Figure 1: Les niveaux structuraux, tirée de Mattauer (1973).

Figure 2: Plis, failles et niveaux structuraux, modifiée de Mattauer (1973).

Figure 3: Les différents styles structuraux d'une chaîne de montagnes, tiréée de Hatcher (1995).

Dans une région polyphasée, la difficulté réside dans la reconnaissance des différentes phases de plissement régionales. Il s'agit dans un premier temps d'établir la lithostratigraphie à partir des observations de terrain et de la carte géologique (figure 4).

Figure 4: Établir la séquence lithostratigraphique dans une région polydéformée (unités 1 à 11).

La seconde étape consiste à tracer les surfaces axiales sur la carte géologique. Les traces axiales des plis de première phase deviennent les surfaces de référence repères pour reconnaître les plis de deuxième phase. Dans le cas présenté à la figure 5, les plans du litage initial, tracé en tiretés fins, sont moins utiles pour reconnaître les plis de deuxième phase.

Figure 5: Tracer les surfaces axiales des plis de première et deuxième génération.

Certains patrons d'interférence résultent d'une seule phase de déformation, comme par exemple les plis plongeant qui forment un patron en dômes et bassins étiré. Aussi, les plis en fourreau, des plis non cylindriques dont le plogement de l'axe de pli varie de 0 à presque 90 degrés allant même jusqu'à se retourner sur lui-même. Le splis en fourreau se développent dans les terrains de très déformées, généralement au sein d'un couloir de déformation intense ou une zone de cisaillement. Dans le cas des plis en fourreau, le pli se forme d'abord avec un axe horizontal qui est par la suite réorienté parallèlement à l'axe d'extension maximal (parallèlement à la linéation minérale ou d'allongement) au cours de la déformation progressive (figure 6).

Figure 6: Évolution progressive d'un pi en fourreau dans une zone de cisaillement, tirée de Daigneault (1991).

Il est également possible de déformer des plis lors d'une seule phase de déformation telles que démontrée à la figure 7, soit par migration de la charnière du pli combinée à un taux de déformation variable (figure 7a) ou par variation de la direction de l'axe cinématique du transport au cours de la déformation (figure 7b).

Figure 7: Patron d'interférence développé lors d'une seule phase de déformation, tirée de Hatcher (1995).

Les principales étapes de l'analyse structurale régionale sont:

Figure 8: Schéma de concepts d'analyse structurale régionale pour les environnements cratoniques (a), les ceintures de plis et de chevauchements (b), les zones internes et polyphasées 9c). Tirée de Hatcher (1995).

L'analyse statistique des structures doit se faire d'abord à l'échelle régionale, en passant par une analyse de l'orientation des éléments structuraux par domaines. Il s'agit donc de subdiviser la région d'étude en différents domaines structuraux qui répondent à des critères structuraux spécifiques. On divisera la région d'étude en domaine distincts en fonction par exemple la direction de plongée de l'axe des plis régionaux.

Figure 9: Analyse domainale, tirée de Hatcher (1995).

Des études macroscopiques et microstructurales des différentys éléments structuraux permettra donc de déterminer l'orientation des structures régionales et de reconnaître un groupement ou d'une orientation préférentielle de certains éléments structuraux (figure 10). Les techniques de projections stéréographiques permettent de reporter les données structurales mesurées sur le terrain. Des contours d'isodensité sont tracés sur le stéréogramme de façon à dégager des orientations préférentielles qui peuvent être significativement plus importantes que d'autres. Les diagrammes ainsi produits sont des diagrammes de densité qui permettent de dégager (ou non) des orientations préférentielles parmi un nombre élevé de données structurales (figure 10).

Figure 10: Analyse structurale microscopique, fabrique sphérique, axiale, orthorhombique, monoclinique et triclinique, tirée de Hatcher (1995).

L'analyse microscopique des fabriques planaires et linéaires permettront de déterminer si les fabriques proviennent d'un déformation coaxiale (cisaillement pur) ou non-coaxiale (cisaillement simple), ce qui aidera à caractériser les zones de déformations intenses, à savoir si ces zones sont le résultat d'un déformation régionale ou s'il y a présence de zones de cisaillement régionales (déformation coaxiale). Une fabrique symétrique sera le résultat d'une déformation coaxiale, tandis qu'une fabrique asymétrique provient d'un déformation non-coxiales (figure 11).

Figure 11: Exemple de fabriques symétriques, clivage disjoint (a) et clivage de crénulation (b), le résultat d'un déformation coaxiale, tirée de Mercier et Vergely (1992).

Figure 12: Exemple d'une fabrique asymétrique, fabrique c/s, le résultat d'un déformation non-coaxiale (photo de D. Kirkwood).