Articulations dans les roches: signification et types

Après avoir lu cet article, vous en apprendrez davantage sur la signification et les types de joints formés dans les roches.

Signification de joints:

Il convient de noter que les joints des roches ignées et sédimentaires se sont formés au tout début de l’histoire de la roche. Les joints primaires des sédiments se forment lors de la consolidation, du compactage et de la dessiccation. Ces articulations sont caractérisées comme étant typiquement courtes, discontinues et irrégulières. Lorsque les roches consolidées sont soumises aux intempéries, des joints se forment.

Ces articulations sont également courtes, discontinues et irrégulières. Contrairement à ceux-ci, les joints produits en réponse à des contraintes excessives ont généralement un motif assez régulier, souvent long, et peuvent être remarquablement géométriques en plan.

Dans les roches sédimentaires horizontales, on trouve couramment des joints réguliers. Ces articulations sont généralement parallèles aux plans de literie. Dans le cas des schistes argileux, les joints des planches de la stratification sont si proches les uns des autres que l'on dit qu'ils présentent une fissilité. Des plans de séparation parallèles à la stratification sont généralement présents entre des couches de différents types de roches.

La plupart du temps, le pliage s'accompagne de quelques fractures. En cas de pli, les lits les plus massifs ou les plus compétents sont susceptibles de se fracturer, tandis que les membres les plus faibles ou les moins compétents peuvent présenter une défaillance plastique. Des fissures de tension longitudinales parallèles à l'axe du pli sont observées le long des crêtes des anticlinaux. Sur les branches des plis, les membres fragiles présentent des articulations de tension et de cisaillement.

Les joints servent de voies de perculation pour les eaux souterraines. On observe souvent de nombreuses veines aux endroits où les eaux souterraines ont rempli les joints de matières minérales. Les joints sont généralement composés de calcite et de quartz. Lorsque la roche est soluble, les articulations sont agrandies par la solution. De nombreux trous et grottes dans le calcaire sont le résultat de l'action de la solution qui a commencé le long des joints.

Les joints dans les roches apparaissent comme des discontinuités planeuses avec des fissures ouvertes parallèles et caractérisées par leur espacement et la manière de leur orientation. Ils peuvent être universels et, dans de nombreux cas, sont ouverts à la surface et fermés à certaines profondeurs. Les joints peuvent également être remplis de calcite, dolomie, quartz, argile et autres matières minérales.

Les joints de roches présents en dessous peuvent contenir de l'eau sous pression. Les joints existent dans toutes les attitudes, verticales, inclinées ou horizontales. L'espacement des joints peut varier largement de quelques centimètres à quelques mètres. Les articulations sont rarement isolées et existent généralement en groupes parallèles.

Un ensemble de joints parallèles d’origine commune est appelé un ensemble de joints. Quelques ensembles de joints peuvent souvent se croiser pour former des motifs caractéristiques. Ils peuvent se croiser perpendiculairement ou obliquement pour créer des systèmes de jonction. La présence de systèmes d'articulations ou d'ensembles d'articulations donne un aspect fragmentaire lorsqu'ils sont étroitement espacés et un aspect bloc lorsque ceux-ci sont largement espacés.

Sous l’effet de fortes contraintes, les roches subissent des déformations si importantes qu’elles finissent par céder par déformation, écoulement ou rupture. Comme nous le savons, les joints sont des fractures le long desquelles il n’ya pas eu de déplacement appréciable des parties séparées. Les articulations peuvent se produire en réponse à l'application d'une force telle que tension, compression, cisaillement et même torsion.

Ces articulations se sont développées en raison de contraintes accablantes et ont un motif régulier. Ils sont souvent longs et, à de nombreux endroits, d’un plan remarquablement géométrique. De nombreuses fractures irrégulières se produisent également en raison du gauchissement et de la torsion auxquels les roches peuvent être soumises lors des mouvements graduels des cristaux.

Cela est très vrai dans le cas des roches sédimentaires marines qui se sont déposées au-dessous du niveau de la mer et ont ensuite été élevées par des soulèvements régionaux. Ces mouvements verticaux ne se produisent pas de manière uniforme et, par conséquent, les lits rocheux sont soumis à des contraintes de torsion et de cisaillement telles qu’elles provoquent une rupture. Les joints de tension sont fréquents sur les crêtes des anticlinaux le long des axes des plis à la suite de l’étirement des strates rocheuses.

Les articulations sont également dues à des contraintes de traction causées par la contraction des magmas de refroidissement dans le cou, les dykes, les appuis et les coulées de lave. En plus de ce qui précède, des systèmes de joints sont également provoqués dans les roches ignées en raison des mouvements de la croûte qui se produisent longtemps après la solidification des roches. Ces articulations sont dues à des contraintes de compression élevées. Dans de tels cas, un bloc de granit développe un système de joints presque perpendiculaires les uns aux autres.

L'altération des roches consolidées produit des joints courts, discontinus et irréguliers. Tous les types de joints deviennent des voies de percolation pour les eaux souterraines. On trouve de nombreuses veines là où les eaux souterraines ont rempli les joints de matières minérales. Les veines de calcite et de quartz sont des types courants de remplissage des joints. Dans la roche soluble, les joints sont élargis par la solution.

Types de joints:

Les joints sont classés en fonction (a) des forces provoquant les joints et (b) de la position du joint par rapport au pendage et à la direction du lit de roche. Les articulations du premier type sont dites de type génétique et les dernières de type géométrique.

1. Types génétiques d'articulations:

Ces joints sont de deux types, à savoir les joints de tension et les joints de cisaillement. Les joints de tension sont larges et larges. Ces joints sont formés par des forces de traction induites par le changement de volume des roches dû au retrait par séchage lors du processus de refroidissement ou de déshydratation et de l’étirement des plis des strates. Les joints de tension apparaissent rugueux, irréguliers avec des surfaces déchiquetées. Les roches cèdent facilement aux forces de traction et les joints sont principalement des joints de tension.

2. Joints de tension dans les roches ignées:

Au fur et à mesure que le magma se refroidit et se solidifie ou que la lave se refroidit progressivement pour devenir rigide, des fissures ou des ruptures se produisent formant des joints de tension. Ces joints peuvent être des joints muraux ou des joints en feuille ou des joints en colonne.

a) Joints muraux:

Ces joints sont courants dans les granites et les roches plutoniques associées et certaines roches hypabyssales. Ces joints apparaissent dans un réseau tridimensionnel, les jeux de joints étant mutuellement perpendiculaires. Les joints brisent la roche en blocs séparés, de forme quelque peu cubique. Une telle séparation en blocs permet une extraction facile de la roche. Les articulations peuvent être attaquées par les agents atmosphériques en raison des actions des blocs cubiques séparés qui peuvent être arrondis.

(b) joints de feuille:

Ces joints sont également visibles dans les granites et autres roches plutoniques. Dans ce cas, il existe un ensemble d'articulations proéminentes parallèle à la surface du sol, dont les espacements augmentent généralement avec la profondeur, et un second ensemble s'étendant à angle droit. Les joints dans ce cas séparent le corps rocheux en une feuille qui ressemble à des blocs.

(c) Joints en colonne:

Ces articulations sont visibles dans les basaltes et certaines autres roches ignées volcaniques. Ils se composent de joints verticaux et horizontaux séparant le corps rocheux en un certain nombre de colonnes polygonales verticales (assez souvent de colonnes prismatiques hexagonales). Lorsque les laves horizontales refroidissent, des plans faibles se développent par contraction radiale provoquant ces articulations.

3. Joints de tension dans les roches sédimentaires:

Lorsque de nombreuses couches de sédiments se déposent, lors de leur consolidation sous haute pression, des ruptures surviennent, les fractionnant en volumes plus petits. Ces articulations apparaissent à angle droit les unes des autres à des intervalles plus ou moins réguliers. Celles-ci sont courantes dans les roches sédimentaires massives et stratifiées. Les joints de tension les plus courants des roches sédimentaires sont appelés joints principaux.

4. Maîtres joints:

Ces articulations sont principalement observées dans les grès et les calcaires. Ces articulations sont constituées de trois ensembles d'articulations perpendiculaires. Un ensemble de joints est parallèle aux plans de literie. Les deux autres ensembles sont perpendiculaires aux plans de literie et se présentent en quinconce. Ces joints continuent sur de longues distances en maintenant une régularité d'espacement et de largeur et sont donc nommés joints principaux.

5. Joints d'extension et de libération:

Ces articulations sont visibles dans les strates rocheuses pliées. Ces joints sont formés dans la région crestale du pli et s’étendent parallèlement ou perpendiculairement au plan axial ou dans les deux directions. Les joints parallèles sont appelés joints de séparation (ils se déplacent le long de la pliure) et les joints perpendiculaires à ceux-ci sont appelés joints d'extension.

6. Joints de cisaillement:

Ce sont des articulations associées à des roches déformées, en particulier des roches pliées. Ces joints se présentent sous forme d'ensembles croisés ou se croisant à un angle élevé. Ces articulations sont appelées système d'articulation conjuguée. Ces joints sont produits par l'action de contraintes de cisaillement survenant dans les phases de pliage et de faille. Ce sont des joints d'intersection étroitement espacés.

7. Types géométriques de joints:

Dans ce cas, les joints sont classés en fonction de leur attitude par rapport au pendage et à la direction des strates rocheuses. Dans ce cas, les articulations sont classées en dip-joints, en joints de frappe et en joints obliques. Les joints d'immersion vont dans le sens de l'immersion des couches. (Ex: joints de dilatation).

Les joints de frappe se dirigent dans la direction de la frappe des strates (ex: joints de dégagement). Les articulations obliques ont une certaine inclinaison par rapport au plongeon et à la direction de frappe des couches. Ces articulations sont également appelées articulations diagonales. (Ex: articulations conjuguées).