Un horst limité par des failles normales, région de Coihaique / Balmaceda, Patagonie chilienne

Pierre Thomas

Laboratoire de Sciences de la Terre / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

08/02/2010

Résumé

Horst, failles normales et Cordillères des Andes.


Figure 1. Failles normales conjuguées limitant un horst en Patagonie chilienne, région de Coihaique / Balmaceda

Localisation précise : 45° 46' 46'' S, 71° 59' 40'' O.

Ces failles ont un rejet d'environ 10 m. Elles affectent des sédiments volcano-sédimentaires du Crétacé de la formation Divisadero (Yves Lagabrielle, communication personnelle).


Après avoir montré des horsts limités par failles inverses (pop-up) présentant des décalages millimétriques, voici un superbe horst limité par deux failles normales présentant un décalage décamétrique. Les images 2, 3 et 5 montrent ce même affleurement vu avec un champ de plus en plus vaste.


Figure 3. Vue générale de la falaise avec horst et failles normales conjuguées chilienne, région de Coihaique / Balmaceda, Patagonie chilienne

À gauche de la falaise, une faille normale « solitaire » affecte aussi cette formation (voir détail figure 4).


Figure 4. Détail de la faille normale solitaire, à gauche (figure 1) du horst, région de Coihaique / Balmaceda, Patagonie chilienne

Cette faille, visible au centre inférieur de l'image affecte les couches basales. Elle ne semble pas affecter les couches sommitales. Il pourrait s'agir de phénomènes de « dysharmonie ». Cela pourrait aussi indiquer l'âge syn-sédimentaire de l'extension.

Hors contexte, on devrait se demander si cette faille est réelle (avec un vrai décalage) ou bien s'il s'agit d'un effet topographique, d'une illusion due à la vue "plaquée" en 2D d'un objet en 3D. Il faudrait alors aller toucher l'objet pour en être certain, ou du moins avoir d'autres vues pour compléter la nécessaire vision en 3D.


Figure 5. Vue éloignée de la falaise avec horst et failles normales conjuguées chilienne, région de Coihaique / Balmaceda, Patagonie chilienne

À gauche de la falaise, une faille normale « solitaire » affecte aussi cette formation (voir détail figure 4).


Figure 6. Relation géométrique entre failles normales et direction d'allongement horizontal ((A, flèche rouge)

Allongement horizontal (A), indiqué par la flèche rouge.

Les stries théoriques sur les miroirs de faille sont figurées par les fins traits bleus. Dans ce cas simple, la direction d'allongement horizontale est parallèle à la contrainte minimale σ3. En théorie, les failles font un angle de 30 à 45° par rapport à la direction de la contrainte maximale, donc 60 à 45° par rapport à la direction de la contrainte minimale, horizontale dans le cas de failles normales.


Cet affleurement est situé sur le versant oriental de la Cordillère des Andes, là où elle domine la pampa argentine. Les Andes sont une chaîne de montagnes associée à une convergence. On peut se demander pourquoi il existe une extension dans un tel contexte. Si tout ou partie de cette extension est d'âge crétacé, comme le suggère la figure 4, il faudrait se replacer dans le contexte et la géométrie géodynamique de cette époque, ce qui est un travail en cours.

Figure 7. Localisation de l'affleurement, au pied oriental de la Cordillère des Andes, Région de Coihaique / Balmaceda, Patagonie chilienne

La position de la petite montagne montrant des failles est indiquée par la flèche rouge. Sa localisation au pied de la Cordillère des Andes (les montagnes de l'arrière plan) se voit très bien. Au premier plan, le début de la pampa patagonne.


Si tout ou partie de cette extension est très récente, voire actuelle, la position actuelle de cette région dans son contexte géodynamique permet de proposer une explication au moins partielle (Yves Lagabrielle, communication personnelle) : cette région des Andes est en effet dans une situation géodynamique très particulière, assez exceptionnelle sur Terre. Elle est située à l'aplomb de la zone où une dorsale (la dorsale de Nazca, dorsale lente) subducte sous la Cordillère des Andes. Cette situation très particulière entraîne une extension dans toute la région. Les failles montrées ce jour sont peut-être dues, au moins en partie, à ce contexte très particulier. Là encore, la tectonique quaternaire de cette région est l'objet de travaux en cours.

Figure 8. Contexte géodynamique de l'affleurement, au pied oriental de la Cordillère des Andes, Région de Coihaique / Balmaceda, Patagonie chilienne

La croix jaune localise l'affleurement.

La position de l'affleurement au pied oriental des Andes se voit très bien.

La dorsale de Nazca est figurée en rouge. Les flèches rouges indiquent la direction de l'extension associée à cette dorsale. Les failles transformantes sont figurées en vert.

Les figurés oranges indiquent la subduction des plaques Nazca et Antarctique sous la plaque sud-américaine et la direction de la convergence.

La région où se situe nos failles normales est localisée à l'aplomb de là où la dorsale de Nazca subducte sous la plaque sud-américaine.