TP magmatisme 2. Contextes géodynamiques du magmatisme Etude des phénomènes volcaniques sur cartes et photos

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1 TP magmatisme 2 Contextes géodynamiques du magmatisme Etude des phénomènes volcaniques sur cartes et photos Programme de TP : - «analyse de paysages, d affleurements et de cartes permettant de visualiser la diversité des modes d expression du magmatisme ;» - «étude d un exemple d une série magmatique ;» - «réalisation d exercices illustrant la diversité des sources, la variation du taux de fusion partielle ;» - «réalisation d exercices illustrant deux moteurs de la différenciation magmatique : la cristallisation fractionnée et l existence de mélanges.» Programme de cours : compétences «identifier des risques volcaniques à partir d études cartographiques, pétrologiques ou géophysiques.» - carte au millionième de la France (x12) - carte au e de Clermont-Ferrand (x12) - carte au e de Condé sur Noireau (x12) - carte au e de Bédarieux (x12) - carte de l océan Indien (CCGM) (x12) - carte de Erta Ale (x10) - carte volcanologique de la montagne pelée

2 Géologie de la montagne pelée La montagne pelée a-t-elle toujours eu un dynamisme péléen? Laves massives sommitales (dômes et coulées) Nuées ardentes de type Mérapi et dôme central Nuées ardentes de type péléen et dôme central Nuées ardentes de type péléen de la rivière des Pères Coulées de ponces (éruption plinienne) Coulées de ponces (éruption plinienne) Esquissez grossièrement la carte du risque volcanique, et expliquez-la. Coulées de ponces (éruption plinienne paroxysmale) Coulées de ponces (éruption plinienne) Nuées ardentes de type Mérapi Nuées ardentes de type péléen Nuées ardentes de la rivière sèche Coulées de ponces (éruption plinienne) Nuées ardentes de type Mérapi de la pointe la Mare Nuées ardentes de type péléen et coulées de ponces Nuées ardentes de type péléen de Morne Rouge Coulées de ponces (éruption plinienne paroxysmale) Nuées ardentes de type péléen de Morne Capot Nuées ardentes de type péléen de Batisier Calavre Formations non reliables à un événement daté Formations volcano-sédimentaires Retombées de ponces (éruption plinienne) Nuées ardentes de type péléen du quartier des Abymes Eruptions cataclysmales de type Saint-Vincent : coulées de scories noires suite à des coulées de ponces claires Nuées ardentes de type péléen de la Pointe Gribouldin Formations volcano-sédimentaires Nuées ardentes et coulées de ponces du qu. Anse Belleville Nuées ardentes du qu. Fond Marie Raine Nuées ardentes de type St Vincent de Macouba Nuées ardentes de type St Vincent Coulées pyroclastiques mal définies Cendres remaniées sur pente Nuées ardentes et/ou coulées de lave Coulées de lave massive Coulées pyroclastiques indurées à soudées Brèches pyroclastiques non définies Formations volcano-sédimentaires SUBSTRATUM DE LA MONTAGNE PELEE 2 km Nommez et expliquez les structures du sommet.

3 EDIFICE ANCIEN EDIFICE RECENT EDIFICE INTERMEDIAIRE CYCLE HISTORIQUE D Laves massives sommitales (dômes et coulées) repos Bx Formations volcano-sédimentaires AGE (B.P.) Nuées ardentes type Mérapi et dôme central Nuées ardentes type péléen et dôme central P 14 N QA Retombées de ponces (éruption plinienne) Nuées ardentes de type péléen du qu des Abymes N RP P 1 Nuées ardentes type péléen de la riv des Pères Coulées de ponces (éruption plinienne) N SV2 N SV3 Eruptions cataclysmales de type Saint-Vincent : coulées de scories suite à des coulées de ponces 1670 P 2 Coulées de ponces (éruption plinienne) N PG Nuées ardentes de type péléen de la Pte Gribouldin 2000 P 3 Coulées de ponces (éruption plinienne paroxys) B W Formations volcano-sédimentaires P 4 Coulées de ponces (éruption plinienne) N QB Nuées ardentes et ponces du qu. Anse Belleville 2500 N AB2 Nuées ardentes de type Mérapi N FM Nuées ardentes du qu. Fond Marie Raine 2700 N AB1 Nuées ardentes de type péléen N M Nuées ardentes de type St Vincent de Macouba 3800 N RS Nuées ardentes de la rivière sèche N SV Nuées ardentes de type St Vincent 4000 P 5 Coulées de ponces (éruption plinienne) N Coulées pyroclastiques mal définies 4400 N PM Nuées ardentes de type Mérapi de la pointe la Mare C Cendres remaniées sur pente 4500 P 6 Nuées ardentes de type péléen et coulées de ponces N A /N AL Nuées ardentes et/ou coulées de lave 5100 N MR Nuées ardentes de type péléen de Morne Rouge L Coulées de lave massive 7800 P 8 Coulées de ponces (éruption plinienne paroxysmale) L P Coulées pyroclastiques indurées à soudées N MC Nuées ardentes de type péléen de Morne Capot B V Brèches pyroclastiques non définies N BC Nuées ardentes de type péléen de Batisier Calavre 0,2 ma B S Formations volcano-sédimentaires N y Formations non reliables à un événement daté S SUBSTRATUM DE LA MONTAGNE PELEE

4 Carte du risque : Montagne Pelée

5 Le sommet de la montagne pelée

6 Le sommet de la montagne pelée (vue vers le Sud-Ouest) L Etang sec Morne Macouba

7 Evolution de la montagne pelée ans B.P ans B.P à ans B.P ans B.P à 1990

8 Carte du risque volcanique en Martinique Montagne pelée Nuées ardentes, lahars Pluie de cendres et de ponces, gaz Pitons du Carbet Cendres

9 Volcanisme dans et autour de l océan indien Coloriez avec différentes couleurs les zones correspondant aux légendes suivantes : Volcanisme de zone de subduction (arc volcanique) Volcanisme de rift Volcanisme de point chaud (actif / fossile) Grandes provinces ignées (plateaux océaniques / trapps) Volcanisme de dorsale océanique

10 Gada Ale Chaîne de l Erta Ale, dans la dépression de l Afar Indiquez l évolution du volcanisme des volcans de l Afar en appliquant les principes de la chronologie relative. Alu Interprétez la répartition des édifices volcaniques Dalaffilla Reliez l extension des différents types de lave à leur nature. Bora Le Ale Expliquez le caractère subaquatique de certaines laves. Erta Ale Indiquez le type du volcan Erta Ale ; de l Ale Bagu. Ale Bagu Le volcan Erta Ale Hayli Gubbi

11 Pyroclastites acides (surtout ponces) Trachytes, rhyolites, en coulées vitreuses et en dômes* Laves intermédiaires* (trachytes sombres, mugéarites) Laves intermédiaires* (hawaiites, basaltes à andésine, ferrobasaltes) Pyroclastites basiques d origine subaérienne Coulées de lave basique et champs de lave basaltique* Coulées de basalte picritique* Cônes et couches de hyaloclastites couverts de dépôts marins Coulées subaquatiques de lave basique * (les plus récents en couleur sombre)

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13 Ale Bagu L Ale Bagu a plutôt une tête de volcan bouclier : Son évolution vers les termes acides est récente, beaucoup de laves basiques au début Le magma étant produit très près de la surface, les laves sont très chaudes, et même acides, elles sont relativement fluides. Une petite venue trachytique dans le cratère forme même un petit cône de scories Erta Ale Ale Bagu : petit cône trachytique

14 Erta Ale : lac de lave

15 Chaîne des Puys, Auvergne Localisez le puy de Pariou et le Clerzou sur la carte ; Indiquez le type de chaque édifice, leur dynamisme éruptif, la nature des productions volcaniques, leur extension, leur chronologie relative. Les roches volcaniques et plutoniques visibles sur la carte ont-elles un lien génétique? Estimez l âge des failles qui affectent le plateau des dômes.

16 Chaîne des Puys, Auvergne Analyse des laves de certains volcans en poids d oxydes Les compositions en poids d oxydes sont normalisées à 100% (le total fait 100) Repérez ces volcans sur la carte et indiquez leur nature (avec la carte de la chaîne des Puys) : C = cône de scories, D = dôme Placez les laves de ces volcans sur le diagramme TAS page suivante. Nature édifice % pond. Oxyde Petit Sarcoui Puy de Fraisse Puy des Gouttes Lemptégy 1 Puy des Goules Puy de Côme Lemptégy 2 Puy de la Nugère Grand Sarcoui Puy Chopine SiO 2 45,28 45,33 48,34 48,11 49,49 52,57 55,21 58,35 65,72 69,18 Al 2 O 3 16,09 14,66 16,23 16,08 17,42 17,76 17,38 18,52 17,58 15,92 Fe 2 O 3 12,80 12,74 12,03 11,88 11,34 9,46 8,55 6,51 3,32 1,82 MgO 6,69 8,35 6,21 6,05 4,40 3,28 2,67 2,10 0,64 0,24 CaO 10,30 10,99 9,03 9,38 8,17 7,19 6,12 4,60 1,76 0,91 Na 2 O 3,60 3,11 3,13 3,53 4,02 4,42 4,67 5,10 5,73 6,14 K 2 O 1,84 1,34 1,80 1,82 2,12 2,47 2,88 3,15 4,52 5,38 TiO 2 2,57 2,60 2,44 2,37 2,25 1,70 1,50 1,45 0,50 0,23 P 2 O 5 0,63 0,69 0,62 0,60 0,60 0,93 0, MnO 0,20 0,19 0,19 0,19 0,19 0,21 0,19 0,21 0,23 0,17 Na 2 O+K 2 O 5,44 4,45 4,93 5,35 6,14 6,89 7,55 8,26 10,25 11,52 Age (ans)

17 Na 2 O + K 2 O (%) Classer les roches volcaniques : diagramme TAS Un certain flou existe sur le nom des roches volcaniques et sur les limites entre roches, les différents auteurs ne donnant pas la même définition. Les frontières et les noms du diagramme ci-dessus sont ceux de l Union Internationale des Sciences Géologiques, et correspondent à ceux du programme : ne retenez donc qu eux! 15 Phonolite Téphriphonolite Trachyte Dômes 10 Foïdite Trachydacite Phonotéphrite Cônes Trachyandésite Rhyolite 5 Téphrite Basanite Picrobasalte Trachybasalte Basalte Trachyandésite basaltique Andésite basaltique Andésite Dacite SiO 2 (%)

18 Feuille de Condé-sur-Noireau (Calvados) 1. Donnez une fourchette pour l âge du pluton (granodiorite d Athis)

19 Feuille de Condé-sur-Noireau (Calvados) 1. Donnez une fourchette pour l âge du pluton (granodiorite d Athis) b3 : Flysch (grès, siltites, argilites noires). (Protérozoïque, Briovérien supérieur : Ma) bs 2 : Schistes tachetés bk 2 o : Cornéennes à biotite, muscovite et cordiérite k1a : Conglomérats et grès (Cambrien) ϒc 4 : Granodiorite d Athis

20 Feuille de Bédarieux (Hérault) β ϒ M laves basaltiques de l'escandorgue granite du Mendic l3-4 l1-2 calcaires du Sinnémurien (j. inf) calcaires de l Hettangien (j. inf) 1. Indiquer les trois formations magmatiques présentes dans le quart nord-est de la feuille Bédarieux. Expliquer leur mise en place. 2. Quel est l âge maximal du basalte β sur le bord Est de la carte? 3. Préciser l âge relatif du granite du Mendic (ϒ M ) par rapport à la formation qui l entoure (k1g). (indice : considérer les filons de rhyolite et de microgranite qui traversent k1g : détail ci-contre)

21 Feuille de Bédarieux (Hérault) 4. On précise que les grès rubanés (k1g), lorsqu on se rapproche du granite, évoluent vers un quartzite (roche métamorphique où les grains de quartz du grès ont recristallisé et s imbriquent). En quoi cette information confirme-t-elle votre réponse à la question 2? 5. Quelle est la signification de la bande de microgranite (μϒ M ) en périphérie du pluton de granite de Mendic au Sud? En quoi cela confirme-t-il votre réponse à la question 2? 6. Quel est le pendage de la surface de contact entre ϒ M et k1g ; entre ϒ M et t1? (répondez qualitativement) 7. Que révèle le contact entre k1g, r1a et t1 (point triple)? 8. A partir de votre réponse aux 2 questions précédentes, préciser la relation entre ϒ M et t1 (granite intrusif dans t1 ou recouvert par t1). Faire un rapide dessin bilan. μϒ M

22 Feuille de Bédarieux (Hérault) 9. Dans le quart Sud-Ouest de la feuille, quelle pourrait être la relation du granite de l Espinousse (ϒ) avec la formation qui l entoure (gneiss et migmatites Ϛ), sachant que : on trouve dans le granite des enclaves de gneiss et migmatites. dans les gneiss et migmatites à proximité immédiate du pluton granitique, on trouve de nombreux filons granitiques convergeant vers le pluton. 10. Le granite de l Espinousse est un granite à cordiérite. A partir du diagramme de phase, proposez une origine pour ce granite. 11. Le granite de l Espinousse est hercynien. Expliquez la relation de ce granite avec l orogenèse hercynienne. ϒ Ϛ Granite de l Espinousse Gneiss et migmatites AlS : aluminosilicates ; And : andalousite ; Bt : biotite ; Cd : cordiérite ; Dis : disthène ; Gt : grenat ; KF : feldspath potassique ; Liq : liquide (magma) ; Ms : muscovite ; Opx : orthopyroxène ; Pg : feldspath plagioclase ; Qz : quartz ; Sill : sillimanite

23 Feuille de Huelgoat (Finistère) 1. Donnez une fourchette pour l âge du pluton (granite de Huelgoat pϒ 3 c)

24 pϒ 3 c : granite de Huelgoat o2χ : grès armoricains ; Ordovicien s-d1sχ : schistes* et quartzites ; Silurien-Dévonien Feuille de Huelgoat (Finistère) 1. Donnez une fourchette pour l âge du pluton (granite de Huelgoat) d2-4s : schistes*, poudingues, tuffites, arkoses ; Dévonien h1-2σ : poudingues à galets de schiste à andalousite, de quartzite et de granite ; Carbonifère inférieur Limite d apparition/dispariton de l andalousite * Avec andalousite au nord des pointillés rouges