Magnetotelluric study of the Remiremont-Epinal-Rambervillers zone of migrating seismicity, Vosges (France)

Abstract

The magnetotelluric method has been used to image the deep electrical structure of the Remiremont-Epinal-Rambervillers region in the French Vosges Massif, which has presented a significant seismic activity in the past decades. Several earthquakes of moderate magnitude (up to 5.1) occurred in this area with a systematic migration along a nearly N-S direction. Inversion of the magnetotelluric data reveals zones of high electrical conductivity. A large conductive body presents a significative spatial correlation with the region that was most recently affected by earthquakes. This conductive body is interpreted as a consequence of the presence of a fluid filled basement fault network in proximity to the zone affected by the last seismic crisis, where fluid pressure diffusion takes place for several years after the main shock and participates in maintaining a microseismic activity. Etude magnétotellurique des zones de migration de sismicité de Remiremont-Epinal-Rambervillers, Vosges (France)Mots-clés. -Magnétotellurique, Fluides, Réseau de failles, Sismicité, Massif des Vosges.Résumé. -La méthode magnétotellurique a été utilisée pour imager la structure électrique profonde de la région de Remiremont-Epinal-Rambervillers dans les Vosges, où a été enregistrée une importante activité sismique pendant les trois dernières décennies. Plusieurs séismes de magnitude modérée (jusqu'à 5.1) ont eu lieu dans cette région avec une migration systématique des événements sismiques le long d'un axe orienté environ Nord-Sud. L'inversion des données magnétotelluriques révèle plusieurs zones de conductivité électrique élevée. Un corps électriquement conducteur de grande extension présente une corrélation spatiale significative avec la région affectée par les tremblements de terre les plus ré-cents. Ce corps conducteur est interprété comme la signature électrique de la présence d'un réseau de fractures saturé de fluides conducteurs, à proximité de la zone affectée par cette dernière crise sismique, et où la diffusion de la pression de fluide prend place pendant plusieurs années après le choc principal et participe ainsi au maintien d'une activité microsismique.

Seismotectonics in Northeastern France and neighboring regions

“…The migration of earthquakes during both the Remiremont and Rambervilliers sequences, but also over the whole 1964-1999 period [Audin et al, 2002], has been interpreted as the involvement of fluids, probably coming from the sedimentary cover, into the pre-fractured basement. The sporadic seismic activity has also been interpreted as due to the existence of barriers, due to mineral crystallization into the dense network of fractures dilated by fluids, as confirmed by the presence of a high conductivity anomaly evidenced by electrical resistivity measurements [Bourlange et al, 2012]. The main shocks induce the breaking of these barriers, which allows fluid migration along the pressure gradient through diffusion processes.…”

Geoelectric studies in earthquake hazard assessment – the case of the Kozlodui nuclear power plant, Bulgaria

“…The association of the seismicity with electrical conductivity anomalies linked to fault systems penetrated by uids has been documented and discussed in a number of studies (Adam et al 2016;Bourlange et al 2012;Hoskin et al 2015). Seismic events usually occur at the boundaries of conductive zones due to the combined effect of highly mineralized uid pressure and the release of accumulated tectonic stress and brittle deformation (e.g.…”