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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

 

Après les sommets, revenons sur la majeure partie de la structure du volcan du Cantal.

 

-MontsDuCantal-pres-plomb---B.Navez.jpg               Paysage du volcan du Cantal, dans les environs du Plomb du cantal - photo B. Navez


Après l’éruption du St Helens, en 1980, dans l’ouest des Etats-Unis, on a pu étudier en détails les avalanches de débris (définition : *)  … à la suite de quoi, une mise en parallèle avec la structure du Cantal a débouché sur un programme de cartographie et d’acquisition de nouvelles données géochronologiques et géophysiques, par Nehlig et ses collaborateurs en 2001, qui fournit une vision synthétique de l’évolution du stratovolcan.

 

( * ) : Les avalanches de débris volcaniques sont des glissements de terrains de plusieurs km³ qui affectent la structure même des édifices volcaniques. Ainsi l'avalanche de débris du Mont St Helens le 10 Mai 1980 a enlevé les 500 m du sommet du volcan. Ces glissements de terrains forment généralement des caldeiras d'avalanche qui ont une forme en fer à cheval avec un diamètre de un à trois kilomètres et une profondeur qui est généralement de plusieurs centaines de mètres. Les dépôts d'avalanche sont constitués d'un assemblage de débris mal triés noyés dans une matrice hétérogène. Certains fragments peuvent être de taille hectométrique et former à la surface du dépôt une morphologie à collines et dépressions fermées Une des caractéristiques des avalanches de débris volcaniques est leur très grande mobilité par rapport à ce que dicte le bon sens avec un rapport distance parcourue sur hauteur de chute qui est généralement voisin de 11. - définition du BRGM.


L'essentiel du massif du Cantal est constitué de volcanoclastites. Celles-ci, majoritairement de nature trachyandésitique, affleurent dans le centre du massif sur une épaisseur pouvant atteindre près de 800 m et diminuent régulièrement vers la périphérie.

Ces volcanoclastites révèlent des modes de transport et de mise en place très différents : écoulements pyroclastiques, coulées autobréchifiées, lahars, avalanches de débris.

 

Cantal-avalanches-debris-en-brun---BRGM-copie.jpg BRGM-carte-geologique.jpgCarte géologique simplifiée du Cantal. 1 : basaltes supracantaliens (planèzes); 2 : dépôts d'avalanches de débris ; 3 : dépôts de coulées de débris ; 4 coulées et pyroclastites trachyandésitiques et trachytiques ; 5 : basaltes infracantaliens ; 6 : sédiments oligo-miocènes ; 7 : socle hercynien. Le découpage rectangulaire correspond à celui des cartes au 1/50000 - doc. BRGM.

 

 

 

Schématiquement, dans la partie centrale de l'édifice (10 à 13 km de diamètre), il s'agit essentiellement de brèches de nuées ardentes et de coulées autobréchifiées remaniées longitudinalement ( jusqu'à de 17 à 27 km du centre géographique du volcan) en dépôts de lahar.

En revanche, dans les parties plus distales du massif, il s'agit de dépôts d'avalanches de débris trouvés jusqu'à près de 40 km du coeur de l'édifice.

 

logstraticant.jpgStratigraphie des dépôts respectivement dans la zone centrale, les zones intermédiaires et périphériques - doc. BRGM


Le volcan du Cantal est donc constitué de deux grandes formations, associées aux épisodes de construction et de destruction de l'édifice volcanique :

- en son centre, un empilement de coulées et de volcanoclastites, dont la base fortement propylitisée renferme de nombreux dépôts de coulées pyroclastiques, des intrusions trachyandésitiques, trachytiques et rhyolitiques.

A ce complexe trachyandésitique succède un complexe laharique vers les marges du strato-cône ;

- en périphérie, les dépôts d'avalanches de débris issus des déstabilisations de flanc successives des édifices centraux et de leurs piémonts lahariques.

(description dans Nehlig & al. / Les volcans du Massif Central - le plus grand volcan d'Europe : le Cantal - BRGM)

 

Pourquoi autant d'avalanches de débris ?

Les dépôts d'avalanches de débris peuvent avoir été induits ou facilités par des facteurs divers concomitants ou non.

- une énorme quantité de matériaux disponibles, de l'ordre de 300 km³ de laves et pyroclastes mis en place entre -9 et -7 Ma, d'après les dernières estimations, et qui n'ont pu s'étaler.

- le substratum disloqué, masqué par les formations volcaniques, reflète une topographie générale assimilable à un plateau irrégulier, s'abaissant du NE. au SO., du Cézallier vers Aurillac, combinée au jeu des horsts et grabens sous le Cantal, conséquence d'une tectonique de distension.

- la présence sur le socle d'argiles et de marnes d'âge tertiaire, plastiques qui ont du favoriser la mobilité des avalanches de débris.

- les dykes reliant les protubérances phonolitiques pourraient avoir fragilisé l'édifice volcanique, ainsi que des altérations d'ordre hydrothermal.

 

Sur le schéma ci-dessous, une relation entre le volume estimé des dépôts d'avalanche de débris et le volume du stratocône (échelles logarithmiques) permet de concevoir la taille du volcan par rapport p.ex. à celle du St. Helens.

 

article_morfo_1266-5304_2001_num_7_2_109412.jpg

Relation entre les volumes des édifices volcaniques et les dépôts d'avalanches de débris (d'après Siebert et al., 1995 et McGuire, 1996). / P.Nehlig & al. - les dépôts d'avalanches de débris du Cantal - Persée.

 

 Qu’elle devrait être la paléo-altitude du stratovolcan du Cantal ?

Une étude sur des avalanches de débris sur des volcans japonais nous informe que la distance maximale parcourue par une avalanche de débris est 5 à 17 fois plus importante que la hauteur de chute. Le rapport H/L décroît faiblement avec le volume de l'avalanche.

La prise en compte de cette corrélation entre hauteurs de chute et distances parcourues par les avalanches de débris permet d'estimer les paléo-altitudes du Cantal trachyandésitique.

Ainsi, pour les dépôts d'avalanches trouvés à 35 km du coeur de l'édifice volcanique, la hauteur de chute ne pouvait être inférieure à 2400 m ; la prise en compte de l'altitude des dépôts distaux d'avalanches de débris conduit donc à une altitude absolue initiale de l'édifice qui ne saurait être inférieure à 3000 m.

 

murat_coupe.jpg

Reconstitution du paléo-volcan avant et après l'avalanche de débris (en pointillés) par rapport au profil actuel (en orange). - d'après un doc. BRGM

etape9_2-copie.jpg                                 Profil actuel du stratovolcan du Cantal - doc. BRGM

 

 

Sources:

- BRGM - Le Cantal

- Revue Géologues - les volcans du Massif central - par P.Nehlig & al.

- Les dépôts d'avalanches de débris du Cantal (France) : témoins
de la construction du plus grand stratovolcan européen d'âge miocène - par Nehlig Pierre, Dardon Arnaud, Fréour Gwenael, Huguet David, Leyrit Hervé. In: Géomorphologie : relief, processus, environnement. Avriljuin, vol. 7, n°2. pp. 107119. - doi : 10.3406/morfo.2001.1094 - http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/morfo_1266-5304_2001_num_7_2_1094.

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