Les failles dans les roches volcanoclastiques : architecture, mécanismes de la déformation, diagénèse structurale et propriétés pétrophysiques

par Etienne Leroy

Projet de thèse en Sédimentologie marine et paléoclimats

Sous la direction de Thibault Cavailhes.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale Sciences et Environnements , en partenariat avec Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (laboratoire) et de Sédimentologie (equipe de recherche) depuis le 29-09-2020 .


  • Résumé

    Les roches volcanoclastiques sont composées de particules volcaniques d'origines variées (pyroclastes, épiclastes…) communément présentes à la surface des planètes telluriques et constituant 27 % du volume total des roches sédimentaires sur Terre (Leyrit and Montenat, 2000). L'objectif original de ce projet est de contraindre à diverses échelles les modalités de naissance, croissance et maturité des zones de failles affectant ces matériaux en associant des analyses structurales (terrain/laboratoire), microstructurales, pétrologiques, diagénétiques et pétrophysiques. Le travail sera conduit sur des échantillons récoltés dans la chaîne côtière de Taiwan, région où les failles présentent à l'affleurement des structures exceptionnelles. Les deux principaux résultats de cette thèse seront (i) un modèle structural 4D pour les lithologies des roches hôtes étudiées (dépôts pyroclastiques subaériens/subaquatiques, grès tuffeux tidaux, conglomérats, etc.), (ii) un modèle structural hydraulique associé. Les applications de cette thématique de recherche sont nombreuses : stockage de déchets radioactifs, stockage de CO2, géothermie, exploration et production minières/d'hydrocarbures.

  • Titre traduit

    Faulting in volcaniclastic rocks: architecture, deformation mechanisms, structural diagenesis and petrophysical properties.


  • Résumé

    Volcaniclastic rocks are composed of consolidated volcaniclastic and pyroclastic materials and can be highly porous. They are common surface lithologies for telluric planets and constitutes up to 27% of the total volume of Earth sedimentary rocks (Leyrit and Montenat, 2000). The main objective of this project is to constrain at different scales fault-zone incipience, growth and maturity modalities as well as understanding fluid-rock interactions during and after the deformation, this using structural, microstructural, petrologic, diagenetic and petrophysical analysis/quantification methods. This work will be performed on samples coming from the Coastal Range of Taiwan where faults affecting volcaniclastics are exceptionally well exposed for geologic study. The two main expected results of this PhD project will be: (I) a 4D quantitative structural model for the different studied host rock lithologies (subaerial/submarine pyroclastic deposits, tuffaceous tidal sandstones etc.), (II) a related hydraulic structural model. This study have strong current-day and future implications for the understanding of CO2 sequestration sites (Annunziatellis et al., 2008), compartimentalization of geothermal reservoirs (Zhu et al., 2011), hydrocarbon extraction from igneous extrusive sedimentary rocks (Schutter, 2003; Zou, 2013), ore-forming fluids in volcaniclastics (Lindsay, 1982), the potential of such rocks as nuclear waste repositories (Millward et al., 1994; Dinwiddie et al., 2012), structural expressions of volcanoe collapse (Evans & Bradbury, 2004; Soden and Shipton, 2013) as well telluric planetary geology and related exploration (Okubo, 2012).