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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 : #Dossiers

 

La caldeira La Garita est une gigantesque caldera localisée au sein du champ volcanique San Juan, lui-même situé dans le sud-ouest du Colorado, aux Etats-Unis. Elle est proche de la ville de Garita, dont elle tire son nom.

L'éruption responsable de sa formation est l'une des plus grandes éruptions explosives dans l'histoire terrestre.

 

Le champ volcanique San Juan a connu dans le passé deux phases distinctes de volcanisme :

- la première au cours de l'Oligocène consiste en l'émission de laves et brèches de composition intermédiaire accompagnée d'ignimbrites, à mettre en relation avec le phénomène de subduction le long de la bordure ouest de l'Amérique du nord.

- la seconde au cours du Miocène-Pliocène, est de composition basaltique. Elle doit être interprétée comme une fusion partielle de la croûte inférieure, suivie de sa mise en surface. (Lipman & al.)


 

Caldeiras-Mid-tertiary-volc.-rocks-of-San-Juan-region---Lip.gif                 Le champ volcanique San Juan et, en encadré, la caldeira La Garita - doc. P.W. Lipman

 

La caldeira La Garita n'est que l'une des nombreuses caldeira formées durant l'éclatement massif d'ignimbrites qui ont recouvert les actuels états du Colorado, de l'Utah et du Nevada, entre 40 millions d'années et 25 millions d'années.


Elle fut aussi le site d'une éruption cataclysmique au cours de l'Oligocène, il y a 28-26 Ma. L'aire dévastée par cette éruption couvre une grande part de l'actuel Colorado, et les retombées de cendres sont constatées jusque sur la côte est des Etats-Unis et les Caraïbes.

Les dépôts résultants sont connus sous le nom de tuff de Fish Canyon ; ils ont un volume d'environ 5.000 km³ (1.200 cubic miles) ... pour fixer les idées, les volumes qui caractérisent l'éruption du St Helens en 1980 sont de l'ordre d'un km³. Niveau puissance, l'éruption La Garita a été 100.000 fois plus puissante que celle de la bombe atomique "Tsar" de 50 mégatonnes, le dispositif explosif le plus destructeur d'origine humaine.

 

P.Lipman - caldera Bonanza            P.W. Lipman sur le terrain lors de relevés dans la caldeira Bonanza - photo site Lipman / USGS

 

De récentes études pétrologiques et de terrain dans le groupe central du champ volcanique San Juan ont montré que les Fish Canyon tuff, associés à la caldeira La Garita, sont beaucoup plus volumineux et complexes qu'initiallement reconnus.

Ce tuff consiste en matériaux dacitiques riche en phénocristaux ; il est unique à la fois par l'importance de son volume émis, et sa composition uniforme : 67,5 à 68,5 % SiO2, sa haute teneur en phénocristaux, 35à 50 %, et un assemblage presque solide de ceux-ci ( plagioclase, sanidine, quartz, biotite, hornblende,sphène, apatite, zircon, oxydes de fer et titane). C'est aussi la seule nappe de cendres du champ San Juan à contenir des cristaux de hornblende sans augite.

En dépit de son volume gigantesque, la nappe de tuff forme une seule unité de refroidissement. Bien que la composition de sa masse soit dacitique, à cause de sa haute teneur en phénocristaux, sa matrice est de nature rhyolitique, à 75-76% SiO2.

 

books_005.jpg

Etudes et interprétations successives de la partie centrale de San Juan, en 1965, 1969-1976, et 1995-97 - doc. P.W. Lipman & al..

 

Les dernières études en 1997 ont permis d'identifier un vaste corps ressemblant à de la lave dacitique, daté "pré-caldeira", le long de la frontière sud de la caldeira, nouvellement reconnue : 200 à 300 km³ sur 30km. et une épaisseur de 0,5à 1 mètre. Ce serait le produit d'un fontaining pyroclastique de basse énergie, plutôt que de la lave fluide. Il constitue le seul précurseur du volumineux Fish Canyon ash tuff.

 

 La caldeira La Garita est aussi considérée comme plus grande que lors des précédentes études, plus allongée et segmentée. Ses mensurations passent de 30 sur 40 km. (en 1976) à 35 sur 75 km (en 1997).


De nombreuses résurgences viennent perturber le relief de la caldeira : dans le secteur nord, un bloc de Fish Canyon tuff, surélevé et de plus de 1200 m. d'épaisseur, constitue les Montagnes de La Garita. Le tuff intérieur à la caldeira est induré et oxydé, de couleur brun-rouge, comparé aux flots extérieurs gris pâles, et il contient des lentilles de ponces porphyriques plus larges.


 

Wheeler-geologic-area---amphitheater---A.Johnson.jpg"L'amphithéatre" - Wheeler geologic area-  cette formation a été désignée Monument National par Th. Roosevelt en 1908. - photo A.Johnson.

 

la-garita-caldera_fWWrN_24429.jpg                            La Garita - promenade dans le Fish Canyon tuff - photo Greendiary


Le long du côté ouest du secteur central, un bloc incliné représente un autre lieu de résurgence et expose plus de 350 m. d'épaisseur de tuff reposant sur d'anciennes unités volcaniques du plancher de la caldeira.

L'érosion, marquant aussi bien le secteur sud que le nord, expose des épaisseurs de tuff intracaldérique (plus de 800 m.) sans atteindre le plancher de la caldeira

Le secteur sud ne présente pas de résurgence, mais des failles qui ont perturbé son remplissage, incluant des laves andésitiques dont les coulées sont responsables d'inondation survenues après l'effondrement de la caldeira.

"La nouvelle version" de la caldeira entoure complètement "l'ancienne version", source de sept émissions majeures de cendres, au départ du centre du champ volcanique San Juan au cours du dernier 1,5 Ma.

 

  Penitente-canyon---La-garita---heritage-xceltech.jpg

                     La Garita - Penitente canyon, haut lieu d'escalade -  photo héritage xceltech

 

La-Garita-caldera---geosphere.jpg                 Topographie de la caldeira La Garita  et ses diverses entités - doc. P.W.Lipman

 

F13---2.jpgDe bas en haut, étapes de la formation de la caldeira : a. intrusions - b. nappes d'ignimbrites dans et hors de la caldeira - c. résurgences et dômes. -doc Lipman 1978

 

1-Saddle_Mtn--with-Fish-canyon-tuff---P.Lipman.jpg             Saddle Mountain - exposant des parties de fish Canyon tuff - photo P.W. Lipman /USGS

 

8-S_LGarita-caldera-south-margin---P.Lipman.jpgFrontière sud de la caldeira La Garita - à gauche de la photo, Sugarloaf mountain, où le Fish Canyon tuff surmonte des laves et brèches foncées de la formation Conejos. - à droite, l'andésite foncée "Huerto" surmonte le Fish Canyon tuff, exposé sur les pentes basses de la vallée - photo P.W. Lipman / USGS

  

 

Sources :

- Lipman, P.W.; Doe, B.R.; Hedge, C.E.; Steven, T.A. (1978). "Petrologic evolution of the San Juan volcanic field, southwestern Colorado: Pb and Sr isotope evidence". Geological Society of America Bulletin

- Geological Society of America - Central san Juan caldera cluster :  regional volcanic framework - par P.W. Lipman

- Steven, T.A., and P.W. Lipman (1976)  - Calderas of the San Juan volcanic field, southwestern Colorado. - USGS

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