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Les nappes de charriage sont des unités tectoniques qui sont amenées à se chevaucher et à être charriées sur de grandes distances durant le processus de la collision continentale.
Orogenèse et nappes de charriage
La collision des massesmasses continentales lors de l’orogenèse (constructionconstruction des chaînes de montagnes) entraine le soulèvement et la convergence de diverses couches géologiques. Soumises aux forces compressives qui les mettent en contact, ces couches vont s'individualiser en différentes unités tectoniques le long de plans de charriage sub-horizontaux. L'initiation de cette individualisation est souvent associée à la formation d'une faille inverse dont le rejet s'amplifie ensuite jusqu'à devenir un plan de charriage.
Ces unités, que l'on appelle alors « nappes », peuvent se recouvrir et se superposer. On parle de chevauchement si le déplacement reste restreint. Lorsque le déplacement relatif d'une nappe sur un autre ensemble géologique devient très important, on parle alors de charriage. Ces nappes sont capables de voyager sur plusieurs kilomètres et peuvent faire des centaines, voire des milliers de mètres d'épaisseur. La zone d'où la nappe est originaire est appelée « racine », généralement non visible ou disparue suite aux événements compressifs (subduction, chevauchement).
Les nappes de charriage sont souvent intensément déformées : durant leur transport et leur glissement le long du plan de charriage, elles vont subir des plissements ou d'autres accidentsaccidents tectoniques pour former des anticlinaux ou synclinaux. Ces architectures tectoniques sont particulièrement spectaculaires en France au niveau de la nappe de Digne-les-Bains.
Formations allochtones ou autochtones
En étant déconnectées de leur racine et de leur substratum d'origine, les nappes de charriages forment des unités dites allochtones, recouvrant des unités dites autochtones qui sont quant à elles toujours sur leur substratum d'origine. Cette notion de formations allochtones et autochtones est toute relative car une unité autochtone par rapport à l'unité qui la chevauche peut elle-même avoir été précédemment charriée.
Les unités autochtones peuvent donc être complètement enfouies et n'apparaissent que grâce aux processus d'érosion qui vont graduellement créer des « fenêtresfenêtres » dans la nappe sus-jacente. Au fur et à mesure de l’érosion, des lambeaux de nappe peuvent finir par être isolés, formant des îlots au-dessus des unités autochtones. On parle alors de « klippes ».
Des contacts anormaux
Le processus de charriage permet de superposer des unités géologiques qui peuvent être d'âges très différents et correspondre à des environnements de dépôt variables. Il est ainsi possible de se retrouver au final avec une succession lithologique inverse, c'est-à-dire avec des unités vieilles charriées au-dessus d'unités plus jeunes. Le contact entre la nappe et les unités autochtones est donc qualifié d'anormal. Sur le terrain, l'observation de ce contact anormal est souvent associée au terme de « discordance ». Une discordance est un terme général pour signaler un contact anormal entre des unités géologiques, quel que soit le contexte tectonique.
Dans le contexte des nappes de charriage, on peut observer une discordance d'âge, associé à une lacune de temps entre les unités tectoniques autochtones et celles de la nappe, ou encore une discordance angulaire. Dans ce cas, on observe une incohérence stratigraphique entre les unités de part et d'autre du plan de charriage. Par exemple, les strates des unités autochtones peuvent avoir été verticalisées par la tectonique alors que les unités de la nappe seront, quant à elles, horizontales.
Ce contact anormal se situe au niveau du plan de charriage ou de chevauchement. Le plan de charriage peut se trouver dans le socle -- on aura alors une nappe impliquant des éléments de socles surmontés par la couverture sédimentaire --, ou bien se trouver au sein des sédiments -- la nappe de charriage ne comportera que des éléments de la couverture sédimentaire. On différencie ainsi la tectonique de socle (thick-skinned tectonics) de la tectonique de couverture (thin-skinned tectonics). Au sein des sédiments, le plan de charriage se propage généralement le long d'un interface fragile, appelé niveau de décollement. Il peut s'agir d'un niveau riche en argileargile et en évaporitesévaporites (gypsegypse, sel). Par le fait qu'il facilite le glissement de la nappe, ce niveau de décollement est également appelé « couche savon ». En France, ce rôle est joué par les unités du TriasTrias.
