Introduction
Dans cette mini-série de 6 earthcaches, nous allons passer en revue plusieurs notions de géologie. Voici le sixième et dernier opus, sur le thème de la faille ductile.
Devant vous se dresse un fragment de colonne qui raconte, d’un seul regard, quelque chose d'étonnant : on voit à la fois des bandes grises qui sont par endroits régulières, sub-verticales, presque parfaitement parallèles et juste à côté, elles tourbillonnent, s’enroulent sur elles-mêmes, forment un vortex sombre. On dirait que quelqu’un a saisi la roche et l’a tordue.
C’est exactement ce qui s’est passé. Entre les deux zones, il y a une limite — une zone étroite où la roche a glissé. D’un côté du glissement : la roche n’a presque pas bougé. De l’autre : elle a été entraînée, tordue, contournée par le mouvement. Cette limite, c’est une zone de cisaillement — une faille ductile inscrite dans le marbre depuis des millions d’années.
🎯 L’objectif de cette EarthCache est de comprendre comment la déformation se concentre dans une zone étroite, en laissant la roche voisine presque intacte — et d’apprendre à lire, dans la courbure progressive des bandes, la signature d’un glissement ancien.
Rappel concernant les Earthcaches : Il n’y a pas de conteneur à rechercher ni de logbook à renseigner. Il suffit de se rendre sur les lieux, de répondre aux questions et de me renvoyer les réponses.
Précautions d’usage
⚠️ Sécurité : Le site peut être partiellement clôturé lors de travaux ou d’événements (Nuits de Fourvière). Respectez les zones balisées.
⚠️ Règlement : Site archéologique classé monument historique. Observation à l’œil nu uniquement — ne touchez pas la colonne. Ne montrez pas vos réponses sur votre photo de log.
⚠️ Équipement : Aucun matériel spécial requis. Placez-vous de façon à voir simultanément la zone régulière (droite) et la zone déformée (gauche) pour comparer les deux en un seul regard.
Pour valider la EarthCache
Pour pouvoir valider cette EarthCache, vous devrez répondre correctement aux questions suivantes et ajouter à votre log une photo de vous, de votre GPS ou de votre pseudo au waypoint de la cache. Cette photo permettra de valider le « trouvé » en cas de mauvaise réponse aux questions. Attention : ne pas montrer les réponses sur votre photo.
Merci d’envoyer vos réponses via mon profil ou via la messagerie geocaching.com, ne les donnez pas dans votre log. Les logs enregistrés sans réponses seront supprimés.
Vous pouvez loguer la cache “trouvé” sans attendre ma confirmation, je vous contacterai en cas de problème.
N’hésitez pas à lire le descriptif pour vous aider à répondre aux questions.
Question 1 — Observer le contraste
Placez-vous face à la colonne de façon à voir la zone d'observation.
a) Décrivez en une phrase les bandes que vous voyez à droite sous la zone rose (orientation, régularité, espacement ?).
b) Décrivez en une phrase les bandes à gauche sous la zone jaune (mêmes critères). La différence est-elle progressive (les bandes changent graduellement) ou existe-t-il une limite relativement nette entre les deux zones ?
c) A quoi correspond ce que vous voyez sous la zone bleu ? Est-ce une faille cassante (la roche casse et crée un glissement de deux parties de la roche) ou une déformation ductile (la roche se déforme sans se casser) ? Justifiez en une phrase.
Question 2 — Lire le gradient de déformation
a) Sur cette colonne, les bandes à droite sous la zone rose sont-elles déjà légèrement inclinées ou courbées au voisinage de la limite — ou restent-elles parfaitement parallèles jusqu’à la limite ? Que vous dit cette observation sur la distance à laquelle la zone de cisaillement a exercé son influence ?
b) En vous appuyant sur cette observation, quelle partie de la colonne était la plus proche du plan de glissement : la zone aux bandes régulières, ou la zone aux bandes tordues ? Justifiez en une phrase.
Question 3 — Réflexion personnelle
Sur cette colonne, deux zones coexistent dans la même roche : l’une a glissé, l’autre est restée en place. Elles sont séparées de quelques dizaines de centimètres seulement.
Qu’est-ce que cela vous dit sur la façon dont la déformation fonctionne dans la croûte terrestre — se répartit-elle uniformément dans toute la roche, ou se concentre-t-elle dans des zones précises ? Et selon vous, pourquoi la roche “choisirait-elle” de se déformer là plutôt qu’ailleurs ? (Réponse libre.)
Présentation du site
Le théâtre antique de Fourvière, construit vers 15 av. J.-C. sous Auguste, est l’un des plus anciens monuments romains de Gaule. Une présentation complète du site figure dans la première cache de cette série (New1 — Brèches). Les colonnes en cipolin placées dans l’axe de l’ancien mur de scène (frons scaenae) forment un ensemble géologique exceptionnel dont cette cache constitue le sixième et dernier volet.
Ce fragment de colonne est l’un des plus démonstratifs du site. Il réunit, sur une surface qui tient dans le champ d’un seul regard, les deux états d’une même roche : intacte d’un côté, profondément réorganisée de l’autre. Il s’agit de la trace visible d’une zone de cisaillement — une faille ductile, formée à des kilomètres de profondeur, bien avant que les Romains ne taillent cette pierre.
Géologie
Le cipolin et ses bandes — rappel
Le cipolin est un marbre métamorphique à bandes alternées de calcite (claires) et de chlorite (sombres), héritées de la stratification sédimentaire originelle. Ces bandes fonctionnent comme des marqueurs de la déformation : leur géométrie enregistre fidèlement la direction et l’intensité de toute contrainte tectonique subie par la roche. Une description complète du cipolin et de son comportement mécanique est donnée dans la quatrième cache de cette série (04 — Boudinage).
La faille cassante et la faille ductile
Une faille cassante est une fracture nette : la roche casse, les deux blocs glissent l’un contre l’autre, et la limite est un plan lisse, parfois strié. On reconnaît les failles cassantes à leurs miroirs striés et aux brèches tectoniques qu’elles laissent.
Une zone de cisaillement ductile fonctionne différemment : au lieu de casser, la roche se déforme plastiquement sur une bande étroite. Les bandes de foliation sont progressivement entraînées par le mouvement — elles s’inclinent, puis se courbent, puis s’enroulent complètement dans la zone de déformation maximale. Plus on est loin de la zone de cisaillement, moins la déformation est intense. C’est ce gradient de déformation qui caractérise ces structures.
Ce qui distingue cette colonne de toutes les autres
Sur les colonnes à chevrons ou à plis d’interférence, la déformation est répartie dans toute la colonne — elle touche l’ensemble de la roche. Ici, au contraire, la déformation est localisée : une moitié de la colonne est quasi-intacte, l’autre a été entraînée dans un glissement. Cette localisation est la marque d’une zone de cisaillement — un plan de faiblesse où toute la déformation relative entre les deux blocs s’est concentrée.
Les bandes de la zone déformée qui s’incurvent progressivement vers la limite s’appellent des plis de traînée (drag folds). Leur courbure progressive est l’empreinte du glissement : les bandes proches de la zone de cisaillement ont été entraînées plus loin que les bandes distales. Plus elles sont proches, plus elles sont courbées.
Pierre Thomas (Planet-Terre, 2024) cite les failles parmi les structures tectoniques observables sur les colonnes du théâtre de Fourvière.
Le phénomène principal — là où la déformation se concentre
La croûte terrestre ne se déforme pas de façon homogène. Elle se déforme là où elle est le plus faible — le long de zones de cisaillement, de failles, de plans de moindre résistance. Tout autour, la roche reste quasi-intacte. Cette localisation de la déformation est l’un des principes fondamentaux de la géologie structurale. Et cette colonne le démontre sur moins d’un mètre carré de surface, avec une clarté que peu d’affleurements naturels peuvent égaler.
Références bibliographiques
- Thomas P. (2024, 1er avril). *Faire de la géologie en visitant les monuments romains de Lyon (Rhône). 2/ La tectonique dans les colonnes de marbre du théâtre antique de Fourvière.* Planet-Terre, ISSN 2552-9250, ENS Lyon. https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/Img812-2024-04-01.xml
- Nicolas A. (1984). *Principes de Tectonique.* Masson. ISBN 2-225-80402-8.
- McClay K. (1987). *The Mapping of Geological Structures.* Open University Press. ISBN 0-470-20355-2.
- Foucault A. & Raoult J.-F. (2014). *Dictionnaire de Géologie.* Dunod. ISBN 978-2-10-059735-2.
- Mattauer M. (1998). *Ce que disent les pierres.* BELIN Pour la Science. ISBN 978-2-84245-001-4.
Introduction
In this series of 6 EarthCaches, we explore several geological concepts. This is the sixth and final instalment, on the theme of the ductile fault.
Standing before you is a column fragment that tells something remarkable at a single glance: you can see at the same time grey bands that are in places regular, sub-vertical, almost perfectly parallel — and right next to them, those same bands swirl, curl back on themselves, and form a dark vortex. It looks as though someone seized the rock and twisted it.
That is exactly what happened. Between the two zones lies a boundary — a narrow zone where the rock slipped. On one side of the slip: the rock barely moved. On the other: it was dragged, twisted and contorted by the movement. This boundary is a shear zone — a ductile fault inscribed in the marble millions of years ago.
🎯 The goal of this EarthCache is to understand how deformation concentrates within a narrow zone, leaving the adjacent rock almost intact — and to learn to read, in the progressive curvature of the bands, the signature of an ancient slip.
EarthCache reminder: There is no container to find and no logbook to sign. Simply visit the location, answer the questions, and send me your responses.
Safety Notes
⚠️ Safety: The site may be partially fenced off during works or events (Nuits de Fourvière festival). Respect all cordoned areas.
⚠️ Regulations: Listed archaeological monument. Observation only — do not touch the column. Do not reveal your answers in your log photo.
⚠️ Equipment: No special equipment required. Position yourself so that you can see both the regular zone (right) and the deformed zone (left) simultaneously for comparison.
To Log This EarthCache
To log this EarthCache, you must answer the questions below correctly and add a photo of yourself, your GPS device, or your username at the cache waypoint to your log. Do not show your answers in the photo.
Please send your answers via my profile or through geocaching.com messaging — do not post them in your log. Logs without answers will be deleted.
You may log the cache as “Found” without waiting for my confirmation — I will contact you if there is a problem.
Feel free to read the full description before answering the questions.
Question 1 — Observe the contrast
Position yourself in front of the column so that you can see the observation area.
a) Describe in one sentence the bands you can see on the right under the pink zone (orientation, regularity, spacing).
b) Describe in one sentence the bands on the left under the yellow zone (same criteria). Is the difference between the two zones gradual — do the bands change slowly — or is there a relatively sharp boundary between them?
c) What does what you see under the blue zone correspond to? Is it a brittle fault (the rock breaks and creates a slip between two parts of the rock) or ductile shear zone (the rock deforms without breaking)? Justify in one sentence.
Question 2 — Read the deformation gradient
a) On this column, do the bands on the right under the pink zone already show a slight inclination or curvature near the boundary — or do they remain perfectly parallel right up to it? What does this observation tell you about the distance over which the shear zone exerted its influence?
b) Drawing on this observation, which part of the column was closest to the slip plane: the zone with regular bands, or the zone with twisted bands? Justify in one sentence.
Question 3 — Personal reflection
On this column, two zones coexist within the same rock: one slipped, the other stayed in place. They are separated by just a few tens of centimetres. What does this tell you about how deformation works in the Earth's crust — does it spread evenly through the whole rock, or does it concentrate in specific zones? And in your view, why would the rock "choose" to deform there rather than elsewhere? (Open answer.)
Site Overview
The ancient theatre of Fourvière, built around 15 BCE under Augustus, is one of the oldest Roman monuments in Gaul. A full presentation of the site is given in the first cache of this series (New1 — Breccias). The cipollino columns placed along the axis of the former stage wall (frons scaenae) form a remarkable geological ensemble of which this is the sixth and final instalment.
This column fragment is one of the most instructive on the site. It brings together, within a single field of view, the two states of the same rock: intact on one side, profoundly reorganised on the other — the visible trace of a ductile fault formed kilometres underground, long before the Romans shaped it into a column.
Geology
Cipollino and its bands — a reminder
Cipollino is a metamorphic marble with alternating bands of calcite (light) and chlorite (dark), inherited from the original sedimentary layering. These bands act as deformation markers: their geometry faithfully records the direction and intensity of any tectonic stress the rock has undergone. A full description of cipollino and its mechanical behaviour is given in the fourth cache of this series (New4 — Boudinage).
Brittle faults and ductile shear zones
A brittle fault is a clean fracture: the rock breaks, the two blocks slide against each other, and the boundary is a smooth plane, sometimes striated. Brittle faults are recognised by their slickensides and by the tectonic breccias they leave behind.
A ductile shear zone works differently: instead of breaking, the rock deforms plastically across a narrow band. The foliation bands are progressively dragged by the movement — they tilt, then curve, then coil completely within the zone of maximum deformation. The further you are from the shear zone, the less intense the deformation. This deformation gradient is the defining characteristic of these structures.
What distinguishes this column from all the others
On the chevron or interference fold columns, deformation is distributed throughout the whole column — it affects the entire rock. Here, on the contrary, deformation is localised: one half of the column is almost intact, the other was dragged into a slip. This localisation is the mark of a shear zone — a plane of weakness where all the relative deformation between the two blocks was concentrated.
The bands in the deformed zone that curve progressively towards the boundary are called drag folds. Their gradual curvature is the imprint of the slip: bands close to the shear zone were carried further than those further away. The closer they are, the more curved they are.
Pierre Thomas (Planet-Terre, 2024) cites faults among the tectonic structures observable on the columns of the Fourvière theatre.
Main Feature — Where Deformation Concentrates
The Earth’s crust does not deform uniformly. It deforms where it is weakest — along shear zones, faults, planes of least resistance. All around, the rock remains almost intact. This localisation of deformation is one of the fundamental principles of structural geology. And this column demonstrates it across less than one square metre of surface, with a clarity that few natural outcrops can match.