Le massif du Jura est une ceinture de chevauchement formée à partir du Miocène dans le cadre de l'orogenèse alpine à la suite du chevauchement des massifs cristallins externes sur le socle jurassien. Le massif s'est construit par le décollement puis le plissement des couvertures sédimentaires du domaine paléogéographique du Jura. Ces couvertures mésozoïques correspondent à des dépôts essentiellement calcaires d'une mer épicontinentale peu profonde séparant l'avant-pays européen de la marge passive nord européenne de la Téthys alpine. Ils sont couverts, notamment au sud, par la molasse cénozoïque du bassin d'avant-pays nord alpin ou bassin molassique suisse.
Étudié depuis le , le massif du Jura est rapidement devenu un modèle d'étude des massifs calcaires. Mais c'est grâce aux nombreuses prospections sismiques menées durant les années 1970 et 1980 par des compagnies pétrolières que fut compris la structure interne du massif du Jura. La description du plissement des séries calcaires ainsi que leur forte érosion a abouti au modèle de relief jurassien. Son importante série sédimentaire jurassique est à l'origine du nom de cette période et plusieurs étages du Crétacé inférieur ont été définis dans le Jura. Par actualisme, on considère que le massif du Jura est un équivalent géologique des plateformes carbonatées des Bahamas ou de la Barbade.
Cadre géographique et géologique
thumb|left|Vue satellite du massif du Jura.|alt=
Le massif du Jura est une chaîne arquée périphérique des Alpes située à cheval entre les Alpes occidentales et les Alpes centrales. Elle s'étend principalement le long de la frontière franco-suisse, formant un arc d'orientation variant d'un axe ouest-est (partie nord) à un axe nord-sud (partie sud). Le massif au sens strict s'étend du sommet du Lägern (canton de Zurich) en Suisse, à l'anticlinal plateau du Grand-Ratz/dent de Moirans, dans le département de l'Isère, en France. Les plissements s'estompent plus au sud et le massif disparaît à hauteur de la cluse de l'Isère, au nord du massif du Vercors, pour laisser place aux massifs subalpins.. Sa longueur est de plus de pour l'arc interne et de plus de pour l'arc externe, tandis que sa largeur maximale atteint entre Besançon et Neuchâtel18. Bien que non inclus d'un point de vue géographique dans le massif du Jura, les chaînons du Salève, de la montagne de la Mandallaz et de la montagne d'Âge appartiennent tous à la même unité géologique que le Jura.
Le massif jurassien définit la bordure externe du système alpin. Au-delà, vers le nord-ouest, les couvertures sédimentaires ne sont plus décollées de leur socle et les unités géologiques ne sont guère plus affectées par l'orogenèse alpine. On distingue tout d'abord des plateaux faillés (plateau de la Haute-Saône et Jura souabe) qui prolongent localement les unités externes du Jura, mais qui ne participent pas à la courbure de la chaîne. Le massif est aussi délimité par le rift ouest-européen cénozoïque comprenant le graben du Rhin au nord et le graben de la Bresse à l'ouest. Les épaulements du graben du Rhin (massif des Vosges à l'ouest et Forêt-Noire à l'est) ainsi que le massif de la Serre constituent par ailleurs des obstacles contre lesquels butte le massif du Jura. Enfin sa bordure interne est délimitée par le bassin molassique suisse, ou plus largement le bassin d'avant-pays nord alpin, correspondant en grande partie au Plateau suisse, qui le sépare des Préalpes (Préalpes du Chablais et Préalpes romandes) et des massifs subalpins (massifs des Bornes, des Bauges, et du Vercors).
Le relief du massif du Jura résulte du décollement au Miocène de la couverture sédimentaire du domaine paléogéographique du Jura sous forme de nappes de décollement, puis de leur imbrication pour former une ceinture de chevauchement. Le domaine paléogéographique du Jura correspond à la partie proximale de la marge passive européenne, dominée par une sédimentation marine peu profonde et soumise à des périodes d'émersion. Il est remplacé vers le sud-est par le domaine delphino-helvétique qui correspond à un environnement marin ouvert avec une plus forte proportion d'intervalles pélagiques. Au cours du Jurassique supérieur et du Crétacé, le domaine du Jura sera régulièrement émergé permettant l'installation de milieux de dépôts continentaux littoraux incluant marécages et plages. Ce seuil émergé servira de couloir de circulation entre les reliefs hercyniens alors émergés et renforcera la séparation avec l'avant-pays européen, au nord-ouest, dominé par dépôts peu profond de mer épicontinentale. Les couvertures sédimentaires du domaine du Jura s'étendent par ailleurs au-delà du massif du Jura.. Leur occurrence sous la forme du Salève, de la montagne de la Mandallaz et de la montagne d'Âge démontrent qu'elles s'étendent sous le bassin d'avant-pays nord alpin et se poursuivent jusqu'au plan de chevauchement des massifs cristallins externes, et donc sous les massifs subalpins. L'évolution du Jura et du bassin d'avant-pays nord alpin est par conséquent intimement liée.
Historique de l'étude géologique du massif jurassien vignette|redresse=1.5|Carte géologique du massif du Jura de la fin du - début .
Premières études Les premières études géologiques du massif du Jura débutèrent au cours des 8. C'est cependant au début du que la géologie des montagnes jurassiennes intéresse réellement les géologues structuralistes et les paléontologues23. Mais, comme l'explique Jules Thurmann dans l'introduction de son Essai sur les soulèvemens jurassiques du Porrentruy (1832), ces travaux n'introduisirent que de vagues notions qui n'expliquèrent pas encore la géologie du massif1. Durant la période incluant le et le premier quart du , les terrains jurassiques du massif étaient peu connus et peu étudiés, contrairement aux terrains jurassiques anglais qui servaient de référence pour l'étude des terrains de cette période..
L'étude par Jules Thurmann La première grande étude de la géologie du massif du Jura fut effectuée par le géologue suisse Jules Thurmann, considéré comme étant le père de la géologie jurassienne, durant le deuxième quart du . Ses quatre publications majeures sur le sujet sont : Essai sur les soulèvements jurassiques publié en plusieurs cahiers entre 1832 et 1836, Esquisses orographiques de la chaîne du Jura publié en 1852, Résumé des lois orographiques générales du système des Monts-Jura publié en 1853 et Nouveaux principes d'orographie jurassique publié à titre posthume en 1857Jules Thurmann est mort le 25 juillet 1855.. Contrairement aux géologues de l'époque, qui tentent de retranscrire les caractéristiques des terrains jurassiques anglais sur le continent, Thurmann s'appuie sur la paléontologie afin d'identifier les différents niveaux des roches du massif.
Les premières explications tectoniques À la suite de Thurmann, de nombreux géologues tentent d'expliquer la tectonique jurassienne. Le massif est notamment l'objet des premières études de Marcel Alexandre Bertrand durant les années 1880 où il dresse les cartes géologiques des régions de Besançon, de Lons-le-Saunier et de Pontarlier.. Le géologue français conclut ses études en affirmant que le Jura est la région de référence des plis droits et réguliers.. À la suite des études de Bertrand, le modèle tectonique de référence du Jura entre la fin du et le milieu du est celui d'une chaîne de plis simples autochtones qui se serait formée en une ou deux phases, selon les auteurs ; selon ce modèle, la formation du Jura serait due à une poussée tangentielle créée par la « masse poussante » du front alpin, provenant du sud-est..
Au début du , Louis Rollier, professeur de l'Université de Zurich, associe la formation du massif du Jura à la présence de géosynclinaux formés au début du Cénozoïque. Il explique la régularité et la forme arrondie des plisD'après l'auteur, la surcharge sédimentaire jurassique et crétacé du Jura aurait dû former des plis puissants en arêtes morphologiquement comparables à ceux des Alpes. par la présence des bassins tertiaires marginaux qui auraient forcé le massif à se plisser selon le « mouvement général de contraction de l'écorce terrestre », conservant les contours des bassins tertiaires. Il réfute par ailleurs une éventuelle action de résistance de la part des massifs cristallins environnants (Vosges, Forêt-Noire, massif de la Serre…) qui aurait pu influencer la direction et la forme des plis jurassiens. Il ajoute qu'une telle action de blocage serait plus due aux bassins tertiaires, constitués de sédiments lourds, dont l'effondrement et la surcharge sédimentaire auraient enserré le Jura, le forçant à se plisser, ce dernier étant pris en sandwich entre le bassin suisse à l'est et les bassins de la Bresse et du Rhin, respectivement à l'ouest et au nord. L'accentuation en profondeur de certains plis seraient, selon Rollier, liée à un plissement plus prononcé du socle cristallin par rapport à celui de la couverture sédimentaire. En conclusion, Rollier réfute l'hypothèse de formation du Jura liée à une poussée provenant des Alpes qui serait plutôt liée à l'action des bassins tertiaires environnants..
Le tournant du milieu du Le modèle d'une chaîne de plis simples et droits est cependant remis en cause par les études effectuées durant le second quart du qui démontrent que la plupart des plis jurassiens présentent une structure complexe que le modèle de formation du massif alors admis à l'époque ne peut expliquer. De plus, il apparaît que les plis droits et réguliers, qui étaient la référence du relief jurassien, sont en réalité minoritaires et principalement concentrés dans le Jura externe septentrional et occidental (régions de Delémont, de Clerval, le Revermont…). Les plis de la haute chaîne jurassienne sont quant à eux de type « coffrés », point sur lequel les géologues suisses insistaient depuis plusieurs années..
En 1941, Maurice Lugeon émet une nouvelle hypothèse à propos de la formation du massif du Jura. à la suite de plusieurs travaux dans les Alpes où il fait intervenir la pesanteur pour expliquer la mise en place des nappes et leur déformation.... Pour l'auteur, les couvertures sédimentaires du Jura se sont décollées du socle hercynien au niveau du Trias moyen comme le rappelait déjà .. Ce plan de serait par ailleurs commun avec la molasse et les nappes helvétiques et implique qu'ils aient connu la même histoire de déformation. Néanmoins, Maurice Lugeon exclut le principe selon lequel le Jura se serait déformé comme s'il était comprimé dans un étau et invoque la pesanteur comme seule explication. Le déplacement gravitaire implique la présence d'une pente sur laquelle se déplaceraient les couvertures du Jura. Ces pentes correspondraient à des dépressions situées le long des Alpes (i.e. l'actuel bassin molassique suisse) et entre le Massif central et celui des Vosges (i.e. les fossés bressan et rhénan) et qu'il définit comme des . Selon son hypothèse, le Jura serait ainsi situé sur une contre-pente de la pénéplaine hercynienne sur laquelle il aurait glissé au niveau des couches triasiques plastiques. Cependant, les conséquences d'un tel mouvement étant paradoxales, Maurice Lugeon abandonna cette première hypothèse pour en formuler une nouvelle qui se fonda sur une transmission des poussées. D'après cette seconde hypothèse, les couches mésozoïques auraient été plissées au nord-ouest du bassin molassique suisse, là où la molasse devenait plus mince, fragilisant ainsi le système. La poussée permettant ce processus serait due au poids des nappes préalpines, situées à la bordure sud-est du bassin molassique, qui aurait repoussé la molasse et les couches mésozoïques vers le nord-ouest, provoquant un décollement basal au niveau des couches du Trias.