PDF : Les failles partie 4 : Comportements - elements

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
Cisaillement dans un niveau siliceux au sein de calcschistes.
Zone liguro-piémontaise, Corse (cliché Y. Lagabrielle, Montpellier)
Les failles : partie 4
Comportements cassant et ductile, les déformations aux
échelles crustale et lithosphérique.
Voir chapitres 14
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Extrait du site elements-geologie.com, complémentaire du livre Éléments de géologie 15e éd. de Maurice Renard, Yves Lagabrielle, Erwan Martin et Marc de Rafélis, © Dunod Editeur, 2015.
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En 4 parties

1. Introduction : que deviennent les failles en profondeur ?
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).
E W
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 ?
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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.
2. Comportement des roches dans les zones de faille à l’échelle crustale : le domaine cassant
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….
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.
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2. Comportement des roches dans les zones de faille à l’échelle crustale : le domaine cassant
(suite)
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)
B A
C
D
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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.
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
Gouges non cohésives et cataclasites cohésives
2. Comportement des roches dans les zones de faille à l’échelle crustale : le domaine cassant (fin)
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. Ci-
contre, pseudotachylites du massif Dora Maira,
cliché P. Monié, GM Montpellier.
(cliché Y. Lagabrielle, GM, Montpellier)
(cliché Y. Lagabrielle, GM, Montpellier)
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