Relais de dykes mimant des failles transformantes, lit de la Sand River, Afrique du Sud

Pierre Thomas

Laboratoire de Sciences de la Terre / ENS de Lyon

Olivier Dequincey

ENS de Lyon / DGESCO

08/11/2010

Résumé

Dykes décalés : relais de type transformant.



Les dykes de la Sand River (Afrique du Sud) permettent de voir des relais de dykes qui ne sont pas sans rappeler les failles transformantes décalant les dorsales océaniques. Nous allons étudier (1) les similitudes et les différences entre ces relais de dykes mimant une faille transformante et un simple dyke affecté par une faille décrochante, et (2) les similitudes et différences entre ce type de relais de dykes et une faille transformante océanique.


 

Figure 3. Gros plan sur le dyke décalé, lit de la Sand River, Afrique du Sud

Gros plan sur le dyke décalé, lit de la Sand River, Afrique du Sud

Figure 4. Gros plan annoté sur le dyke décalé, lit de la Sand River, Afrique du Sud

Gros plan annoté sur le dyke décalé, lit de la Sand River, Afrique du Sud

Quand on étudie rapidement ce dyke décalé, on pourrait résumer l'histoire locale de la façon suivante : stade (1) mise en place du dyke, et stade (2) fonctionnement d'une faille décrochante dextre le long de la droite AF affectant le dyke. Comme un peu de basalte s'est injecté dans le segment CD, on pourrait proposer une contemporanéité entre les stades 1 et 2. La figure suivante résume cette interprétation.

Figure 5. Interprétation rapide (et fausse) du décalage de dykes des figures 1 à 4

Interprétation rapide (et fausse) du décalage de dykes des figures 1 à 4

Au stade (1), un dyke se met en place avec écartement (de 5 cm) des 2 compartiments. Au stade (2), un décrochement dextre décale l'ensemble d'une dizaine de cm.


Un examen attentif des photos 3 et 4 montre que l'interprétation de la figure 5 est fausse. En effet, on voit très bien que la foliation des migmatites n'est pas affectée par le décrochement sénestre supposé entre les points A et B, ou E et F. Un décrochement décalant le dyke d'une dizaine de centimètres aurait également décalé la foliation préexistante sur toute la largeur de l'image. Il faut donc proposer une deuxième explication, qui n'est pas sans rappeler le fonctionnement d'une faille transformante.

Deux dykes s'ouvrent simultanément et en relais, c'est-à-dire sans être dans la prolongation l'un de l'autre. Alors, l'ouverture simultanée de ces dykes entraîne un décrochement entre les 2 dykes seulement, décrochement qui ne « déborde » pas à droite ou à gauche des dykes (voir figure suivante).

Figure 6. Deuxième interprétation (correcte), de type faille transformante, du décalage des dykes des figures 1 à 4

Deuxième interprétation (correcte), de type faille transformante, du décalage des dykes des figures 1 à 4

Deux dykes s'ouvrent simultanément sans être en prolongation l'un de l'autre, en empruntant respectivement les trajets A'A et BB'. Dans ce dispositif, il y a mouvement décrochant seulement entre les points A et B. Entre ces points A et B, des repères passifs (bandes colorées et lignes pointillées doubles) sont effectivement décalées (de façon sénestre, alors que le décalage apparent du dyke est dextre). À gauche du point A et à droite du point B, il n'y a aucun décalage (des bandes colorées ou des lignes pointillées simples). Cette explication n'est pas sans rappeler le fonctionnement d'une faille transformante.


Figure 7. Image d'une faille transformante affectant une dorsale océanique, région de Clipperton

Image d'une faille transformante affectant une dorsale océanique, région de Clipperton

Devant l'image brute d'une faille transformante océanique, un élève de première répondant rapidement dirait qu'il s'agit d'une dorsale affectée par un décrochement dextre. Il n'en est rien.


Figure 8. Image annotée d'une faille transformante affectant une dorsale océanique, région de Clipperton

Image annotée d'une faille transformante affectant une dorsale océanique, région de Clipperton

Devant l'image brute d'une faille transformante océanique, un élève de première répondant rapidement dirait qu'il s'agit d'une dorsale affectée par un décrochement dextre. Il n'en est rien.

Les dorsales sont affectées de mouvements et de séismes en extension (étoiles et flèches vertes). La faille transformante entre les points B et C est affectée par des mouvements et des séismes en décrochement sénestre (étoiles et flèches rouge). La faille transformante n'est affectée d'aucun mouvement et séismes entre les points A et B ou entre les points C et D, preuve qu'il n'y a aucun mouvement sur ces segments. La faille ne se voit morphologiquement sur les segments AB et CD que parce que les dorsales fabriquent de la lithosphère en continu (ce que ne fait pas un dyke). Les lithosphères de part et d'autre des segments AB et CD, si elle ne sont affectées d'aucun mouvement relatif, n'ont pas le même âge, donc pas la même densité ni la même altitude, d'où leur expression dans la morphologie des fonds océaniques.


Ces « quasi failles transformantes » sont nombreuses sur les dalles de la Sand River. En voici quelques autres, toujours à comparer avec des failles transformantes océaniques.

Figure 12. Localisation des dykes de la Sand River, Afrique du Sud

Localisation des dykes de la Sand River, Afrique du Sud

Outre la beauté de ses migmatites, de ses dykes « normaux », et de leurs « failles transformantes », les dalles de la Sand River (Afrique du Sud) possèdent d'autres dykes très particuliers que nous verrons la semaine prochaine : des dykes mimant des Overlaping Spreading Center (OSC).

Des compléments scientifiques sur cet affleurement sont disponibles sur le site de Jean François Moyen qui m'y a guidé.