Circulations de fluides le long des failles - Emmanuelle FRERY

Sujet de thèse :

Circulation épisodique de fluides réactifs le long de failles de l’échelle de travertins à celle de bassins, sur l’exemple du plateau du Colorado

Episodic circulation of reactive fluids along faults : from travertine to basin-scale based on the Colorado Plateau natural example (USA)

Thèse préparée à ISTERRE , à l’Université de Louvain, et à l’IFP.

Encadrants (co-tutelle) : JP Gratier Grenoble, Rudy Swennen Louvain, bourse CIFRE IFPen correspondant Nadine Ellouz-Zimmerman

Résumé :

L’objectif du programme est, par une approche multidisciplinaire et multi-échelle, de caractériser l’évolution dans le temps et l’espace des circulations de fluides le long des failles du plateau du Colorado (Utah). Les minéralisations en proche surface et leur lien avec les failles sont étudiées sur des travertins récents. L’analyse isotopique et la datation U/Th des veines de travertins révèlent des cycles de circulation de fluides enrichis en CO2 et de précipitation épisodiques de carbonates correspondant à des cycles saisonniers ou climatiques (annuels et centennales) ainsi qu’à des cycles qui s’apparentent à des cycles sismiques de l’ordre du millier d’années. Ces données permettent de calibrer le volume de CO2 qui a fuit par la faille.

Des zones de paléo-circulation, observées sous forme de blanchiment chimique des grès sont aussi étudiées à l’échelle du bassin. Deux épisodes principaux de circulation de fluides le long des failles peuvent être distingués : une première circulation durant l’enfouissement puis une seconde circulation à travers les réservoirs et le long des failles, qui est reliée à des phénomènes tectoniques régionaux. La dernière circulation s’est découpée en plusieurs pulses avec circulations de fluides de différentes natures (tels des saumures, des fluides riches en hydrocarbures ou en CO2 ) au cours du temps et le long des failles.

Figure : modèle conceptuel de travertins avec circulations de fluide épisodiques le long des failles, Frery et al à soumettre à EPSL