Conditions et mécanismes de genèse d’instabilités de glissement dans une zone de subduction
Résumé
La compaction, la déformation et la diagenèse sont autant de processus
qui modifient la rhéologie des sédiments accrétés au prisme d’accrétion
ou enfouis en subduction. A l’image de ces modifications rhéologiques
majeures, les mécanismes de déformation dans la partie superficielle
(<40 km de profondeur) d’une zone de subduction sont multiples, du
glissement asismique aux mécanismes de déformation procédant d’instabilités
comme les mégaséismes ou les séismes lents.
Les relations entre les propriétés du matériau (porosité, lithologie, microstructure,
pression de fluide) et son comportement mécanique sont
encore mal comprises. De ce fait les mécanismes contrôlant la genèse
d’instabilités sont encore débattus.
Notre étude, qui consiste en une approche expérimentale, vise à explorer
de manière couplée les effets de la déformation et de la diagenèse
(transformation smectite-illite) sur la genèse d’instabilités de glissement
et d’en déterminer les mécanismes déclencheurs.
Pour cela nous avons réalisé des tests triaxiaux en compression sur des
siltstones peu déformés provenant du paléo prisme d’accrétion de Boso
(Japon). Trois séries de tests ont été réalisées pour des pressions de
confinement allant de 50 à 200 MPa :
(1) À température ambiante sur échantillons naturels - pour identifier les
modes de déformation et la rhéologie des échantillons naturels de départ
(2) À 300°C sur échantillons naturels - pour évaluer les effets des réactions
diagénétiques en cours sur la rhéologie
(3) À température ambiante sur échantillons naturels préalablement illitisés
expérimentalement en autoclave - pour estimer l’effet d’un enrichissement
en illite sur la rhéologie de ces roches Les résultats d’expériences
montrent que les instabilités sont uniquement générées dans
les expériences conduites à 300°C (comportement de type stick-slip).
Ceci indique donc que les réactions diagénétiques en cours (transition
smectite-illite, déshydratation des smectites) pourraient constituer un
des mécanismes source d’instabilité.