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Thèse : Les magmas parentaux du volcanisme récent du Bas-Vivarais (Ardèche, France) : Composition, Conditions pré-éruptives et Vitesse d’ascension

Résumé : Les volcans du Bas-Vivarais (Ardèche) appartiennent à une des provinces volcaniques les plus récentes du Massif Central. Ils sont caractérisés par des éruptions phréatomagmatiques précédées ou suivies d’une activité strombolienne associée à des coulées de laves. Les produits volcaniques de cette province sont des basanites et des basaltes alcalins contenant de nombreuses enclaves crustales et mantelliques. Actuellement, seulement quelques études ont été consacrées à ces produits volcaniques et aucune ne s’est intéressée à leur pétrologie. Ainsi, les objectifs de cette thèse sont :                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      1) Caractériser la composition, l’origine et les conditions pré-éruptives des magmas parentaux du volcanisme du Bas-Vivarais. Pour ce faire, les inclusions magmatiques piégées au sein des phénocristaux olivines des basanites du Bas-Vivarais sont étudiées (éléments majeurs, volatils et traces). Leur étude permet d’approcher la composition du liquide parental de ces laves tout en s’affranchissant de la contamination crustale et mantellique.                                                                                                                                                                                    2) Comprendre l’origine des fortes teneurs en CO2 des inclusions magmatiques. En effet, les inclusions magmatiques du Bas-Vivarais sont particulièrement riches en CO2 (jusqu’à 4 wt%). Ces teneurs ont été quantifiées à l’aide d’expériences d’homogénéisation haute pression au piston-cylindre et estimées à l’aide de tomographies 3D de la bulle des inclusions. Elles sont parmi les teneurs en CO2 les plus élevées reportées sur Terre.                                                                                                                                                                                              3) Caractériser les bulles des inclusions magmatiques et apporter des contraintes sur leurs formations. Les bulles des inclusions magmatiques sont particulièrement riches en microcristaux. Ces derniers ont été caractérisés au spectromètre Raman et au Microscope optique à balayage couplé à un faisceau d’ions focalisés (SEM-FIB).                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              4) Estimer les vitesses d’ascension des magmas parentaux à l’origine du volcanisme du Bas-Vivarais. Il est pensé que ces magmas, une fois formés en profondeur, remontent directement jusqu’à la surface sans subir de différenciation dans un réservoir intermédiaire en ayant des vitesses d’ascension élevées.

Méthodes :

• Etude des inclusions magmatiques piégées dans les olivines
• Microsonde – MEB – SEM-FIB – FTIR – Spectromètre Raman
• Analyse de l’Eau et du CO2 par spectrométrie Raman
• Tomographie 3D des bulles d’inclusion magmatique par spectrométrie Raman
• Expériences d’homogénéisation haute pression au Piston-cylindre
• Synthèse de verres références de composition basanitique et riches en CO2

Encadrants : Didier Laporte – Federica Schiavi – Nicolas Cluzel

Parrain : Olivier Merle

Financement : Bourse régionale VolcAURA