Wenchuan-Maoxian Fault (Longmen Shan, China) Cenozoic kinematics, geodynamics implications

Cinématique Cenozoïque de la faille de Wenchuan-Maoxian (Longmen shan, Chine), implications géodynamiques La ceinture de Longmen Shan (LMS) se trouve à la marge orientale du plateau tibétain, marque la frontière entre le plateau et le bassin du Sichuan, et représente la topographie continentale la plus abrupte au monde. Elle présente un dénivelé vertical de près de 5 000 mètres et présente d'importantes différences dans la structure crustale. La LMS se compose de trois principales failles, de l'ouest à l'est : la faille de Wenchuan-Maoxian (WMF), la faille de Yingxiu-Beichuan et la faille de Guanxian-Anxian. Lors du séisme de Wenchuan Ms8.0 en 2008, les deux dernières failles se sont rompues simultanément et non la WMF. Cependant, les recherches actuelles montrent que la WMF est la seule faille qui développe une déformation ductile et fragile dans la LMS, offrant ainsi une meilleure compréhension du processus de soulèvement de la LMS. En même temps, le sens du mouvement différent de la WMF affecte directement l'établissement de différents modèles du soulèvement de la LMS : le modèle de raccourcissement de la croûte supérieure exige que la WMF soit inverse, tandis que le modèle d'écoulement de la croûte inférieure exige qu'elle soit normale, afin de coordonner l'extrusion des blocs. Par conséquent, la déformation cénozoïque de la WMF est cruciale pour comprendre avec précision la formation de la LMS et l'environnement dans lequel se produisent des séismes puissants. Cet article présente une étude systématique de la géométrie, de la cinématique et de la chronologie de la déformation ductile et fragile au sein de la WMF, et discute de la relation entre la faille et le soulèvement de la LMS dans le cadre des données de chronologie thermique régionale, ainsi que des mécanismes orogéniques possibles à la marge orientale du plateau tibétain. Grâce à des enquêtes de terrain détaillées, nous avons identifié une zone de cisaillement ductile d'environ 3 km de large dans la WMF, au sein de laquelle se trouve une zone de faille fragile composée de gouge de faille et de brèches. Sur la base d'études microstructurales, deux phases différentes de déformation ductile ont été identifiées dans la zone de cisaillement : une déformation normale avec un déplacement dextre vers le nord-ouest et une déformation de chevauchement de direction nord-ouest/sud-est. Des thermomètres à chlorite et à quartz indiquent des températures de déformation d'environ 350 °C et 300 °C respectivement. La macro- et la microstructure de la gouge de faille dans la zone de faille fragile montrent que la faille fragile est clairement dextre avec une composante de chevauchement. Les rivières dissectées et les unités géologiques indiquent un décalage dextre d'environ 25 km. Le timing de la déformation fragile défini par la datation de l'illite authigénique est d'environ 7 Ma, ce qui correspond à une vitesse de glissement dextre d'environ 3,6 mm/an. Les datations directes des failles obtenues dans cette étude correspondent bien aux âges indirects contraints par les données précédentes de thermochronologie sur l'activité des failles, qui ont identifié trois phases de déformation tectonique dans la WMF au cours du Cénozoïque : une déformation normale avec un mouvement dextre pendant l'Oligocène, un chevauchement pendant l'Oligocène à Miocène, et un mouvement dextre avec chevauchement pendant le Miocène supérieur. Nos résultats montrent que la WMF n'a pas connu une déformation normale purement descendante du Cénozoïque, et que la déformation de raccourcissement horizontal a principalement existé depuis l'Oligocène. En combinant ces résultats avec des données géophysiques régionales, nous suggérons que l'écoulement en canal crustal n'a peut-être pas été un mécanisme efficace pour générer et maintenir la topographie abrupte de la LMS, et que la formation de la LMS résulte d'un raccourcissement horizontal et d'un épaississement de la croûte.