La station microtectonique de La Rinconada

Déformations miocènes et pliocènes

Les cas étudiés sont des exemples de tectonique monophasée, associée à une série de failles normales et inverses de déplacement centimétrique à métrique. Les failles sont néoformées dans le Néogène, mais elles sont certainement guidées par des failles préexistantes dans le substratum et on ne peut pas être sûr que c’est une réactivation qui se produit dans un milieu isotrope puisqu’il y a le substratum qui réagit. La méthode utilisée pour l’analyse est celle des Dièdres Droits car nous avons pas trouvé de stries sur le plan de faille dans les stations de mesure. Pour l’analyse, on utilise l’hypothèse des failles néoformées pendant le Néogène, donc la strie serait plutôt verticale (pitch de 90°).

Les failles normales d’âge néogène de la Péninsule Mejillones

On a trouvé des failles normales d’age néogène le long des falaises des (1) Baie de Mejillones, (2) Caleta Herradura et (3) Baie Moreno (figure 4.6). Ces failles sont associées à de grandes failles normales héritées (e.g. failles Caleta Herradura et Mejillones) qui déforment fortement les sédiments marins d’âge Miocène Moyen à Supérieur au niveau de Caleta Herradura, où on observe la formation de grabens avec des déplacements métriques à décamétriques. Dans les baies de Mejillones et Moreno ces failles déforment faiblement (déplacement centimétrique) les sédiments marins indifférenciés (Miocène Moyen à Pliocène). Les résultats du traitement des données (figure 4.6), montrent que les trois axes principaux des contraintes sont: σ1 sub-vertical, σ2 est sub-horizontal et orienté N-S à NE-SW dans la partie nord de la péninsule et NW-SE dans le centre-sud. σ3 est également sub-horizontal, légèrement basculé et de direction E-W à NW-SE dans la partie nord de la péninsule et SW-NE dans le centre-sud.

Les failles inverses d’âge néogène de la Péninsule Mejillones

La présence de failles inverses d’âge néogène dans la Péninsule Mejillones se trouvent dans la falaise côtière de la ville de Mejillones et dans une carrière au sud ouest de la même ville (figure 4.7). Ces failles inverses ont une direction N10°E et un pendage moyen de 20°E, avec un décalage de 1 m et des stries dans le plan de faille proches de 90° (pitch). Ces failles coupent des failles normales également néogènes, décrites antérieurement dans cette zone (Marquardt et al., 2000). Figure 4.6. Les stations microtectoniques néogènes: (a) localitation des stations microtectoniques, (b) diagrammes des plans de failles mesurés et (c) résultats du traitement des mesures par la méthode des Dièdres Droits.
Le report des plans de failles sur un diagramme de Wulf indique que la déformation est exclusivement en compression (figure 4.7). Les résultats du traitement des données par la méthode des Dièdres Droits corrobore sont: σ3 sub-vertical, σ2 horizontal et orientée en moyenne N-S, et σ1 sub-horizontal et orienté en moyenne E-W. On retrouve un léger basculement du trièdre vers l’est autour d’un axe de rotation N-S, similaire à celui trouvé dans le cas de l’extension.
Sur la falaise de Caleta Herradura, il y a également des traces de failles inverses, avec quelques centimètres à quelques mètres de déplacement vertical, avec une direction estimée N-S et un pendage de 70°W. Sur ce site elles déforment les sédiments marins assignés au Pliocène. Il est possible que les failles inverses représentent un coin en compression, associé à la réactivation (en extension) de la faille Caleta Herradura, mais la déformation Pliocène en compression n’est pas localisée (Marquardt et al., 2000, Marquardt et al., 2004; Allmendinger et al., 2005).
Figure 4.7. Failles inverses néogènes: (a) localisation des stations microtectoniques, (b) diagrammes des plans de failles mesurés, (c) résultats du traitement des mesures par la méthode des Dièdres Droits.

Déformations pléistocènes

Les cas étudiés ici sont des exemples de tectonique monophasée, avec comme résultat une série de failles normales de longueur métrique à kilométrique, et de déplacement centimétrique à métrique.

Les stations de la Baie de Mejillones

Le secteur nord de la Péninsule de Mejillones se caractérise par la présence d’une grande faille normale (Faille Mejillones), qui limite la bordure ouest de la Baie de Mejillones, et qui a été réactivée pendant le Pléistocène Supérieur et l’Holocène, postérieurement à 125 ka, en considérant les âges assignés aux sédiments littoraux et alluviaux décalés par cette faille. La faille Mejillones correspond à une faille de marge de bassin néogène, d’âge minimum Miocène Moyen.
Les stations localisées sur la faille Mejillones (figure 4.8), montrent une direction et pendage moyen de N20°E/60°E, présentant des stries dans le plan de faille avec un pitch proche de 90° et un décalage dans le Pléistocène d’environt 13 m. Nous avons utilisé les méthodes des contraintes optimales et Dièdres Droits pour calculer l’orientation de trièdre de contraintes. On peut considérer que les données des failles ne sont pas suffisantes pour déterminer le tenseur par la méthode Etchecopar, car elles regroupent les données d’une ou deux failles. Cependant, comme le résultat de l’analyse, en relation avec l’orientation du trièdre de contraintes, est similaire à celui trouvé dans les autres cas, avec une direction d’extension (σ3) NW-SE à WNW-ESE, nous considérons que le tenseur calculé avec la méthode Etchecopar peut être représentatif (tableau 4.1). Le calcul de tenseur prend en compte 100% des données (11 mesures) regroupées dans les deux premières classes d’écarts. L’histogramme des écarts angulaires montre une très bonne distribution de l’ensemble des données avec une première classe d’écarts (0°-6°) très importante. De même la représentation de Mohr est bonne, avec un rapport τ/σn satisfaisant pour les 11 plans de faille sélectionnés. L’état de contraintes obtenu est de type extensif avec R=0.25, ce qui s’approche d’une extension radiale.
Figure 4.8. Failles pléistocènes avec mesures de stries. (a) localisation des stations, (b) diagrammes des plans de failles, résultats du traitement (c) par la méthode des contraintes optimales, (d) par la méthode des Dièdres Droits, et (e) par la méthode Etchecopar.