Maar-diatrème : révision du modèle conceptuel.

Les diatrèmes sont des structures remplies de débris situés sous des maars. Ceux-ci résultent de nombreuses éruptions phréato-magmatiques survenant durant la vie d’un volcan monogénique, qui, bien que caractérisé par une unique éruption, peut durer des années.

  Un bel exemple de maar-diatrème : le Kimberley Big hole en Afrique du sud - photo The Big Hole.

Schéma de formation d'un maar - diatrème et parties, à gauche - à droite, schéma des étapes de croissance - doc. Volker Lorenz.

Un modèle admis depuis longtemps pour la formation de telles structures nécessite l’approfondissement progressif des explosions, lié à une baisse de niveau de la nappe phréatique. Les explosions vont éjecter des roches situées de plus en plus profondément, tandis que le diatrème sus-jacent et le cratère en surface vont s’agrandir sous l’effet de la subsidence.

Un nouveau modèle est présenté par Greg Valentine de l’université de Buffalo et James White de l’Université d’Otago / NZ, dans lequel les explosions peuvent prendre place à n’importe quel niveau au sein du diatrème à un moment donné, avec une décharge plus effective des matériaux pour les explosions proches de la surface.

Les morceaux d’encaissant dans les dépôts de tephra révèlent plus un mélange vertical par étapes par éjection de matériaux vers le haut, suivie de subsidence, qu’une éjection directe depuis des explosions profondes. Les matériaux juvéniles éclatés au cours d’une explosion donnée peuvent avoir un historique complexe au sein du diatrème et ne reflètent pas directement la fragmentation ou la brecchisation durant l’explosion qui les a éjecté.

Ce nouveau modèle résulte d’études de terrain sur le champ volcanique San Francisco en Arizona, où les conduits amenant le magma en surface dans les volcans de type maar-diatrème sont progressivement mis à jour par érosion.

Un exemple, avec une illustration schématique de la croissance du Dry Lake maar et de son diatrème, situés au sud-ouest de Flagstaff.

San Francisco Volcanic field et situation des champs d'études proches  - in Valentine /Buffalo Univ.

Le cratère du maar s’élargit graduellement au cours de la séquence éruptive, en " épuisant " les dépôts initiaux d’éjectats.  Au fur et à mesure de la maturation du système, l’interaction explosive entre le magma et l’aquifère va progressivement se passer plus profondément, mais aussi à différents niveaux au sein du diatrème ; les explosions situées en profondeur sont le plus susceptible de déposer des matériaux dans la zone de l’anneau de tephra.

   Illustration schématique de la croissance du Dry Lake maar-diatrème - in Valentine réf. en source.

Il serait intéressant d'avoir l'avis des spécialistes des maars européens, français ou allemands, sur la question ... à suivre donc.

Sources :

- Revised conceptual model for maar-diatremes : subsurface processes, energetics, and eruptive products. - by G. Valentine & J.DL. White / The geological society of america.

- Shallow plumbing systems for small-volume basaltic volcanoes : evidence from crustal xenoliths at scoria cones and maars. - By G. Valentine / Buffalo univ.

- Maar-Diatreme Volcanoes, their Formation, and their Setting in Hard-rock or Soft-rock Environments - by Volker LORENZ
Institut für Geologie, Universität Würzburg, Germany