Academic literature on the topic 'Pli sur propagation de faille'

Abstract La faille d’Aigion appartient à un système de failles normales à pendage nord affectant la bordure sud du golfe de Corinthe, témoin d’une extension active d’échelle régionale caractérisant la région égéenne. Les carottes du forage AIG-10, qui a traversé cette faille, montrent la présence d’une zone endommagée et d’une gouge. Ce travail présente une analyse des lames minces faites à partir de ces carottes. Il confirme la zonation en termes de fracturation à l’approche de la faille. Loin de cette dernière, la fracturation héritée de la phase compressive de l’orogenèse hellénique est dominante, bien qu’il existe aussi une famille E-W liée à l’extension actuelle. Toutes ces fractures sont scellées et le remplissage est similaire d’un point de vue luminescence au calcaire hôte. A l’approche du coeur, la quantité de fractures liées à la faille augmente; le remplissage de ces fractures indique, en cathodoluminescence, le passage de plusieurs fluides qui seraient d’origine externe, et la dernière génération de fractures est encore ouverte. Au mur de la faille, sous 5 m d’épaisseur verticale de cataclasite et d’ultracataclasite dans les calcaires et radiolarites (coeur de faille) et 13 m d’épaisseur verticale de gouge dans les radiolarites, les observations sont plus limitées, car la présence d’un karst a restreint les possibilités de carottage. Néanmoins, on peut observer que le remplissage des fractures liées à l’extension est différent de ce qui nous a été dévoilé au toit. Ceci suggère que la faille, transversalement imperméable aujourd’hui, l’a toujours été. L’analyse de la succession des ciments met en évidence une perméabilité parallèle à la faille à la faveur d’un système de fractures et fentes jeunes et ouvertes, pendant qu’est discuté le transfert de fluides par rapport aux stades de propagation de la faille.

RÉSUMÉ Grâce à un effondrement à l'aplomb d'une galerie souterraine qui recoupe un méandre de la rivière Jacques-Cartier à Pont-Rouge, des calcaires fortement glaciotectonisés ont pu être observés. Toutes les perturbations d'origine glaciaire de l'encaissant y sont relevées pour la première fois en un même site. Elles sont remarquablement conservées par un till de fond épais de près de 10 m. Sur à peine 40 m de distance on observe : un plan de diaclase en contact avec un till, des plans de stratification décollés et rebroussés par du till, un pli-faille partiellement coffré dont le coeur et le plan de chevauchement contiennent du till, un plan de chevauchement servant de « faille de rampe » pour des copeaux submétriques de calcaire, des fissures ouvertes injectées de till et ayant subi une rotation vers la droite de 25°. Enfin à l'interface entre le calcaire glaciotectonisé et celui en place, on trouve des stries glaciaires avec polarité ouest-est. Nous pensons que c'est au plus tard au maximum glaciaire du Wisconsinien supérieur que se situerait leur apparition. Advenant la confirmation de cette hypothèse, il faudrait alors en conclure que la calotte glaciaire laurentidienne, à cette époque et localement, s'écoulait vers l'est.

An airborne topo-bathymetric lidar survey was conducted at Cape John, on the north shore of Nova Scotia, Canada, using the shallow water Leica AHAB Chiroptera II sensor. The survey revealed new bedrock features that were not discovered using previous mapping methods. A thick blanket of glacial till covers the bedrock on land, and outcrops are exposed only along the coastal cliffs and offshore reefs. The seamless landseabed digital elevation model produced from the lidar survey revealed significant bedrock outcrop offshore where ocean currents have removed the glacial till, a significant finding that was hitherto hidden under the sea surface. Several reefs were identified offshore as well as a major fold structure where block faulting occurs along the limbs of the fold. The extension of the Malagash Mine Fault located ~10 km west of Cape John is proposed to explain the local folding and faulting visible in the submerged outcrops. The extension of this fault is partially visible on land, where it is obscured by glacial till, and its presence is supported by the orientation of submerged bedding and lineaments on both the south and north sides of Cape John. This paper demonstrates how near-shore high-resolution topography from bathymetric lidar can be used to enhance and refine geological mapping.RÉSUMÉUn levé lidar topo-bathymétrique été réalisé à Cape John, sur la rive nord de la Nouvelle-Écosse, Canada, en utilisant un capteur Leci AHAB Chiroptera II. Ce levé a permis de repérer des affleurements que les méthodes de cartographie plus anciennes n’avaient pu détecter. Une épaisse couche de till glaciaire recouvre la roche en place sur le continent, et la roche affleure seulement le long des falaises côtières et des récifs côtiers. Le modèle numérique de dénivelé en continu terres et fonds marins obtenu par le levé lidar a révélé l’existence d’affleurement rocheux considérables au large des côtes, là où les courants océaniques ont emporté le till glaciaire, une découverte importante demeurée cachée sous la surface de la mer jusqu’alors. Plusieurs récifs ont été identifiés au large des côtes, ainsi qu’une structure de pli majeure, à l’endroit où se produit un morcellement en blocs le long des flancs du pli. Une extension de la faille de la mine Malagash situé ~ 10 km à l’ouest de Cape John est proposé pour expliquer les plis et les failles locaux visibles dans les affleurements submergés. L’extension de cette faille est partiellement visible sur la terre, voilée par le till, et sa présence est étayée par l’orientation de la stratification et des linéaments submergés tant du côté sud que nord de Cape John. Cet article montre comment la topographie haute résolution du lidar bathymétrique peut être utilisée pour améliorer et affiner la cartographie géologique.

Transform faults along the Iapetan rifted continental margin of Laurentia offset the continental rift and/or bound domains of oppositely dipping low-angle detachments. Rift-parallel and transform-parallel intracratonic fault systems extend into continental crust inboard from the rifted margin. Ages of synrift igneous rocks, ranging from 765 to 530 Ma, document non-systematic diachroneity of rifting along the Iapetan margin. Synrift sedimentary accumulations show abrupt variations in thickness across transform faults, and some concentrations of synrift igneous rocks are distributed along transform faults and transform-parallel intracratonic fault systems. The greatest thicknesses of Cambrian–Ordovician passive-margin shelf-carbonate deposits are along transform margins and in continental-margin basins along transform faults, as well as along transform-parallel intracratonic fault systems, indicating anomalously great post-rift thermal subsidence along transform faults. Along the Ordovician–Permian Appalachian-Ouachita orogenic belt, a diachronous array of synorogenic clastic wedges fills foreland basins, recording tectonic-load-driven flexural subsidence of the lithosphere. The greatest thicknesses of synorogenic clastic wedges of all ages are consistently in foreland basins along transform margins and inboard from intersections of transform faults with the rifted margin, indicating systematically weaker lithosphere along transform faults. The distinctive and pervasive properties and behaviour of the lithosphere along transform faults in successive tectonic settings suggest fundamental controls on tectonic inheritance at transform faults. Recent models for continental rifting incorporate ductile extension of the mantle lithosphere beneath brittle extension of the crust; the domain of ductile extension of the mantle lithosphere may reach significantly inboard from the rifted margin of the brittle crust, accounting for rift-parallel extensional faults in the crust inboard from the rifted margin. A transform offset of a rift in brittle crust requires a similar offset in ductile extension of the mantle lithosphere, leading to differential ductile flow on opposite sides of the transform and imparting a transform-parallel distributed-shear fabric. Transform-parallel distributed shear in the mantle lithosphere provides a mechanism for brittle transform-parallel fault systems in the continental crust. Studies of seismic anisotropy show fast directions parallel with transform faults, indicating systematic orientation of crystals through transform-parallel distributed shear in the mantle lithosphere.SOMMAIRELes failles transformantes le long de la marge continentale divergente japétienne de la Laurentie décalent le rift continental et/ou les domaines accrétés en des décollements à pendages opposés faibles. Des systèmes de failles intracratoniques parallèles au rift, et parallèles à la transformation, pénètrent vers l’intérieur de la croûte continentale à partir de la marge de rift. Les âges des roches ignées syn-rift, entre 765 Ma et 530 Ma, témoignent d’une activité de rifting diachronique non-systématique le long de la marge japétienne. Des empilements sédimentaires syn-rifts montrent des variations abruptes d’épaisseur d’une faille transformante à l’autre, et des concentrations de roches ignées syn-rifts se répartissent le long des systèmes de failles transformantes et de failles intracratoniques parallèles. Les accumulations les plus épaisses de carbonates de plateforme de marge continentale passive se trouvent le long des marges de cisaillement et dans les bassins de marge continentale le long de failles transformantes, de même qu’au long des systèmes de failles intracratoniques parallèles, évoquant une subsidence anormalement forte le long des failles transformantes. Le long de la bande orogénique ordovicienne-permienne Appalaches-Ouachita, une gamme diachronique de prismes clastiques synorogéniques remplit les bassins d’avant-pays, attestant d’une subsidence par flexure lithosphérique d’origine tectonique. Les plus grandes épaisseurs de prismes clastiques synorogéniques à tous les âges sont toujours situées dans les bassins d’avant-pays le long des marges transformantes, et vers l’intérieur, à partir des intersections des failles transformantes avec la marge de rift, indiquant une lithosphère systématiquement plus fragile le long des failles transformantes. Les propriétés particulières et le comportement généralisés de la lithosphère le long des failles transformantes dans les contextes tectoniques successifs sont la marque de contrôles fondamentaux sur l'héritage tectonique des failles transformantes. Les modèles récents de rifting continental comportent une extension ductile de la lithosphère mantellique sous l’extension cassante de la croûte; le domaine d'extension ductile de la lithosphère mantellique peut s’étendre significativement vers l’intérieur de la marge de divergence de la croûte cassante, d’où les failles d'extension parallèle au rift, à l’intérieur de la croûte de la marge de divergence. Un décalage de transformation de rift de la croûte comporte un décalage du même genre de l’extension ductile de la lithosphère mantellique, ce qui implique un différentiel de flux ductile sur les bords opposés de la transformation, d’où cette fabrique d’extension parallèle à la transformation. L’extension parallèle à la transformation de la lithosphère mantellique fournit un mécanisme qui explique les systèmes de failles transformantes parallèles dans la croûte continentale. Les études de l’anisotropie sismique montre les grandes vitesses de propagation parallèles aux failles de transformations, ce qui indique une orientation systématique des cristaux induite par une extension répartie selon les cassures transformantes dans la lithosphère mantellique.

Les modèles cinématiques de plissement permettent de prévoir l'architecture des anticlinaux en profondeur à partir de leurs géométries de surface. Bien que les modèles classiques de type « kink-band » soient faciles à utiliser, ils ne peuvent expliquer que des géométries de plis limitées. Le modèle trishear surmonte cet inconvénient, mais son application reste difficile à mettre en oeuvre notamment en raison de nombreux paramètres mal contraints tels que le rapport P/S et l'angle de trishear. Dans cette thèse, nous avons développé un modèle cinématique de plissement à angle d'inter-flancs variable qui permet de rendre compte de toutes les variétés géométriques de plis sur propagation de faille. Ce modèle est basé sur la géométrie « kink-band » et son application nécessite de connaître uniquement les paramètres de surface du pli (plongements des flancs, amplitude et longueur d'onde du pli). Le modèle permet de quantifier le rapport P/S du pli durant sa croissance, ainsi que son évolution tardive en pli de rupture. Le modèle a été appliqué à la chaîne plissée et faillée de l'Atlas tunisien pour estimer la profondeur du niveau de décollement des plis sur propagation de faille. Les résultats se corrèlent bien avec les données de subsurface, au contraire des autres modèles classiques et du modèle de trishear où il est difficile d’établir une relation entre la géométrie de surface des anticlinaux et leur architecture profonde<br>Kinematic models of folding allow deducing the deep architecture of folds from their surface geometries. Classical models are easy to use because of their kink-band geometry but they are only able to explain some particular fold shapes. The trishear model overcomes this drawback, but its application remains limited because it necessitates the knowledge of several unconstrained parameters such as the P/S ratio and the trishear angle. In this work, we developed a kinematic model based on the variation of the inter-limb angle during the folding. The model allows accounting for all surface geometries of fault-propagation folds. Since this model is based on the kink-band geometry, its application only requires the knowledge of the fold surface parameters, i.e. the dip of both limbs and the fold amplitude and wavelength. The model is also able to quantify the P/S ratio during the fold growth, together with its latest evolutional stage as a breakthrough fold. We applied the model in the Tunisian Atlas fold-and-thrust belt to estimate the depth of the decollement level associated to fault-propagation anticlines. Results are in good agreement with subsurface data. In contrast, both the other classical and trishear models are unable to explain the relationship between the surface geometry of anticlines and their deep architecture

Des modèles géométriques ont été proposés pour reconstruire la géométrie de plis associés aux rampes (par exemple pli sur flexure de faille), en identifiant en particulier la profondeur de niveau de décollement et le déplacement total sur la rampe. Ces méthodes de reconstruction géométrique sont appliquées pour des plis partiellement érodés. Au cours de l'érosion, le cut-off de la rampe peut être érodé et, par conséquent, le déplacement sur la rampe est difficile à quantifier. Dans cette thèse, nous développons onze modèles thermo-géométriques. Les modèles combinent les données géométriques et les données d’enfouissement pour proposer une évolution cinématique d’un pli avec cut-off érodé. Nous supposons que la mise en place d'une unité tectonique produit une anomalie thermique dans le mur de la faille, et que cette anomalie thermique pourrait indiquer une épaisseur de bloc chevauchant. Les modèles fournissent une estimation de la profondeur de décollement et le déplacement total sur une rampe érodée, qui ne dépend pas de taux d’érosion. Dans le cas de chevauchements actifs, les modèles proposent un taux de déplacement et un âge de l'initiation de la faille en fonction de taux d'érosion. Ces données sont utilisées pour proposer un développement cinématique de coupes érodées. Nous appliquons les modèles sur les plis érodés et actif à Taiwan dans les zones de Choshui et Miaoli. On propose des coupes régionales équilibrées en utilisant la technique de modélisation directe. Dans la section Choshui, nous proposons un niveau de détachement de ~5 km à ~14 km, marquée par deux sauts successifs de rampes de ~5 km and ~4 km. En supposant un taux d'érosion à 4 mm/an, l'âge de l’initiation de chevauchement active est entre 3,3 Ma dans la partie intérieure de prisme (Chevauchement de Tili) à 0,9 Ma dans la partie extérieur (Chevauchement de Chelungpu). Le raccourcissement totale sur la coupe de Choshui est ~100 km et le taux de déplacement calculé est ~1 cm/an. Pour tester nos modèles thermo-géométriques dans une chaîne plissée inactive, on applique nos modèles sur les plis érodés associés aux failles de Pine Mountain et Jones Valley dans la chaîne plissée des Appalaches. L'application des modèles thermo-géométriques nous permet d’estimer une quantité de déplacement sur les deux failles et expliquer de manière satisfaisante l'anomalie thermique dans le mur des failles de Pine Mountain et Jones Valley. Afin d'améliorer la description de l’anomalie thermique qui se développe dans le soubassement des failles, on a étudié l'évolution des minéraux magnétiques des roches argileuses le long de quatre sections dans la chaîne plissée à Taiwan. On a remarqué que la greigite (Fe3S4) domine l'assemblage magnétique dans les roches enfouies à moins à moins de de 70°C. La magnétite (Fe3O4) se développe pour des températures d’enfouissement de ~50°C et domine l’assemblage magnétique jusqu'à ~350° C. A partir ~300°C, la pyrrhotite monoclinique (Fe7S8) se développe aux dépens de la magnétite, et à ~350°C, la magnétite n'est plus détecté. Ces résultats peuvent être utilisés en complément d'autres géothermomètres pour identifier les anomalies thermiques dans une gamme de de 50-70°C et de 300-350°C où les caractéristiques des minéraux magnétiques sont identifiées<br>Geometric models have been proposed to account satisfactorily for ramp-related folds (e.g. fault-bend fold), identifying in particular detachment depth and total shortening. These methods of geometric reconstruction are applied on partially eroded folds. During erosion, the fault cut-off may be removed and as a result, the displacement is difficult to quantify. In this thesis, we develop 11 thermo-geometric models combining geometric description of folds and burial data to propose kinematic evolution of folds with eroded cut-offs. We assume that the emplacement of a tectonic unit will result in a thermal anomaly in the footwall, and that this thermal anomaly might indicate a thickness of the overriding unit. The models provide an estimation of the detachment depth and the total shortening on an eroded ramp, independent of the erosion rate. In the case of active thrusts, the models provide an estimation of the slip rate and the age of the initiation of the thrust as a function of the erosion rate. These data are used to unravel the kinematic development of eroded cross-sections. We apply the models on eroded folds from Taiwan underlined by active thrusts in the Choshui and Miaoli sections. We propose regional balanced cross-sections using forward modeling technique. In the Choshui section, we propose a detachment profile with a depth between ~ 5 km and ~ 14 km, marked by two steps of ~ 5 km. Assuming erosion rate at 4 mm/a, the age of initiation of the active thrusts is ranging from 3.3 Ma inward (Tili thrust) to 0.9 Ma outward (Chelungpu thrust). The total shortening from the whole section is ~100 km and the calculated slip rate is about 1 cm/a. To test our models in a non-active fold-and-thrust belt, we study eroded folds associated to the Pine Mountain thrust and Jones Valley thrust from the Appalachian belt. The application of the thermo-geometric models provides a value of the total shortening and explains satisfactorily the thermal anomaly in the footwall of the Jones Valley thrust. In order to improve the description of the thermal anomaly, we have studied the evolution of magnetic minerals of argillaceous rocks in four sections from the Taiwan thrust belt. We found that the iron sulfide greigite (Fe3S4) is dominating the magnetic assemblage in the less buried rocks (&lt;70°C). The magnetite (Fe3O4) develops at burial temperature of ~50°C and is dominating the magnetic assemblage up to ~350°C. By ~300°C, the monoclinic pyrrhotite (Fe7S8) develops at the expense of magnetite, and at ~350°C, the magnetite is no longer detected. These results can be used complementary to other geothermometers to identify thermal anomalies in the range 50-70°C and 300-350°C where characteristic magnetic minerals are identified

Nous utilisons les observations tectoniques et géodésiques (GPS) pour modéliser la déformation actuelle et l'évolution mécanique de l'Anatolie-Egée. Dans notre approche, la déformation de la lithosphère est localisée sur les failles connues, traitées comme des dislocations dans un milieu élastique. Nous montrons que deux processus tectoniques se superposent à l'échelle lithosphérique : l'extension associée à la subduction hellénique et l'extrusion de l'Anatolie associée à la propagation de la Faille Nord Anatolienne (NAF). Depuis que la NAF a pénétré en Egée, ces processus interagissent mécaniquement. Nous montrons qu'une vaste zone d'endommagement se développe en avant de la NAF pendant que la lithosphère relaxe des déformations élastiques long terme. La NAF est ainsi devenue une faille transformante sur 3/4 de sa longueur. Le comportement élastique simple de la lithosphère continentale explique l'équilibre mécanique entre la rotation rigide de l'Anatolie et la déformation de l'Egée<br>Tectonic and geodetic observations (GPS) allow us to model the present-day deformation of the Anatolia-Aegean region and its mechanical evolution. In our approach, the deformation of the lithosphere is localised on known faults, treated as dislocations in elastic half-space. We show that two tectonic processes are superposed at the lithospheric scale : The extension associated with the Hellenic subduction and the extrusion of Anatolia associated with the propagation of the North Anatolian Fault (NAF). Since the NAF entered the Aegean, the two processes interact mechanically. We show that a large process zone forms at the front of the NAF, as the lithosphere relaxes long-term elastic strains. As a result the NAF has become a transform fault for 3/4 of its length. The simple elastic behaviour of the continental lithosphere explains the mechanical balance between the rigid rotation of Anatolia and the deformation of the Aegean

Dans les systèmes chevauchants la tectonique, l'érosion et la sédimentation interagissent pour créer des reliefs et des bassins syntectoniques. Le but de ce travail est d'aider à mieux comprendre et quantifier le contrôle exercé par ces trois phénomènes sur 1) la morphologie des reliefs; 2) la localisation des dépôts sédimentaires et les types de dépôt; 3) la localisation de la déformation. Dans ce but, et dans la première partie de mon travail, j'ai procédé au développement d'un modèle numérique comportant une simulation de la croissance incrémentale des plis par propagation de faille, couplée à une loi de diffusion rendant compte des transports superficiels (érosion et sédimentation). Ceci permet d'étudier la répartition de l'érosion et de la sédimentation en fonction de l'activité tectonique et des relations entre plissement/chevauchement. La mise en oeuvre des modélisations permet aussi une analyse de l'évolution des systèmes chevauchants. L'application à l'exemple du Subandin de Bolivie, montre que 1) L'évolution du prisme tectonique et la formation des grands bassins sont pour une grande part contrôlées par la géométrie du prisme initial ainsi que par celle du plan de décollement régional; 2) Les phénomènes superficiels qui permettent la formation de vastes bassins syntectoniques influencent la localisation de la déformation, en contrôlant la géométrie de la surface du prisme. Dans la seconde partie de ce travail la méthodologie mise au point, est appliquée aux Siwalik de l'Ouest Népal. Dans cette région, où le système chevauchant est de mieux en mieux contraint par des études de terrain, on observe également de vastes bassins transportés inégalement répartis sur la zone d'étude. Les modélisations montrent que le paramètre contrôlant au premier ordre le développement des bassins transportés est le pendage du plan de décollement. Un fort pendage du plan de décollement, qui induit une forte épaisseur des écailles tectoniques, favorise l'apparition de vastes bassins transportés. Dans le cas contraire, où le pendage du plan de décollement est faible, la forte pente de surface du prisme favorise l'érosion et les réactivations hors séquence. Ces résultats sont confirmés grâce aux coupes équilibrées effectuées dans l'Ouest Népal qui montrent que les bassins transportés se développent au-dessus d'un prisme tectonique épais (5500 m), alors que là où le système tectonique, incorporant des écailles, n'est plus épais que de 4000 m, on observe des réactivations d'un chevauchement interne. Les modélisations montrent , aussi, que le développement latéral des structures frontales par le biais de plis par propagation de faille, contrôle les morphologies du synclinal et du crêt situes en position interne. Ceci est confirmé par une étude morphostructurale qui montre que la structure frontale est constituée de tronçons assez courts qui se relaient et que la sédimentation et la morphologie du système sont contrôlés par ces relais. Dans les Siwalik de l'Ouest Népal, existe une lacune de sismicité, et les vitesses de raccourcissement instantanées sont faibles (2-7 mm/an). L'étude des terrasses alluviales des bassins syntectoniques, montre 1) que le remplissage holocène du Dun de Deukhury est largement dépendant de la localisation de l'activité tectonique le long des chevauchements limitant ces bassins, et formant des "barrages tectoniques"; 2) que l'enregistrement des variations climatiques est masqué par l'importance des phénomènes tectoniques; 3) que les vitesses de surrection de ces terrasses alluviales, déduites de datations au C14, permettent de calculer des vitesses moyennes de raccourcissement de l'ordre de 15 à 20 mm/an pour la période holocène; 4) qu'il existe de nombreuses réactivations hors séquence, se localisant le long d'un chevauchement intermédiaire, le MDT. Les faibles déformations actuelles déduites de mesures GPS ne sont donc pas représentatives de la déformation de cette partie de la chaîne himalayenne sur une longue période. Ces différences de vitesses entre déformations actuelles et déformations moyennes telles qu'elles sont enregistrées dans cette partie du Népal, témoignent d'un rallentissement momentané de la déformation qui pourrait être en accord avec une période intersismique d'un cycle sismique. Des périodes de relatif calme tectonique comme la période actuelle pourraient être suivies de période où l'activité tectonique est plus intense (le futur proche?). L'alternance de la localisation du raccourcissement le long des structures chevauchantes, frontales ou en position plus interne, suivrait un cycle de quelques milliers d'années. Une étape du cycle serait caractérisée par une activité tectonique concentrée sur le chevauchement frontal; une autre étape verrait l'activité tectonique se répartir équitablement entre la structurefrontale et un chevauchement en position interne.