Découverte du volcanisme permien de l`Esterel en suivant la piste
publicité
Découverte du volcanisme permien de l’Esterel en suivant la piste de la série magmatique 1.La série magmatique 2.Témoins de la fracturation de la Pangée au Lac de l’Avellan 3.Les volcans du Reyran 4.Le Mont Vinaigre 5.Le strato volcan de Maure Vieille Le massif volcanique de l’Esterel plonge brutalement dans la mer avec à gauche le Cap Roux, le Pic du Cap Roux et au centre le Pic de l’Ours. Théoule à droite avec en arrière plan la caldeira de Maure Veille. Photo prise des Iles de Lérins. Maj du 17/11/2010 La série magmatique de l’Esterel Basiques Intermédiaires x Acides Batterie des lions ------------------------- trachyte % Na2O + K2O rhyolites Volcanisme pyromidal x A11 Vinaigre x Maure Vieille --------------------- andésites basaltes x 3 alpha M Agay x 1B Avellan x 4H le Muy Volcanisme explosif X A 7 Vinaigre x Maure Vieille ------------------------x A1 Reyran X Maure Vieille Volcanisme effusif ---------------------------------x 2alpha M Agay % Si O2 Maj 17 nov 2010 Le massif volcanique de l’Esterel - permien (fin de l’ère primaire) 250 MA - tectonique : phase de distension et mise en place d’un réseau très dense de fissures N/Set E/O (flèches) - épisode volcanique de type rift continental de 40 MA – le massif de l’Esterel chevauche le socle hercynien entre Les Maures et le Tanneron Tanneron Cannes Bagnols en Forêt X Colle Rousse X Colle du Rouet X Pennafort Bassin d’effondrement du Reyran Mt Vinaigre Reyran Maure Vieil Avellan La Louve Castelli Volcan acide Esterel Volcan basique Faille Agay Les Maures X Le Dramont Fréjus Sens de mouvement de faille Parcours découverte La série magmatique de l’Esterel Le volcanisme de l’Esterel s’est étendu sur une durée de 40 millions d’années à la fin de l’Ere primaire. L’histoire est complexe et très riche. Elle englobe des phases importantes de l’histoire de la planète comme la mise en place du rift du Reyran accompagnant la fracture de la Pangee (*) et une grande variété d’épisodes volcaniques. La description de la série magmatique de l’Esterel sera fait en 5 dossiers: - 1) généralités sur la série - 2) le Lac de l’Avellan et le rift du Reyran - 3) les volcans du Reyran - 4) le Mont Vinaigre - 5) Maure Vieille (*) Pangée: dernier supercontinent à la fin de l’Ere Primaire. Genèse des magmas Processus fondamental Pour avoir un magma il faut fondre les roches magmatiques: Fusion par décompression dans les dorsales: séries tholéitique basaltes Fusion par subduction et hydratation: séries calco - alcalines andésites Fusion par échauffement dans les zones intra-plaques: séries alcalines rhyolites. C’est le cas de l’Esterel. Volcanisme intracontinental La chambre magmatique La chambre magmatique fabrication du magma par fusion des péridotites à 1300 °C (sous la lithosphère, à environ 100 km). stockage du magma dans zone située sous la croûte (lithosphère, à environ 30 km). montée du magma vers la surface par différence de densité (il est plus chaud). La différenciation magmatique Le magma est stocké dans la chambre magmatique pendant une période qui peut être très longue et se transforme magma initial : homogène, composition basique (couleur foncée). refroidissement sur les parois plus froides des cristaux apparaissent : ferromagnésien s (temp la + élevée) décantation les minéraux les plus denses (ferromagnésiens) tombent au fond On parle de cristallisation fractionnée. Nature des laves Lave: roche magmatique pas ou peu cristallisée par opposition aux roches plutoniques. La composition des laves émises peut évoluer dans le temps: - basique au début ( magma non différencié ) – acide ensuite après différenciation - de nouveau basique à la fin quand la chambre se vide. Cas particulier de la cheminée du volcan Dans la cheminée qui est étroite, la lave va se refroidir rapidement au contact de l’encaissant et des cristaux vont se former sans décantation. Au débourrage de la cheminée, ces laves cristallisées peuvent être projetées dans l’atmosphère sous forme d’aérosols à des distances considérables( exemple: coulée A7 de l’Esterel jusqu’à Bagnols en Forêt). Croûte 30 k m Chambre magmatique: zone de stockage du magma fondu Lithosphère 100 k m Asthénosphère 1300° Zone de fusion Evolution de la chambre magmatique Origine : magma homogène basique Final : magma différencié Minéraux les moins denses (silicates) Cristallisation sur les parois plus froides Minéraux les plus denses (ferromagnésien) Genèse des magmas de l’Esterel : un volcanisme bimodal Phase 1 : le volcanisme basique Phase 2 : le volcanisme acide rift Filon-couche basique se développant dans le temps Volcanisme basique Fusion de la croûte Cristallisation fractionnée Phase initiale: asthénosphère et panache mantellique Au Permien: mise en place d’un panache de magma profond : fracturation de la croûte apparition d’un rift actif qui n’ a pas évolué vers une dorsale 3 processus importants pour expliquer le volcanisme bimodal - panache de magma volcanisme basique dans le Reyran (coulée B1 de l’Avellan, dolérite du Reyran) - stagnation du magma fusion de la croûte volcanisme acide ( rhyolite ) - stagnation du magma permanence dans le temps des émissions basiques simultanément aux émissions acides Les magmas basiques et acides ne se mélangent pas dans la chambre car ils sont chimiquement non miscibles. La série magmatique de l’Esterel Classification des roches magmatiques On utilise un diagramme de classification avec la teneur en oxyde de silice et la teneur en oxyde de sodium et de potassium. Les roches peuvent alors être différenciées les unes des autres. On remarque 2 zones bien différentes: - la zone bleue qui correspond à des roches basiques -la zone jaune qui correspond à des roches acides. On constate ainsi la présence bien différenciée d’un magma basique et d’un magma acide. C’est un volcanisme bimodal. Chronologie On remarque que les 2 séries ( basiques et acides ) se sont manifestées simultanément et non pas à la suite l’une de l’autre comme dans le cas d’une cristallisation fractionnée. Cela signifie que les 2 magmas étaient présents simultanément dans la même chambre magmatique . On parle de magmatisme bimodal. Note: les magmas acides et basiques ne sont pas miscibles et donc ils peuvent cohabiter dans la même chambre. Type de volcanisme L’évolution du magma dans la chambre va se traduire par des fonctionnements différents: effusif, explosif, pyromidal. Basiques : : : : % Na2O + K2O Intermédiaires x trachyte -10 rhyolites basaltes andésites x 3 alpha M Agay x 1B Avellan x 4H le Muy : : : : Acides ------------------------- x A11 Vinaigre Volcanisme pyromidal --------------------X A 7 Maure Vieille Volcanisme explosif ------------------------Volcanisme effusif x A1 Reyran ---------------------------------- x 2alpha M Agay I 80 % Si O2 Les formations: chronologie et mémoire de l’histoire de l’Esterel Formation des Pradineaux rPx: conglomérats à galets de rhyolite A7, grès, argiles Formation de Bayonne rBa: grès, tufs volcaniques, cinérites, cendres Formation des Pradinaux rPx Formation d’Ambon grès, argiles, tufs rAm: brèches, Volcanisme pyromidal Volcanisme acide et basique intense Coulées acide de A8 à A 13 Coupées basiques 2 delta et 2 alpha M Volcanisme explosif Coulées acides A2 A7 Pas de coulée basique Volcanisme effusif Coulée basique 1 d Coulée acide A 1 Les formations sont des couches ayant une unité géologique. Elles représentent différentes phases de l’histoire du massif: érosion, dépôts volcaniques ,etc. C’est une mémoire de l’histoire de l’Esterel. On y retrouve bien sûr les phase d’activité volcanique et les phases de sommeil. Dans l’Esterel 3 formations principales couvrent la période volcanique: rBa A 2 - formation d’Ambon rAm: brèches, grès, argiles, tufs, coulée effusive acide et coulée basique de dolérite rAm + dolérite Formation de Bayonne et d’Ambon enserrant la coulée A2. - formation de Bayonne rBa: grès, tufs volcaniques, cinérites, cendres: début de la phase explosive. -formation des Pradineaux rPx: conglomérats à galets de rhyolite A7, grès, argiles, phase pyromidale avec les dômes de Maure Vieil et du Mont Vinaigre Les grandes phases du volcanisme permien de l’Esterel 1ère phase : volcanisme fissural Date : 280 MA Des forces de distension font apparaître des fissures dans le socle par lesquelles s’écoule une lave basique au début puis acide. Cet écoulement se produit librement et la lave se répand sur une grande surface : ce sont les coulées B1 basalte, Delta 1 dolérite , A1 rhyolite. Les laves ont une texture très fine suite à un refroidissement rapide. Généralement on ne voit pas de cristaux. Ce sont des roches à refroidissement rapide: volcaniques effusives à texture microlithique 2ème phase : volcanisme explosif Date : 270 MA Phase explosive avec déferlantes basales: c’est le phénomène de la bouteille de champagne. Le gaz emprisonné dans le magma se libère brutalement et provoque un jaillissement de laves et de cendres. On parle de laves ignimbritiques ( pluie chaude). La texture est plus grossière, les cristaux sont visibles. Ces laves peuvent être projetées à de très grandes distances sous forme d’aérosols. Coulée A7. Volcanisme strombolien et brèches. 3ème phase : volcanisme pyromidal Date : 250 MA Le magma pâteux, dégazé arrive à la surface. Il n’ y a plus d’explosion. Le magma forme un dôme de pyroméride (verre rhyolitique , à base de silice SiO2). Texture microlithique. Débit en plaquettes caractéristique au Mont Vinaigre et à Maure Vieil. Coulée A11. Eléments d’observation: différentes sortes de laves suivant le type de fonctionnement Mode effusif L’écoulement effusif se fait librement par épanchement naturel avec un refroidissement rapide. Cela va produire des laves très massives et compactes avec une texture microgrenue et une surface plutôt lisse. En particulier sur A1 (Reyran) on observe des cassures conchoïdales typiques d’une roche homogène et très dense (photo droite). Cette lave peut dégazer normalement et provoquer des vacuoles caractéristiques (photo gauche : B1, Avellan). Ce mode n’exclut pas les explosions. Mode ignimbritique (explosif) Les explosions extrêmement violentes projettent le magma sous forme d’aérosols à très grande vitesse et très haute température. Au sol, il y a agglomération par soudage thermique. Cela donne des roches avec une texture «grenue» et une surface tourmentée, anguleuse, souvent friables. Les minéraux peuvent être visibles (début de coulée) ou sous forme de verre (fin de coulée). Le magma est chargé en gaz ce qui provoque des explosions violentes avec projections de cendres, morceaux de laves etc : ce sont des bèches. On notera les nombreuses vacuoles et l’aspect hétérogène. Mode pyromidal Le magma est dégazé et l’écoulement se fait par épanchement comme pour l’effusif mais la lave est plus froide et plus visqueuse. Les roches sont marquées par la fluidalité illustrant la séparation des minéraux pendant l’écoulement (photo gauche A11 Maure Vieil). On retrouve des laves à texture massive, microlithique, compactes, très dures (photo droite A11, Mt Vinaigre) mais la fluidalité induit des plans de fragilité qui provoquent la cassure de la roche : débit en plaquettes. Éléments d’observation: différents types de mise en place des coulées Mode effusif Ce mode se traduit généralement par des coulées bien identifiées et massives. La texture de la roche est compacte. Carrière Abel A2 photo gauche et Avellan coulée B1 On note que le mode pyromidal se traduit par une mise en place du même type que l’effusif mais avec une lave plus pâteuse. Mode explosif La mise en place des laves par projection se traduit souvent par un relief ruiniforme (photo gauche, Pas du Confessionnal, Rouet) sensible à l’érosion. On observe également des coulées en strates avec prismation et une lave «grenue» typique (photo droite : Pennafort Tanneron). Phénomènes annexes Les phases explosives provoquent des nuées ardentes laissant au sol des dépôts de tufs, cendres, etc (photo centre : Reyran, droite : Avellan). Les brèches volcaniques sont produites par les explosions de «débourrage» de la cheminée annonçant un nouvel épisode volcanique (photo gauche: Mt Vinaigre). On observe les éléments agglomérés et les cavités de dégazage. Le strato volcan de Maure Vieille: synthèse de tout le volcanisme de l’Esterel La caldeira de Maure Vieille vue du Sommet Pellet. On remarque les aiguilles de trachyte A13, manifestation du volcanisme terminal. St Raphaël: le Lion de Terre et la prismation horizontale. On est sur la bouche du volcan. A St Raphaël sur la plage de Santa Lucia, le Lion de Terre et le Lion de Mer sont endormis depuis 250 Ma. Ils sont les représentants de la dernière manifestation du volcanisme de l’Esterel et l’ultime étape de l’évolution de la série magmatique. Composée de trachyte A13, c’est une lave intermédiaire. C’est aussi la phase finale de la différenciation magmatique. Magmatisme de l’Esterel : cycles et chronologie Trachyte final A13 Chronologie 1er cycle calcoalcalin 2ème cycle alcalin Composition chimique des coulées principales Sources : livret carte géologique de l’Esterel BRGM.
