Characterization of stress perturbations near major fault zones: Insights from 2-D distinct-element numerical modelling and field studies (Jura mountains)

Journal of Structural Geology

Volumn 19, Issue 5, 1997, Pages 703-718

  Homberg, C ^a   Hu, J C ^a   Angelier, J ^a   Bergerat, F ^a   Lacombe, O ^a  

^a SORBONNE UNIVERSITÉ   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPUTER SIMULATION; FRICTION; NUMERICAL METHODS; STRESS ANALYSIS; STRESS CONCENTRATION;

DISTINCT ELEMENT METHOD; FAULT ZONES; STRESS PERTURBATIONS;

TECTONICS;

FAULT; STRESS PERTURBATION;

FRANCE, FRANCHE-COMTE, JURA; SWITZERLAND, JURA;

EID: 0031148399     PISSN: 01918141     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1016/S0191-8141(96)00104-6     Document Type: Article

References (58)

1. Anderson, E. M. (1951) The Dynamics of Faulting, 2nd edn. Oliver and Boyd, Edinburgh.
2. Angelier, J. (1990) Inversion of field data in fault tectonics to obtain the regional stress. III: A new rapid direct inversion method by analytical means. Geophysical Journal International 103, 363-376.
3. Angelier, J. (1991) Inversion directe et recherche 4D: comparaison physique et mathématique de deux modes de détermination des tenseurs de paléocontraintes en tectonique de faille. Comptes rendus de l'Académie des Sciences, Paris Serie II. 312, 213-218.
4. Arthaud, F. and Laurent, P. (1995) Contraintes, déformation et déplacement dans l'avant-pays Nord-pyrénéen du Languedoc méditerranéen. Geodynamica Acta 8, 142-157.
5. Auzias, V. (1995) Contribution à la caractérisation tectonique des réservoirs fracturés. Unpublished Ph.D. thesis, Université des Sciences et Techniques du Languedoc, Montpellier.
6. Bergerat, F. (1987) Stress fields in the European platform at the time of Africa-Eurasia collision. Tectonics 6, 99-132.
7. Broquet, T. P., Mania, J. and Rampoux, N. (1993) Anisotropic acoustique et sismique des calcaires fissurés aquifères. Bulletin de la Société géologique de France 164, 553-563.
8. Byerlee, J. D. (1978) Friction of rocks. Pure and Applied Geophysics 116, 615-626.
9. Caire, A. (1960) Problèmes de tectonique et de morphologie jurassiennes. Livre à la mémoire de P. Fallot. Mémoire hors série de la Société géologique de France II 105-158.
10. Chauve, P. and Perriaux, J. (1974) Le Jura. In Géologie de la France, pp. 443-464. Doin, Paris.
11. Chauve, P., Enay, R., Fluck, P. and Sittler, C. (1980) Vosges, fossé rhénan, Bresse, Jura. In Géologie des Pays Européens, coord. C. Lorenz, pp. 357-431. Dunod, Paris.
12. Chauve, P., Martin, J., Petitjean, E. and Sequeiros, F. (1988) Le chevauchement du Jura sur la Bresse: données nouvelles et réinterprétation des sondages. Bulletin de la Société géologique de France Série IV 8, 5, 861-870.
13. Choi, P. Y. (1996) Reconstitution des paléocontraintes en tectonique cassante: méthodes et applications en domaines continentaux déformés (Corée, Jura). Unpublished Ph.D. thesis, Université P. et M. Curie, Paris.
14. Cundall, P. A. (1971) A computer model for simulating progressive, large scale movement in blocky rock systems. In International Symposium on Rock Mechanics. International Society of Rock Mechanics, Nancy, II-8.
15. Cundall, P. A. (1980) UDEC, a generalised distinct element program for modelling jointed rock. U.S. Army European Research Office and Defence Nuclear Agency, Contract Report DAJA 37-39-C-0548.
16. De Charpal, O., Trémolières, P., Jean, F. and Masse, P. (1974) Un exemple de tectonique de plate-forme: les causses majeurs (Sud du massif central, France). Revue de l'Institut français du Pétrole 29, 641-659.
17. De Ruig, M. J. (1990) Fold trends and stress deviation in the Alicante fold belt, southeastern Spain. Tectonophysics 184, 393-403.
18. Dupin, J. M., Angelier, J. and Sassi, W. (1994) L'hypothèse de jeux de failles indépendamment contrôlés par un état de contrainte unique est-elle valable? Une approche numérique 3D. Bulletin de la Société géologique, de France 165, 317-328.
19. Gehring, A. U., Keller, P. and Heller, F. (1991) Paleomagnetism and tectonics of the Jura arcuate moutain belt in France and Switzerland. Tectonophysics 186, 269-278.
20. Glangeaud, L. (1949) Les caractères structuraux du Jura. Bulletin de la Société géologique, de France Série XIX 43, 669-688.
21. Guillaume, S. and Guillaume, A., compilers (1969) Carte géologique de la France, Morez-Bois d'Amont (published by B.R.G.M.). Scale: 1/ 50000. Sheet: XXXIII-XXXIV-27.
22. Homberg, C. (1993) L'évolution tectonique du Jura externe au Cénozoïque: de l'analyse des déformations cassantes à la distribution des contraintes autour d'un accident pré-existant. Unpublished D.E.A. Memoir, Université Paris-Sud, Orsay.
23. Homberg, C., Angelier, J., Bergerat, F. and Lacombe, O. (1994) Nouvelles données tectoniques dans le Jura externe: apport des paléocontraintes. Comptes rendus de l'Académie des Sciences, Paris 318, 1371-1377.
24. Hongliang, H. and Ahrens, T. J. (1994) Mechanical properties of shock-damaged rocks. International Journal of Rock Mechanics, Mining Science and Geomechanics Abstracts 31, 525-533.
25. Hu, J. C. (1995) Modélisation numérique et analyse tectonique régionale: le cas de Taiwan. Unpublished Ph.D. thesis, Université P. et M. Curie, Paris.
26. Jaeger, J. C. and Cook, N. G. (1969) Fundamentals of Rock Mechanics, 3rd edn. Chapman & Hall, London.
27. Lacombe, O. and Laurent, P. (1992) Determination of principal stress magnitudes using calcite twins and rock mechanics data. Tectonophysics 202, 83-93.
28. Lacombe, O. and Angelier, J. (1993) Evolution tectonique du Jura externe au Cénozoïque et perturbations de contraintes dans la zone transformante Rhin-Saône. Comptes rendus de l'Académie des Sciences, Paris 317, 1113-1120.
29. Lacombe, O., Angelier, J., Byrne, D. and Dupin, J. M. (1993) Eocene-Oligocene tectonics and kinematics of the Rhine-Saône continental transform zone (eastern France). Tectonics. 12, 874-888.
30. Lama, R. D. and Vutukuri, V. S. (1978) Handbook on Mechanical Properties of Rocks, Vol. II, Appendix II. Trans Tech Publications.
31. Last, N. C. and Harper, T. R. (1990) Response of fractured rock subject to fluid injection Part I: Development of a numerical model. Tectonophysics 172, 1-31.
32. Laubscher, H. P. (1965) Ein kinematisches Modell der Jurafaltung. Eclogae Geologicae Helveticae 58, 231-318.
33. Lee, J. C. and Angelier, A. (1994) Paleostress trajectories maps based on the results of local determinations: the "lissage" program. Computers and Geosciences 20, 161-191.
34. Mc Garr, A. and Gay, N. C. (1978) State of stress in the Earth's crust. Annual Review of Earth and Planetary Science 6, 405-436.
35. Mattauer, M. and Mercier, J. (1980) Microtectonique et grande tectonique. Mémoire hors série de la Société géologique de France 10, 141-161.
36. Morrow, C. A., Shil, L. Q. and Byerlee, J. D. (1982) Strain hardening and strength of clay-rich fault gouges. Journal of Geophysical Research 87, 6771-6780.
37. Osokina, D. N. (1988) Hierarchical properties of a stress field and its relation to fault displacements. Journal of Geodynamics 10, 331-344.
38. Paris, P. C. and Sih, G. C. (1965) Stress analysis of cracks. In Symposium on Fracture Toughness Testing and Applications, pp. 30-81. Special Technical Publication 381, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.
39. Petit, J. P. and Mattauer, M. (1995) Paleostress superimposition deduced from mesoscale structures in limestones: the Matelles exposures, Languedoc, France. Journal of Structural Geology 17, 245-256.
40. Phan Trong, T. (1989) Superposition et perturbation du champ des contraintes. Détermination du tenseur des contraintes et modélisation numérique. Unpublished Ph.D. thesis, Institut de Physique du Globe de Paris, Université P. et M. Curie, Paris.
41. Philippe, Y. (1993) Transfer zone in the southern thrust belt (eastern France): geometry, development and comparison with analogue modelling experiments. In Exploration and Petroleum Geology of France, ed. A. Mascle. E.A.P.G Mem. 4.
42. Plessmann, W. (1972) Horizontal stylolithen im französich-schweizerischen Tafel und Faltenjura und ihre einpassung in den regionalen rahmen. Geologische Rundschau 61, 332-347.
43. Quiblier, J. A., Trémolières, P. and Zinsziner, B. (1980) A tentative fault propagation description by three-dimensional finite-element analysis. Tectonophysics 6, 199-212.
44. Rawnsley, K. D., Rives, T. and Petit, J. P. (1992) Joint development in perturbed stress fields near faults. Journal of Structural Geology 14, 939-951.
45. Rebaï, S., Philip, H. and Taboada, A. (1992) Modern tectonic stress field in the Mediterranean region: evidence for variation in stress directions at different scales. Geophysical Journal International 110, 106-140.
46. Ricou, L. E. (1978) Accidents régulateurs de contrainte et réorientation de contrainte. Comptes rendus de l'Académie des Sciences, Paris 288 D, 1657-1660.
47. Riffaut, R. (1969) Catalogue des caractéristiques géologiques et mécaniqes de quelques roches françaises. Rapport interne du Laboratoire des Ponts et Chaussées, DGRSR.
48. Rispoli, R. (1981) Stress fields about strike-slip faults inferred from stylolites and tension gashes. Tectonophysics 75, 29-36.
49. Sassi, W., Colletta, B., Balé, P. and Paquereau, T. (1993) Modelling of structural complexity in sedimentary basins: the role of pre-existing faults in thrust tectonics. Tectonophysics 226, 97-112.
50. Segall, P. and Pollard, D. D. (1980) Mechanics of discontinuous faults. Journal of Geophysical Research 85, 4337-4350.
51. Segall, P. and Pollard, D. D. (1987) Theoretical displacements and stresses near fractures in rock: with applications to faults, joints, veins, dikes, and solution surfaces. In Fracture Mechanics of Rock, ed. B. K. Atkinson, pp. 277-349. Academic Press, New York.
52. Trémolières, P. (1981) Mécanismes de la déformation en zones de plateforme. Méthode et application au bassin de Paris. Revue de l'Institut français du Pétrole 36, 395-428.
53. Tschanz, X. (1990) Analyse de la déformation du Jura central entre Neuchâtel (Suisse) et Besançon. Eclogae Geologicae Helveticae 83, 543-558.
54. Tschanz, X. (1992) Analyses structurales et microstructurales dans le Jura central franco-suisse. Essai d'interprétation cinématique. Unpublished Ph.D. thesis, Université de Neuchâtel.
55. Villemin, T. (1986) Tectoniques en extension, subsidence et fracturation: le fossé rhénan et le bassin sarro-lorrain. Unpublished Ph.D. thesis, Université P. et M. Curie, Paris.
56. Xiahoan, L. (1983) Perturbations de contraintes liées aux structures cassantes dans les calcaires fins du Languedoc. Observations et simulations mathématiques. Unpublished Ph.D. thesis, Université des Sciences et Techniques du Languedoc, Montpellier.
57. Zoback, M. D. and Healy, J. H. (1984) Friction, faulting, and "in situ" stress. Annales Geophysicae 2, 689-698.
58. Zoback, M. D., Zoback, M. L., Mount, V. S., Suppe, J., Eaton, J. P., Healy, J. H., Oppenheimer, D., Reasenberg, P., Jones, L., Raileigh, C. B., Wong, I. G., Scotti, O. and Wentworth, C. (1987) New evidence on the state of stress of San Andreas fault system. Science 238, 1105-1111.