La datation des failles de la partie superficielle de la croute terrestre

La connaissance de l’âge des failles proches de la surface terrestre est un verrou scientifique important et un enjeu majeur pour la gestion des risques. La datation des illites, minéraux argileux formés au sein de brèches très fines – les gouges – lors du glissement de ces failles, doit permettre d’obtenir des contraintes temporelles pour des déformations dans une gamme de temps intermédiaire entre les datations paléo-sismologiques (milliers d’années) et celles géologiques à plus long terme (million d’années).

Ce procédé de datation est souvent complexe. Pour parvenir à estimer l’âge de la déformation cassante superficielle des zones internes de la chaîne du Rif au Maroc, les scientifiques du laboratoire Géosciences Montpellier ont développé la datation ⁴⁰Ar/³⁹Ar des minéraux argileux potassiques. La petite taille des illites (< 2 microns) présentes dans les gouges liées à cette déformation et leur mélange avec des fragments de micas provenant des roches encaissantes rendent nécessaires une étude minéralogique fine et une méthodologie de datation rigoureuse. Les scientifiques ont travaillé sur plusieurs fractions granulométriques encapsulées sous vide dans des tubes de quartz qu’ils ont irradiées puis analysées en spectrométrie de masse en phase gazeuse.

La chronologie de cette déformation dans le Rif était jusque-là mal connue en raison de l’absence de contraintes stratigraphiques. La datation des illites formées dans cinq failles a permis d’identifier deux phases tectoniques principales, une extension E-W entre ~19 et 15 Ma et une extension NNW-SSE entre ~15 et 12 Ma. La datation thermochronométrique U-Th/He des apatites dans les roches encaissantes a permis de préciser l’histoire thermique régionale et de montrer que les déformations cassantes s’y sont produites à 2 km de profondeur maximum. La datation ⁴⁰Ar/³⁹Ar des minéraux argileux potassiques est une méthode prometteuse pour mieux estimer l’âge les failles récentes (Quaternaire) et aider à appréhender les risques associés à leur activité.