NE -Brésil

Evidence of coherent crust- mantle deformation? fossil wrench faults: SE Brazil aeromagnetic anomalies

Middle to lower crust Além-Paraiba shear zone (SE Brazil): • 20-25km deep • <5km wide • HT-LP (750°C) • Mostly mafic granulite • No in-situ partial melting • Synkinematic magmatism • HT deformation mechanisms: dislocation creep + diffusion

Madagascar shear zone system: • Felsic middle crust to mafic lower crust • Faults up to 30km wide • HT (750°C ± 50°C), low to interm P • Synkinematic melting and magmatism • HT deformation mechanisms: dislocation creep + diffusion Martelat et al. 2000 10 km 20 km

10 km Antanimora SZ ~25 km de large

Continental-scale wrench faults in the deep crust and in the mantle Seismic anisotropy: • Most (but not all?) large wrench faults deform the lithospheric mantle • Fault width in the mantle ≥50km (w<<50km: no related seismic anisotropy) • Coherent flow directions in the lithosphere and asthenosphere ? Teyssier and Tikoff 1998 Vauchez and Tommasi 2003 Major wrench faults in the ductile crust: • Strain localized even at partial melting temperatures • Fault width (up to 30 km) controlled by yield stress (composition + synkinematic geotherm) and imposed offset. • Channeling of fluids (magmas, CO2…) Leloup et al. 1995, 1999

Comment est-ce que cela fonctionne ? Ex: Effet de la température et du taux de déformation sur la résistance Comment est-ce que cela fonctionne ? Comment est maintenue la compatibilité de la déformation?

Pour bien grimper une côte, il faut savoir changer de vitesse… Le travail nécessaire peut-être effectué de manière différente adaptée à des capacités différentes

Le mouvement relatif d'un bloc par rapport à l'autre, constant sur la profondeur pour une durée suffisamment longue, peut-être accommodé par des mécanismes de déformation différents, à des taux de déformation différents, affectant des volumes de roches différents. Rupture, cataclase, fluage dislocation ou fluage diffusion sous de conditions de T° croissantes permettent de maintenir une cohérence mécanique en permettant le déplacement relatif des blocs

Effet de la géométrie des failles Différence entre décrochement (pendage vertical) Et failles normales ou inverses (pendage modérée à faible) Interaction avec le litage rhéologique de la lithosphère

Toutes les failles ne sont pas ancrées dans le manteau Himalaya Jura Effet du litage rhéologique de la croûte sur les failles inverses et normales…

Retour vers la rhéologie des failles

Comportement mécanique aux diverses profondeurs Cassant Ductile Fault …/…

Croûte sismogénique comportement élasto-plastique

Croûte et manteau lithosphérique ductiles comportement visco-plastique Seuil de contrainte Viscosité

Lithosphère "mécanique" (élasto-visco-plastique) Modèle rhéologique 1D de la lithosphère (très simplifié…) Comportement fragile (élasto-plastique) de la croûte supérieure Comportement visco-plastique (ductile) de la croûte supérieure Lithosphère Comportement visco-plastique) du manteau supérieur Les plaques sont donc resistante à la déformation, d'ou la definition des plaques rigides… Asthénosphère Comportement quasi-visqueux du manteau supérieur Contrainte nécessaire pour obtenir une vitesse de déformation de (10-14 s-1) - Résistance à la déformation

Approche mécanique simplifiée des couplages Croûte sismogénique ? Croûte ductile ? Manteau lithosphérique ductile 1) Les 4 couches sont incapables de se déformer aux mêmes constantes de temps 2) ? Asthénosphère

Open questions : Connecting the seismogenic crust with the mantle • Effect of large earthquakes on strain localization in the ductile regime? Brittle Ductile Fault localized ductile flow Distributed ductile flow Bien entendu, la transition fragile-ductile n'est pas aussi brutale… Il y a un passage progressif d'un comportement dominant à l'autre. animation from Laurent Montési

Chargement - Déchargement Modèle Conceptuel Le mouvement soudain de la faille sismique charge élastiquement la partie ductile de la faille La zone de cisaillement accélère subitement Le fluage réduit la contrainte appliquée La zone de cisaillement ralentit progressivement Denalli 2002, 7.9=> 300mm/an pendant 0,1 an puis 100mm/an pendant 1,5 ans Exemple du séisme de Denali (Alaska, 2002, M7,9)

Déformation "long terme" Mise en charge No slip Chargement "par le bas" Intersismique? Les plaques sont donc resistante à la déformation, d'ou la definition des plaques rigides… Déformation "long terme"

Couplage/Découplage "Mise en charge"? Couplage partiel ? Les deux couches : Croûte fragile/croûte ductile Croûte/manteau Lithosphère/asthénosphère Dans tous les cas le déplacement est vers la gauche D - Dorsales océaniques, entraînement par l'asthénosphère - Passe à C en s'éloignant de la dorsale lorsque la traction de la plaque devient prépondérante "Mise en charge"? Couplage partiel ?

Les plaques sont donc resistante à la déformation, d'ou la definition des plaques rigides…

Couplage lithosphere-asthenosphere Les plaques sont donc resistante à la déformation, d'ou la definition des plaques rigides…