TD 1 - Le volcanisme du Massif CentralEVI 883 - Geodynamique de la France
Cyril Langlois
Universite Bordeaux 1
26 janvier 2009
Cyril Langlois Universite Bordeaux 1
TD 1 - Le volcanisme du Massif Central
Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Premiere partie I
Rappels sur le volcanisme
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TD 1 - Le volcanisme du Massif Central
Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Rappel : la production des magmas
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TD 1 - Le volcanisme du Massif Central
Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Magmas basiques
I Les magmas basiques, les plus repandus, proviennent de la fusiondes roches du manteau, les peridotites.
I Cela implique que le geotherme recoupe le solidus des peridotites.
I Les zones de production de magmas sont directement liees a latectonique des plaques et a la possibilite d’intersectiongeotherme-solidus.
I Dorsales ;I Points chauds ;I Zones de subduction.
I Dans chaque site, les magmas auront des caracteristiques chimiqueset dynamiques particulieres.
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Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Classifications
Classification des roches magmatiques
Classification deStreckeisen ettriangle desroches mafiques.
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TD 1 - Le volcanisme du Massif Central
Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Classifications
Classification des roches magmatiques
Classification par un diagramme Alcalins - Silice (Le Bas et al., 1986)
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Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Differenciation magmatique
Magmas primaires et evolution
Les magmas primaires sont des magmas � basiques �, a teneurlegerement variable en SiO2. Les premieres roches produites peuventdonc presenter quelques variations entre :
I Des basaltes alcalins (a olivine), pour les plus pauvres en silice ;
I Des basaltes � satures � (sous-entendu, en silice) pour les magmasun peu plus siliceux.
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Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Differenciation magmatique
Evolutions dans le diagramme de Streckeisen
1er cas : serie saturee : basaltes → trachytes ou rhyolites
F. alcalins Plagioclases
Quartz
feldspathoıdes
10 35 65 90
10
60
20
60
R. hyperquartzeuses
Syenitesalcalines
Granites alcalinsRhyolites alcalines
DioritesAndesites
TonalitesDacites
GranitesRhyolites
Grano
diorites
Rhyo
dacites
Monzo-gabbrosTrachy-basaltes
Syenitesnepheliniques
Phonolites
TheralitesBasanites
SyenitesTrachytes
MonzonitesLatites
Monzosyenitesfeldspa-
thoıdiques
Phonolitestephritiques
EssexitesTephrites
Foıdites
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Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Differenciation magmatique
Evolutions dans le diagramme de Streckeisen
1er cas : serie saturee : basaltes → trachytes ou rhyolites
F. alcalins Plagioclases
Quartz
feldspathoıdes
10 35 65 90
10
60
20
60
R. hyperquartzeuses
Syenitesalcalines
Granites alcalinsRhyolites alcalines
DioritesAndesites
TonalitesDacites
GranitesRhyolites
Grano
diorites
Rhyo
dacites
Monzo-gabbrosTrachy-basaltes
Syenitesnepheliniques
Phonolites
TheralitesBasanites
SyenitesTrachytes
MonzonitesLatites
Monzosyenitesfeldspa-
thoıdiques
Phonolitestephritiques
EssexitesTephrites
Foıdites
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Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Differenciation magmatique
Evolutions dans le diagramme de Streckeisen
1er cas : serie saturee : basaltes → trachytes ou rhyolites
F. alcalins Plagioclases
Quartz
feldspathoıdes
10 35 65 90
10
60
20
60
R. hyperquartzeuses
Syenitesalcalines
Granites alcalinsRhyolites alcalines
DioritesAndesites
TonalitesDacites
GranitesRhyolites
Grano
diorites
Rhyo
dacites
Monzo-gabbrosTrachy-basaltes
Syenitesnepheliniques
Phonolites
TheralitesBasanites
SyenitesTrachytes
MonzonitesLatites
Monzosyenitesfeldspa-
thoıdiques
Phonolitestephritiques
EssexitesTephrites
Foıdites
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Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Differenciation magmatique
Evolutions dans le diagramme de Streckeisen
1er cas : serie saturee : basaltes → trachytes ou rhyolites
F. alcalins Plagioclases
Quartz
feldspathoıdes
10 35 65 90
10
60
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60
R. hyperquartzeuses
Syenitesalcalines
Granites alcalinsRhyolites alcalines
DioritesAndesites
TonalitesDacites
GranitesRhyolites
Grano
diorites
Rhyo
dacites
Monzo-gabbrosTrachy-basaltes
Syenitesnepheliniques
Phonolites
TheralitesBasanites
SyenitesTrachytes
MonzonitesLatites
Monzosyenitesfeldspa-
thoıdiques
Phonolitestephritiques
EssexitesTephrites
Foıdites
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Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Differenciation magmatique
Evolutions dans le diagramme de Streckeisen
1er cas : serie saturee : basaltes → trachytes ou rhyolites
F. alcalins Plagioclases
Quartz
feldspathoıdes
10 35 65 90
10
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R. hyperquartzeuses
Syenitesalcalines
Granites alcalinsRhyolites alcalines
DioritesAndesites
TonalitesDacites
GranitesRhyolites
Grano
diorites
Rhyo
dacites
Monzo-gabbrosTrachy-basaltes
Syenitesnepheliniques
Phonolites
TheralitesBasanites
SyenitesTrachytes
MonzonitesLatites
Monzosyenitesfeldspa-
thoıdiques
Phonolitestephritiques
EssexitesTephrites
Foıdites
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Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Differenciation magmatique
Evolutions dans le diagramme de Streckeisen
1er cas : serie saturee : basaltes → trachytes ou rhyolites
F. alcalins Plagioclases
Quartz
feldspathoıdes
10 35 65 90
10
60
20
60
R. hyperquartzeuses
Syenitesalcalines
Granites alcalinsRhyolites alcalines
DioritesAndesites
TonalitesDacites
GranitesRhyolites
Grano
diorites
Rhyo
dacites
Monzo-gabbrosTrachy-basaltes
Syenitesnepheliniques
Phonolites
TheralitesBasanites
SyenitesTrachytes
MonzonitesLatites
Monzosyenitesfeldspa-
thoıdiques
Phonolitestephritiques
EssexitesTephrites
Foıdites
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Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Differenciation magmatique
Evolutions dans le diagramme de Streckeisen
La divergence des evolutions trachytes → trachytes alcalines ou trachytes→ rhyolites est liee, en particulier, a la cristallisation d’amphiboles lors dela cristallisation fractionnee :
I l’apparition d’amphibole, mineral relativement pauvre en silice,entraıne l’enrichissement du liquide en SiO2 ;
I Mais l’amphibole est un mineral relativement hydrate : elle apparaıtdans des magmas riches en eau, ou a la suite d’un apport d’eau aumagma.
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Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Differenciation magmatique
Evolutions dans le diagramme de Streckeisen
2e cas : serie sous-saturee : basaltes alcalins → tephrites → phonolites
F. alcalins Plagioclases
Quartz
feldspathoıdes
10 35 65 90
10
60
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R. hyperquartzeuses
Syenitesalcalines
Granites alcalinsRhyolites alcalines
DioritesAndesites
TonalitesDacites
GranitesRhyolites
Grano
diorites
Rhyo
dacites
Monzo-gabbrosTrachy-basaltes
Syenitesnepheliniques
Phonolites
TheralitesBasanites
SyenitesTrachytes
MonzonitesLatites
Monzosyenitesfeldspa-
thoıdiques
Phonolitestephritiques
EssexitesTephrites
FoıditesCyril Langlois Universite Bordeaux 1
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Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Differenciation magmatique
Evolutions dans le diagramme de Streckeisen
2e cas : serie sous-saturee : basaltes alcalins → tephrites → phonolites
F. alcalins Plagioclases
Quartz
feldspathoıdes
10 35 65 90
10
60
20
60
R. hyperquartzeuses
Syenitesalcalines
Granites alcalinsRhyolites alcalines
DioritesAndesites
TonalitesDacites
GranitesRhyolites
Grano
diorites
Rhyo
dacites
Monzo-gabbrosTrachy-basaltes
Syenitesnepheliniques
Phonolites
TheralitesBasanites
SyenitesTrachytes
MonzonitesLatites
Monzosyenitesfeldspa-
thoıdiques
Phonolitestephritiques
EssexitesTephrites
FoıditesCyril Langlois Universite Bordeaux 1
TD 1 - Le volcanisme du Massif Central
Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Differenciation magmatique
Evolutions dans le diagramme de Streckeisen
2e cas : serie sous-saturee : basaltes alcalins → tephrites → phonolites
F. alcalins Plagioclases
Quartz
feldspathoıdes
10 35 65 90
10
60
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R. hyperquartzeuses
Syenitesalcalines
Granites alcalinsRhyolites alcalines
DioritesAndesites
TonalitesDacites
GranitesRhyolites
Grano
diorites
Rhyo
dacites
Monzo-gabbrosTrachy-basaltes
Syenitesnepheliniques
Phonolites
TheralitesBasanites
SyenitesTrachytes
MonzonitesLatites
Monzosyenitesfeldspa-
thoıdiques
Phonolitestephritiques
EssexitesTephrites
FoıditesCyril Langlois Universite Bordeaux 1
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Differenciation magmatique
Cristallisation fractionnee et evolution des magmas
Evolution des magmas
par cristallisation
fractionnee dans le
diagramme AFM.
A =(Na2O + K2O), F =
(FeO + Fe2O3), M = MgO.
Deux situations sont
representees :
cristallisation en milieu
reducteur (fer ⇔ Fe2+)
ou oxydant (Fe3+).
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Differenciation magmatique
Cristallisation fractionnee et evolution des magmas
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Magmatisme et tectonique des plaques Variete des roches magmatiques
Dynamismes eruptifs
Classification des types eruptifs
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Deuxieme partie II
Les strato-volcans du Massif Central
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Contexte general
I Comme les autres centres volcaniques d’Europe de l’ouest, levolcanisme du Massif Central est localise dans une zone sureleveeassociee a des grabens sedimentaires.
I Les grabens de la Limagne, de la Bresse, du Rhin, de la Ruhr et del’Eiger se sont formes au debut du Cenozoıque pendant l’orogenesealpine et l’affaissement des bassins mediterraneens et pannoniens.
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Contexte general
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Provinces et ages
Grandes provinces volcaniques
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Provinces et ages
Grandes provinces volcaniques
I Au Nord, alignements N-S ;
I Au Sud, alignements plutotNO-SE ;
I Heritage d’une structure plusancienne (varisque) ?
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Provinces et ages
Les ages du volcanisme centralien
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Donnees geophysiques
Les donnees de sismique refraction
Isobathes du Mohosous le MassifCentral.
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Donnees geophysiques
Les donnees de sismique refraction
Coupe sismique sous le Massif Central.
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Donnees geophysiques
Donnees gravimetriques et thermiques
Anomalie gravimetrique
I Anomalie gravimetrique sous le Massif Central ≈ -70 mgal 1 ;
I Interprete comme liee a la presence d’un corps peu dense enprofondeur, vers 50 km ;
Anomalie thermique
I Flux de chaleur anormal : 105 mW.m−2 ;
I Soit, en enlevant la contribution crustale, une contributionmantellique de 60-70 mW.m−2 sous la region la plus amincie, de 35mW.m−2 en bordure.
1. 1 gal = 0,01 m.s−2, 1 mgal = 0,01 mm.s−2
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Donnees geophysiques
Un diapir mantellique ?
La tomographie sismique montre deux zones de faible vitesse sismiquesous le Cantal et le Velay, entre 0 et 180 km de profondeur [1].
I Une sous le Cantal,atteignant lasurface ;
I Une sous le Deves,bloquee dans lacroute ;
I Interpretation :zones de remonteesde magma le longde fractureslithospheriquesvarisques, reactiveesa l’oligocene.
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Donnees geophysiques
Un diapir mantellique ?
Le volcanisme du Massif Central ne peut cependant pas etre interpretecomme le resultat d’un panache mantellique profond de type � pointchaud �.
Modele interpretatif de la formation des rifts Ouest-europeens et de l’evolution du
magmatisme du Massif Central par traction du slab a l’Eocene et l’Oligocene (A) puis
flux asthenospherique et digestion thermique de la lithosphere au Miocene (B).
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Structure et histoire du Cantal
Vue d’ensemble
I Le Cantal est le plus vaste stratovolcan d’Europe avec une superficiede 2700 km2 ;
I Il se presente comme un tronc de cone entaille par des valleesglaciaires radiales ;
I On y distingue :I Une zone centrale avec breches et intrusions ;I Une zone externe de plateaux surtout basaltiques, a faible pente, les
planezes.
I L’epaisseur des formations volcaniques dans les regions sommitalesest de l’ordre de 1000 m.
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Structure et histoire du Cantal
Le Cantal, geologie actuelle
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Structure et histoire du Cantal
La structure du Cantal
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Structure et histoire du Cantal
Histoire geologique resume du Cantal
I 13 a 7 Ma : premieres eruptions(basaltes) ;
I Seulement reconnues en fondde vallees et aux marges ;
I Masquees par les produitsplus recents.
I 10 a 6,5 Ma : volcanismetrachy-andesitique ;
I Paroxysme entre 8,5 et 7 Ma ;I Laves, breches, ponces
trachyandesitiques, parfoisrhyolitiques.
I Domes phonolitiques entre7,5 et 5,5 Ma.
I 7 a 2 Ma : grande productionbasaltique ;
I Peu visibles dans la zonecentrale (quelques filonsintrusifs) ;
I Epaisse couverture de basalteau N ; quasi - absente au SE.
I Depuis 2 Ma : Erosion glaciaireet post-glaciaire.
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Structure et histoire du Cantal
Les avalanches de debris du Cantal
L’histoire des grands strato-volcans comme le Cantal passe par desalternances de phases :
I Longues periodes d’edifications, par eruptions repetees, de styleeruptif variable ;
I Longues periodes de sommeil → erosion ;
I Periodes breves de destruction instantanee.
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Structure et histoire du Cantal
Les avalanches de debris du Cantal
I Les phases de destruction sont dues a des eruptions de grandeintensite, avec :
I Explosions paroxysmales ;I Effondrements centraux ;I Destabilisation de flancs.
I → decapitation de l’edifice, qui peut perdre jusqu’a 1 km ;
I De tels evenements cataclysmiques (duree : quelques heures aquelques semaines), peuvent clore un cycle de construction ou aucontraire en inaugurer un autre.
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Structure et histoire du Cantal
Les avalanches de debris du Cantal
I Le Cantal a sans doute connu plusieurs episodes de destruction de cetype ;
I La presence sous le Cantal d’une importante accumulation argileuse,et peut-etre de gypse, pourrait expliquer l’instabilite de l’edifice etl’amplitude exceptionnelle des grands glissements qui l’ont detruit aplusieurs reprises.
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Structure et histoire du Cantal
Un modele du Cantal
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Les roches du Cantal
Les basaltes infra-cantaliens
I Laves indifferenciees, surtout connues dans le secteur septentrional ;ailleurs, elles sont tres dispersees et recouvertes par les formationsplus recentes ;
I Il s’agit de constructions comportant des coulees, associees a despyroclastites variees ;
I Les laves sont des basaltes alcalins et des basanites pouvant evoluerjusqu’aux trachy-basaltes (= hawaıtes) ;
I Elles traduisent l’installation d’un reservoir profond, basicrustal.
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Les roches du Cantal
Les basaltes infra-cantaliens
Basalte alcalinL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : augites zones,olivines alterees ;
I Mesostase : plagioclases,pyroxenes, rares olivines,opaques.
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Les roches du Cantal
Le strato-volcan trachy-andesitique
I Vers 9 Ma debute la construction du strato-volcan proprement dit,qui implique la formation et le maintien d’un vaste reservoirintra-crustal ;
I Cet edifice fonctionnera jusqu’a 6,5 Ma ;
I Pendant 2,5 Ma, il s’est vraisemblablement detruit et reconstruitquatre fois ;
I Il y a eu d’abord emission de coulees basaltiques (≈ 10 a 7 Ma),recouvertes ensuite par les produits suivants.
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Les roches du Cantal
Les laves du strato-volcan
I Le stratovolcan a ete principalement alimente par des magmassatures, constituant une serie moderement alcaline. Les termes lesmieux representes sont des � trachyandesites � plus ou moinsdifferencies :
I Trachyandesite a augite et hypersthene ;I Trachyandesite a augite et oxyhornblende ;I Trachyandesite a augite et biotite ;I Trachyandesite a oxyhornblende et biotite.
I L’evolution s’est poursuivie jusqu’a des termes plus acides et plusdifferencies :
I Trachytes ;I Rhyolites.
I Toutes ces laves ont ete generalement emises de facon explosive.
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Les roches du Cantal
Les laves du strato-volcan
Trachyandesite a augite ethyperstheneL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : hypersthenes(Opx), augites (Cpx) etopaques ;
I Mesostase : plagioclases,feldspaths alcalins, pyroxenes,opaques.
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Les roches du Cantal
Les laves du strato-volcan
Trachyandesite a augite etoxyhornblendeL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : plagioclases,oxyhornblendes, augites,opaques ;
I Mesostase : plagioclases,quelques feldspaths alcalins,pyroxenes, opaques, verre.
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Les roches du Cantal
Les laves du strato-volcan
Trachyandesite a augite et biotiteL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : plagioclases,augites, biotites et opaques ;
I Mesostase : plagioclases,feldspaths alcalins, pyroxenes,opaques.
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Les roches du Cantal
Les laves du strato-volcan
TrachyteL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : feldspathsalcalins (anorthose) et biotites± resorbees ;
I Mesostase : feldspaths alcalins,opaques.
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Les roches du Cantal
Les laves du strato-volcan
RhyoliteL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : sanidines,opaques ;
I Mesostase : verre.
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Les roches du Cantal
Les laves du strato-volcan
I Il existe des coulees et des intrusions (domes), mais la majorite desproduits de la region centrale sont des pyroclastites, directes ouremaniees : au moins 80 % du volume total → breches.
I On identifie egalement une serie minoritaire, plus alcaline,sous-saturee, qui fonctionne vers la fin de l’activite du stratovolcan,et apres (7 a 6 Ma).
I Les magmas sous-satures sont vraisemblablement d’origine plusprofonde que les autres ;
I Ce sont des roches peu differenciees :I Tephrites ;I Phonolites.
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Les roches du Cantal
Les laves du strato-volcan
BrecheL.P.N.A. et L.P.A.
I Fragments de roches(trachy-andesites) et minerauxisoles ;
I Feldspaths, augites,oxyhornblendes, opaques ;
I Mesostase : verre.
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Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Les roches du Cantal
Les laves du strato-volcan
TephriteL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : plagioclases,hauynes, oxyhornblendes,augites, opaques ;
I Mesostase : plagioclases,alcalins, augites, opaques.
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Les roches du Cantal
Les laves du strato-volcan
PhonoliteL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : noseanes,sanidines, augites ægyriniques ;
I Mesostase : sanidines orientees,augite ægyriniques, sphenes,opaques.
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Les roches du Cantal
Avalanches de debris et remaniements associes
I L’edification du stratovolcan s’accompagne de plusieursdestabilisations de flancs ayant evolue en avalanche de debris ;
I ⇒ Ruptures de flanc par desequilibre gravitaire, entraınantl’effondrement de vastes secteurs de l’edifice volcanique(interpretation par analogie avec le Mt St-Helens) ;
I Ces evenements cataclysmiques engendrent des depots d’avalanchesde debris, repris par des ecoulements boueux (lahars).
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Les roches du Cantal
Avalanches de debris et remaniements associes
I On observe differents facies, des regions centrales vers la peripherie :
I Facies d’avalanches de debris : comprenant des panneaux et des blocsplus ou moins fractures ; on les trouve a l’amont des grandes vallees ;
I Facies de coulees de debris : produit d’ecoulements turbulents,d’aspect desordonne ; generalement bien consolides, ils forment desreliefs ruiniformes et constituent les interfluves des moyennes vallees ;
I Facies de coulees boueuses : ecoulements dilues, a matricesablo-argileuse, comportant des elements de tailles tres variables,allant du megabloc aux fragments plus petits ; ce sont des lahars,surtout presents dans les basses vallees.
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Les roches du Cantal
Avalanches de debris et remaniements associes
I On observe differents facies, des regions centrales vers la peripherie :I Facies d’avalanches de debris : comprenant des panneaux et des blocs
plus ou moins fractures ; on les trouve a l’amont des grandes vallees ;
I Facies de coulees de debris : produit d’ecoulements turbulents,d’aspect desordonne ; generalement bien consolides, ils forment desreliefs ruiniformes et constituent les interfluves des moyennes vallees ;
I Facies de coulees boueuses : ecoulements dilues, a matricesablo-argileuse, comportant des elements de tailles tres variables,allant du megabloc aux fragments plus petits ; ce sont des lahars,surtout presents dans les basses vallees.
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TD 1 - Le volcanisme du Massif Central
Caracteristiques du Massif Central Le grand volcan du Cantal Le volcan du Mont-Dore
Les roches du Cantal
Avalanches de debris et remaniements associes
I On observe differents facies, des regions centrales vers la peripherie :I Facies d’avalanches de debris : comprenant des panneaux et des blocs
plus ou moins fractures ; on les trouve a l’amont des grandes vallees ;I Facies de coulees de debris : produit d’ecoulements turbulents,
d’aspect desordonne ; generalement bien consolides, ils forment desreliefs ruiniformes et constituent les interfluves des moyennes vallees ;
I Facies de coulees boueuses : ecoulements dilues, a matricesablo-argileuse, comportant des elements de tailles tres variables,allant du megabloc aux fragments plus petits ; ce sont des lahars,surtout presents dans les basses vallees.
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Les roches du Cantal
Avalanches de debris et remaniements associes
I On observe differents facies, des regions centrales vers la peripherie :I Facies d’avalanches de debris : comprenant des panneaux et des blocs
plus ou moins fractures ; on les trouve a l’amont des grandes vallees ;I Facies de coulees de debris : produit d’ecoulements turbulents,
d’aspect desordonne ; generalement bien consolides, ils forment desreliefs ruiniformes et constituent les interfluves des moyennes vallees ;
I Facies de coulees boueuses : ecoulements dilues, a matricesablo-argileuse, comportant des elements de tailles tres variables,allant du megabloc aux fragments plus petits ; ce sont des lahars,surtout presents dans les basses vallees.
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Les roches du Cantal
Avalanches de debris et remaniements associes
I Il y aurait eu au moins quatre avalanches de debris :I Dans les secteurs Nord et Est (> 7,4 Ma) ;I Dans le secteur Ouest (entre 7,4 et 7,2 Ma) ;I Dans les secteurs Sud et Sud-Ouest (< 7,2 Ma).
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Apercu du massif
Le massif du Mont-Dore
I Un massif volcanique elliptique. 35 km × 16 km - 500 km2 ;
I 220 km3 de produits emis + 100 km3 otes par l’erosion glaciaire ;
I Bouches eruptives alignees NS et NO-SE ;
I 3 cycles eruptifs : 4,6 Ma → 3 Ma, 3 Ma → 1,5 Ma, 1,5 Ma → 0,2Ma.
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Apercu du massif
Le massif du Mont-Dore
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Les series du Mont-Dore
Les trois cycles eruptifs
Cycle inferieur (∼20% du volume emis).
I Laves : basaltes (D.I. ' 30) et quelques termes plus differencies ⇒Serie alcaline sans termes intermediaires.
I Basaltes ankaramitiques (= riches en Px), sombres, a feldspathoıdesnormatifs.
I Pyroxenes (augite) + Plagioclases (labrador) + Olivine + Opaques.
I Quelques trachytes clairs en domes intrusifs.I Sanidine (90%) + Ægyrine + Opaques.
I Rhyolites en domes ou sills.I Quartz (10%) + Sanidine (80%) + Micas (10%) + Opaques.
Cycle superieur (∼20% du volume emis)
I Roches semblables a celles du cycle moyen.
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Les series du Mont-Dore
Les trois cycles eruptifs
Cycle moyen (∼60% du volume emis)
I >15% de pyroclastites : Premiere eruption ignimbritique ⇒ nappede ponces (350 km2), composition de rhyolite, enclaves de socle ⇔formation de la caldeira de haute Dordogne ;
I Quartz + Sanidine + Amphibole + Ilmenite + Opaques.
I Une serie basaltique ( D.I. ≤ 50) : Basanite → Trachy-basaltes(Hawaiite) ;
I β ankaramitique (Plagio = Labrador + Augite + Ol + Magnetite) +β demi-deuil - Hawaiite (plagio = andesine, peu de ferro-magnesiens)
I Puis differenciation de deux series pour D.I. > 50 :I serie saturee (rhyolites) ;I serie sous - saturee (phonolites).
Cycle superieur (∼20% du volume emis)
I Roches semblables a celles du cycle moyen.
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Les series du Mont-Dore
Les trois cycles eruptifs
Cycle moyen (∼60% du volume emis)
I >15% de pyroclastites : Premiere eruption ignimbritique ⇒ nappede ponces (350 km2), composition de rhyolite, enclaves de socle ⇔formation de la caldeira de haute Dordogne ;
I Quartz + Sanidine + Amphibole + Ilmenite + Opaques.
I Une serie basaltique ( D.I. ≤ 50) : Basanite → Trachy-basaltes(Hawaiite) ;
I β ankaramitique (Plagio = Labrador + Augite + Ol + Magnetite) +β demi-deuil - Hawaiite (plagio = andesine, peu de ferro-magnesiens)
I Puis differenciation de deux series pour D.I. > 50 :I serie saturee (rhyolites) ;I serie sous - saturee (phonolites).
Cycle superieur (∼20% du volume emis)
I Roches semblables a celles du cycle moyen.
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Les series du Mont-Dore
Les noms locaux des laves du Mont-Dore
Plusieurs laves du Mont-Dore, dans les series saturee et sous-saturee,portent des appellations d’origine locale. On peut leur faire correspondreleur denomination dans la nomenclature internationale.
Correspondance des denominations
I Ordanchite (Banne d’Ordanche) ⇔ Tephrite, tephrite phonolitique ;
I Doreite (Mont-Dore) ⇔ Mugearite = Trachy-basalte ;
I Sancyite (Puy de Sancy) ⇔ Benmoreite = Trachy-andesite.
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Les series du Mont-Dore
Exemple de produits du cycle inferieur
Ankaramite (β a cpx)L.P.N.A. et L.P.A.
I Roche tres riche enferro-magnesiens (olivines,augites, oxydes opaques) ;
I Donc roche indifferenciee.
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Les series du Mont-Dore
Exemple de produits du cycle inferieur
TrachyteL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : feldspathsalcalins surtout ;
I Donc differenciation poussee ;
I Richesse en sodium ⇒ferro-magnesiens sodiques.
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Les series du Mont-Dore
Exemple de produits du cycle moyen
PoncesL.P.N.A. et L.P.A.
I Debris de roche (trachyte) ;
I Phenocristaux : plagioclases,feldspaths alcalins, biotites ;
I Mesostase : matrice vitreuse etponces fibreuses.
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Les series du Mont-Dore
Exemple de produits du cycle moyen
PoncesL.P.N.A. et L.P.A.
I Tres grands plagioclases, visiblesa l’œil nu ;
I Pyroxenes (augites ±titaniferes) et olivines alteres.
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Les series du Mont-Dore
Exemple de produits du cycle moyen
Serie saturee : DoreiteL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : augites,oxyhornblendes,ferromagnesiens ;
I Mesostase a feldspaths alcalins.
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Les series du Mont-Dore
Exemple de produits du cycle moyen
Serie saturee : SancyiteL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : feldspathsalcalins plus frequents ;
I ferro-magnesiens plus riches ensilice : biotite.
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Les series du Mont-Dore
Exemple de produits du cycle moyen
Serie saturee : RhyoliteL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : feldspathsalcalins ;
I Mesostase : verre de silice,devitrifiee ⇒ spherolites.
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Les series du Mont-Dore
Exemple de produits du cycle moyen
Serie sous-saturee : OrdanchiteL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : Olivines etaugites ;
I Donc ici roche tres pauvre ensilice.
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Les series du Mont-Dore
Exemple de produits du cycle moyen
Serie sous-saturee : PhonoliteL.P.N.A. et L.P.A.
I Phenocristaux : feldspathsalcalins et ferromagnesienssodiques (augites ægyriniques) ;
I Donc ici roche tres differenciee,mais relativement pauvre ensilice (< 65 %).
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Les deux volcanismes du Velay
Troisieme partie III
Volcanisme du Velay
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Les deux volcanismes du Velay
Plateaux et coulees
Les plateaux basaltiques
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Les deux volcanismes du Velay
Plateaux et coulees
Les plateaux basaltiques
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Les deux volcanismes du Velay
Plateaux et coulees
La morphologie des coulees de lave
Exemple : la coulee de la carriere d’Yssingeaux
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Plateaux et coulees
La morphologie des coulees de lave
Exemple : la coulee de la carriere d’Yssingeaux
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Les deux volcanismes du Velay
Domes trachytiques et phonolithiques
Les domes trachytiques
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Domes trachytiques et phonolithiques
Domes et prismation
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Conclusions Ressources et bibliographie
Quatrieme partie IV
Conclusions
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Conclusions Ressources et bibliographie
Le Massif Central, une collection de volcans
I Variete d’histoires et de morphologies des volcans :I Volcanisme fissural ;I Strato-volcans ;I Cones stromboliens. . .
I Variete chimique et mineralogique des produits volcaniques :I Laves basaltiques peu differenciees, fluides ;I Laves differenciees visqueuses ;I Laves riches en gaz : ponces ; etc. . .
I Variete des paysages resultants :I Plateaux basaltiques ;I Domes ;I Grands edifices ± demanteles.
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Conclusions Ressources et bibliographie
References bibliographiques
Nehlig P. et al., Les volcans du Massif Central. Revue Geologues,2003.
Bonin B., La petrologie. Collection 128, Nathan Universite, 1999.
Bonin B., Magmatisme et roches magmatiques. Dunod, 2004.
Lallemand S. et coll., Convergence lithospherique. Vuibert, 2005.
Pons J.-C., La petro sans peine 1 - mineraux et roches magmatiques.Editions du CRDP, academie de Grenoble, Collection Focus, 2001.
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