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Earth of fire

Actualité volcanique, Article de fond sur étude de volcan, tectonique, récits et photos de voyage

Publié le par Bernard Duyck
Publié dans : #Excursions et voyages

Le massif volcanique du Vogelsberg se situe dans le graben / fossé Rhénan, une plaine de 35 km de large en moyenne sur 300 km. de longueur entre Bâle au sud et Francfort au nord.

Le Fossé Rhénan forme le segment central du système de rifts Cénozoïques européens qui s’étend sur plus de 1.000 km de la Méditerranée  jusqu’à la mer du Nord.

L’ouverture du fossé Rhénan a débuté au cours de l’ère tertiaire (il y a environ 33 millions d'années), au début de l'Oligocène. Le fossé formé est rapidement envahi par la mer, d'abord en liaison avec l’océan alpin. Il s'y dépose en particulier des sédiments à intérêt économique : des sels de sodium et de potassium et, ailleurs, des marnes et grès où du pétrole s'est accumulé (gisement de Péchelbronn). Le fossé s’ouvre ensuite vers la Mer du Nord. Puis un basculement régional dû à la surrection des Alpes provoque le retrait de la mer et seuls des lacs d’eaux douces subsistent.

Le fossé Rhénan présente toutes les caractéristiques géologiques d'un rift continental:

- Le fossé rhénan se situe en domaine intra-plaque.

- La présence d'une plaine sédimentaire axiale où la sédimentation fut très importante.

- Des bordures structurées en "blocs basculés" par le jeu de failles normales. Ceci témoigne d'une tectonique en extension. La présence de ces failles, pour la plupart inactives, explique la sismicité résiduelle existant dans cette zone.

- Un volcanisme important mais de type alcalin : il n'y a pas de plancher océanique qui fut mis en place.

- Une remontée du Moho à l'origine de l'amincissement crustal et de la naissance de magmas.

Champs volcaniques en Europe centrale-ouest : dans les environs de Frankfurt, le Vogelsberg et Rhön - l'Eifel est désigné sous WEVF (West Eifel volcanic field), HEVF (Hocheifel VF), EEVF (East Eifel VF) - carte in Volcanism / H.U.Schmincke,

Champs volcaniques en Europe centrale-ouest : dans les environs de Frankfurt, le Vogelsberg et Rhön - l'Eifel est désigné sous WEVF (West Eifel volcanic field), HEVF (Hocheifel VF), EEVF (East Eifel VF) - carte in Volcanism / H.U.Schmincke,

Le volcanisme alcalin péri-alpin a produit en Allemagne les massifs de l’Eifel, du Vogelsberg et de Rhön. Les deux derniers massifs sont datés de 20 à 14 Ma, une période courte, au niveau géologique. (Vogelsberg 18-10 Ma – pic 17-15 Ma)

Les magmas émis ont une composition allant de la basanite au quartz tholéitique; d'après les oligo-éléments et la composition isotopique en Nd, Sr et Pb, on en déduit trois sources mantelliques différentes :

- une source typique d'un panache asthénosphérique, enrichie en oligo-éléments, similaire au niveau composition à celle du réservoir asthénosphérique européen en relation avec le volcanisme tertiaire.

- une source mantellique appauvrie, située dans le manteau lithosphérique ou l'asthénosphère supérieure,

- une source mantellique veinée (persillée).

Ce qui suggère trois étapes de formation :

1. des mélanges en fusion en provenance du manteau remontent vers la chambre magmatique et évoluent vers des éruptions caractérisées par des laves différenciées.

2. les roches en fusion proviennent d'une source mantellique appauvrie, et d'un mélange progressif avec une source asthénosphérique.

3. après épuisement de la source mantellique appauvrie, les roches en fusion viennent d'une source asthénosphérique.

... soit une évolution vers des sources de moins en moins profondes.

A gauche, Graben du Rhin - doc.CNRS / C.Brunet - Jolivet & Nataf -- à droite, ECVP ( European Cenozoic Volcanic Province) subareas Vogelsberg - Age data from Abratis et al. - un clic pour agrandir. A gauche, Graben du Rhin - doc.CNRS / C.Brunet - Jolivet & Nataf -- à droite, ECVP ( European Cenozoic Volcanic Province) subareas Vogelsberg - Age data from Abratis et al. - un clic pour agrandir.

A gauche, Graben du Rhin - doc.CNRS / C.Brunet - Jolivet & Nataf -- à droite, ECVP ( European Cenozoic Volcanic Province) subareas Vogelsberg - Age data from Abratis et al. - un clic pour agrandir.

Localisation et  mécanisme de mise en place présumé :

Les zones de volcanisme sont situées perpendiculairement au système de rift de la Vallée du Rhin supérieure, orientée NNE-SSO.

La lithosphère a une épaisseur moyenne uniforme de 100à 140 km. sous l’Europe de l’ouest et l’Europe centrale. En contraste, cette épaisseur n’est que de 60 km. sous le massif Rhénan, en relation avec les anciennes soudures Varisques. La croûte terrestre, partie de la lithosphère, a une épaisseur de moins de 30 km. sous le Vogelsberg et elle est pénétrée par de nombreux dykes à une profondeur de 20 km  (Braun & Berckhemer 1993)      

Un soulèvement de la frontière asthénosphère-lithosphère pourrait avoir été causé par un amincissement local de la croûte inférieure ductile sous l’extension résultant de la subduction de la croûte inférieure alpine.

Le volcanisme péri-alpin tertiare (violet) - zones de tectoniques extensive induites par la surrection des Alpes (rouge hachuré) - doc. d'après Brousse & Bellon / Aurelienb

Le volcanisme péri-alpin tertiare (violet) - zones de tectoniques extensive induites par la surrection des Alpes (rouge hachuré) - doc. d'après Brousse & Bellon / Aurelienb

Modèle géodynamique proposé pour l’origine de l’ECVP – la subduction alpine amincit la croûte au niveau des soudures Variques dans les pré-Alpes. L’amincissement permet une remontée asthénosphérique et un mouvement de convection à petite échelle sous le graben Rhénan – in The European Cenozoic Volcanic Province is not caused by mantle plumes / by R.Meyer & G.Foulger

Modèle géodynamique proposé pour l’origine de l’ECVP – la subduction alpine amincit la croûte au niveau des soudures Variques dans les pré-Alpes. L’amincissement permet une remontée asthénosphérique et un mouvement de convection à petite échelle sous le graben Rhénan – in The European Cenozoic Volcanic Province is not caused by mantle plumes / by R.Meyer & G.Foulger

Sources :

- Eduterre : Un rift continental, le fossé Rhénan - link

- CNRS - Le fossé Rhénan, un océan avorté - link

- Petrogenesis of basanitic to tholeiitic volcanic rocks from the Miocene Vogelsberg, Central Germany - by P.J.F. Bogaard & G. Wörner / Journal of Petrology.

- Petrogenesis of tertiary continental intra-plate lavas from the Westerwald region, Germany  / Journal of Petrology.

- The European Cenozoic Volcanic Province is not caused by mantle plumes / by R.Meyer & G.Foulger

- Der Vogelsberg - Geotope im grössten vulkangebiet mitteleuropas - Th. Reischmann & Ad. Schraft.

Commenter cet article

Lecouteur Michel 10/06/2014 15:03

merci Bernard c'est très intéressant

Bernard Duyck 10/06/2014 17:26

Reste connecté ... c'est le premier d'une série sur Vogelsberg, dont je reviens. ;-)

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