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Résumé :
Des campagnes océanographiques DSDP et ODP, réalisées entre 1973 et 2002, ont mis en évidence une soixantaine de niveaux de cendres volcaniques enregistrées dans les séquences sédimentaires marines de six sites de forages, situés au sud du bassin de Panamá. Les assemblages fossiles, les enregistrements paléomagnétiques et les données δ18O permettent de contraindre l’âge des sédiments, et de montrer que ces cendres ont été émises entre 190 ka et 10 Ma. En Équateur, le plus ancien dépôt volcanique de l’arc actuel a été émis il y a 2,7 Ma, le matériel plus ancien ayant été soit érodé, soit recouvert par des produits plus récents. L’enregistrement des cendres retombées en mer et scellées par les sédiments marins est donc extrêmement précieux, puisqu’il nous permet d’avoir un accès unique aux produits des éruptions majeures passées, et fournit des informations essentielles pour quantifier la fréquence de ces éruptions et pour étudier l’évolution de la composition chimique des magmas sur une échelle de temps inédite.
Notre article s’articule en deux parties. Dans cette deuxième partie, nous utilisons les caractéristiques géochimiques des téphras (compositions en éléments majeurs et en trace, rapports isotopiques de Sr et Pb) pour identifier où se trouvaient leur source volcanique. En effet, les produits volcaniques de l’arc quaternaire présentent des différences géochimiques selon s’ils proviennent de la Cordillère Orientale ou Occidentale en Équateur, ou de la Cordillère Centrale en Colombie. Ainsi, nous montrons que les téphras rhyolitiques émis par l’arc nord andin au cours du Pliocène ont une signature proche des produits de la Cordillère Orientale. Les produits proximaux associés à cette activité pourraient correspondre à la formation Pisayambo, qui a très peu été étudiée jusqu’à présent, et correspondraient alors à la première phase de construction de l’arc actuel. À partir de 2 Ma, le nombre d’enregistrements de téphras augmente significativement et leur composition devient plus hétérogène, ce qui pourrait coïncider avec l’expansion géographique de l’arc, l’augmentation du nombre de volcans actifs, et la construction des stratovolcans andésitiques de l’arc actuel. Cette augmentation progressive de l’activité volcanique au cours du Quaternaire intervient en même temps que des changements géodynamiques régionaux, notamment la subduction d’un plateau basaltique, le développement de failles crustales majeures et des modifications de la géométrie de la plaque Nazca en subduction. Par ailleurs, de nombreux volcans ont été étudiés en Équateur au cours des 30 dernières années, mais peu de téphras distaux peuvent être corrélés de manière fiable avec les produits proximaux de la cordillère. Notre étude montre donc l’importance de combiner les travaux à terre et en mer pour affiner le catalogue des éruptions majeures régionales, et ainsi améliorer la connaissance de l’histoire passée de l’arc nord andin.
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