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Crédit photographique: Catherine Chauvel

Anne-Marie BOULLIER

DR1 CNRS au Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique, UMR5559 UJF-CNRS

Membre du Comité CEDRE (coopération franco-libanaise)

Activité scientifique principale: Structures et mécanismes de déformation dans les failles actives.

    Faille de Chelungpu (Taiwan)

Le séisme de Chi-Chi (1999) s'est produit sur la faille chevauchante de Chelungpu. Le déplacement a atteint 8m dans la partie nord de la rupture. Les caractéristiques de ce séisme suggèrent des propriétés particulières de la zone de faille (adoucissement important). Le projet international TCDP (Taiwan Chelungpu-fault Drilling Program) a permis deux forages carottés (A et B) espacés de 40m qui ont recoupé plusieurs zones de faille. La zone de glissement du séisme de Chi-Chi a été placée à 1111m de profondeur (forage A) et à 1136m de profondeur (forage B). Une étude de ces deux zones de failles est en cours en collaboration avec une équipe de la National Taiwan University (professeur Sheng-Rong Song). Cette collaboration s'inscrit dans le cadre du Laboratoire International Associé France-Taiwan ADEPT et elle est financée par l'ANR ACTS-Taiwan (coordinateur S. Lallemand).

A53 - Boutareaud S., Boullier A.M., Andréani M., Calugaru D.G., Beck P., Song S.R., Shimamoto T., in press. Clay-clast aggregates in gouges: new textural evidence for seismic faulting. Journal of Geophysical Research, 2008JB006254.
A51 - Boullier A.M., Yeh E.C., Boutareaud S., Song S.R., Tsai C.H., 2009. Microscale anatomy of the 1999 Chi-Chi earthquake fault zone. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 10, 3, Q03016, doi:10.1029/2008GC002252

    Faille de Nojima (Japan)

Un an après le séisme de Kobé (1995), le Service Géologique du Japon a réalisé un forage qui a recoupé la faille de Nojima vers 625m de profondeur. Ce forage traverse essentiellement une granodiorite homogène. Nous avons étudié les structures liées aux différents épisodes de déformation et de circulation de fluides dans la zone de faille. Ainsi il est possible d'attribuer certaines structures à une déformation lente (asismique), résultant essentiellement de mécanismes de dissolution-cristallisation et assistée par une microfracturation, et d'autres structures à une déformation rapide (sismique). Les fluides jouent un rôle important dans les deux cas, soit comme agent de transfert par diffusion (déformation asismique), soit comme agent de transfert par advection lors de leur redistribution lors des séismes. Deux périodes d'activité de la faille ont été mises en évidence. La première, antérieure au dépôt du Groupe de Kobé dont la base a été datée à 40 Ma, est accompagnée d'une altération hydrothermale à laumontite essentiellement. La seconde, récente (<2,5 Ma), est carctérisée par la circulation de fluides saturés en carbonates.

A50 - Famin V., Nakashima S., Boullier A.M., Hirono T., 2008. Earthquakes produce carbon dioxide in crustal faults. Earth and Planetary Science Letters, 265, 487-497,  doi:10.1016/j.epsl.2007.10.041
A49 - Fujimoto K., Ueda A., Ohtani T., Takahashi M., Ito H., Tanaka H., Boullier A.M. 2007. Borehole water and hydrologic model around the Nojima fault, SW Japan, Tectonophysics, 448, 174-182, doi:10.1016/j.tecto.2007.01.015
A48 - Keulen N., Heilbronner R., Stünitz H., Boullier A.M., Ito H. 2007. Grain size distributions of fault rocks: a comparison between experimentally and naturally deformed granitoids. Journal of Structural Geology, 29, 1280-1300, doi:10.1016/j.jsg.2007.04.003
A43 - Boullier A.-M., Fujimoto K., Ito H., Ohtani T., Keulen N., Fabbri O., Amitrano D., Dubois M., Pezard P. 2004b. Structural evolution of the Nojima fault (Awaji Island, Japan) revisited from the GSJ drill hole at Hirabayashi. Earth, Planets and Space, 56, 1233-1240.
A40 - Boullier, A.-M., Fujimoto, K., Ohtani, T, Roman-Ross, G., Lewin, E., Ito, H., Pezard,P. & Ildefonse, B. 2004a. Textural evidence for recent co-seismic circulation of fluids in the Nojima fault zone, Awaji island, Japan. Tectonophysics, 378, 165-181.
A37 - Boullier, A. M., Ohtani, T., Fujimoto, K., Ito, H. & Dubois, M. 2001. Fluid inclusions in pseudotachylytes from the Nojima fault, Japan. Journal of Geophysical Research Solid Earth, 106(B10), 21965-21977.

    Fluage lent des serpentines dans la faille de San Andreas (Californie)

Les failles du réseau californien recoupent localement des massifs de serpentinites. Dans la faille de Santa Ynez en particulier, une schistosité a été observée dans des gouges de serpentinites. Cette schistosité est définie par des fibres de chrysotile très fortement orientées. Un mécanisme de dissolution-diffusion-cristallisation a été proposé pour expliquer la formation de cette schistosité. Ce mécanisme de fluage lent pourrait expliquer la partition sismique-asismique des segments de failles du réseau californien.

Les veines de minéraux serpentineux nous renseignent aussi sur le comportement mécanique des roches: vitesses d'ouverture et de colmatage, transfert de matière. La très petite dimension de l'ouverture des microfractures et les effets capillaires faciliteraient le transfert de matière par diffusion entre la matrice et la veine. Les propriétés statisitiques des incréments de croissance dans les veines en "crack-seal" sont décrites par une distribution exponentielle avec une dimension caractéristique mais sans corrélation spatiale. Ces veines qui se propagent de façon sub-critique, pourraient donc représenter les variations fossiles de relâchement des contrainres (moins de 50 bars) associées à la résistance de la roche à une tension effective mais sans corrélation dans le temps. 

Ce travail a été réalisé dans le cadre de la thèse de Muriel Andréani.

A46 - Andreani, M., Mével, C., Boullier, A.-M. & Escartin, J. 2006. Dynamic control on serpentine crystallization in veins: constraints on hydration processes in oceanic peridotites. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, doi:10.1029/2006GC001373.
A44 - Andréani, M., Boullier, A.M. & Gratier, J.P. 2005. Development of schistosity in a Californian serpentinite gouge. Journal of Structural Geology, 27, 2256–2267.
A42 - Andréani, M., Baronnet, A., Boullier, A.M. & Gratier, J.P. 2004. A microstructural study of a "crack-seal" type serpentine vein using SEM and TEM techniques. European Journal of Mineralogy, 16, 585-595.
C12 - Renard, F., Andreani, M., Boullier, A.-M. & Labaume, P. 2005. Crack-seal patterns: records of uncorrelated stress release variations in crustal rocks. In: Deformation Mechanisms, Rheology and Tectonics: from Minerals to the Lithosphere (edited by Gapais, D., Brun, J.-P. & Cobbold, P. R.) Geological Society of London, Special Publication, 243, 67-79

Autres activités scientifiques 

Le message des olivines dans les kimberlites 

L'étude des échantillons frais de kimberlites du Groenland montre que l'essentiel des olivines sont des xénocristaux provenant d'un manteau dunitique.  Les nodules d'olivine montrent des structures symptomatiques d'une déformation plastique rapide à haute température. La dunitisation du manteau et sa déformation sont reliées au mécanisme de genèse et de remontée rapide du magma kimberlitique.

A52 - Arndt N.T., Guitreau M., Boullier A.M., Le Roex A., Tommasi A., Cordier P., Sobolev A. in press. Olivine, and the origin of kimberlite. Journal of Petrology, doi:10.1093/petrology/egp080
A45 - Arndt, N.T., Boullier, A.M., Clément, J.P., Dubois, M. & Schissel, D. 2006. What olivine, the neglected mineral, tells us about kimberlite petrogenesis ? eEarth 1, 15-21, http://www.electronic-earth.net/1/15/2006/ee-1-15-2006.pdf.

Déformation alpine des Massifs Cristallins Externes

A54 - Gasquet D., Bertrand J.M., Paquette J.L., Lehmann J. Ratzov G., De Ascenção Guedes R., Tiepolo M., Boullier A.M., Scaillet S., Nomade S., in press. Miocene to Messinian deformation and hydrothermalism in the Lauzière massif (French Western Alps): new U-Th-Pb and Ar ages. Bulletin de la Société Géologique de France.
A47 - Rolland, Y., Corsini, M., Rossi, M., Cox, S.F., Pennacchioni, G., Mancktelow, N., Boullier, A.M., Comment on "Alpine thermal and structural evolution of the highest external crystalline massif: The Mont Blanc" by Leloup P.H., Arnaud N., Sobel E.R. and Lacassin R., Tectonics, doi:10.1029/2006TC001956
39 - Rolland, Y., Cox, S. F., Boullier, A.-M., Pennachioni, G. & Manktelow, N. (2003). Rare earth and trace element mobility in mid-crustal shear zones: insights from the Mont Blanc Massif (Western Alps). Earth and Planetary Science Letters, 214, 203-219.
C13 - Rolland, Y., Rossi, M., Cox, S.F., Corsini, M., Mancktelow, N., Pennacchioni, G., Fornari, M. & Boullier, A.-M. 2008. 40Ar-39Ar dating of syn-kinematic white mica: insights for fluid-rock reaction in low-grade shear zones (Mont Blanc Massif) and constraints on timing of deformation in the NW external Alps.  In "The internal structure of fault zones: implications for mechanical and fluid flow properties", (Wibberley C.A.J., Kurtz W., Imber J., Holdsworth R.E. & Collettini C. eds), Geol. Soc. London, Spec. Pub. 299, 293-315.

Liste complète des publications 

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