Les enclaves subvolcaniques dans les roches volcaniques du Mont-Doré et du Cantal

Subvolcanic enclaves in volcanic formation of Mont-Dore and Cantal volcanoes, french massif central

• Auteur / Autrice : Jeanne-Sylvine Guédon
• Direction : Bernard Bonin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, Océan, Espace
• Date : Soutenance en 1988
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Massif central (France)

Cantal (France)

Le Mont-Dore (Puy-de-Dôme)

France

Roches plutoniques

Mots clés libres

Série alcaline

Enclaves subvolcaniques

Résumé

Le magmatisme est un phénomène majeur du globe impliquant manteau et croûte. Pour bien décrire le phénomène, il convient de déterminer la source du magma, sa profondeur et les conditions thermodynamiques de sa fusion, le niveau où s'opère la différenciation, le ou les niveau(x) de mise en place. Les niveaux magmatiques profonds se retrouvent en enclaves dans les niveaux les plus superficiels, ainsi il est possible d'obtenir les indications sur les zones profondes par les enclaves de roches plutoniques dans les roches volcaniques lorsque l'érosion est encore insuffisante. Un échantillonnage d'enclaves plutoniques dans 10 sites du Mont-Dore, 19 du Sancy et 11 du le Cantal permet d'obtenir une idée générale du étages magmatiques plus profonds du (des) massif(s) volcanique(s). Le recensement des différents sites du Mont-Dore - Sancy indique que:A peu près tous les types de dynamisme, conduisant à des dômes, coulées, pyroclastites, contiennent des enclaves plutoniques. Leur abondance est fonction de la viscosité et de la vitesse d'ascension du magma. Les enclaves se rencontrent dans tous les types pétrographiques différenciés (à partir des hawaiites et des téphrites). Les sites sont beaucoup plus abondants dans le Sancy que dans le Mont-Dore. Les enclaves proviennent de la cristallisation de liquides alcalins dont les suites plutoniques évoluent des monzogabbros aux syénites de volcaniques. Les enclaves du Sancy manifestent précocement une évolution subsolvus, tout en présentant des plagioclases relativement potassiques et des minéraux anhydres abondants, ce qui implique une mise en place à faible profondeur et un refroidissement plus rapide que les enclaves du Mont-Dore, qui sont essentiellement hypersolvus et contiennent plus de minéraux hydroxylés. Les renseignements apportés par les enclaves cumulatives, reflet de la chambre magmatique, et par les enclaves grenues non cumulatives, reflet d'une structure subvolcanique, traduisent un bouleversement total des conditions entre la chambre magmatique et le complexe:- Baisse de la pression. Totale;-passage d'un milieu réducteur à un milieu oxydant;- refroidissement accéléré et surfusion importante. L'ensemble des résultats conduit à reconnaitre:*un complexe subvolcanique dont la profondeur est comprise entre la plancher de la caldeira et -2400 m correspondant à une zone de fractures déterminée grâce à la géophysique, et une zone orientale, par rapport au massif, où des intrusions grenues en croissant se sont mises en place à la faveur de réajustements tectoniques contemporains du volcan du Sancy. Ce complexe subvolcanique à multiples intrusions, de 9 à 10 km de diamètre, serait centré sur la zone de forage Croizat. Le recensement des différents sites du Cantal indique que:Les enclaves subvolcaniques du Cantal central extra-caldeira (théralites, essexites et pegmatitoïdes) ne sont pas le reflet du complexe subvolcanique puisque celui-ci est d'une nature pétrographique différente. En effet le toit du complexe subvolcanique, dégagé par l'érosion, mis en évidence par la géophysique, est de nature gabbroïque à monzogabbroïque. Le complexe grenu du vallon de la Haute-Jordanne témoigne d'une érosion plus intense, le volcan du Cantal étant plus ancien par rapport l celui du Mont-Dore. Dans le Cantal septentrional, les enclaves plutoniques se situent dans des dômes tant trachytiques que phonolitiques dont l’alignement témoigne de réajustements tectoniques conjugués par rapport à la direction du Sillon Houiller. Aucun vestige de caldeira ne pouvant être mis en évidence, on ne peut donc pas parler de complexe subvolcanique. Si dans le Cantal central (complexe subvolcanique de la Haute-Jordanne et enclaves subvolcaniques extra-caldeira) la suite plutonique se limite l une lignée évoluant des gabbros aux monzonites, dans le Cantal septentrional elle évolue des monzonites aux syénites, marquant ainsi deux domaines différents, séparés de plus par leur environnement tectonique. Cette étude. Montre que dans l'éventualité d'une campagne géothermique, le site de Croizat, remplit les conditions optimales quant l l'obtention de résultats intéressants: position centrale par rapport i la structure caldeirique; épaisseur. Minimale du remplissage volcano-sédimentaire surmontant le complexe subvolcanique (- 2400 m). Un forage profond entre 2400 et 3000 m de profondeur, dans le cadre d'un futur projet Géologie Profonde de la France permettrait observation de filons annulaires in situ, de la fracturation, des fluides et des minéralisations associées.

A fine opportunity to study deep magmatic levels of volcanic massifs is provided by natural samplings in Mont-Dore - Sancy - Cantal aera. Subvolcanic enclaves are found in various types of products, enclosed into each kind of differentiated volcanic rock types and their abundance is a function of magma viscosity and ascent velocity. In Mont-Dore - Sancy volcanoes, subvolcanic enclaves result from crystallization of akaline melts and constitute a monzogabbro-syenite plutonic suite. Analytical data consistent with:a subvolcanic complex, with a roof emplaced at a depth intermediate between the caldera floor and the -2400 m altitude, corresponding to a fracture zone detected by geophysical methods. An eastern zone, where plutonic intrusions, crescentic in shape, are emplaced during tectonic remobilizations caused by Sancy volcano building. The subvolcanic complex is characterized by multiple intrusions, arranged in 9-10 km in diameter structure, and is centred around Croizat drill area. In Cantal volcano, extra-caldera subvolcanic enclaves (théralites, essexites, pegmatitoïdes) do not reflect the nature of the subvolcanic complex, which is exposed in Haute-Jordanne valley and is made up of gabbro and monzogabbro. In the northern part of the volcano, plutonic enclaves are found in trachyte and phonolite dômes, defining a fault pattern, evidencing tectonic readjustements associated with the Sillon Houiller fracture zone. In central Cantal, gabbro-monzonite suite, syenites substantiate a environment as well as by the plutonic association is composed of a whereas, in northern Cantal, monzonites and contrasting domain, differing by their tectonic their location.