Géologie des zones sismiques du Nord de l'Algérie : paléosismologie, tectonique active et synthèse sismotectonique

Geological studies in the seismic zones of Northern Algeria

• Auteur / Autrice : Mustapha Meghraoui
• Direction : Jean Andrieux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géologie structurale
• Date : Soutenance en 1988
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Quaternaire (ère géologique)

Paléosismologie

Tectonique

Mots clés libres

Système sismo-tectonique

Atlas Tellien

Faille active

El Asnam

Géomorphologie

Paléosismicité

Résumé

De nombreux séismes destructeurs out eu lieu dans le nord de l’Algérie depuis le début du siècle. Cette activité sismique est en liaison avec une activité tectonique récente qui affecte la partie superficielle de la lithosphère. Les structures géologiques montrent des terrains pliocènes et quaternaires avec une déformation essentiellement compressive. Elle se traduit par l’apparition en surface de plis et failles inversés associées ; parmi ces structures, la faille la plus active est celle d'El Asnam qui a provoqué le 10 octobre 1980 un séisme de magnitude 7. 3. Nous avons entrepris l'étude de l'activité tectonique qui affecte les terrains quaternaires (Pleistocène à holocène), par le biais de nouvelles méthodes de recherche telles: les investigations en tranchées, la géomorphologie appliquée aux zones actives, et la géométrie des pli-failles actifs avec leur aspect cinématique et mécanique. Les niveaux holocènes jouant le rôle d'archives de l’activité tectonique liée aux anciens séismes, et à l'aide des datations au ¹⁴C, nous avons dénombré huit évènements sismiques (E1 à E 8)), de fortes magnitudes (M supérieur à 7), précédents celui de 198O, et irrégulièrement répartis au cours des 6500 dernières années. En effet, des périodes dites de tranquillité relative alternent avec des périodes d'intense activité sismique; ces dernières se situent autour de 4000 ans B. P. , et durant les derniers 1000 ans. Les évènements E4, E6, E7, et E8 sont observés dans plusieurs tranchées, ils sont bien définis. Par contre, les évènements E1, E2, E3, et E5 sont considérés comme Etant probables ou possibles. Enfin, une vitesse moyenne des déformations verticales minimum durant l'holocène a été calculée, et nous obtenons 0. 6 mm/an avec une période de récurrence des forts tremblements de terre estimée entre 300 et 500 ans pendant les périodes d'intense activité sismique. La répartition des déformations quaternaires dans l'Atlas Tellien indique l'existence de pli-failles sur une bande étroite de direction est-ouest. Sur une coupe nord-sud, l'imbrication des failles inverses et les plis associés déversés vers le sud-est, résultent d'une déformation compressive liée à la convergence des plaques Afrique et Europe. Du point de vue géodynamique, il semble que les pli-failles appartiennent à la partie superficielle de blocs déformés, entre des failles profondes décrochantes dextres.

Geomorphic studies of profiles conducted in 1986 across the El Asnam fault zone, the site of destructive earthquakes in both 1954 and 1980 allow quantitative evaluation of state Quaternary vertical offsets. Cumulative offsets were obtained with 13 profiles across both the main thrust fault and the secondary normal faults. 7 of the scarps levelled display three to five events including the 1980 earthquake and 5 others show cumulative vertical offsets at least eight times greater than that of 1980. On the ether hand 22 profiles conducted across the thrust breaks of the October 10, 1980 earthquake (M=7. 3) give more accurate values of co-seismic vertical displacements than those previously measured and confirm the existence of three segments A, B, and c along the strike of the fault. Dating of events identified on profiles, for which trench studies nearby have been conducted, yields the following results : in the last 1030 ±135 years, which is a cluster period of large seismic events, we obtain two uplift rates of 2. 42 mm. Y⁻¹ and 0. 97 mm. Y⁻¹respectively along the fault, as well as a recurrence interval of 315 years. For a longer time span (late Holocene), we obtain average minimum and maximum uplift rates of 0. 6 mm. Y⁻¹ and 1. 52 mm. Y⁻¹ respectively, and a recurrence interval of 710 years. An uplifted terrace located at the junction between segments A and B and dated approximately at 100,000 years implies an uplift rate of 0. 5 ±0. 05 mm. Y⁻¹ which is comparable to the minimum late Holocene uplift rate. The slip rate variability thus appears to depend not only on the uneven temporal distribution of large earthquakes (with M>7), but also on the variations in the amplitude of vertical displacements along different segments of the fault. Hence, the El Asnam thrust behavior is variable and episodic along strike, of the fault and is characterized by clusters of large events separated by longer periods of dormancy.