The Taïwan collision zone =
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Due to its position at a junction of two opposite subduction zones, the Taiwan orogen displays a structure particularly complex. This ongoing mountains building is the result of the convergence between the Philippine Sea Plate and the European Plate leading to a high seismic activity. In this context, this work was mainly focused on the seismicity of this complex collision zone. The spatial distribution of large events (M > 6) and of the background seismicity that was extracted with success from the whole earthquakes catalogue, allowed us to distinguish two main active parts, characterised by a specific seismic behaviour and located on both sides of the North-South Central Range (the main stratigraphic unit of Taiwan) with to the West the Deformation Front and to the East the Plate Boundary. For both areas we studied one recent and well instrumented seismic crisis, the Chi-Chi earthquake crisis (1999), MW 7. 6, for the western part and the Chengkung earthquake crisis (2003), MW 6. 8, for the eastern part. For the Chi-Chi earthquake (1999) we took advantage of the numerous aftershocks that followed the main event and for which focal mechanism were available. For the source area we also get events that occurred before the mainshock. Consequently we were able to depict the stress tensor evolution in space and time. In comparing the Pre- and the Post-Chi-Chi period for the two main tectonic structures involved in the crisis, we showed that the causative mountain thrust was not affected by the catastrophic event in a stress tensor point of view, even if the very source area recorded an increase of the background seismicity that extend until the end of our time period study (i. E. 2006). For the second structure, a transfer fault zone located north of the first one, we were able to illustrate the particular behaviour of a transfer fault that can change the sense of its movement as a function of the activated structures. To the East in the southern portion of the Plate Boundary, we were interested in the coseismic fault slip on the fault plane induced by the Chengkung earthquake (2003). One of the difficulties of this study was the complex geometry of the plate boundary that displays a listric shape in this area. By a simultaneously inversion of geodetic and seismological data we recovered the coseismic fault slip caused by the mainshock and its evolution during the faulting process. A unilateral southward propagation of the rupture was found with a decelerating rupture velocity with time. The rupture was unable to propagate northward during the coseismic period, but we recorded a variation of the stress state due to the mainshock during the post-seismic period and in a more north-western position than the source area, in the eastern part of the Central Range, indicating a different propagation mode of the deformation with time.
Abstract FR:
L’orogène de Taiwan, établi à la jonction de deux zones de subduction opposées, affiche de ce fait une structure particulièrement complexe. Cette chaîne de montagnes en cours de construction résulte de la convergence des plaques Philippine et Eurasienne, témoi-gnant ainsi d’une très forte activité sismique. Cette étude principalement axée sur ce dernier point se concentre plus précisément sur la sismicité de la zone de collision. La distribution spatiale des forts séismes (M > 6) ainsi que celle de la sismicité ambiante permet de distinguer deux zones actives au comportement propre et situées de part et d’autre de la Chaîne Centrale. Cet alignement montagneux relativement Nord-Sud sépare donc le Front de Déformation à l’Ouest de la Limite de Plaques localisée à l’Est. Pour chacune de ces deux régions nous avons étudié une crise sismique bien instrumentée et récente, à savoir la séquence de Chi-Chi (1999), MW 7. 6, pour la zone Ouest et celle de Chengkung (2003), MW 6. 8, pour la zone Est. Le séisme de Chi-Chi (1999) fut suivit d’une abondante séquence de répliques pour lesquelles de nombreux mécanismes au foyer sont disponibles rendant possible la détermination fine des tenseurs des contraintes locaux. Ces mécanismes combinés à ceux d’événements précédant le choc principal nous ont permis d’étudier les variations spatiales et temporelles des tenseurs locaux pour les deux structures principales impliquées dans la crise. Nous avons pu établir que le chevauchement majeur en front de chaînes qui a générer le choc principal n’a pas été affecté par cet événement du point de vue des tenseurs des contraintes, bien que la zone source ait enregistrée une hausse notable de son activité sismique suite à la crise et ce jusqu’à la fin de la période étudiée (fin 2006). Pour la seconde structure en revanche (située au Nord de la première) nous avons pu illustrer grâce aux variations du tenseur le comportement spécifique d’une zone de transfert avec un changement de son sens de mouvement en fonction des structures activées. Dans la zone Est et au niveau de la portion Sud de la Limite de Plaques eut lieu le séisme de Chengkung (2003). Pour cet événement nous nous sommes intéressés à la distribution du glissement co-sismique sur le plan de faille. Une des difficultés de cette étude fut l’incorporation d’un modèle de faille à géométrie listrique permettant de reproduire la forme de la faille génératrice du séisme principale. L’inversion simultanée des données sismologiques et géodésiques nous a permis de retrouver la distribution du glissement ainsi que l’évolution de la rupture au cours de temps. Celle-ci s’est propagée de façon unilatérale vers le Sud tout en ralentissant. La rupture fut incapable de se propager vers le Nord lors du séisme principal (période co-sismique) mais en période post-sismique ce séisme a entrainé des variations du tenseur des contraintes à l’Est de la Chaîne Centrale dans une région située au Nord-Ouest de l’épicentre, indiquant différent mode de propagation de la déformation au cours du temps.