Fabric and Elastic Properties of Antigorite, Mica and Amphibole-Rich Rocks and Implications for the Tectonic Interprétation of Seismic Anisotropy

La connaissance des propriétés sismiques et élastiques des agrégats polycristallins, qui sont représentatifs de roches actuellement déformées à haute pression et haute température, sert de base pour l'interprétation géologique des données sismiques in situ (profils sismiques de réflexion et de réfraction, fonctions télésismiques, tomographie, et biréfringence des ondes S). Les données sismiques ont ainsi permis d'établir des modèles de structure et de composition de la lithosphère. D'autre part, les propriétés sismiques et mécaniques [vitesse des ondes de compression et de cisaillement (Vp et Vs), anisotropie, module élastique] peuvent être déterminées expérimentalement sur des échantillons de roche orientés. Certaines des propriétés comme l'orientation cristallographique (CPO; pétro-fabrique) des minéraux peuvent aussi être déterminées sur des lames polies grâce à la rétro-diffraction d'électrons (Electron Back-scatter Diffraction, EBSD). On peut ainsi mieux comprendre comment les propriétés sismiques des roches sous pression de confinement sont influencées par leur composition modale et chimique,par leur structure (foliation et linéation) et par la fabrique des minéraux (CPO)

Abstract

The knowledge of seismic and elastic properties of polycrystalline rocks, which are representative of rocks currently being deformed at depth, under high pressure and temperature conditions is fundamental for geological interpretation of in-situ seismic data (e.g., reflections, refractions, received functions, tomography, and shear-wave splitting) and for establishing lithospheric structure and composition models. Through seismic properties measurements by directing high frequency waves at oriented rock samples and calculations from the crystallographic preferred orientation (CPO) measurements of minerals in polished rock samples using electron backscatter diffusion (EBSD) techniques, this thesis aims to better understand how the seismic and elastic properties [e.g., compressional and shear-wave velocities (Vp and Vs),anisotropy, and elastic moduli] of main rocks under confining pressure are influenced by their chemical and modal compositions, microstructures (e.g., foliation and lineation), and CPO of anisotropic minerals, and to interpret in situ seismic data observed in Tibetan Plateau and oceanic subduction zone using these data.