Morphologie lithologique

Morphologie lithologique :
Le Modelé des Roches Magmatiques
B - Reliefs associés aux roches volcaniques
Les édifices volcaniques montrent une morphologie d'accumulation, celles des
produits qui sont évacués à la sortie de la cheminée dans un premier temps, puis du
cratère au fur et à mesure que se constitue l'édifice volcanique. Il y a quelques formes
d'érosion (barrancos, planèzes). Cette morphologie est indépendante des climats ; elle
est donc dite morphologie azonale.
La morphologie des édifices volcaniques dépend essentiellement de la dynamique
éruptive qui est contrôlée par le chimisme du magma débouchant à l'air libre qui agit
principalement sur la viscosité du magma.
La viscosité d'un magma dépend essentiellement de sa teneur en oxyde de silicium.
Cette teneur permet de distinguer au sein des magmas quatre groupes :
 magmas acides (sursaturés) : teneur en oxyde de silicium supérieur à 65 % ;
 magmas intermédiaires (saturées) : 52 % < teneur en oxyde de silicium < 65 % ;
 magmas basiques (sous-saturés) : 45 % < teneur en oxyde de silicium < 52 % ;
 magmas ultrabasiques : teneur en oxyde de silicium inférieure à 45 %.
Classification des principaux types
d'éruptions volcaniques dans un
diagramme triangulaire
(classification de Gèze)
Les sommets correspondent aux
différents états physiques des produits
émis lors de l'éruption : dans
la dynamique explosive au sens strict,
il y a prédominance des gaz. En fait, il
s'agit d'aérosols légers ou denses ! Dans
la dynamique extrusive, ce qui se met
en place c'est un dôme ou une
protrusion de laves extrêmement
visqueuses (terme plus judicieux que
"solide"). La dynamique effusive voit
la mise en place de coulées de laves très
fluides.
 Les magmas acides sont visqueux, froids. Ils perdent difficilement les gaz qu'ils
contiennent. Les bulles de gaz ne peuvent migrer vers la haut en raison de la

viscosité des laves. En outre, toujours en raison de la viscosité des laves, les
bulles de gaz ne peuvent se rééquilibrer avec la pression lithostatique
environnante. Elles demeurent toujours en surpression et détiennent ainsi une
capacité explosive importante. Les éruptions sont donc violentes et on parle
de dynamique éruptive explosive. C'est principalement celle du volcanisme
des zones de convergence ;
 Les magmas basiques sont fluides, chauds et présentent une aptitude à la perte
des gaz dissous. Les éruptions sont calmes, effusives. Exceptionnellement, elles
peuvent devenir explosives... lorsque le magma basique rencontrera les eaux
météoriques superficielles (phréatomagmatisme) qui se vaporisent alors au
contact des magmas, ce qui le charge à nouveau en gaz dissous.
Cette classification, comme toute
classification, est en partie
simplificatrice, pas toujours facile
à appliquer.
Les éruptions volcaniques sont
plus complexes que cela. Leur
déroulement ne se réduit pas
seulement à un seul type de
dynamique.
Au cours de la crise, diverses
dynamiques peuvent de succéder
dans le temps (variété de
fonctionnement d'un même
édifice).
C'est plus spécialement vrai pour
les éruptions volcaniques des
zones de convergence. Quoi qu'il
en soit, ce sont toujours des
éruptions violentes,explosives au
sens large.
Elles peuvent présenter des phases initiales de type katmaien avec éjection (par explosion) du bouchon de la cheminée et émission
d'aérosols légers (il y a dégazage !) conduisant à l'envoi, dans l'atmosphère, de milliers de kilomètres cubes de cendres. Le volcan
fonctionne alors en continu, comme un "canon à neige". L'envoi continu de cet aérosol constitue une colonne de cendres qui peut
atteindre la stratosphère (colonne plinienne) et les retombées de téphra peuvent recouvrir des kilomètres carrés. Pendant que s'effectue ce
dégazage partiel, il y a remontée vers la surface des laves acides visqueuses sous forme de dômes. Leur mise en place superficielle peut
entrainer des déstabilisations des cônes de cendres dans lesquels ils s'extrudent (avalanches dévastatrices suivies de "blasts" tout aussi
meurtriers). Lorsque ces dômes débouchent à la surface, les zones localement riches en gaz se décompriment brutalement : des
explosions intermittentes (le volcan fonctionne comme un "canon d'artilleur") rythment l'éruption ; elles correspondent à l'expulsion
d'aérosols denses dont les plus connus sont les nuées ardentes.
La dynamique effusive constitue les volcans "rouges" ; des dynamiques explosive et extrusive résultent les volcans "gris".
Chacune de ces dynamiques conduit à la constitution d'un édifice volcanique d'un
type particulier (voir ANNEXES 1A-1E in ANNEXE 1).
L'étude des reliefs volcaniques sera faite sur les volcans du Massif central et plus
particulièrement sur ceux de la Chaîne des Puys, volcans récents édifiés
principalement entre - 12 000 et - 4 000 ans (fin du Pléistocène et Holocène) et dont la
morphologie est, de ce fait, bien conservée.
Ce volcanisme présente dans un premier temps une activité de type effusif avec
mise en place de produits volcaniques relativement fluides. Ce paroxysme basique
s'étale dans le temps entre - 12 000 et - 8 000 ans. Il est suivi d'un paroxysme acide
entre - 7 500 et - 5 500 ans. Les ultimes manifestations volcaniques importantes
se situent vers - 3 500 ans. L'Homme a été témoin de ces éruptions qui se placent à la
fin du Paléolithique supérieur et au Néolithique.

Les plus anciennes manifestations volcaniques sont, quant à elles, datées de -
70 000 ans. L'histoire majeure de la province volcanique s'étend donc de - 70 000 à -
5 500 ans, quatre-vint-quinze pour cent de la chaîne étant réalisés avant - 10 000 ans.
La chaîne des Puys se situe sur le horst cristallin du Plateau des Dômes (ou
Plateau d'Auvergne culminant à 1 023 m), qui s'élève nettement au-dessus de la
Limagne d'Allier qui correspond à un graben ou fossé d'effondrement (altitude de 300
m en moyenne).
Cadre morphostructural de la province volcanique de la Chaîne des Puys. In Volcanisme de la chaîne des Puys (1991), Goër de
Hervé A. de, Coordonnateur. Parc Naturel Régional des Volcans d'Auvergne édit., Clermont-Ferrand, 3ème édition, 127 p.
La limite entre les deux domaines se marque dans le paysage sous la forme d'un
abrupt d'orientation NS (= abrupt de la faille de Limagne), incliné de 30° environ, avec
une dénivellation pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres. L'ensemble horst-
graben résulte d'une structure en distension déterminée par des faisceaux parallèles
de failles obliques normales (voir plus loin, chapitre failles). Le magma à l'origine des
volcans est remonté par ces failles.

Vue générale sur la Chaîne des Puys - Trois types d'édifices volcaniques peuvent se distinguer sur cette photographie : à gauche, un
cumulo-dôme simple, à la forme doucement arrondie (Le Clerziou) ; au centre, un cône strombolien à cônes emboîtés (Puy-de-Côme) ; à
gauche, un cumulo-dôme complexe (Puy-de-Dôme). Photo J-P Bourseau
B.1. Les formes volcaniques simples ou monogéniques
Il s'agit de volcans dont l'histoire éruptive a une durée assez courte, nés d'une crise
volcanique qui reste globalement unique. Pour cette raison, ils restent caractérisés par
un seul type de dynamique éruptive. On parle de volcans monogéniques.
B.1.1) Cônes de scories (Type strombolien, voir Annexe 1C)
80 % des volcans de la Chaîne des Puys sont des cônes avec cratère d'émission.
Les vingt pour cent restants correspondent à des édifices mis en place par une
dynamique explosive liée, soit à la mise en place de magmas acides, soit à la
rencontre de magmas basiques avec des eaux superficielles
(phréatomagmatisme). Ces édifices proviennent d'un magma basique à suturé (40 à 60
% d'oxyde de silicium) contenant une proportion notable de gaz dissous. Selon le débit
des gaz, la lave est :
 soit émise sous forme de coulées [70 % de basaltes (teneur en oxyde de silicium < 48 %),
20 % de leucobasaltes (= hawaiites ; appauvrissement en minéraux ferro-magnésiens ; 48 % < teneur
en oxyde de silicium < 52 %) , 3 % de trachyandésites (52 % < teneur en oxyde de silicium < 60 %) ]
;
 soit projetée dans les airs sous forme de scories (pyroclastites ou tephras) que
l'on désigne sous des termes différents en fonction de leur granulométrie :
o bombes (> 30 ou 64 mm) ;
o lapilli (2 mm à 30 ou 64 mm) ;
o cendres (< 2 mm).

Bombe volcanique "en fuseau" - Puy-de-Lemptegy (Chaîne des Puys). In Les Volcans (1997), Bardintzeff J.-
M.Liber édit., Genève, sér. Connaître & Découvrir, 209 p. Nota Bene : port du casque obligatoire à proximité des cratères
d'émission en activité !?
Détail des pyroclastites constituant le cône strombolien du Puy-
de-la-Vache - Scories de projection : les dimensions sont de l'ordre
de 10 à 20 cm ; il s'agit de petites bombes volcaniques. Photo J-P
Bourseau
Détail des pyroclastites constituant le cône strombolien du Puy-
de-la-Vache - Scories de projection : les dimensions sont de l'ordre
du centimètre pour les plus grosses ; il s'agit de lapillis, voire de
cendres pour les plus fines. Photo J-P Bourseau
Un tel volcanisme dit "strombolien" est caractérisé par une explosivité faible, mais
suffisante pour construire autour du point d'émission un cône de projections
scoriaciées.
Les cônes peuvent présenter différentes morphologies :
 cône à cratère simple, régulier. Ex. : Puy de la Coquille ;