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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

Les recherches de l’USGS au cours des dernières décades montrent que le Mt Baker est un des plus jeunes volcans de la chaîne des Cascades … cependant l’activité volcanique a débuté dans la région depuis des millions d’années, mais la plupart des laves et dépôts de tephra ont été enlevés par l’érosion glaciaire.

Au nord-est du Mt Baker, des roches de couleurs pâles marquent l’emplacement d’une ancienne caldeira, qui s’est effondrée suite à une éruption ignimbritique, il y a 1,15 Ma. : la caldeira Kulshan.

 

2010_NWGS_Fall_Trip_Baker_Guide34.jpgBord sud de la caldeira Kulshan, vu de Artist Point - Le dôme Ptarmigan, un dôme rhyodacitique post-caldeira, au centre droit, domine les ignimbrites claires intracaldériques  - photo Northwest Geological Society.

 

La caldeira Kulshan :

c’est une caldeira cylindroïde à parois abruptes de 4,5 km. sur 8, emplie d’ignimbrite rhyodacitique et de laves émises post-caldeira, située au pied nord-est du Mt Baker.

Une faille circulaire quasi-verticale dans le sous-basement rocheux des Cascades renferme 30 km² d’ignimbrites, mélangées à des brèches d’effondrement, d’une épaisseur de plus de 1.000 mètres.

lipman 97 bv06Au stade actuel, il est impossible de définir si l’effondrement s’est fait "au coup par coup" ou par "effet piston".

 

Schéma de formation de caldeira - doc. P.W. Lipman


Tout effondrement formateur de caldeira est lié à une dispersion de poussières volcaniques ordinairement correspondant à 20% du volume total érupté (> 50 km³).

On n’en trouve aucune trace dans le nord des Cascades, suite à l’érosion glaciaire ; seule trace au sud, à 200 km. de la source, une couche de cendres épaisse de 30 cm., nommée Lake Tapps tephra, dans le Puget lowland.

L’examen des dépôts cendreux distaux et du tuff intracaldeira suggère un épisode phréatomagmatique important durant une éruption qui pourrait avoir démarré sous la glace.

 

1-s2.0-S0377027303002907-gr3.jpg            Carte géologique simplifiée de la caldeira Kulshan - Doc. Wes Hildreth & al. 2003.

en rose : les ignimbrites intra-caldeira - en rouge : coulées et dykes rhyodacitiques - en orange : les sédiments stratifiés et riches en cendres post-caldeira - en bleu, vert et pourpre : les laves andésito-dacitiques post-caldeira -en jaune :  les dépôts d'avalanches de l'holocène. - - AP : Artist Point - CP : Coleman Pinacle - HM : Heather Meadows - KR : Kulshan ridge - PR : Ptarmigan ridge.

 

 

Kulshan-caldera-coupe-SO-NE.gif                            Coupe SO-NE de la caldeira Kulshan - Doc. Wes Hildreth & al.

 

Bien que la caldeira ne soit pas structurellement résurgente, plusieurs intrusions de laves rhyodacitiques intracaldériques reposent directement sur la couche d’ignimbrite ou sur les sédiments lacustres remaniés par les produits éruptifs. Principalement présentes plus au sud, les laves rhyodacitiques couvrent plus de 12 km².

 

Kulshan

  

 

Caldeira Kulshan - laves rhyodacitique en intrusion ou couverture de l'ignimbrite intra-caldérique. - photos Wes Hildreth & al. 2003.

 

(A) :  trois dômes de lave érodés surmontent les ignimbrites claires de la caldeira Oreamnos (rod), Corax (rcx), and Ptarmigan (rpd).

Coleman Pinnacle (acp) et  Lasiocarpa Ridge (alr)sont des restes andésitiques datés du milieu du Pléistocène.

 

 

(B) : Oreamnos lava dome, face SE :

A l'avant-plan, des sédiments stratifiés riches en cendres.

Une intrusion par un sill d'andésite foncé à gauche et à droite, un dyke d'andésite pratiquement vertical

 

 

(C) Le dôme Ptarmigan  - à droite, la silhouette de Coleman Pinacle se détache sur les neiges du Mt Baker.

 

 

Des laves andésitiques post-caldeira, andésite à olivine, pyroxène et hornblende, forment plus d’une cinquantaine de dykes, qui recoupent les ignimbrites, les sédiments et les laves rhyodacitiques.

 

Kulshan cald. - Table Mountain - Lee Siebert

La caldeira Kulshan - Table Mountain, au centre gauche, formée de coulées andésitiques - en fond, à gauche, Icy Peak dominant North fork Nooksack drainage - à droite, le Mt Shuksan couvert de glaciers. - photo Lee Siebert / Smithsonian Inst.

 

Une coulée dacitique particulièrement épaisse est présente à Table Mountains ; les géologues pensent qu’elle a été émise dans un canyon, qui a restreint son écoulement latéral, et où la coulée pourrait avoir formé un lac de lave. Après remplissage de la vallée par les coulées de lave, et solidification, l’œuvre des glaciers a forgé un toit plat, en inversion topographique.


Les caldeiras du quaternaire :

les caldeiras datées du quaternaire sont rares dans la Chaîne des Cascades, où on n’en retrouve que trois pour plus de 1.800 volcans : La caldeira de Crater Lake (éruption du Mazama), de Rockland, et la caldeira Kulshan.

Pourquoi sont-elles si rares ? Diverses hypothèses tentent de l’expliquer : - une croûte plus épaisse au niveau des Cascades - une convergence plus lente des plaques.

 

1-s2.0-S0377027303002907-gr1Localisation du champ volcanique Mont Baker (MBVF) - les villes sont symbolysées par des lettres :
 Bellingham (B), Vancouver (V), et Victoria (VC). Dans  southern Puget Lowland, sont situés Seattle (S), Tacoma (T), Olympia (O), et Hoodsport (H).

Dans l'insert, les principaux foyers magmatiques : Hannegan caldera (HC), Lake Ann stock (LA), Kulshan caldera (KC), Chowder Ridge focus (CR),  et les volcans récents Black Buttes and Mount Baker  (Hildreth et al., 2003) - Doc. Wes Hildreth & al. 2003.


Migration du magmatisme :

Au cours des derniers quatre millions d’années, on constate la migration du magmatisme vers le sud-ouest, avec un ratio de 5-6 mm./an.: depuis la caldeira Hannegan (HC) à 4 Ma, vers Lake Ann (LA) à 2,7 Ma, puis vers la caldeira Kulshan (KC) à 1,15 Ma et pour finit à Black Buttes/MtBaker il y a 500.000 ans. (voir insert ci-dessus).


Sources :

- GSA - Kulshan caldera: A Quaternary subglacial caldera in the North Cascades, Washington - By Wes Hildreth  

- Rhyodacites of Kulshan caldera, North Cascades of Washington: Postcaldera lavas that span the JaramilloWes Hildreth, Marvin A. Lanphere, Duane E. Champion, Judy Fierstein

-  Geology of the North Cascades: A mountain mosaic - by R. Tabor and R. Haugerud / USGS.

- Subsidence of ash-flow calderas: relation to caldera size and
magma-chamber geometry - P.W. Lipman

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