Entre sel et terre
Structures et mécanismes de la tectonique salifère
Jean-Pierre Brun/Xavier Fort
Vuibert
Préambule1
Avant-propos3
Chapitre 1. Du diapirisme à la tectonique salifère : évolution des concepts
et repères historiques5
1. Déplacements verticaux et déplacements horizontaux5
2. Un processus de déformation fragile-ductile et synsédimentaire6
3. La tectonique salifère dans le temps et l'espace9
4. Instabilité gravitaire : glissement synsédimentaire sur une pente ou étalement
sous l'effet de la charge sédimentaire ?11
Chapitre 2. Tectonique salifère et extension de la lithosphère13
1. Des rifts continentaux aux marges passives13
1.1 Le stade «rift continental»14
1.2 Le stade «marge passive»16
2. Tectonique salifère dans un bassin anté-rift16
3. Glissement gravitaire dans un bassin salifère post-rift : cas des marges passives19
4. Comparaison entre tectonique salifère post-rift et syn-rift24
Chapitre 3. La déformation des systèmes fragiles-ductiles25
1. Déformation des sédiments : failles et résistance en friction25
1.1 Mesure de la friction du sable25
1.2 Failles normales et failles inverses26
1.3 Résistance en friction29
1.4 Pression des fluides et chute de résistance30
2. Déformation ductile du sel31
Encadré 1 - «Fontaines» ou «glaciers» de sel ?
32
3. Déformation des bassins salifères en tant que systèmes fragiles-ductiles33
3.1 Profil de résistance33
Encadré 2 - Un témoin de déformation fragile-ductile active
au Yemen
36
3.2 Effets structuraux des variations de résistance fragile et ductile36
3.3 Implications en tectonique salifère39
Chapitre 4. Diapirs et diapirisme41
1. Diapirisme actif42
Encadré 3 - Des bassins salifères sans diapirs
43
2. Diapirisme par chargement sédimentaire différentiel44
3. Diapirisme d'origine extensive45
3.1 Origine des diapirs par extension localisée de la couverture sédimentaire45
Encadré 4 - La complexité des structures internes des diapirs de sel
48
3.2 Interaction entre
diapirisme extensif et sédimentation50
Encadré 5 - Les canopées de sel
55
4. Images sismiques de diapirs55
5. Diapirisme salifère dans les ceintures chevauchantes d'avant-chaîne57
Chapitre 5. Instabilités gravitaires61
1. Modes d'instabilité gravitaire dans les bassins salifères61
1.1 Les causes d'instabilité61
1.2 Les trois modes d'instabilité62
2. Étalement gravitaire par chargement sédimentaire différentiel63
2.1 Sel épais et couverture sédimentaire initiale extrêmement mince65
2.2 Sel épais
et couverture sédimentaire initiale mince66
2.3 Sel mince et couverture sédimentaire
initiale mince66
2.4 Comparaison des trois types d'étalement66
2.5 Calcul de la
surcharge nécessaire pour engendrer une déformation compressive au front du prisme
progradant67
3. Glissement-étalement gravitaire68
4. Mécanismes de la tectonique salifère sur les marges passives70
4.1 Arguments théoriques et expérimentaux70
4.2 Arguments géologiques avancés en
faveur de la charge sédimentaire considérée comme moteur unique de la tectonique salifère72
Encadré 6 - «Chargement sédimentaire différentiel» et «extraction du sel» : deux processus
inhérents au diapirisme
72
4.3 Arguments géologiques avancés en faveur du glissement-étalement73
4.4 Pente et sédimentation sur la marge d'Angola73
5. Un modèle synthétique de déformation gravitaire sur les marges passives75
5.1 Initiation et amplification75
5.2 Amortissement75
5.3 L'écoulement du sel76
5.4 Effets de la pente et de la sédimentation76
Chapitre 6. Modélisation du glissement-étalement79
1. Dispositif expérimental80
2. Développement temporel de la zonation structurale82
3. Effets de la pente85
Encadré 7 - La déformation de la couche de sel : une combinaison de cisaillement pur et de cisaillement
simple
87
4. Effets de la sédimentation87
Chapitre 7. Structures extensives91
1. Blocs basculés91
1.1 Relation entre étirement de la couverture sédimentaire et basculement de blocs93
1.2 Évaluation du basculement maximum94
1.3 Blocs basculés synsédimentaires et
courbure des failles96
Encadré 8 - Une couche de sel peut-elle disparaître par déformation ?
97
2. Horsts et grabens97
3. Rollovers98
4. Diapirs extensifs103
Encadré 9 - «Tortues» et «pseudo-tortues»
103
5. Signification mécanique de la zonation structurale : blocs basculés-rollovers-diapirs106
Chapitre 8. Structures compressives109
1. Chevauchements109
Encadré 10 - La transition continent-océan dissimulée par le sel110
2. Plis de croissance et diapirs compressifs111
Encadré 11 - Des sédiments «incorporés de force» dans la couche de sel par une compression
horizontale
116
3. Inversion des structures extensives118
4. Processus de développement de la zone de compression frontale120
Chapitre 9. Structures décrochantes123
1. Tectonique salifère en régime purement décrochant123
1.1 Les structures salifères du bassin de la mer Morte123
1.2 Mécanismes de la tectonique
salifère en régime décrochant126
2. Composantes décrochantes dans la tectonique salifère d'origine gravitaire
sur les marges passives132
3. Composantes décrochantes dans les écoulements «parallèles»133
3.1 Écoulement parallèle dans couloirs décrochants de bordure133
3.2 Couloir décrochant
intra-bassin135
Encadré 12 - Le paradoxe des rotations de blocs : cause de structures
compressives dans un domaine d'extension
139
4. Structures décrochantes dans les écoulements tridimensionnels «complexes»140
Encadré 13 - Les décrochements : des structures «peu sismiques» !
142
Conclusion145
Références citées148
Glossaire151
Index154