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TP2: Analyses de déplacements sur zones de faille:Bogd (Mongolie), Californie

Segments inverses et décrochants

1. FAILLES ACTIVES

MONGOLIE

1. Identification de surfaces (segment inverse de Gurvan Bulag)

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2. Profils topographiques sur les segments inverses

Ritz et al., 2003

Tableau des âges obtenus sur le site de Gurvan Bulag

(dates de fin de mise en place des surfaces)

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A. Vue (prise en aval) de

l’escarpement de faille inverse

Gurvan Bulag, montrant le

système de surface emboîtées

B. Vue du même système de

surface emboîtées depuis la

surface S1 vers l’aval

Relations stratigraphiques

entre les surfaces S2 et S3:

S3 = coulée de débris

recouvrant la surface sableuse

S2 sur 20 cm à l’endroit du trou

S3 s’arrête avant d’atteindre la

trace de faille vers le bas

3. Datation de surfaces

(segment inverse de Gurvan

Bulag)

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3. Estimation de vitesse CUMULEE (ici, sur le segment décrochant)

Datation de S1 au 10Be sur le segment décrochant (Bogd, segment ouest)

100 m

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Segment décrochant

(Noyan Uul) : Rupture

unitaire en 1957 (M = 8)

-> Valeur du décalage: 5 m

-> Si le séisme de 1957 est

considéré comme

caractéristique, et la vitesse

constante, intervalle de

récurrence déduit:

- V = 1,5 mm/an

- X = 5 m

-> Tmoyen = 3300 ans

- Valeur du décalage horizontal?

- Intervalle de récurrence?

- Hypothèses pour cela?

3. Estimation de vitesse UNITAIRE (ici, sur le segment décrochant)

TP Vitesses sur failles (fin)

• MONGOLIE:

- Reporter dans un graphe déplacement (m) en fonction de l’âge (ka)

les informations issues de l’analyse spatiale et de terrain (10Be) sur les failles de Bogd (cône S1) et Gurvan Bulag (cônes S2, S3)

– Calculer les vitesses

- Déduire un temps de récurrence possible suite au séisme de 1957, avec des hypothèses que vous préciserez

- Discuter la comparaison des vitesses, avec ou sans le séisme de 1957 (prendre comme valeur moyenne 4.2 ± 0.3 m de glissement).

• BAÏKAL: idem sur exemple donné au C14

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CLES

• S2: Abandonment or the end of deposition of surface S2 in the studied place is dated at 131 ± 20 ka and its mean vertical offset is estimated at 19.8 ± 1.9 m. Of this total offset, 20–25% is due to the1957 event (4.2 ± 0.3 m). Because one cannot know when during the seismic cycle the marker formed, we bracketed the late Pleistocene-Holocene slip rates with mean total offset (19.8 m) and mean total offset minus the mean 1957 offset (15.6 m). Dividing these values bythe age of S2 yields upper and lower limits on the vertical slip rates of 0.16 ± 0.04 and 0.12 ± 0.03 mm/yr, respectively. We adopt a value of 0.14 ± 0.03 mm/yr for the vertical component of the slip.

Ritz et al., 2003

CLES

• S3: The end of deposition of surface S3 is dated at 16 ± 4.8 ka.Depending on whether most of the offset occurred before or after S3deposition (see section 2.3.3), the vertical offset is estimated to be 7.8 ± 0.4 or 17.3 ± 0.4 m. These values incorporate the 1957 offset. Asnoted previously, we do not know when the marker formedin the seismic cycle. Following the same line of reasoning as for surface S2, we bracket the vertical offset of S3 between 7.8 and 3.4 m or 17.4 and13.1 m. Dividing these values by the age of S3 deposits,we obtained two vertical slip rates for the last 16 kyr, 0.40 ± 0.11 and 1.05 ± 0.25 mm/yr, respectively

Ritz et al., 2003

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suite

• Whichever hypothesis we choose, whether most of the displacement observed on profiles 5 and 6 occurred before or after S3 deposits, it appears that the vertical slip rate of the Gurvan Bulag fault increases at the end of late Pleistocene. If we choose the first interpretation, and subtract 7.8 from 19.8 m, the late Pleistocene, between131 and 16 ka, vertical slip rate is 0.08 mm/yr, which is 5 times smaller than for thelast 16 kyr (0.4 mm/yr). The recurrence intervals for events similar to 1957 earthquake would be about 50 kyr during the late Pleistocene and10.4 ± 3.6 kyr during the last 16 kyr.

• If we choose the second interpretation, and if we subtract 17.3 m (S3 offset) from 19.8 m (S2 offset), the late Pleistocene vertical slip rate is0.03 mm/a. Consequently, the Gurvan Bulag slip rate would haveincreased drastically at the end of the late Pleistocene.

Conséquence

• This has important significance in terms ofseismic activity. If we assume repeated surface ruptures similar to that of 1957 (4.2 m), the Gurvan Bulag thrust fault would have remained mainly quiescent during the late Pleistocene period (130 ka-16 ka), with maximum one strong event. In contrast, there would have been fourevents during the last 16 kyr, with a recurrence interval of 4 ± 1.2 kyr.

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Bilan des vitesses: Périodes de quiescence?

Leçons:

(1) attention aux moyennes!

(2) Mesurer des intervalles de temps différents

Cas type d’une zone de subduction

(INTERPLAQUE, RAPIDE)Cas type des domaines continentaux

(INTRAPLAQUE, LENT)

Deux grands modèles actuelsModèles +/- empiriques

« Cycle » sismique : modèles