Architecture et dynamique des systèmes magmatiques associés aux volcans basaltiques : exemple du Piton de la Fournaise

par Guillaume Boudoire

Thèse de doctorat en Sciences de l'univers

Sous la direction de Laurent Michon et de Nicole Bobrowski.

Le président du jury était Michel Pichavant.

Le jury était composé de Nicole Bobrowski, Michel Pichavant, Andrea Di Muro, Patrick Bachèlery, Cinzia Federico.

Les rapporteurs étaient Michel Pichavant.


  • Résumé

    Contraindre l'architecture et la dynamique des systèmes magmatiques est d’une importance capitale dans la compréhension des phénomènes volcaniques. Les principaux objectifs de cette thèse sont (1) de contraindre l'architecture du système magmatique du Piton de la Fournaise dans son ensemble, et (2) d'étudier l’évolution des magmas et les transferts associés en son sein. En couplant l'étude pétro-géochimique des magmas et du dégazage de CO2 à travers le sol, nous développons une approche intégrée, focalisée sur le flanc ouest de l'édifice. Cette zone témoigne d'une activité éruptive récente très peu étudiée, traçant potentiellement des processus magmatiques profonds. Nos résultats permettent de valider l'hypothèse du caractère décentré de la plomberie magmatique profonde du Piton de la Fournaise sous le flanc ouest de l'édifice. Nous démontrons que les magmas stockés dans la partie profonde de la plomberie magmatique préservent une certaine variabilité géochimique, principalement liée à de légères hétérogénéités de source et à des processus polybariques de cristallisation et d'assimilation. Nous montrons également que les flux de CO2 à travers le sol du flanc ouest de l'édifice enregistrent le dégazage précoce des magmas au sein du manteau lithosphérique. Nous soulignons ici que les variations temporelles des flux de CO2 à travers le sol peuvent être utilisées pour détecter les recharges du système magmatique central via des transferts magmatiques profonds.Nos résultats ouvrent des perspectives prometteuses quant à la surveillance des processus magmatiques profonds sous les édifices volcaniques, même en conditions tropicales.

  • Titre traduit

    Architecture and dynamics of magma systems linked to basaltic volcanoes : the case of Piton de la Fournaise


  • Résumé

    Constraining the architecture and dynamics of magma systems is fundamental in volcanology. The main objectives of this study are to (1) constrain the architecture of the whole plumbing system of Piton de la Fournaise, and (2) study magma evolution and transfers from the deepest roots of the plumbing system. Coupling magma petrogeochemistry and diffusive soil degassing, we develop an integrated approach, focused on the western flank of the volcano. This zone shows evidences of a recent eruptive activity, poorly documented, but potentially related to deep magma processes. Our results allow to confirm the offset of the deep part of the Piton de la Fournaise plumbing system beneath the western flank of the volcano. We demonstrate that magma stored in the deepest roots of the plumbing system display a geochemical variability, mainly related to minor mantle source heterogeneities and to polybaric crystallization and assimilation processes. We show that soil CO2 fluxes on the western flank of the volcano record early magma degassing in the lithospheric mantle. We highlight that temporal variations of soil CO2 flux may be used to detect magma replenishement of the central magmatic system by deep magma transfers, hardly detectable by the geophysical network.Our results opens exciting prospects to improve the monitoring of deep magma processes below volcanoes, even in tropical conditions.

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