Exploitation, utilisation et diffusion des trachytes de la Chaîne des Puys de l’antiquité à l’époque moderne

Le PCR (Projet Collectif de Recherches), pluriannuel, cofinancé par le Ministère de la Culture et le Conseil Départemental du Puy de Dôme, intitulé « Les trachytes en Auvergne : exploitation, utilisation et diffusion de l’antiquité à l’époque moderne » s’est officiellement terminé en décembre 2018 (co-responsables : P. Boivin, D. Miallier et B. Dousteyssier [Maison des Sciences de l’Homme, UCA]). Ce programme pluridisciplinaire, auquel ont participé de nombreux membres du LMV, a apporté des informations inédites touchant à l’histoire, l’archéologie, et même la volcanologie des édifices concernés.

L’ensemble des résultats fera l’objet d’une monographie, actuellement en préparation.

Prélèvement d’une carotte de trachyte sur une église romane.

Carte de diffusion des sarcophages en trachyte durant le Haut Moyen Age.
Le rôle des anciennes voies romaines est net dans les directions nord, ouest et sud.

Datation de la fin de l’activité volcanique du Massif du Sancy à 260 ka

Datation à 260.1 ± 3.6 ka par U-Pb sur zircon d’un échantillon de ponce trachytique terminale du Roc de Cuzeau dans le Massif du Sancy. Cet âge est interprété comme marquant la fin de l’activité volcanique du Massif du Sancy. A noter la morphologie particulière des cristaux de zircons recouverts de verre trachytique. (Paquette, J.L., Médard, E., Francomme, J., Bachèlery, P., Hénot, J.M., 2019.- LA-ICP-MS U/Pb zircon timescale constraints of the Pleistocene latest magmatic activity in the Sancy stratovolcano (French  Massif Central). Journal of Volcanology and Geothermal Research, 374, 52-61, doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2019.02.015).

Inscription du Haut lieu tectonique Chaîne des Puys – faille de Limagne sur la liste du Patrimoine Mondial de l’UNESCO

Le 1er juillet 2018, à Bahreïn, le comité du Patrimoine Mondial de l’UNESCO a inscrit le bien « Haut lieu tectonique Chaîne des Puys – faille de Limagne », sur le critère Géologique viii (i.e. être des exemples éminemment représentatifs des grands stades de l’histoire de la terre). Il a fallu onze ans de travail et trois candidatures (Qatar en 2014, Istanbul en 2016 et  à Manama en 2018 ) pour que ce projet figure sur la liste du patrimoine mondial. Tout le long de ce processus, l’Université Clermont Auvergne, et tout particulièrement le laboratoire Magmas et Volcans (associé au Ceramac et à VetAgro Sup), a contribué à l’élaboration du dossier. La communauté internationale de géologie, l’Union Internationale des Sciences Géologiques (IUGS), l’Association International de Volcanologie et de Chimie de l’Intérieur de la Terre (IAVCEI), et la Smithsonian Institution ont également travaillé avec des membres du Thème Géologie Régionale du laboratoire Magmas et Volcans pour soutenir la qualité scientifique du projet.

Le projet combine dans un espace géographique resserré un exemple exceptionnel de la séparation des continents (faille de Limagne, volcanisme) et des processus de soulèvement et d’érosion qui ont sculpté un important relief inversé.

Ces vidéos montrent la faille de Limagne et l’emblématique volcan  « Puy de Dôme », surmonté d’un nuage généré grâce aux vents. Les vidéos ont été réalisées par Benjamin Van Wyk De Vries, au 5ème étage du Conseil Départemental du Puy-de-Dôme, à Clermont-Ferrand. Ce lien entre la terre et l’atmosphère est un élément essentiel de l’Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC) qui regroupe le Laboratoire Magmas et Volcans (LMV) et Laboratoire de Météorologie Physique (LAMP).

Les stromatolites de Limagne

Une publication dans la revue Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology (septembre 2018) est consacrée à l’étude des stromatolites de Limagne. Ce travail précise la composition, l’environnement et le mode de formation de ces stromatolites.

Excursion dans le Massif Central, 22-26 juin 2018

Réunion extraordinaire de la Société Géologique de France dans la région de Clermont-Ferrand – Auvergne

Les pistes de dinosaures de Plagne

Découvert en 2009, le site de Plagne et sa plus longue piste de sauropodes (155 mètres) vient de faire l’objet d’une publication dans la revue Geobios.

VolcAURA (2018-2023) : « Le Volcanisme récent en région Auvergne Rhône-Alpes : Activité magmatique et risque volcanique dans la Chaîne des Puys et en Ardèche » (porteur : Didier Laporte ; AAP Pack Ambition Recherche 2018 de la région Auvergne Rhône-Alpes).

La région Auvergne Rhône-Alpes abrite les deux provinces volcaniques les plus récentes de France métropolitaine : la Chaîne des Puys dans le Puy-de-Dôme et la province du Bas-Vivarais en Ardèche dont les dernières éruptions sont datées à quelques dizaines de milliers d’années. Les manifestations volcaniques les plus récentes sont datées à 6700 ans BP (Lac Pavin, Puy-de-Dôme). Le programme de recherche du projet VolcAURA est focalisé sur ces deux provinces volcaniques et vise à répondre aux trois questions suivantes : 1) Où et comment se forme le magma ? (2) Reste-t-il en profondeur des réservoirs de magma susceptibles d’alimenter de nouvelles éruptions ? (3) En combien de temps ces magmas sont-ils capables d’atteindre la surface ? C’est un programme de recherche intégré et collaboratif qui combine caractérisation pétrologique et géochimique de produits naturels, approche expérimentale et prospection géophysique, et qui se décline en trois axes : « Magmatogenèse », « Réservoirs magmatiques », « Vitesse d’ascension des magmas basaltiques ».

Axe « Magmatogénèse ». Cet axe a pour objectif de caractériser la composition des magmas primaires du volcanisme récent (concentrations en éléments majeurs, traces et volatils). Il s’appuie sur des investigations pétrologiques, minéralogiques et géochimiques sur les échantillons naturels, en particulier sur les inclusions vitreuses dans les olivines primitives des basanites de Montcineyre et du Bas-Vivarais (Fig. 1), et sur l’expérimentation HP-HT (autoclave à chauffage interne, piston-cylindre). Les caractéristiques chimiques des magmas primaires produits sous le Massif central seront déduites de la composition des inclusions magmatiques dans les produits volcaniques les plus primitifs.

Figure 1. Image en microscopie optique d’une inclusion vitreuse (flèche) typique du Bas-Vivarais (Ardèche), avec une bulle sombre dans une matrice vitreuse brune (cristal hôte : olivine). Source : thèse de Roxane Buso (en cours).

Axe « Réservoirs magmatiques ». Cet axe vise à localiser les réservoirs magmatiques sous la Chaîne des Puys et la province du Bas-Vivarais et à caractériser leur état (degré de cristallisation) par la combinaison de méthodes géophysiques et pétrologiques. Côté Chaîne des Puys, trois profils de prospection magnétotellurique ont été réalisés : deux profils perpendiculaires à la chaîne en mars-avril 2019 et un profil dans l’allongement de la chaîne en octobre-novembre 2020 (collaboration : Sophie Hautot, société IMAGIR Sarl ; Pascal Tarits, Université de Bretagne Occidentale). Les données géophysiques sont en cours d’inversion pour construire une tomographie de conductivité électrique (jusqu’à 50 km de profondeur) et pour localiser les régions avec des niveaux de conductivité compatibles avec la présence de magma. On utilisera aussi les informations issues de la pétrologie expérimentale (diagramme de phases des compositions de magmas primaires, phases au liquidus) pour avoir une estimation indépendante des profondeurs de stockage et de différenciation des magmas basiques.

Axe « Vitesse d’ascension des magmas basaltiques ». Le principal objectif de cet axe est de déterminer la vitesse d’ascension des magmas, en particulier les magmas peu ou pas différenciés (basanites, basaltes alcalins, trachybasaltes). Il existe en effet de nombreux exemples dans la Chaîne des Puys et le Bas-Vivarais (Beaunit, La Vache-Lassolas, Ray-Pic) où ces magmas sont montés rapidement d’un réservoir profond jusqu’à la surface sans phase d’arrêt et de différenciation, avec des vitesses d’ascension qui pourraient atteindre une dizaine de kilomètres par heure. La méthodologie choisie repose sur une étude comparée d’échantillons expérimentaux et d’échantillons naturels (péridotites ; Fig. 2).

Figure 2. Lame mince dans une enclave de péridotite observée en microscopie optique (lumière polarisée-analysée). La présence d’enclaves de péridotites de taille décimétrique à pluridécimétrique dans de nombreux basaltes du Massif Central Français témoigne d’une ascension magmatique très rapide. Provenance : Puy Gonnard (Beaunit, Puy-de-Dôme) Source collection D. Laporte.

Principaux intervenants au LMV :

Didier Laporte : porteur du projet VolcAURA, direction de la thèse de Roxane Buso, étude des produits émis par les jeunes volcans d’Ardèche (Bas-Vivarais), magmatologie expérimentale

Roxane Buso : doctorante « VolcAURA » (allocation doctorale de la région AuRA), caractérisation pétrologique et géochimique des magmas primaires du volcanisme du Bas-Vivarais, étude de la vitesse d’ascension des magmas.

Mickaël Laumonier : chercheur contractuel (Labex ClerVolc 2017-2019), pétrologie expérimentale (vitesse d’ascension des magmas), organisation des campagnes géophysiques VolcAURA.

Nicolas Cluzel : co-encadrement de la thèse de Roxane Buso, échantillonnage et caractérisation des inclusions vitreuses (Montcineyre), magmatologie expérimentale.

Federica Schiavi : co-encadrement de la thèse de Roxane Buso, spectrométrie vibrationnelle (Raman) appliquée à la quantification des volatils dans les inclusions vitreuses dans les cristaux magmatiques.

Partenaires financiers. Ces recherches sont soutenues par la Région Auvergne Rhône-Alpes et par le Parc naturel régional des Monts d’Ardèche.

Publications depuis 2015 (à comité de lecture) :

Article scientifique :

• Jubertie R. , Gurioli L. , Deniel C. , Falvard S. , Miallier D., Pigeron O. (2026) . Magma water marl explosive interactions: a multi scale volcanological study of the maar de jaude, massif central, france. BULLVOLC (Bulletin of Volcanology) . vol.88, p.30, DOI
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• Moyen J.F. , Laurent O. (2018) . Archaean tectonic systems: a view from igneous rocks. LITHOS (Lithos) . vol.302-303, p.99-125, DOI

• Bianco A., Vaïtilingom M., Bridoux M., Chaumerliac N., Pichon J.M., Piro J.L. , Deguillaume L. (2017) . Trace metals in cloud water sampled at the puy de dôme station. ATMOSPHERRE (Atmosphere) . vol.8, p.225, DOI
• Laurent O. , Couzinié S. , Zeh A., Vanderhaeghe O., Moyen J.F. , Villaros A., Gardien V., Chelle‑Michou V. (2017) . Protracted, coeval crust and mantle melting during variscan late orogenic evolution: u–pb dating in the eastern french massif central. INTJOUREA (International Journal of Earth Sciences) . vol.106, p.421-451, DOI
• Couzinié S. , Laurent O. , Poujol M., Mintrone M., Chelle-Michou C., Moyen J.F. , Bouilhol P., Vezinet A., Marko L. (2017) . Cadomian s type granites as basement rocks of the variscan belt (massif central, france): implications for the crustal evolution of the north gondwana margin. LITHOS (Lithos) . vol.286-287, p.16-34, DOI
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