Ecole Doctorale
Sciences de l'Environnement
Spécialité
Sciences de l'environnement: Géosciences
Etablissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
bloc de Lut,morphotectonique,décrochement,états de contraintes,collision Arabie-Eurasie,datation par nucléides cosmogéniques
Keywords
Lut block,morphotectonics,strike-slip faulting,state of stress,Arabia-Eurasia collision,cosmogenic nuclides
Titre de thèse
Tectonique active de la faille de Dasht-é Bayaz (E-NE de lIran)
Active Tectonics OF The Dasht-e Bayaz Fault (E-NE IRAN)
Date
Mardi 16 Juillet 2019
Adresse
Technopole Environnement Arbois - Méditerranée, Domaine du Petit Arbois, Avenue Louis Philibert, Les Milles-Aix en Provence, BP80, 13545, France Amphiteatre
Jury
Directeur de these |
M. Olivier BELLIER |
Centre Europeen de Recherche et d'Enseignement de Geosciences de l'Environnement CEREGE |
CoDirecteur de these |
M. Esmaeil SHABANIAN |
Department of Earth Sciences, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS) |
Rapporteur |
Mme christine AUTHEMAYOU |
Université de Bretagne Occidentale, Laboratoire Domaines Océaniques (UMR 6538) |
Rapporteur |
Mme carole PETIT |
Université de Nice |
Examinateur |
M. Federico ROSSETTI |
Univivercité Roma III |
Examinateur |
Mme Lucilla BENEDETTI |
Centre Europeen de Recherche et d'Enseignement de Geosciences de l'Environnement |
Résumé de la thèse
La convergence entre lArabie et lEurasie est accommodée tout au long du plateau iranien et les chaînes de montagnes environnantes. Les failles décrochante ont un rôle principal dans la déformation du plateau iranien et laccommodation de la convergence et sont responsables de plusieurs séismes majeurs à lEst de lIran. Le rôle de la faille senestre décrochante séismique de Dasht-e Bayaz qui est perpendiculaire aux mouvements du plateau, a été débattu dans laccommodation de la convergence dArabie-Eurasie.
Cette dissertation se concentre sur les aspects fragiles de la déformation (cinématique et la vitesse de glissement) le long de la faille de Dasht-e Bayaz afin dexpliquer le rôle de cette faille dans géodynamique de lE-NE de lIran. Afin de distinguer la cinématique des déformations et les états de contraintes en plio-quaternaires, nous avons profité des technique de linversion des données séismiques et cinématiques de la faille mesurée autour de la faille de Dasht-e Bayaz. Nos résultats de linversion indiquent une quantité de N133±17°E la contrainte maximale σ1 comme paleostress. Le N45±5°E la contrainte maximale σ1 a été obtenue pour létat moderne de contrainte, ce qui est cohérent avec N050±05°E déduit de linversion de donnée séismique représentant létat actuel de contrainte.
Nos études structurelles montrent quen deux points, la faille décrochante dorientation E-W de Dasht-e Bayaz se croise avec les failles décrochantes de Mahyar et de Korizan dorientation de N-S, et forme un système classique de des failles simultanées de conjugales à crosswise. Nos estimations de la vitesse de glissement de la faille de Dasht- Bayaz en analysant des nucléides cosmogéniques et de la reconstruction morphotectonique des cônes alluvial qui ont été décalés par cette faille, ont mené à un taux de 0.9±0.14 mm/an, ce qui a été presque stable depuis ~160 ka.
Daprès notre discussion géodynamique, le cisaillement dorientation N qui est responsable daccommodation de la convergence à lEst de lIran, sinterrompt à la latitude 34°N et ne se continue pas vers le Nord. Au nord de cette latitude le cisaillement est remplacé par le mécanisme de chevauchement/ inverse et se récupère autour de la latitude ~ 36°N comme un cisaillement dorientation NW. Nous avons proposé le fait que dans le Nord of 34°N, la convergence est principalement accommodée par la méthode de raccourcissement crustal et plus précisément par le mécanisme du chevauchement. Dans ce contexte, au Nord-est de lIran, la convergence est majoritairement accommodée par moyen de raccourcissement crustal le long des failles inverses, alors que les failles senestres dorientation E-W qui se situent entre les failles inverses tels que Ferdows, Jangal et le segment de lest de la faille de Doruneh ont un rôle complémentaire dans labsorption de convergence. Ce scenario est confirmé par le faible taux de la vitesse de glissement qui a été obtenu pour la faille de Dasht-e Bayaz.
Thesis resume
The convergence between Arabia and Eurasia is accommodated across the Iranian plateau and surrounding mountain ranges. Strike-slip faults play significant roles in the current deformation of the Iranian plateau and were responsible for several moderate to large earthquakes, especially in east of Iran.
The sinistral Dasht-e Bayaz fault is characterized by conspicuous seismic and geological activities, while the geodynamic role of the fault in the accommodation of active convergence is still debated. This dissertation focuses on two aspects of brittle deformation (kinematics and rate of movement) along the Dasht-e Bayaz fault in order to describe and discuss the role of the fault in the geodynamics of the E-NE Iranian regions. Characterizing the Pliocene-Quaternary to present-day states of stress in the region, affected by the Dasht-e Bayaz fault, we applied the fault-slip inversion technique to both kinds of seismologic and geological fault slip data gathered around the Dasht-e Bayaz fault. The inversion results indicate a mean N045±5°E trending horizontal σ1 in the modern stress field, coherent with the present-day strike-slip tectonic regime (regional N050±05°E trending σ1) deduced from the inversion of earthquake focal mechanism data. The paleostress state is characterized by a homogeneous N125±05°E trending mean σ1, with a compressional stress regime, which shows that E-W faults of this region like Dasht-e Bayaz has been right-lateral in certain periods of their activity.
Our mapping of fault intersection areas highlights the cross-cutting relationship between N-S dextral and E-W sinistral faults forming a typical coexisting crosswise to conjugate fault arrangement in the middle part and the eastern end of the Dasht-e Bayaz fault trace. The morphotectonic studies complemented by Cosmic Ray Exposure (CRE) dating of quartz clasts collected from abandoned Quaternary alluvial surfaces offset by the fault allowed determining the slip rate of the Dasht-e Bayaz fault at 0.9±0.14 mm/yr; this rate has been almost constant since ~160 ka.
In view of geodynamics, lithospheric right-lateral shear between the Iranian plateau and fixed Eurasia is interrupted between 34°N and 36°N and is mainly replaced by reverse/thrust faulting before being accommodated, farther north, by dextral faulting along NNW faults of the Kopeh Dagh. According to our geodynamic model, the region between Lut and Kopeh Dagh is divided by the Doruneh fault into two tectonic domains. In the northern domain, active convergence is taken up by the extrusion of fault-bounded blocks while, in the southern domain the convergence is accommodated through E-W sinistral faults such as Dasht-e Bayaz and NW-striking reverse/thrust faults. In this context, the E-W sinistral faults are situated between NW striking reverse/thrust faults like the Ferdows, Jangal and Khaf as well as the eastern termination of Doruneh, playing their complementary role in the crustal shortening at the converging edges of the north going blocks of Lut Central Iran. The different tectonic role of the Dasht-e Bayaz fault with respect to the Doruneh fault (as a major block bounding structure) is reflected in their rates of slip such that the Doruneh Fault slips, at least, five times faster than the Dasht-e Bayaz fault.