Imagerie sismique 3D de la zone de subduction à la frontière Colombie-Équateur
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Four subduction earthquakes shook Colombia-Ecuador convergent margin in 1906, 1942, 1958 and 1979. The last three earthquake ruptures zones abut between them. They are consecutives towards the North and appear limited by transverse crustal structures. Our aim is to obtain a 3D velocity model of this region by tomographic inversion of first traveltime arrivals, and define some velocity heterogeneities spatial extension associated with the margin seismic behaviour. Our model shows the subducting Nazca plate that has a thickness of ~6-8 km. It consists of a thin sedimentary cover (Vp >3. 5 km/s) and two layers associated with oceanic layer 2 and 3. We correlated the Moho with the iso-velocity 7. 5 km/s. An increase of the plate flexure is observed toward the NE of our study area, where the Nazca plate comes in subduction. The South American margin is made of a sedimentary cover (Vp < 4. 5 km/s) and two layers with high seismic velocities that highlight its oceanic origin. The margin shows two remarkable structures : a low result of fracturation and fluid percolation. It seems to be the seaward limit of the 1958 earthquake rupture zone. This LVGB may have deformed plastically and the seismic rupture could have been absorbed at the margin front. Finally, the LVZ is a feature limited by the Manglares basin, the Esmeraldas fault, and the backstop, at 5-10 km depth. This LVZ could be a region affected by fluids that percolate through the margin from the subduction channel, which may be trapped by heterogeneity of the margin.
Abstract FR:
Le segment de la marge nord-andine à la frontière colombienne-équatorienne a été affecté par quatre grands séismes de subduction en 1906, 1942, 1958 et 1979. Les zones de ruptures des trois derniers séismes sont jointives, consécutives vers le nord, et limitées par des structures transversales. Notre objectif est l’obtention d’un modèle 3D de vitesse par inversion tomographique de temps de premières arrivées, pour discuter de l’étendue spatiales de certaines hétérogénéités de vitesse associées au comportement sismique. A partir du modèle tomographique, nous imaginons une plaque plongeante (Nazca) de ~6-8 km d’épaisseur, composée d’une couche fine de sédiments et des couches 2 et 3. En associant l’iso-vitesse 7. 5 km/s au Moho, nous observons une légère augmentation au NE de la zone d’étude de la flexure de la plaque Nazca à son entrée en subduction. La marge (plaque Amérique du Sud) est composée d’une couche sédimentaire qui atteint à km d’épaisseur, et de deux couches de fortes vitesses qui illustrent sa nature océanique. Un buttoir à faible gradient de vitesse (BFGV) et une zone à faible vitesse (ZFV) caractérisent la marge. Le BFGV, qui pourrait correspondre à une zone altérée de la marge, semble limité à l’ouest par la zone de rupture du séisme de 1958. Im pourrait se déformer plastiquement et la rupture sismique s’amortir au front de la marge. Finalement la ZFV se situe à 5-10 km de profondeur et est limitée par la faille d’Esmeraldas, le butoir et la bordure sud du bassin de Manglares. Elle pourrait correspondre à des fluides percolant du chenal de subduction à travers la marge et qui serait piégés par une hétérogénéité dans la marge.