Docteur Université Paris Sud
- Thèmes de recherche
- Evolution temporelle du complexe volcanique du Payun Matru (Arrière-arc andin, Argentine)
- Evolution temporelle du volcanisme de l'île de la Martinique (Petites Antilles, France)
- Evolution temporelle du complexe volcanique du Payun Matru (Arrière-arc andin, Argentine)
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Thèmes de recherche
La Cordillère des Andes (Amérique du Sud) fait partie de la Ceinture de Feu du Pacifique. Elle résulte d'une orogénèse non collisionnelle par subduction de la plaque océanique Nazca sous la plaque continentale Amérique du Sud. Le complexe volcanique du Payun Matru (arrière-arc andin, 36°S, 69°W) comprend un des champs basaltiques les plus étendus des Andes. Une trentaine de formations a été analysée (géochronologie, géochimie et morphologie) afin de reconstituer l'histoire éruptive du complexe et de la relier au contexte géodynamique andin.
Les datations K-Ar montrent que le site s'est édifié depuis le Pléistocène terminal (280 ± 5 ka). En reliant les résultats géochronologiques à l'étude morphologique du complexe, on peut distinguer trois unités :
- un champ de cônes stromboliens et coulées basaltiques constitue la base du complexe, selon une orientation préférentielle E-O des structures. Son histoire couvre la période déactivité du complexe et serait reliée à une chambre magmatique profonde.
- le Payun Matru se construit sur ce champ basaltique : les stades primaires ne sont pas datés, mais on situe entre 168 ± 4 ka (mur interne de la caldera) et 82 ± 1 ka (coulée interne basale) l'événement explosif lié à la mise en place d'une ignimbrite de grande extension et à la formation d'une caldera. Nos analyses permettent de relier ceci à une phase de tectonique extensive au niveau régional. La présence de cet édifice empêche les magmas primaires de sÕexprimer à son niveau, c'est pourquoi les éruptions basaltiques récentes et actuelles ont lieu en périphérie du Payun Matru, le long de fractures probablement induites par lÕextension régionale.
- au sud, le stratovolcan du Payun, de composition intermédiaire s'est édifié rapidement (1 km3/ kyr-1) vers 265 ± 5 ka (Pléistocène terminal).
Le complexe regroupe les dynamismes que l'on retrouve dans l'arc actif, avec du volcanisme explosif modéré à important (ponces et ignimbrites) au niveau des stratovolcans, mais aussi des effusions de basaltes et de laves différenciées au niveau de structures parasites. La géochimie montre qu'il s'agit de séries calco-alcalines sodi-potassiques à signatures d'arc et intraplaque. Ceci s'explique par le fait que le complexe est en position d'arrière arc sur une lithosphère amincie, et que les sources seraient contaminées par un flux asthénosphérique à travers une déchirure créée par une faille transformante subductée.
L'arc insulaire des Petites Antilles, long de 850 km, est une marge active issue de l'affrontement de la plaque Caraïbes sous laquelle sont subductées les les croûte Amériques, à un taux relativement faible (2 cm / an), avec un angle de plongement pouvant atteindre 50°.
Il s'agit d'un arc "double": à l'Est, l'arc ancien se met en place depuis la base de l'Eocène (?) jusqu'au milieu de l'Oligocène (?): au nord de la Martinique, les traces de cet arc constituent les Antilles calcaires. La subduction aurait été modifiée à la fin de l'Oligocène, impliquant une fissuration NW-SE et du volcanisme associé constituant l'arc intermédiaire. L'arc récent émerge au début du Pliocène et poursuit son activité de nos jours. Il est décalé jusqu'à 50 km au niveau de Saba, à l'ouest des Antilles Calcaires.
La Martinique (61°O, 14°N) est l'île qui a enregistré l'histoire la plus complète car les produits des deux arcs y affleurent.
Les Petites Antilles comportent une quinzaine d'édifices récents dont seulement sept ont connu des éruptions historiques depuis le deuxième quart de XVIème siècle : Kick'em Jenny, Soufrière St Vincent, Qualibou (Ste Lucie), Valley of desolation (Dominique), Soufrière de Guadeloupe, Soufrière Hills (Montserrat), et la Montagne Pelée (Martinique).
Une majorité des îles de l'arc a été affectée par des effondrements de flanc de grande ampleur, dus aux fortes pentes du bassin de Grenade.
La Martinique est la plus grande île de l'archipel avec une surface d'environ 1100 km2 (60 km de long sur 30 km de large).
L'arc ancien (>18 Ma (?)) apparaît au niveau des presqu'îles de Ste Anne (SE) et de la Caravelle (E).
La chaîne sous-marine Vauclin-Pitault, d'age Miocène moyen, est le témoin de l'arc intermédiaire le long d'accidents majeurs NE-SW avec des fissures conjuguées NW-SE, de 15 à 8,5 Ma (?).
L'arc récent débute au SW, de 8,9 à 6,5 Ma (?) (Trois-Ilets et Gros Ilet, laves à Grenat), puis au NE de 5,5 à 2,2 Ma (?) (Morne Jacob). Entre 2 et 1Ma (?) s'édifient des volcans monogéniques au SW de ce dernier ainsi qu'un édifice andésitique qui subit un effondrement de flanc important. Les Pitons du Carbet vont s'édifier de façon ponctuelle dans la dépression, alternant coulées et dômes de lave visqueuse, et activité hautement explosive (300 ka).
Puis, entre 1 et 0,5 Ma (?), s'édifie le Mont Conil sur lequel va ensuite s'appuyer la Montagne Pelée dès 300 000 ans.
Elle se construit en trois stades, séparés les uns des autres par des effondrements du flanc ouest dans le bassin de Grenade, vers 200-100 ka, 25 ka et 9 ka.
Il y a eu 18 éruptions magmatiques dans les derniers 5 ka : soit des éruptions ponceuses, soit des éruptions à dômes, toutes précédées d'une phase phréatique.
Depuis l'éruption de 1902, de nombreuses études se sont succédées: stratigraphie des dépôts, paléomagnétisme, interprétation des éruptions, pétrologie des magmas émis, et cartographie géologique. Celle-ci repose essentiellement sur des datations au radiocarbone, et sur quelques datations par K-Ar. Il subsiste de nombreuses lacunes au niveau des zones datées, notamment au niveau du Mont Conil et l'est de la Montagne Pelée, du Morne Jacob, et l'est des Pitons du Carbet.
Les effondrements de flanc de la Montagne Pelée et celui des Pitons du Carbet commencent tout juste à être étudiés (corélations données à terre et en mer).
Les objectifs de cette étude sont les suivants :
- Reconstruire l'évolution morpho-structurale de l'île en quantifiant les taux de construction et d'érosion des massifs, et en identifiant les effondrements de flanc.
Ceci nécessite de croiser une étude géochronologique (datations K-Ar) et une étude morphologique (images satellites, MNT, données topographiques). Ces études complèteront les observations et prélèvements géologiques de terrain (reconnaissance des différentes unités géologiques et des structures morphologiques d'effondrement de flanc, échantillonnages systématiques de ces unités et structures).
La quantification des taux de construction et d'érosion, et l'occurence des effondrements de flanc se fera principalement par des datations K-Ar par la méthode Cassignol-Gillot, en datant les séquences éruptives à leur base, leur toit, ainsi que les évènements intermédiaires tant que possible, et en reliant ces données à des études morphologiques. Ceci permettra de mettre en évidence des relations spatio-temporelles entre les différentes unités; le calcul des volumes émis, effondrés, et érodés.
- Contraindre l'évolution temporelle géochimique des produits émis et relier les variations des sources avec l'évolution du cadre géodynamique lors du passage de l'arc ancien à l'arc actif .
Les analyses géochimiques des éléments majeurs et traces permettent de contraindre l'évolution des produits émis en relation avec l'évolution superficielle des édifices.
FORMATION
Etudes :
Oct 2005 - Doctorat: Evolution temporelle de volcanisme de l'île de la Martinique : quantification des taux de construction et de destruction (destabilisation de flanc, érosion). Evolution géochimique des produits émis au cours du temps en relation avec l'évolution du cadre géodynamique.
2004-2005 MASTER 2 Recherche, Environnements sédimentaires et volcaniques, Parcours volcanologie, Université Paris Sud, Orsay.
2003-2004 Maîtrise Sciences de la Terre et de l'Univers, option magmas et volcans ; Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand.
2002-2003: Licence STU, option volcanologie ; Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand.
2000 à 2002: DEUG STU, Université Pau Paul Sabatier, Toulouse.
Travaux de recherche :
- 2005 : Evolution temporelle du complexe volcanique du Payun Matru (Arrière-arc andin, Argentine).
- 2004 : Caractérisarisation des sols par analyse fréquentielle de vibrations induites.
Travaux de terrain :
2004-2005 : Cartographie en Auvergne (Massif du Sancy - Mont Dore) et stage de terrain dans la Baie de Naples.
2003-2004 : Stages de cartographie en terrain volcanique (Sancy, France) et métamorphique (Cadaquès, Costa Brava, Espagne).
2002-2003 : Cartographie sédimentaire (Bassin de St Martin de Londres, Hérault, France), tectonique (Corbières, France) et métamorphique (Ardèche, France).
2001-2002 : Stages de terrain dans le cirque de Gavarnie et Saint Jean de Luz.
Expérience :
- animatrice scientifique à Vulcania
- animatrice scientifique dans l'association Nature Auvergne (accueil de groupes dans la chaîne des Puys).