys : des dynamismes éruptifs variés304
  - 1. Le puy de la Vache : un volcan strombolien304
  - 1.1 La carrière du puy de la Vache 304
  - 1.2 Le sommet du puy de la Vache 307
  - 1.3 Synthèse des observations 308
  - 2. Le puy de Dôme : un volcan péléen308
  - 2.1 La forme de l'édifice : un dôme 308
  - 2.2 Le puy de Dôme : un édifice constitué de trachyte massif 309
  - 2.3 Le carrière du bois de Charmes : des dépôts de nuée ardente 309
  - 2.4 Synthèse des observations 310
  - 3. Le gour de Tazenat : un maar phréatomagmatique312
  - 4. Origine de la diversité des dynamismes éruptifs dans la chaîne des Puys313
  - 4.1 La viscosité de la lave 313
  - 4.2 La quantité de gaz libérés 315
  - 5. La diversité des laves de la chaîne des Puys : résultat de la différenciation magmatique315
  - III. Le substratum pré-volcanique : orogenèse puis extension continentale316
  - 1. Le socle paléozoïque : les vestiges de l'orogenèse varisque316
  - 1.1 Saulzet-le-Chaud : un socle granitique altéré 316
  - 1.2 La carrière de Roure : socle gneissique et coulée basaltique 316
  - 2. Le bassin de la Limagne : un fossé d'effondrement320
  - 2.1 Jussat : sédimentation en bordure d'un grand lac 320
  - 2.2 La carrière de Gandaillat : sédimentation de particules fines et tectonique extensive 321
  - V. L'histoire géologique de la région de Clermont-Ferrand321
  - 1. Histoire géologique de la région de Clermont-Ferrand et géomorphologie321
  - 1.1 Une histoire géologique en trois temps 321
  - 1.2 Le paysage de la région de Clermont-Ferrand : quand l'érosion souligne les contrastes lithologiques 322
  - 2. Le cadre géodynamique de la France à l'Oligocène : collision alpine et rifting en même temps324
  - VI. Quelle origine pour le volcanisme de la chaîne des Puys ?324
  - 1. Le volcanisme tertiaire et quaternaire dans le Massif central324
  - 2. Les deux modèles classiques : rifting passif et rifting actif325
  - 3. Les modèles à l'épreuve des faits326
  - 4. Bilan : une remontée mantellique dont l'origine est encore discutée327
  - Bibliographie329
  - Annexe - Échelle des temps331
  - Index333
Origine de la notice:
- Electre