Thème Géologie Régionale Projet VOLCAURA / VolcAURA (2018-2023) : « Le Volcanisme récent en région Auvergne Rhône-Alpes

Projet VOLCAURA / VolcAURA (2018-2023) : « Le Volcanisme récent en région Auvergne Rhône-Alpes

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).

 

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 ® joindre les logos.

 

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