Géologie de Terrain dans l'Ouest des Etats-Unis
15-31 Mai 2004

20 mai - Zone de faille de la Chaîne de Wasatch
 
Brest
Purdue
Denver
Las Vegas
Los Angeles
La faille Wasatch constitue la transition entre le plateau du Colorado et la zone de déformation (Province) nommée "Basin & Range". Cette zone est orientée NW-SE, active actuellement, et borde la chaîne de Wasatch sur une longueur importante (plus de 200 km). On y distingue plusieurs failles d'orientations légèrement différentes, actives et non actives, parfois segmentées. Souvent, elles affectent des éventails alluviaux d'âges différents, ce qui apporte des informations sur l'évolution de son activité dans le temps. L'étude de ces failles est très importante pour la prévision et la compréhension du risque sismique.
Figure 1 : Vue de la faille de Wasatch au premier arrêt, au nord de la ville de Néphi, Utah. Escarpement récent (noir) affectant des fans (bleu), d'orientation variable dans l'espace (coude = segmentation). Le rejet (double flèche) représente l'accumulation de plusieurs événements sismiques. En rouge, ancienne surface perchée (replat général dans la topographie) au sommet des facettes.
La Figure 1 montre un escarpement de faille active aujourd'hui (trait noir) qui s'est formé lors de plusieurs événements sismiques. Le dernier serait préhistorique. Le mouvement relatif, ramené sur un an, donne une vitesse de déformation de 1,5 mm par an. Ce chiffre est plus élevé que pour les rejets plus anciens, ce qui indique une activité plus forte actuellement. Les rejets cumulés sont représentés par la double flèche. On a remarqué aussi que le rejet est plus important au nord par rapport au sud, ce qui montre une variation dans l'espace de l'activité de la faille. Il y a donc des différences à la fois dans le temps et dans l'espace en ce qui concerne le jeu des failles, et notamment celles de la photo. Les éventails détritiques (« fans ») peuvent avoir un rôle non négligeable sur la vision des déformations car ils peuvent, s'ils sont très actifs, cacher une partie des escarpements (flèches bleues). C'est aussi une des hypothèses pour le "rétrécissement" des escarpements visibles sur la photo. En rouge est représentée une faille ancienne qui est de la même famille que l'autre. Sur la photographie, on voit bien deux segments d'une même faille; les orientations ne sont pas les mêmes (au nord: N350E, et au sud: N10E); les rejets sont verticaux, mais très érodés actuellement (allure en facettes). Plus au sud, cet escarpement devient invisible, et au nord, il disparaît aussi par endroit. Les replats successifs sont des marques de surface de cônes détritiques perchés suite au jeu des failles lors d’événements sismiques.
Figure 2: Plan de faille ancien dans du calcaire Paléozoïque, affectant le Secondaire, et probablement aussi le Tertiaire. L'ensemble est très bréchifié et montre un ciment calcaire et des stries ne pouvant se former qu'à des températures de 200 à 250°C. On en déduit que cette faille a joué en profondeur et que l'érosion lui permet d'être visible maintenant. La faille récente de la photo précédente recoupant les éventails est sans doute un héritage de cette zone.
Figure 3 : Bassin correspondant à un graben au pied de la chaîne Wasatch, Utah. C'est le premier graben rencontré à l’Ouest du plateau du Colorado : il marque le début de la Province "Basin & Range". Cette vallée est encadrée par des failles, dont la faille Wasatch qui la borde à l'Est. Toutes ces failles sont segmentées, ce qui est gênant pour la prédiction des séismes: les segments ont tendance à jouer ensemble de part et d'autre de la vallée, il y a des corrélations entre ces failles; lorsque l’une d’entre elles casse, elle provoque une augmentation de la contrainte (« stress ») tectonique des autres failles, ce qui peut déclencher d'autres ruptures. C'est une réaction en chaîne qui perturbe la prédiction sismique car il n'y a pas vraiment de régularité du cycle sismique.