Introduction a la géologie

SCIENCES SUP
Cours et applications
SCIENCES SUP
INTRODUCTION
À LA GÉOLOGIE
La dynamique de la Terre
4eédition
Gilbert Boillot
Philippe Huchon
Yves Lagabrielle
Avec la collaboration de Jacques Boutler
G. BOILLOT • P. HUCHON Y. LAGABRIELLE
Licence • CAPES
INTRODUCTION À LA GÉOLOGIE
Gilbert Boillot
Philippe Huchon
Yves Lagabrielle
Avec la collaboration de Jacques Boutler
COURS
INTRODUCTION
À LA GÉOLOGIE
La dynamique de la lithosphère GILBERT BOILLOT
est professeur honoraire à
l’université Pierre-et-Marie-
Curie (UPMC-Paris VI).
PHILIPPE HUCHON
est professeur à l’université
Pierre-et-Marie-Curie (Paris VI).
YVES LAGABRIELLE
est directeur de recherche au
CNRS à l’UMR Dynamique de
la Lithosphère de l’université
Montpellier II.
JACQUES BOUTLER
est maître de conférences
honoraire à l’université
Pierre-et-Marie-Curie (Paris VI).
Ce manuel est destiné aux étudiants en Licence (Sciences de la
Terre, Environnement et Géographie Physique). Il sera également
utile aux candidats aux concours de l'enseignement (Capes et
agrégation de SV/STU) et à toute personne désirant mieux
comprendre la dynamique de la Terre.
Cet ouvrage a été écrit pour faire partager une conviction : la
géologie devient une science fascinante quand elle vise à
analyser les causes et les effets de la tectonique des plaques
lithosphériques. C’est de « géodynamique » qu’il s’agit alors,
une science naturelle fondée sur des observations de « terrain »,
mais tenant compte aussi des forces et des mouvements qui
animent la planète Terre.
Le lecteur trouvera donc un corpus décrivant le « mode de
fonctionnement » de notre planète et des applications concrètes,
sous la forme de 39 fiches, à l’appui des concepts exposés. Cette
quatrième édition revue et corrigée s’enrichit de plusieurs fiches
sur des sites géodynamiques remarquables et d’un cahier
couleur.
4eédition
MATHÉMATIQUES
PHYSIQUE
CHIMIE
SCIENCES DE L’INGÉNIEUR
INFORMATIQUE
SCIENCES DE LA VIE
SCIENCES DE LA TERRE
1 2 3 4 5 6 7 8
LICENCE MASTER DOCTORAT
6661417
ISBN 978-2-10-051530-1 www.dunod.com

INTRODUCTION
À LA GÉOLOGIE
La dynamique de la lithosphère
Gilbert Boillot
Professeur honoraire à l’université Pierre-et-Marie-Curie (Paris VI)
Philippe Huchon
Professeur à l’université Pierre-et-Marie-Curie (Paris VI)
Yves Lagabrielle
Directeur de recherche au CNRS
à l’UMR Dynamique de la Lithosphère de l’université Montpellier II
Glossaire des termes de physique
Jacques Boutler
Maître de conférences honoraire
à l’université Pierre-et-Marie-Curie (Paris VI)
4
e
édition
lim_Boillot.fm Page I Mardi, 12. février 2008 2:47 14

D
ES MÊMES AUTEURS
• C. Pomerol, Y. Lagabrielle et M. Renard :
Éléments de géologie, 13
e
édition.
Paris, Dunod, 2005, 762 p.
• S. Lallemand, P. Huchon, L. Jolivet et G. Prouteau :
Convergence lithosphérique.
Paris, Vuibert, 2005, 182 p.
• G. Boillot, L. Montadert, M. Lemoine et B. Biju-Duval :
Les marges continentales actuelles et fossiles autour de la France.
Paris, Masson, 1984, 342 p.
• G. Boillot et C. Coulon :
La déchirure continentale et l’ouverture océanique.
Paris, Gordon and Breach Science Publishers, 1998, 212 p.
• G. Boillot :
Les Laisses de Mer. Chronique d’une carrière scientifique.
Paris, L’Harmattan, 2005, 174 p.
Illustration de couverture : Yves Lagabrielle
Nord-ouest de l’Argentine, région de la Puna. A la bordure orientale de la Cordillère des Andes, les
couches marines du Crétacé sont redressées à la verticale et portées à une altitude de plus de 3 000 m
en raison de la tectonique compressive ayant débuté vers 15 Ma dans cette région des Andes centrales.
© Dunod, Paris, 2000, 2003, 2008
© Masson, Paris, 1996 pour la 1
re
édition
lim_Boillot.fm Page II Mardi, 12. février 2008 2:47 14
ISBN 978-2-10-053803-4

© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Table des matières
AVANT-PROPOS 1
CHAPITRE I • INTRODUCTION 3
1.1 Le temps et l’espace géologiques 3
1.2 Lithosphère et asthénosphère 8
1.2.1 La lithosphère élastique 9
1.2.2 La lithosphère sismique 10
1.2.3 La lithosphère thermique 12
1.3 La tectonique des plaques 14
1.4 La croûte et le manteau 20
1.5 Le comportement mécanique de la lithosphère 23
CHAPITRE II • OCÉAN ET CONTINENT 41
2.1 La fabrication de la croûte aux dépens du manteau 41
2.2 La lithosphère océanique 45
2.3 La lithosphère continentale 52
2.4 Conclusion: océan et continent 59
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IV Introduction à la géologie
CHAPITRE III • L’ÉQUILIBRE ISOSTATIQUE ET LES MOUVEMENTS VERTICAUX DE LA LITHOSPHÈRE 67
3.1 Le principe d’isostasie et l’équilibre isostatique local 67
3.2 Les mouvements verticaux de la lithosphère provoqués par les variations
de l’épaisseur crustale
72
3.3 Les mouvements verticaux de la lithosphère provoqués par son état thermique
et son épaisseur
77
3.4 Les mouvements verticaux de la lithosphère provoqués par son élasticité 81
CHAPITRE IV • LES CONSÉQUENCES DES MOUVEMENTS HORIZONTAUX DE LA LITHOSPHÈRE.
LA DIVERGENCE
83
4.1 La déchirure continentale 83
4.2 Rifting «actif» et rifting «passif» 91
4.3 La rupture continentale et les différentes sortes de marges continentales passives 95
4.4 L’ouverture océanique 99
CHAPITRE V • LES CONSÉQUENCES DES MOUVEMENTS HORIZONTAUX DE LA LITHOSPHÈRE.
LA CONVERGENCE
121
5.1 La séismicité et la déformation active dans les zones de subduction 123
5.2 L’accrétion continentale et l’érosion tectonique dans les zones de subduction 127
5.3 La collision continentale 133
5.4 L’effondrement des chaînes de montagnes après la collision 140
5.5 L’exhumation tectonique des roches métamorphiques 143
5.5.1 Le métamorphisme 143
5.5.2 La dénudation tectonique des terrains métamorphiques 146
CONCLUSION 188
Pour en savoir plus 190
Glossaire des termes de physique 192
INDEX 214
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