Rheological-layered basin under strike-slip deformation: analogue approach at crustal scale - Archive ouverte HAL Access content directly
Journal Articles Comptes Rendus. Géoscience Year : 2020

Rheological-layered basin under strike-slip deformation: analogue approach at crustal scale

Déformation décrochante d’un bassin à litage rhéologique : modélisation analogique à l’échelle crustale

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Abstract

In sedimentary basins, sediment type and deposit and burial conditions generate successivelayers with various rheologies reacting differently to boundary stresses. We used analoguemodelling to explore how a rheological-layered basin reacts to strike-slip displacements appliedto boundaries. Several experimental set-ups were tested by varying horizontal rheological layering(alternating viscous and cohesive layers) and displacement rates. All experiments generated a complexthree-dimensional deformation pattern localized into a narrow vertical band with thickened, thinnedand folded domains alternating along both strike and depth. This results in a succession of positiveand negative flower structures connected to the basal velocity discontinuity at depth and in a decouplingof deformation from one layer to another. Thinning and thickening variations display an alongstrikewavelength proportional to the layer thickness, an amplitude controlled by rheological layering,and in particular the strength contrast between each layer. The simultaneous genesis of shorteningand stretching structures during only one deformation stage is symptomatic of strike-slip boundaryconditions. These results indicate that caution should be exercised when postulating polyphaseddeformation fromoverprinting of different deformation styles.
Dans les bassins sédimentaires, la nature des sédiments, leurs conditions de dépôt et d’enfouissementproduisent un litage mécanique dont les niveaux rhéologiques réagissent différemmentaux contraintes appliquées aux limites. Une modélisation analogique a été déployée pour explorer ladéformation d’un système sédimentaires multicouche subissant des conditions décrochantes à ses limites.Plusieurs conditions expérimentales ont été testées : variation de la stratification rhéologique horizontale (alternance de couches visqueuses et cohésives) et quantité de déplacement. Toutes lesexpériences montrent une déformation complexe localisée dans un couloir vertical étroit, formée parune succession de structures en fleur positives et négatives connectées à la base du modèle. Les niveauxprésentent des variations dépaisseur (zones épaissies, amincies et ployées). Les variations destyle de déformation se produisent à chaque interface qui découple la déformation d’une coucheà l’autre. Les variations d’épaisseur d’un niveau présentent une longueur d’onde proportionnelle àl’épaisseur de la couche dont l’amplitude est contrôlée par la stratification rhéologique, et en particulierle contraste de résistance entre chaque niveau. La co-existence des structures en raccourcissementet en étirement pendant la même phase de déformation sont caractéristiques des conditionsaux limites décrochantes. Ce résultat remet en cause l’interprétation systématique d’une déformationpolyphasée, la présence de structures accommodant de déformation différentes.
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insu-02983560 , version 1 (30-10-2020)

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Attribution - CC BY 4.0

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Cite

Olivier Dauteuil, C Homberg, M Rocher, M Amarouche, Jean-Jacques Kermarrec, et al.. Rheological-layered basin under strike-slip deformation: analogue approach at crustal scale. Comptes Rendus. Géoscience, 2020, 352 (3), pp.213-223. ⟨10.5802/crgeos.38⟩. ⟨insu-02983560⟩
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