vignette|Cargneule au col du Soufre, au-dessus de Méribel dans le parc national de la Vanoise.
La cargneule ou cornieule est une brèche dolomitique à ciment calcaire produite par la dissolution partielle de bancs dolomie et leur remplacement par un ciment dolomitique puis calcitique. Les termes cargneule/cornieule s'appliquent préférentiellement dans les Alpes où on les rencontre dans les séries triasiques à proximité des plans de charriage des nappes. La cargneule eut par le passé un statut ambigu, à l'image des débats sur son orthographe, et provient en grande partie des difficultés par les géologues d'expliquer son origine, ainsi que des confusions fréquentes avec le tuf calcaire. Ces roches présentent une texture bréchique mais plus régulièrement vacuolaire ou caverneuse, selon les conditions de préservations des clastes, et une teinte jaune, brune, rouge ou rouille. Peu propice à l'affleurement, elles génèrent le cas échéant des reliefs ruiniformes.
Étymologie Le terme de « cargneule » est une évolution du mot « cornieule ». Ce dernier dérive lui-même de corniaula issu du patois employé dans la région entre Aigle et Bex dans le canton de Vaud en Suisse où ces roches sont très abondantes.. Les mêmes roches sont dénommées corniolai dans le patois du Pays-d'en-Haut et de Gruyères, un peu plus au nord-est. Le terme corniolai désigne aussi en patois le cornouiller et le cormier.. dont les fleurs jaune-orangé foncé rappellent les couleurs de la roche et qui est aussi très abondant dans la région. Certains auteurs associent le nom « cornieule » avec la corne ou bien à la cornaline. bien que les relations soient loin d'être évidentes : la cargneule ne présente pas un aspect corné et ne possède une dureté équivalente; de même la couleur des cargneules ne rappelle pas celle de la cornaline, ni ses conditions de gisement. De nombreux toponymes de la région vaudoise comportent par ailleurs le terme « cornieule » : la tête de Cornieule au sud des dents de Morcles () ou la pierre à Cornieule sous la pointe de l’Au () en Valais.
Ainsi la filiation la plus vraisemblable serait cornus → corniolai → cornieule (Suisse) → cargneule (France). Cette évolution se retrouve aussi dans la chronologie de leur usage. « cornieule » présente un effet une utilisation antérieure (1810) à celle de « cargneule » qui semble remonter à 1840 sans que le changement d’orthographe ne soit expliqué. Une erreur de lecture ou de typographie pourrait expliquer cette variation d’autant plus que chacune des deux formes s’est accompagnée de variations typographiques (cornicule, corniolaz pour le premier et cargnieule, carnieule pour le second). L’orthographe « cargneule » semble avoir être une orthographe déformée et adoptée par les géologues français à partir de 1850 tandis que les géologues suisses romands sont demeurés fidèles à l’orthographe initiale.
Cornieule n’est cependant pas le terme le plus ancien employé pour décrire ces roches. « rauhwacke » est employé dès le par les géologues allemands sous diverses orthographes (rauhkalk, rauchkalk) et plusieurs auteurs français ont même employé le terme de « calcaire celluleux ».
Définition Les termes de « cargneule » et « cornieule » sont généralement restreints aux roches observées dans les Alpes où elles sont systématiquement localisées dans le Trias, à proximité de plans de chevauchement. Une définition des cargneules est très complexe à proposer tant les auteurs ne semblaient pas d'accord entre-eux sur les faciès qu'englobe le terme de cargneule/cornieule et que le débat sur leur origine a longtemps fait rage... La définition commune se focalise par ailleurs sur un faciès précis de cargneule à savoir une roche à la texture vacuolaire mais celle-ci ne représente qu'un stade final où la roche est altérée par exposition en surface (« cargneule vacuolaire ».) et ne considère pas les textures où les clastes demeurent préservés (« cargneule bréchiforme »).
La cargneule peut être défini comme une brèche (voire une microbrèche) carbonatée issue du démantèlement de bancs de dolomie sous l'effet de contrainte tectonique qui l'ont prédisposé à être soumise à des phases de précipitation/dissolution, et qui ont ensuite entrainé une dédolomitisation partielle et son remplacement par un ciment dolomitique puis calcitique. Cette cimentation (ou liant) séparant les clastes se présente généralement comme une matrice microbréchique carbonatée mais peut apparaitre dans certains cas sous la forme de cloisons fines. Les clastes peuvent soit correspondre à des résidus de dolomies non dissous (cargneule monomicte) ou incorporer aussi des extraclastes (cargneule diamicte ou polymicte) provenant des couches adjacentes voire de séries plus récentes, et dans ce dernier cas, leur incorporation est décrite comme récente (Quaternaire). Enfin selon le degré d'altération, les clastes peuvent être plus ou moins dissous ce qui confère alors à la cargneule une texture vacuolaire.
Histoire Les théories sur la formation des cargneules ont été nombreuses et contradictoires entre le la seconde moitié du . et la fin du .. Bien que l'origine tectonique de la cargneule soit défendue dès les premiers travaux, des géologues ont suggéré des hypothèses variées sur la base des difficultés rencontrées par la théorie tectonique. Cette difficulté se retrouve aussi dans la définition de cargneulisation (ou corniolisation) qui se rapporte selon les auteurs au processus de bréchification de la roche ou à la dissolution des éléments à l'origine de l'aspect vacuolaire de la roche. Ces différentes hypothèses sont organisées autour de trois théories principales.
Modèle sédimentaire L'origine sédimentaire des cargneule est la première hypothèse largement relayée par de nombreux auteurs du et de la première moitié du ............ Parmi eux, certains suggèrent une origine par lessivage des évaporites. Cette théorie suppose une origine triasique des cargneules dont l'argument principal est l'apparence stratiforme de certaines cargneules qui semblent reposer en concordance sur les couches triasiques. Cette disposition est cependant contredite par l'orientation oblique que peut avoir les couches de cargneule, recoupant ainsi la stratigraphie..
Modèle tectonique Le modèle tectonique défend un mécanisme où les mouvements tectoniques seraient la cause principale de formation des cargneules. Elle est initialement décrite sous la forme de dislocation des roches en raison d'une absence de connaissance des mécanismes tectoniques et notamment de la formation des nappes de charriages. Cette théorie suppose que la cargneule se soit formée au Cénozoïque (entre l'Éocène et le Miocène) durant le charriage des nappes alpines. Pour certains auteurs, cette formation serait associée à la présence d'anhydrite...... tandis que d'autres privilégient l'existence de fluide sous pression provoquant la fracturation hydraulique des dolomies... Il en résulterait une bouillie sous pression qui lubrifierait les zones de cisaillement. et au cours de laquelle des éléments étrangers pourraient être introduits. La formation des cargneules aurait ainsi joué un rôle clé dans le charriage des nappes alpines. Ce modèle est corroboré par la localisation fréquente des cargneules à proximité des plans de chevauchement, de leur discordance fréquente par rapport à la stratification, l'absence de galets de cargneule dans les dépôts antérieurs, l'incorporation de roches plus jeunes voire affectées par le métamorphisme alpin, la disposition des ciments calcaire en cloisons planes plus ou moins parallèles et qui contrastent avec la nature dolomitique des clastes. Cependant, ce modèle est remis en cause car il n'aboutirait pas à la formation de cargneule mais plutôt à des cataclasites ou des gouges de failles.. Par ailleurs Les cargneules ne peuvent pas servir de plans de chevauchement car la bréchification des niveaux de cargneules ne permettrait pas de conserver une forte pression des fluides nécessaire au charriage des nappes.
Modèle diagénétique Le dernier modèle s'est surtout développé à partir de la seconde moitié du ... Il décrit une origine chimique des cargneules par dissolution préférentielle de la dolomie ou de séries évaporitiques et leur remplacement par la précipitation d'un ciment en calcite après l'orogenèse alpine, entre le Néogène et le Quaternaire. La fracturation par gonflement de l'anhydrite est même suggérée. Ce modèle est corroboré par l'association systématique des cargneules avec des couches évaporitiques, la disparition de la cargneule en profondeur comme constatée lors du creusement de tunnels, l'incorporation de roches métamorphiques post-triasiques prouvant qu'une phase de déformation ductile a précédé leur incorporation, la signature isotopique de l'oxygène et du carbone du ciment calcitique des cargneules similaire à celui des travertins formés récemment et l'analyse par cathodoluminescence de ces mêmes ciments.
Modèle hybride Depuis la seconde moitié du , plusieurs auteurs ont tendance à associer les modèles tectoniques et diagénétiques. La cargneule résulterait ainsi de modifications minéralogiques tardives (précipitation/dissolution de ciments carbonatés) qui affecteraient préférentiellement des unités préalablement fracturées par les chevauchements alpins..
Formation La formation des cargneules repose sur une transformation progressive de bancs de dolomies par le biais d'une évolution minéralogique qui s'accompagne, sans qu'elle soit nécessaire, de phases de bréchification sous l'effet de contraintes tectoniques (charriage des nappes), qui facilitent la formation de fractures par lesquels circulent les fluides responsables de phases précipitation/dissolution. Cette succession de phases précipitation/dissolution entraine, après à la mise en place des nappes, la formation de plusieurs générations de ciments, d'abord dolomitique puis calcitique par dédolomitisation. L'évolution des ciments peut être mise en évidence par cathodoluminescence et permet de définir une chronologie des stades successifs de précipitation des ciments. L'influence de la tectonique est par conséquent indirecte car elle contrôle la réactivation ou la création de nouveaux drains par lesquels circulent les fluides. Enfin l'exhumation des niveaux de cargneule aboutit à la mise en place d'un karst par dissolution préférentielle des clastes dolomitiques et l'installation d'une sédimentation récente (Quaternaire) qui se retrouve piégés dans les alvéoles de la cargneule, ainsi que par le développement de la matrice par précipitation de la calcite.
Dépôt et diagenèse de la dolomie La dolomie s'est déposée entre le Trias moyen et tardif dans un environnement d'estran (subtidale à intertidale) en bordure de plateforme carbonatée ou dans des lagunes bordant le littoral, et soumis à une forte évaporation. Lorsque le niveau marin diminuait encore, il entrainait une régression marine et la mise en place d'un système équivalent aux sebkhas, facilitant le dépôt d'évaporite dont des anhydrites. Les sédiments sont consolidés par un ciment primaire dolomitique (dolomicrosparite) dès la phase de diagenèse précoce (éogénèse) au Trias. Cette cimentation s'accompagne d'un comblement progressif de la porosité résiduelle par de la dolosparite.
Bréchification tectonique