Les failles : partie 4 Comportements cassant et ductile, les déformations aux échelles crustale et lithosphérique.

Documents pareils
Thème Le domaine continental et sa dynamique

L E BILAN DES ACTIVITÉS

Géodynamique. Unité d introduction et de socle commun aux 5 UE optionnelles choisies au second semestre de l'année de Master 1

INFLUENCE de la TEMPERATURE. Transition ductile/fragile Choc Thermique Fluage

CHAPITRE 6 : LE RENFORCEMENT DU MODELE PAR SON EFFICACITE PREDICTIVE

Séquence 1. Le domaine continental et sa dynamique : caractéristiques et évolution de la lithosphère continentale. Sommaire. Chapitre 1.

Presque tout sur le Quartz

Manuel. Tome 1 : Fondements. de Mécanique des Roches. par le Comité français de mécanique des roches Coordonné par Françoise Homand et Pierre Duffaut

Introduction. Henri Poincaré

Chapitre 5 Mesures géophysiques

Chapitre XIV BASES PHYSIQUES QUANTITATIVES DES LOIS DE COMPORTEMENT MÉCANIQUE. par S. CANTOURNET 1 ELASTICITÉ

L ÉNERGIE C EST QUOI?

Quel avenir pour l énergie énergie nucléaire?

[24] Le chronomètre lutetium-hafnium. [1] Le processus de la fusion nucléaire primordiale (le Big Bang)

Défi Transition énergétique : ressources, société, environnement ENRS Projet Exploratoire PALEOSTOCK

Eléments de caractérisation des diamants naturels et synthétiques colorés

Processus de rupture dans les roches fragiles : déformations, variations de perméabilité et émission acoustique

La fonte des glaces fait-elle monter le niveau de la mer?

RÔLES DE LA MICROSTRUCTURE ET DE LA COMPOSITION MINERALOGIQUE DE SOLS ARGILEUX DU BASSIN DE PARIS SUR LEUR SENSIBILITE AU RETRAIT - GONFLEMENT

La gestion à long terme des déchets de haute activité et/ou de longue durée de vie. Options

Notre réseau en France 4. Pierre naturelle d intérieur 5 Sols 6 Murs 24 Plan cuisine sur mesure 30

Le gaz de schistes : son exploitation

Caractéristiques des ondes

Poser un carrelage mural

Les calottes polaires Isostasie Champ de température

Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

AVEC ARDEX, vous MORTIERS DE JOINTOIEMENT ARDEX

«Tous les sons sont-ils audibles»

Principe d assemblage Structure modulaire CAPENA bassin rectangulaire avec escalier Hauteur panneaux 1,2 ou 1,5 mètres Montage sur pieds

Interprétation de l'affleurement 3: a: argilites compactes, b: niveaux oxydés, a: argilites shistées, riches en charbon (bitumineuses)

Comment expliquer ce qu est la NANOTECHNOLOGIE

FORD C-MAX + FORD GRAND C-MAX CMAX_Main_Cover_2013_V3.indd /08/ :12

Ressources minérales et Hydrocarbures. Hedi SELLAMI Centre de Géosciences MINES ParisTech

Salle de technologie

T i t l e : Université de Nice - Sophia Antipolis (UNSA) - UFR Faculté des Sciences

enquête pour les fautes sur le fond, ce qui est graves pour une encyclopédie.

Visualisation des produits de l'alcali-réaction par fluorescence Extension de la méthode au diagnostic sur ouvrage

Présenté par : Dr Asmae Nouira. Novembre Hanoi Journées Scientifiques Inter-Réseaux AUF

TECHNIQUES: Principes de la chromatographie

RAPPORT D INTERVENTION. Résidence Les Hauts de Fontsainte Allée Louis Benet & chemin du Baguier LA CIOTAT

SOL FORTE ÉPAISSEUR INDUSTRIAL FLORIM

Blocs ID Craft Commentaires Infos Méta-données

Pour l environnement. Strength. Performance. Passion.

Panneau solaire ALDEN

1. L'été le plus chaud que la France ait connu ces cinquante dernières années.

1 Mise en application

OPTIMISATION D ADDUCTION DDUCTION D EAU POTABLE. Ville de Thouars. Deux Sèvres

Fluorescent ou phosphorescent?

ACADEMIE DE MONTPELLIER UNIVERSITE MONTPELLIER II THESE

Séquence 4. Comment expliquer la localisation des séismes et des volcans à la surface du globe?

Modélisation couplée des processus de surface et souterrains pour prédire la distribution spatiale de l'évapotranspiration.

Correction TP 7 : L organisation de la plante et ses relations avec le milieu

Dominique Chapellier & Jean-Luc Mari

Niveau 2 nde THEME : L UNIVERS. Programme : BO spécial n 4 du 29/04/10 L UNIVERS

COMMENT CREER VOS BANDES GRAND FORMAT?

APPLICATION DE LA PROSPECTION ÉLECTRIQUE A L'ÉTUDE DES NIVEAUX D'ALTÉRATION

CODEX ŒNOLOGIQUE INTERNATIONAL. SUCRE DE RAISIN (MOUTS DE RAISIN CONCENTRES RECTIFIES) (Oeno 47/2000, Oeno 419A-2011, Oeno 419B-2012)

DISS. ETH NO LINKING SERPENTINIZATION, FLUID FLUXES, MASS TRANSFER AND MICROBIAL ACTIVITY AT LOST CITY: GEOCHEMICALAND ISOTOPIC CONSTRAINTS

RELEVE D ETAT DU PONT DES GRANDS-CRÊTS. On a procédé une auscultation visuelle entre le 23 et le 29 mars 2007.

Isotopes de l environnement dans le cycle hydrologique. Volume IV

1. Introduction 2. Localiser un séisme 3. Déterminer la force d un séisme 4. Caractériser le mécanisme de rupture d un séisme

Territoire3D. Descriptif de contenu. Institut Géographique National. Date du Document : Mars 2011

Drainage de maches anti-remontée à l humidité. Pour la pose de carreaux en céramique et de pierres naturelles/dalles sur des escaliers extérieurs.

Hercules Monte-escalier pour escalier avec des courbes

EXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points)

En quittant le Diocèse de Toulouse

Relation entre deux variables : estimation de la corrélation linéaire

Défi 1 Qu est-ce que l électricité statique?

Défauts dan les sachets souples état date stérilisables en autoclave nouveau 31/05/2002 Caractérisation et classification

FORMATION ET FONCTIONNEMENT D'UNE ETOILE

Infestation par Dipylidium caninum,

1. IDENTIFICATION ET LOCALISATION GEOGRAPHIQUE 2. DESCRIPTION DE LA MASSE D'EAU SOUTERRAINE CARACTERISTIQUES INTRINSEQUES

Placettes vers de terre. Protocole Fiche «Description spécifique» Fiche «Observations»

Les sols, terreau fertile pour l EDD Fiche activité 3 Que contient un sol?

Parcours de visite, lycée Exposition: LA RADIOACTIVITÉ De Homer à oppenheimer

L énergie sous toutes ses formes : définitions

Indicateur : population présente tout au long de l année dans les départements littoraux métropolitains

Test d immunofluorescence (IF)

JEU VIDEO : UN NOUVEAU COMPAGNON par Colette KELLER-DIDIER

AVIS. Objet : Demande de permis d environnement pour l aménagement et l exploitation d un terrain d entraînement de sport moteur à ROCHEFORT

L eau invisible 1 Tous les sols contiennent-ils de l eau?

L échelle du ph est logarithmique, c està-dire

On peut être «lourd» et agile!

2 e partie de la composante majeure (8 points) Les questions prennent appui sur six documents A, B, C, D, E, F (voir pages suivantes).

Panorama de l astronomie

Rayonnements dans l univers

la comparaison des ampoules

Anne Vanasse, agr., Ph.D. Université Laval. Le chapitre 3. Les rédacteurs

Le livre numérique désigne le contenu de lecture que l on intègre dans ces liseuses. Ses synonymes sont : le livre électronique, l ebook et le livrel.

1- Maintenance préventive systématique :

DIFFRACTion des ondes

Ray-grass anglais auto-regarnissant

FUSION PAR CONFINEMENT MAGNÉTIQUE

N09 Viaduc de Chillon

L ÉLECTRICITÉ, C EST QUOI?

Fête de la science Initiation au traitement des images

La Chapelle de la Ferme d Ithe

Application à l astrophysique ACTIVITE

La Photographie - Page 1 / 13

Transcription:

Les failles : partie 4 Comportements cassant et ductile, les déformations aux échelles crustale et lithosphérique. Sommaire En 4 parties 1. Que deviennent les failles en profondeur? 2. Comportement des roches dans les zones de faille à l échelle crustale : le domaine cassant 3. Comportement des roches dans les zones de faille à l échelle crustale : le domaine ductile 4. Conclusion : le profil de résistance à l échelle lithosphérique Voir chapitres 14 Découvrez la 15 e édition du «Pomerol» tout en couleurs, Éléments de Géologie (Dunod, 2015, M. Renard, Y. Lagabrielle, E. Martin, M. de Rafélis), à jour des dernières connaissances de la recherche en géosciences. Un livre qui répond aux exigences des étudiants, des candidats aux concours, des enseignants, des chercheurs Et de l amateur éclairé! Cisaillement dans un niveau siliceux au sein de calcschistes. Zone liguro-piémontaise, Corse (cliché Y. Lagabrielle, Montpellier) Toute l info sur ce livre << Tous les reportages de terrain de elements-geologie.com

1. Introduction : que deviennent les failles en profondeur? Voici les questions que l on peut se poser à la vue de cette faille inverse du front tectonique andin. 1. Que deviennent les failles majeures lorsque la profondeur augmente? 2. Comment se comportent les roches en profondeur alors que la température augmente pour s approcher des conditions de plasticité maximale des minéraux de la croûte continentale et des limites de leurs champs de stabilité? E W Vue sur une faille inverse affectant les ignimbrites de la formation Ibanez, à quelques centaines de mètres du front principal de la chaîne, en Patagonie centrale (paso Roballos) (cliché Y. Lagabrielle).

2. Comportement des roches dans les zones de faille à l échelle crustale : le domaine cassant Dans la partie tout à fait supérieure de la croûte, les roches se brisent le long des plans de faille. Une faille peut avoir tendance à s élargir pour devenir progressivement une zone broyée dont l épaisseur devient décimétrique à métrique. Il se forme alors des brèches de failles non cohésives. Plusieurs failles subparallèles peuvent former un réseau anastomosé. En raison de l altération active à basse température et du fait de l importante circulation des fluides météoritiques dans les failles, les roches broyées sont rapidement transformées en argiles si la minéralogie de départ est favorable. Les zones de faille ont alors une faible cohésion. Elles renferment des brèches dont les éléments peuvent s arrondir et qui se présentent comme une succession de petites amygdales sigmoïdes beurrées d argiles. Ces roches de faille argilisées des domaines superficiels sont nommées des gouges. Plus bas dans la croûte, jusqu à environ 15 Km de profondeur, les roches sont toujours cassantes, mais les brèches de failles sont cimentées par des précipitations minérales et par les recristallisations métamorphiques. On parle de cataclasites..plus profondément encore, c est le domaine de la déformation ductile.

2. Comportement des roches dans les zones de faille à l échelle crustale : le domaine cassant (suite) A B D C Exemple de failles dans le domaine superficiel. Les failles séparent des volumes rocheux dans lesquels la déformation est nulle. La déformation est dite discontinue. A : coupe à travers un décrochement composé de plusieurs branches anastomosées (Iran, cliché S. Dominguez, GM Montpellier) B : failles obliques conjuguées recoupant des ignimbrites jurassiques (Patagonie, cliché Y. Lagabrielle, GM Montpellier) C : plan de faille normale polissant une cataclasite dans une zone broyée (Grèce, cliché P. Labaume, GM Montpellier) D : une cataclasite recoupant des tufs rhyolitiques observée par la tranche (Patagonie, cliché Y. Lagabrielle, GM Montpellier)

2. Comportement des roches dans les zones de faille à l échelle crustale : le domaine cassant (fin) Gouges non cohésives et cataclasites cohésives La photo ci-contre, à droite, montre le contact de base d une nappe de charriage comprenant une série de pélites brunes et de radiolarites, en Grèce (contact d âge Jurassique supérieur entre les zones Pélagonienne et Maliaque). On voit la zone broyée de base de nappe et une faille oblique, annexe du contact basal principal. Noter le stylo dans le cercle donnant l échelle. (cliché Y. Lagabrielle, GM, Montpellier) La photo ci-contre, à gauche, montre une cataclasite cohésive. Fragments blancs de péridotite serpentinisée dans une matrice siliceuse. Failles normales au sein des Ultrabasites, Nouvelle- Calédonie (cliché Y. Lagabrielle, GM, Montpellier) Remarque. Les pseudotachylites sont des roches de faille formées par la vitrification d un verre produit lors du frottement très rapide des lèvres d une faille. Elles ont l apparence d un verre basaltique (tachylite) et forment de minces bandes effilées parallèlement aux failles ou bien des filonnets injectés perpendiculairement. Elles témoignent d événements paléosismiques. Cicontre, pseudotachylites du massif Dora Maira, cliché P. Monié, GM Montpellier.

3. Comportement des roches dans les zones de faille à l échelle crustale : le domaine ductile (cliché Y. Lagabrielle, GM, Montpellier) Photo ci-dessus : un échantillon représentatif des roches déformées dans le domaine ductile. Les métagranites de la zone broyée sud-armoricaine. L échantillon présente une texture mylonitique témoignant d un très fort taux de cisaillement. La déformation envahit l ensemble de la roche mais se concentre aussi dans des bandes de cisaillement. A gauche, schéma montrant les gradients de déformation opposés à l approche d une bande de cisaillement ductile. Au delà de l isotherme 350 C, on passe une limite rhéologique majeure dans la croûte continentale. On quitte le domaine cassant, où se produisent les séismes, pour entrer dans le domaine ductile, où la déformation se fait sans rupture, par fluage. Les roches déformées acquièrent une foliation. On se situe dans des conditions plus sévères que celles du métamorphisme schistes verts. La déformation est distribuée dans des volumes plus importants, ce que l on a représenté sur le schéma ci-contre par une multiplication des bandes de cisaillement ductile.

3. Comportement des roches dans les zones de faille à l échelle crustale : le domaine ductile - exemples Exemple de déformations dans le domaine profond, ductile. A l échelle de l affleurement (A, B), comme à l échelle de l échantillon ou de la lame mince (C), le propre de la déformation ductile est de se répartir largement dans le volume déformé. A C B La déformation est dite continue. Attention toutefois, la déformation peut se concentrer dans certains cas en privilégiant des bandes de cisaillement qui peuvent absorber des déplacements importants. C est ce que l on peut observer entre deux unités profondes distinctes. A : micaschistes, socle pré-mésozoïque, Chili (cliché Y. Lagabrielle) B : métasédiments supra-ophiolitiques, Serra de Pigno (Corse)plissements d une foliation antérieure (cliché Y. Lagabrielle, GM, Montpellier) C : une ultramylonite, résultat du cisaillement intense d un granite entre 400 et 700 C. Alternance de niveaux clairs et sombres de quartz et de feldspaths recristallisés en minuscules néograins (invisibles même au microscope) et de micas. Les feldspaths reliques sont en taille et en nombre réduit. (cliché A. Gébelin, GM Montpellier) 1 mm

3. Comportement des roches dans les zones de faille à l échelle crustale : domaine ductile les limites Les limites du domaine ductile Limites vers les conditions de P et T croissantes : Dans les conditions d enfouissement et de température qui permettent la fusion partielle des roches de la croûte continentale, comme par exemple des métasédiments, le comportement ductile est facilité par la présence de feuillets de magma injectés entre des couches de micaschistes. La viscosité de l ensemble est ainsi très largement abaissé. Dans ces conditions, le fluage de la croûte est maximum, les déformations se font pour des contraintes déviatoriques minimes. Il en résulte des roches intensément plissotées, les migmatites, où alternent des feuillets de méta-sédiments non fondus et des feuillets de granitoïdes à texture équante. Migmatites, socle pré-mésozoïque, Chili (cliché Y. Lagabrielle) Limites vers les conditions de P et T décroissantes : Lors de l exhumation des parties profondes de la croûte, les roches passent du domaine de la déformation ductile au domaine de la déformation cassante. Des zones de failles apparaissent qui recoupent la foliation acquise dans le domaine ductile. 1 cm Une illustration du passage ductile/cassant. Ce quartzite phylliteux des schistes lustrés du Queyras (ancienne radiolarite?) montre une belle foliation à quartz, amphiboles vertes et micas, recoupée par des zones de cisaillement non cassantes et des failles associées, déterminant une crénulation de type kink (cliché Y. Lagabrielle).

3. Comportement des roches dans les zones de faille à l échelle crustale : le domaine ductile les processus Les processus à l œuvre dans le comportement ductile La déformation continue qui caractérise le comportement ductile se produit soit par glissement le long des plans du réseau des cristaux d une roche - c est la déformation plastique sensu stricto, soit par la diffusion orientée d atomes s échappant du réseau et se rassemblant ailleurs. Le glissement peut s opérer le long de plans de macles (variables en fonction de la température). La diffusion pourra conduire à une néo-cristallisation d un minéral de la même espèce ou bien, par réactions avec d autres atomes diffusés, conduire à la recristallisation de nouvelles espèces minérales : c est la cristallisation métamorphique syntectonique. La diffusion orientée explique la cristallisation de néo-grains dans les lits des mylonites. Les modes diffusifs sont favorisés par la circulation des fluides. La plasticité d un minéral est due à l existence de défauts cristallins de divers types (dislocations et macles par exemple) qui migrent vers les bords des grains sous l effet de la contrainte déviatorique et permettent le fluage. Cette plasticité est très dépendante de la température. Ci-contre, deux exemples du fluage des carbonates dans les conditions du métamorphisme schistes bleus. A : calcaires du Mont Olympe, Grèce. B : calcaires supra-ophiolitiques, Corse (clichés Y. Lagabrielle) A Le marteau donne l échelle B Les seuils de plasticité sont différents pour les divers minéraux les plus abondants de la croûte. La calcite peut fluer à des températures assez basses grâce à l activation d un plan d une de ses macles (entre 0 et 300 C). Le quartz flue dès 350 C et le feldspath potassique au delà de 400 C. Ceci explique la présence de porphyroclastes de feldspaths et non de quartz, dans les gneiss œillés.

4. Conclusion : le profil de résistance à l échelle lithosphérique Si l on considère maintenant l échelle de la lithosphère, il convient de rappeler que vers 800 C, en base de croûte continentale inférieure, les péridotites de la lithosphère continentale se trouvent dans des conditions où la déformation est cassante car le seuil de plasticité pour l olivine se trouve aux alentours de 1200 C pour les conditions de pression considérées. On peut alors construire le diagramme suivant qui résume les lois de comportement rhéologique de la lithosphère continentale : un quadricouche fragile/ductile/fragile/ductile.