- Faille (géologie)
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Faille
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En géologie, une faille est un plan ou une zone de rupture le long duquel deux blocs rocheux se déplacent l'un par rapport à l'autre. Ce plan divise un volume rocheux en deux compartiments qui ont glissé l'un par rapport à l'autre. Ce déplacement et la déformation cisaillante sont dus aux forces exercées par les contraintes tectoniques, qui résultent de la tectonique des plaques.
Les failles existent depuis l'échelle microscopique (millimétrique) jusqu'à celle des plaques tectoniques (plusieurs centaines de kilomètres). Les grandes failles se trouvent aux limites de plaques et aussi au sein des zones déformées intraplaques.
Les failles actives sont responsables de la majorité des tremblements de terre. Ceux ci sont dus au glissement rapide (quelques secondes à quelques dizaines de secondes) sur le plan de faille lors du brusque relâchement des contraintes accumulées de façon élastique pendant une longue période intersismique.
Sommaire
Types de failles
Suivant le type de mouvement relatif, on définit trois types de failles : normale, décrochement, inverse.
Normale
Représentation schématique d'une faille normale
Une faille normale accompagne une extension ; le compartiment au-dessus de la faille ("toit") descend par rapport au compartiment situé en dessous de la faille ("mur"). La partie affaissée située entre deux failles normales à pendage opposé est appelée graben. La partie soulevée entre deux failles normales à pendage opposé est appelé horst. Les failles normales d'importance régionale présentant un faible pendage peuvent être appelées "failles de détachement".
Faille normale en bordure de Þingvellir (Islande)
Inverse
Représentation schématique d'une faille inverse
Une faille inverse, ou chevauchement accompagne une compression ; le compartiment au-dessus de la faille ("toit") monte par rapport au compartiment situé en dessous de la faille ("mur").
Décrochement
Faille décrochante de San Andreas (dextre)
Représentation schématique d'une faille décrochante, ici un décrochement sénestreUn décrochement accompagne un mouvement de coulissage; les décrochements purs (faille verticale et déplacement horizontal) ne s'accompagnent d'aucun mouvement vertical. Les décrochements peuvent être dextre ou sénestre, suivant que le compartiment opposé à l'observateur se déplace vers la droite ou la gauche (respectivement).
Relation avec les séismes
La rupture et le glissement le long de la faille s'accompagnent d'un tremblement de terre. Dans les cas relativement rares de glissement libre, apparemment asismique (sur les temps d'observation humaine), on parle de « creeping ».
Association des longueurs, profondeur, épaisseur, complexité
Dimensions
Il existe une relation entre :
- la longueur de la faille (en carte)
- la profondeur de la faille
- le mouvement total sur cette faille
- l'épaisseur de la zone fracturée
On peut souvent considérer qu'une faille longue d'environ 10 km affecte une épaisseur de roche d'un kilomètre environ, pour un mouvement total hectométrique (~100 mètres) et une épaisseur de la fracturée décamétrique (~10 mètres). Cette relation géométrique est néanmoins très variable suivant le contexte et le type de faille [réf. nécessaire].
Structures associées à une déformation cassante
Transition cassant-ductile
La transition entre la déformation ductile, continue et la déformation cassante (discontinue, faille) dépend de la vitesse de déformation, de la minéralogie de la roche encaissante et de la structure de la roche (présence ou non d'anisotropies).
Il est classiquement admis que la transition ductile-cassant se situe vers 15 km de profondeur pour le granite [1]
La transition cassant-ductile se fait à une température de 100 °C pour l'argile, 250 °C pour le calcaire, 450 °C pour le granite, 550 °C pour le gabbro et 650 °C pour la péridotite. Elle se fait donc à environ 4 km de profondeur pour les roches sédimentaires, 15 km pour le granite et 60 km pour la péridotite.
Liens entre fracturation, broyage et modifications chimiques
Les failles sont fréquemment associées à des circulations de fluides (eau minéralisée, entre autres) et à des minéralisations associées (calcite, quartz, chlorite, épidote, hématite, etc) suivant les conditions minéralogiques et thermiques. Le broyage associé au mouvement forme des brèches de faille (incohésives) ou des cataclasites (cohésives) appelées mylonites. L'altération chimique provoque la formation d'argiles (gouge de faille, de brèches, de cataclasites, etc.)
Voir aussi
Articles connexes
Référence
- ↑ Scholtz, C.H., 1988, The brittle-plastic transition and the depth of seismic faulting: Geologische Rundschau, v. 77, p. 319-328.
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