COMMUNAUTÉ EUROPÉENNE DE L'ÉNERGIE ATOMIQUE

COMMISSION DES COMMUNAUTÉS EUROPÉNNES

Direction Générale de la Science, de la Recherche et du Développement

Contrat n"" 222.81.7 WAS-F. (RS)

ETUDE GEOPROSPECTIVE D'UN SITE DE STOCKAGE

L'ACTIVITÉ VOLCANIQUE

par

A. GADALIA et J. VARET

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

Département géothermie Mission stocl<agesB.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex B.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex

Tél.: (38) 63.80.01 Tél.: (38) 63.80.01

Rapport du B.R.G.M.

83 SGN 010 STO Décembre 1 982

Réalisation : Département des Arts Graphiques

COMMUNAUTÉ EUROPÉENNE DE L'ÉNERGIE ATOMIQUE

COMMISSION DES COMMUNAUTÉS EUROPÉNNES

Direction Générale de la Science, de la Recherche et du Développement

Contrat n"" 222.81.7 WAS-F. (RS)

ETUDE GEOPROSPECTIVE D'UN SITE DE STOCKAGE

L'ACTIVITÉ VOLCANIQUE

par

A. GADALIA et J. VARET

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

Département géothermie Mission stocl<agesB.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex B.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex

Tél.: (38) 63.80.01 Tél.: (38) 63.80.01

Rapport du B.R.G.M.

83 SGN 010 STO Décembre 1 982

Réalisation : Département des Arts Graphiques

AVERTISSEMENT

Lz pnzsznt documznt a ztz zZabonz dans lz cadnz dzs tnavauxnzaZLszs pan lz Banzau dz Rzchen.ch.zs Gzologlquzs et Mlnlznzs, sun Za"mzthodoZoglz dzs ztudzs gzopnospzctlvzs d'un sltz dz stockage". Czttzztudz a ztz z^iizctuzz duna.nt Zzs annzzs 19S1 zt 19iî, sous contnat àinals pantagzs, avzc Za Communauté. Eunopzznnz dz Z'Enznglz Atomlquz,dans Zz cxidnz dz son pnognammz dz nzchznchz zt dz dzvzZoppzmznt sunZa gzstton et Zz stockagz dzs dzchets nadloactl{,s {action Indlnzctz) -contnat n' 222-S1-7-WAS-r{RS) .

La pnzmlznz phasz dz Z' ztudz a consiste zn Z'anaZysz tantqualltatlvz quz quantitatlvz dzs dlf^^énznts {¡acteuns :

- climats,

- mzcanlsmzs d'altznatlon et d'znoslon,

- mouvemznts vzntlcaux.,

- zibets dzs szlsmzs,

- zvolutlon dz Za {¡nactunatlon,

- activité. voZcanlquz,

- dlaplnlsmz,

- ztc...

Chaque thzmz iatt Z* objet d'un {¡asclcuZz pantiojullzn.

La deuxlzmz phasz dzs tnavaux concznnz Za quantification nz-Zatlvz des Liaisons zyitnz lzs {¡acteuns et Izun modélisation, a{,ln d'a-boutln à Z' zZabonatlon dz scénanlos ntaZistZÁ.

Lz pné.sznt nappont zst donc lz comptz-nzndu d'unz pantlz dej>nésultats dz V étudz.

AVERTISSEMENT

Lz pnzsznt documznt a ztz zZabonz dans lz cadnz dzs tnavauxnzaZLszs pan lz Banzau dz Rzchen.ch.zs Gzologlquzs et Mlnlznzs, sun Za"mzthodoZoglz dzs ztudzs gzopnospzctlvzs d'un sltz dz stockage". Czttzztudz a ztz z^iizctuzz duna.nt Zzs annzzs 19S1 zt 19iî, sous contnat àinals pantagzs, avzc Za Communauté. Eunopzznnz dz Z'Enznglz Atomlquz,dans Zz cxidnz dz son pnognammz dz nzchznchz zt dz dzvzZoppzmznt sunZa gzstton et Zz stockagz dzs dzchets nadloactl{,s {action Indlnzctz) -contnat n' 222-S1-7-WAS-r{RS) .

La pnzmlznz phasz dz Z' ztudz a consiste zn Z'anaZysz tantqualltatlvz quz quantitatlvz dzs dlf^^énznts {¡acteuns :

- climats,

- mzcanlsmzs d'altznatlon et d'znoslon,

- mouvemznts vzntlcaux.,

- zibets dzs szlsmzs,

- zvolutlon dz Za {¡nactunatlon,

- activité. voZcanlquz,

- dlaplnlsmz,

- ztc...

Chaque thzmz iatt Z* objet d'un {¡asclcuZz pantiojullzn.

La deuxlzmz phasz dzs tnavaux concznnz Za quantification nz-Zatlvz des Liaisons zyitnz lzs {¡acteuns et Izun modélisation, a{,ln d'a-boutln à Z' zZabonatlon dz scénanlos ntaZistZÁ.

Lz pné.sznt nappont zst donc lz comptz-nzndu d'unz pantlz dej>nésultats dz V étudz.

RÉSUMÉ

La première phase de l'étude prospective de l'évolution desites de stockage consiste â analyser les différents facteurs qui peuventintervenir sur le devenir du stockage et notanment les phénomènesvolcaniques. Les risques des manifestations volcaniques sur le territoirefrançais sont évalués. Les hypothèses gêodynamiques explicatives duvolcanisme conduisent â considérer que seules les zones de la chaînedes Puys, du Vivarais et du Mont-Dore peuvent être l'objet d'activitévolcanique pendant la période considérée.

Cette étude a été réalisée sous contrat à frais partagéavec la Communauté Européenne de l'Energie Atomique dans le cadrede son programme de recherche et de développement sur la gestion etle stockage des déchets radioactifs.

RÉSUMÉ

La première phase de l'étude prospective de l'évolution desites de stockage consiste â analyser les différents facteurs qui peuventintervenir sur le devenir du stockage et notanment les phénomènesvolcaniques. Les risques des manifestations volcaniques sur le territoirefrançais sont évalués. Les hypothèses gêodynamiques explicatives duvolcanisme conduisent â considérer que seules les zones de la chaînedes Puys, du Vivarais et du Mont-Dore peuvent être l'objet d'activitévolcanique pendant la période considérée.

Cette étude a été réalisée sous contrat à frais partagéavec la Communauté Européenne de l'Energie Atomique dans le cadrede son programme de recherche et de développement sur la gestion etle stockage des déchets radioactifs.

SOMMAIRE

INTRODUCTION 1

I - GENERALITES - NOTIONS DE BASE SUR LE RISQUE ET L'ACTIVITE VOLCANIQUE 1

1.1 - Le ri sque vol cam" que 1

1.2 - Les divers types de volcanisme 2

1.3 - Méthodologie 2

a) Utilisation des données géochronologiques 2b) Données pétrologiques 3c) Données structurales 3

II - LE VOLCANISME NEOGENE EN FRANCE 3

III - LES PROVINCES VOLCANIQUES RECENTES 7

A - Le Mont-Dore 7

a) Géoehronologie 7

b) Pétrologie 7

c) Tectonique 11d) Hydrothermalisme 11e) Conclusions sur le Mont-Dore 11

B - La Chaîne des Puys 12

a) Géoehronologie 12b) Pétrologie 12c) Tectonique 15d) Conclusions sur la Chaîne des Puys 15

C - Le Vivarais 15

a) Géochronologie 15b) Pétrologie 16c) Tectonique 16d) Hydrothermalisme 16e) Conclusions sur le Vivarais 16

D - Autres zones 16

IV - CONCLUSIONS 19

SOMMAIRE

INTRODUCTION 1

I - GENERALITES - NOTIONS DE BASE SUR LE RISQUE ET L'ACTIVITE VOLCANIQUE 1

1.1 - Le ri sque vol cam" que 1

1.2 - Les divers types de volcanisme 2

1.3 - Méthodologie 2

a) Utilisation des données géochronologiques 2b) Données pétrologiques 3c) Données structurales 3

II - LE VOLCANISME NEOGENE EN FRANCE 3

III - LES PROVINCES VOLCANIQUES RECENTES 7

A - Le Mont-Dore 7

a) Géoehronologie 7

b) Pétrologie 7

c) Tectonique 11d) Hydrothermalisme 11e) Conclusions sur le Mont-Dore 11

B - La Chaîne des Puys 12

a) Géoehronologie 12b) Pétrologie 12c) Tectonique 15d) Conclusions sur la Chaîne des Puys 15

C - Le Vivarais 15

a) Géochronologie 15b) Pétrologie 16c) Tectonique 16d) Hydrothermalisme 16e) Conclusions sur le Vivarais 16

D - Autres zones 16

IV - CONCLUSIONS 19

LISTE DES FIGURES

Pages

Figure 1 - Répartition du volcanisme extra-alpin en Europe occi¬dentale et moyenne 4

Figure 2a- Provinces volcaniques et âges du volcanisme dans leMassif Central.... 5

Figure 2b- Ages du volcanisme alcalin dans le Massif Central 6

Figure 3 - Répartition des coulées basaltiques du Mont-Dored ' âge pré-Cal dera 8

Figure 4 - Répartition des ponces rhyolitiques 8

Figure 5 - Répartition des rhyolites et des pyroclastites diver¬ses post-caldera 9

Figure 6 - Coulées basaltiques post-caldera 9

Figure 7 - Répartition des phonolites d'âge post-caldera 10

Figure 8 - Activité basaltique récente localisée au massif duSancy 10

Figure 9 - Carte de localisation des volcans de la Chaîne desPuys 13

Figure 10 - Phase d'activité de la Chaîne des Puys 14

Figure 11 - Disposition des appareils volcaniques du Vivarais 17

Figure 12 - Structure de la croûte et du manteau sous les zonesvolcaniques 18

Figure 13 - Zones de risque volcanique du Massif Central françaissur les 200 000 ans à venir 20

LISTE DES FIGURES

Pages

Figure 1 - Répartition du volcanisme extra-alpin en Europe occi¬dentale et moyenne 4

Figure 2a- Provinces volcaniques et âges du volcanisme dans leMassif Central.... 5

Figure 2b- Ages du volcanisme alcalin dans le Massif Central 6

Figure 3 - Répartition des coulées basaltiques du Mont-Dored ' âge pré-Cal dera 8

Figure 4 - Répartition des ponces rhyolitiques 8

Figure 5 - Répartition des rhyolites et des pyroclastites diver¬ses post-caldera 9

Figure 6 - Coulées basaltiques post-caldera 9

Figure 7 - Répartition des phonolites d'âge post-caldera 10

Figure 8 - Activité basaltique récente localisée au massif duSancy 10

Figure 9 - Carte de localisation des volcans de la Chaîne desPuys 13

Figure 10 - Phase d'activité de la Chaîne des Puys 14

Figure 11 - Disposition des appareils volcaniques du Vivarais 17

Figure 12 - Structure de la croûte et du manteau sous les zonesvolcaniques 18

Figure 13 - Zones de risque volcanique du Massif Central françaissur les 200 000 ans à venir 20

l/OLCAWISME

Etudz "Géopnospzctlve"

pan

A. GAVALJA i J. VARET

INTROVUCTION

Le territoire de la France a été, dans le passé géologique etjusque récemment, le théâtre d'importantes manifestations volcaniques. Leplus grand volcan de l'Europe néogène, aujourd'hui éteint, reste leCantal et l'activité volcanique se poursuivait il y a quelques milliersd'années encore dans la Chaîne des Puys. Il paraît donc légitime des'interroger sur le comportement â moyen terme du substratum volcaniquefrançais.

- GENERALITES : NOTIONS VE BASE SUR LE RISQUE ET L'ACTIVITE [/OLCANJQUE

1.7. - Le nlsquz voZcanlquz

On peut le définir comme facteur, à la fois de la fréquence deséruptions et de l'importance des dégâts socio-économiques provoqués.

La volcanologie permet aujourd'hui de cerner le rythme d'unvolcan et d'avoir une idée de l'intensité de ses éruptions. Les donnéesde base sont fournies par l'étude de l'histoire du volcan : son passéétant la clef de son avenir. Cependant, il faut souligner que la "prévi¬sion" volcanologique ne travaille que sur une relativement petite échellede temps. Ainsi, selon une nomenclature couramment utilisée (Crandell etMullineaux, 1976), un volcan est considéré comme très actif quand il a unrythme annuel à centenaire, moyennement actif avec un rythme centenaire àmillénaire ; relativement inactif lorsque le rythme est plurimillénaire.

Le cadre de la présente "géoprospective" qui est de 200 000 ansdéborde quelque peu des limites habituelles. Il nous a donc paru néces¬saire non seulement de prendre en considération des volcans â rythme pluslent mais, plus largement, de tenter d'approcher une éventuelle migrationdans l'espace du volcanisme (voir Westercamp et Varet, 197 ).

l/OLCAWISME

Etudz "Géopnospzctlve"

pan

A. GAVALJA i J. VARET

INTROVUCTION

Le territoire de la France a été, dans le passé géologique etjusque récemment, le théâtre d'importantes manifestations volcaniques. Leplus grand volcan de l'Europe néogène, aujourd'hui éteint, reste leCantal et l'activité volcanique se poursuivait il y a quelques milliersd'années encore dans la Chaîne des Puys. Il paraît donc légitime des'interroger sur le comportement â moyen terme du substratum volcaniquefrançais.

- GENERALITES : NOTIONS VE BASE SUR LE RISQUE ET L'ACTIVITE [/OLCANJQUE

1.7. - Le nlsquz voZcanlquz

On peut le définir comme facteur, à la fois de la fréquence deséruptions et de l'importance des dégâts socio-économiques provoqués.

La volcanologie permet aujourd'hui de cerner le rythme d'unvolcan et d'avoir une idée de l'intensité de ses éruptions. Les donnéesde base sont fournies par l'étude de l'histoire du volcan : son passéétant la clef de son avenir. Cependant, il faut souligner que la "prévi¬sion" volcanologique ne travaille que sur une relativement petite échellede temps. Ainsi, selon une nomenclature couramment utilisée (Crandell etMullineaux, 1976), un volcan est considéré comme très actif quand il a unrythme annuel à centenaire, moyennement actif avec un rythme centenaire àmillénaire ; relativement inactif lorsque le rythme est plurimillénaire.

Le cadre de la présente "géoprospective" qui est de 200 000 ansdéborde quelque peu des limites habituelles. Il nous a donc paru néces¬saire non seulement de prendre en considération des volcans â rythme pluslent mais, plus largement, de tenter d'approcher une éventuelle migrationdans l'espace du volcanisme (voir Westercamp et Varet, 197 ).

- 2 -

1.2. - LeJí dlveAS typzs dz voZcanl&mz

Les provinces volcaniques françaises se caractérisent par unegrande diversité de dynamisme éruptif. Celui-ci est fonction de l'explo-sivité du magma qui dépend de la teneur en gaz et de la viscosité decelui-ci.

La teneur en gaz, dont l'essentiel provient de l'eau météorique,est le premier facteur contrôlant le comportement éruptif du magma. Cetteinfluence peut se situer soit au voisinage de la surface (phréato-magma-tisme) soit en profondeur (chambre magmatique).

La viscosité est fortement influencée par le chimisme du magmaet donc, par l'existence d'une chambre magmatique comme lieu de différen¬ciation.

A la lumière de ces facteurs, on peut distinguer deux catégoriesde dynamisme : le premier est abondant dans le volcanisme français et dominel'activité récente ; le second caractérise surtout le mio-^pliocène.

Les phénomènes volcaniques effusifs produisant des coulées délaves plus ou moins visqueuses (voire des dômes) à partir de fissuresou d'un édifice central, il importe pour des volcans de ce type de cir¬conscrire les zones de faiblesse où s'ouvriront les fissures-mères en sebasant sur la disposition des bouches éruptives et leur déplacement au coursdu temps. A partir de là, ce sont les caractéristiques topographiques lo¬cales qui conditionnent la distribution des coulées.

Le volcanisme explosif peut prendre différentes formes non exclu¬sives l'une de l'autre :

. éruption plinienne (avec chute de cendre et lapilli)

. coulée de ponce (généralement très étendue)

. nuées ardentes (manifestation la plus violente)

. éruption phréato-magmatique (type "maar" dans le Massif Central).

La zonation des risques de nuées ardentes ou d'éruption ponceuseconsiste à délimiter les régions susceptibles d'être recouvertes par labrèche grossière et les retombées du nuage volcanique associées et affec¬tées par l'effet de souffle. Ces zones de risque sont définies par l'éten¬due du phénomène du même type ayant eu lieu dans le passé récent du volcan.

1.3. - lÁéthodoZoglz

a - Utilisation des données géochronologiques

La connaissance de l'histoire du volcan, voire de la provincevolcanique, est ici particulièrement importante. Nous disposons -sur leszones volcaniques françaises- d'un nombre appréciable de datations ab¬solues : K/Ar pour les roches émises il y a plus d'un M.A. , C^** pourcelles plus récentes que 100 000 ans B.P.

Il subsiste une certaine lacune technologique entre 1 M.A. et100 000 ans B.P. où les incertitudes sont plus grandes. Une connaissancetêphrostratigraphique précise s'avère alors nécessaire.

- 2 -

1.2. - LeJí dlveAS typzs dz voZcanl&mz

Les provinces volcaniques françaises se caractérisent par unegrande diversité de dynamisme éruptif. Celui-ci est fonction de l'explo-sivité du magma qui dépend de la teneur en gaz et de la viscosité decelui-ci.

La teneur en gaz, dont l'essentiel provient de l'eau météorique,est le premier facteur contrôlant le comportement éruptif du magma. Cetteinfluence peut se situer soit au voisinage de la surface (phréato-magma-tisme) soit en profondeur (chambre magmatique).

La viscosité est fortement influencée par le chimisme du magmaet donc, par l'existence d'une chambre magmatique comme lieu de différen¬ciation.

A la lumière de ces facteurs, on peut distinguer deux catégoriesde dynamisme : le premier est abondant dans le volcanisme français et dominel'activité récente ; le second caractérise surtout le mio-^pliocène.

Les phénomènes volcaniques effusifs produisant des coulées délaves plus ou moins visqueuses (voire des dômes) à partir de fissuresou d'un édifice central, il importe pour des volcans de ce type de cir¬conscrire les zones de faiblesse où s'ouvriront les fissures-mères en sebasant sur la disposition des bouches éruptives et leur déplacement au coursdu temps. A partir de là, ce sont les caractéristiques topographiques lo¬cales qui conditionnent la distribution des coulées.

Le volcanisme explosif peut prendre différentes formes non exclu¬sives l'une de l'autre :

. éruption plinienne (avec chute de cendre et lapilli)

. coulée de ponce (généralement très étendue)

. nuées ardentes (manifestation la plus violente)

. éruption phréato-magmatique (type "maar" dans le Massif Central).

La zonation des risques de nuées ardentes ou d'éruption ponceuseconsiste à délimiter les régions susceptibles d'être recouvertes par labrèche grossière et les retombées du nuage volcanique associées et affec¬tées par l'effet de souffle. Ces zones de risque sont définies par l'éten¬due du phénomène du même type ayant eu lieu dans le passé récent du volcan.

1.3. - lÁéthodoZoglz

a - Utilisation des données géochronologiques

La connaissance de l'histoire du volcan, voire de la provincevolcanique, est ici particulièrement importante. Nous disposons -sur leszones volcaniques françaises- d'un nombre appréciable de datations ab¬solues : K/Ar pour les roches émises il y a plus d'un M.A. , C^** pourcelles plus récentes que 100 000 ans B.P.

Il subsiste une certaine lacune technologique entre 1 M.A. et100 000 ans B.P. où les incertitudes sont plus grandes. Une connaissancetêphrostratigraphique précise s'avère alors nécessaire.

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b - Données pétrologiques

La mise en évidence de la différenciation magmatique et la dé¬tection de réservoirs intracrustaux est un aspect iioportant pour la pré¬vision du dynamisme éruptif.

c - Données structurales

L'évolution structurale de la zone volcanique considérée apporteenfin d'utiles informations sur la localisation des bouches éruptives.

II - LE l/OLCANISME WEOGENE EW FRANCE

Le volcanisme récent de la France comprend deux ensemblesd'importance très inégale (Maury et Varet, 1981) (fig. 1) :

- des produits calco-alcalins sont dissémines dans la chaînealpine soit sous forme remaniée (grès de Taveyanaz, du Champsaur , . . . ) ,soit formant des appareils isolés (Biot, Villeneuve Loubet...). Ils re¬montent tous de 35 â 20 MA et n'entrent donc pas dans nos préoccupationsprésentes ;

- une vingtaine de provinces volcaniques alcalines (péri-alpines)regroupées pour la plupart dans le Massif Central. L'activité de celles-cis'est étalée de l'Eocène au Quaternaire récent. Elles peuvent se répartirschématiquement en trois catégories volcaniques (fig. 2) :

. le volcanisme central avec les strato-volcans du Cantal(de 11,2 à 2,9 M.A.) et du Mont-Dore (de 7,5 â 0,2 M.A.)

. le volcanisme fissurai et de plateau avec les Coirons(de 8 à 6 M.A.), le Velay (de 11,4 à 6,5 M.A.), le Cézallier(de 7,8 à 3,1 M. A.), l'Aubrac (de 2,4 à 1,7 M. A.), la chaînede la Sioule (de 5 à 0,8 M.A.), Deves (de 3,5 à 0,5 M.A.) etla chaînes des Puys (de - 35 000 â 3 400 ans)

. le volcanisme ponctuel avec la Lorraine, l'Alsace, lesVosges (de 61 â 44 M.Â.), la Provence et la région deMontpellier (de 31 â 4 M.A.). le Charollais (de 65 à 35 M.A.)le Forez (de 50 â 12 M.A.), Menât (Paléocêne), la Limagne(de 25 â 10 M.A.), le Sillon Houiller (de 8 â 4 M.A.), lesCausses (de 14 â 4 M.A.), l'Escandorgue-Lodevbis-Bas Languedoc(de 5 â 0,7 M.A.) et le Vivarais (de 35 000 â 1 1 000 ans).

L'ensemble des caractères chronologiques, structuraux et gêochimiquesdu volcanisme du Massif Central est interprété comme le résultat de laremontëe progressive d'un diapir mantellique au sein d'une croûte affec¬tée par la fracturation peri-alpine oligo-miocène (Maury et Varet, 1981).Aucune des provinces volcaniques françaises considérées n'est aujourd'huien activité, puisque la définition du volcanisme actif repose sur le ca¬ractère historique de l'activité. Cependant, troi-s provinces étaientencore actives il y a moins de 200 000 ans : le Mont-Dore, la chaînedes Puys et le Vivarais. Ce sont elles que nous allons étudier plusparticuliërement .

- 3 -

b - Données pétrologiques

La mise en évidence de la différenciation magmatique et la dé¬tection de réservoirs intracrustaux est un aspect iioportant pour la pré¬vision du dynamisme éruptif.

c - Données structurales

L'évolution structurale de la zone volcanique considérée apporteenfin d'utiles informations sur la localisation des bouches éruptives.

II - LE l/OLCANISME WEOGENE EW FRANCE

Le volcanisme récent de la France comprend deux ensemblesd'importance très inégale (Maury et Varet, 1981) (fig. 1) :

- des produits calco-alcalins sont dissémines dans la chaînealpine soit sous forme remaniée (grès de Taveyanaz, du Champsaur , . . . ) ,soit formant des appareils isolés (Biot, Villeneuve Loubet...). Ils re¬montent tous de 35 â 20 MA et n'entrent donc pas dans nos préoccupationsprésentes ;

- une vingtaine de provinces volcaniques alcalines (péri-alpines)regroupées pour la plupart dans le Massif Central. L'activité de celles-cis'est étalée de l'Eocène au Quaternaire récent. Elles peuvent se répartirschématiquement en trois catégories volcaniques (fig. 2) :

. le volcanisme central avec les strato-volcans du Cantal(de 11,2 à 2,9 M.A.) et du Mont-Dore (de 7,5 â 0,2 M.A.)

. le volcanisme fissurai et de plateau avec les Coirons(de 8 à 6 M.A.), le Velay (de 11,4 à 6,5 M.A.), le Cézallier(de 7,8 à 3,1 M. A.), l'Aubrac (de 2,4 à 1,7 M. A.), la chaînede la Sioule (de 5 à 0,8 M.A.), Deves (de 3,5 à 0,5 M.A.) etla chaînes des Puys (de - 35 000 â 3 400 ans)

. le volcanisme ponctuel avec la Lorraine, l'Alsace, lesVosges (de 61 â 44 M.Â.), la Provence et la région deMontpellier (de 31 â 4 M.A.). le Charollais (de 65 à 35 M.A.)le Forez (de 50 â 12 M.A.), Menât (Paléocêne), la Limagne(de 25 â 10 M.A.), le Sillon Houiller (de 8 â 4 M.A.), lesCausses (de 14 â 4 M.A.), l'Escandorgue-Lodevbis-Bas Languedoc(de 5 â 0,7 M.A.) et le Vivarais (de 35 000 â 1 1 000 ans).

L'ensemble des caractères chronologiques, structuraux et gêochimiquesdu volcanisme du Massif Central est interprété comme le résultat de laremontëe progressive d'un diapir mantellique au sein d'une croûte affec¬tée par la fracturation peri-alpine oligo-miocène (Maury et Varet, 1981).Aucune des provinces volcaniques françaises considérées n'est aujourd'huien activité, puisque la définition du volcanisme actif repose sur le ca¬ractère historique de l'activité. Cependant, troi-s provinces étaientencore actives il y a moins de 200 000 ans : le Mont-Dore, la chaînedes Puys et le Vivarais. Ce sont elles que nous allons étudier plusparticuliërement .

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FIGURE 1 : «fcMTfttoo tfu » l Œ O w m «vrrMlptn »n Europ* occktem^« « moywnw tcTaprts ta C i m T«to-«liqu* trmnwttorwIadB fEurop* au 1/2JBO0J0OO),

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- 5 -

F l g . 2 a — Provinces volcanique-, el age* du njlcanisme «lan*. le Ma^if cemra!.

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- 6 -

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1976 : 6 Belion H c! al..7. Belion H . ci o/. 19"2 :Upre! J . W t> Thonai A . .1977 ; M Camaprel J . M

eh, utilise; : ] Bellon H el al.. 1974 : 2 Vincent P ei a!.. 19T" -.

Brousse R ei at.. I9ft̂ . Camus G . ei fl/.. 19^? : 5. Bcllon H .1971 : Camus G . ei ai. IVd« : Baubron J.C.. c o m m pers.. I97S :Baubron J.C.. c o m m per;,.. I9> . h Bmus^e R . . 1974 9 Can-1^76 : 10 Bcllon H . ci ai.. 197: ; Baubron J.C. ei Demanpc J..

ei Prevoi M . . !9"l : 12. CanuprrI J . M ei Mcrpoil J.. 1970 .

13. Benyer fc. ei al.. 1974 ; 14. Bandei Y . ci ai. 1974 : Brousse R . . »974 : I?. Baubron J . C .c o m m per*.. 197* ; 16. Gilloi P\ ei al.. 1972 ; Cilio! P . Y . . 1974 ; Baubron J.C ei ai,1978/? : 17. Kdcfon« J.P. ei ai. 1972 : Gillnt P . Y . . 1974 ; 18. Frechen J. t\ Lipnoli H.J . .

ßellon H . . 1976.

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III - LES PROVINCES VOLCANIQUES RECENTES

A - Lz Mont-Vonz

Avec le Cantal, le volcanisme du Mont-Dore est le seul dans leMassif Central â avoir évolué en strato-volcan â caldeira. Il a été par¬ticulièrement étudié par le B.R.G.M. dans le cadre d'une étude géother¬mique (B.R.G.M. - rapport 79 SGN 823 GTH).

a - Géochronologie

L'activité volcanique du Mont-Dore est encadrée dans l'espaceet dans le temps par celles du Cézallier (au sud et au début) et de laChaîne des Puys (à l'est et â la fin). Elle se décompose en plusieursétapes définies par rapport à l'effondrement de la caldeira centrale(fig. 3 à 8) :

- avant l'effondrement : de 20 â 12 M.A. , des formations volcaniques(essentiellement basaltiques) et situées sur le versant oriental ;elles sont liées è celles de la Limagne

de 6 â 3 M.A., des émissions basaltiques aunord du Massif et au sud vers le Cézallier ; également les premièreslaves différenciées (phonolite et comendite) dans la partie centrale.

- l'effondrement de la caldeira s'est accompagné de l'émission d'unvolume important de ponce rhyolitique (2.5 M.A.) â la périphérie nordet est du massif

- aprës 1 ' effondrement , les éruptions ponceuses ont repris parfois asso¬ciées à des dômes rhyolitiques terminaux surtout cantonnés à l'inté¬rieur de la caldeira (2,5 à 2,2 M.A.).Entre 2,8 et 1,6 M.A. une importante activité volcanique basaltiqueet -sur la fin- phonolitique, se manifeste essentiellement sur labordure nord du Massif.

- l'activité récente (1 â 0,2 M.A.) est très bien localisée et correspondâ l'édification du volcan Sancy. Celui-ci est constitué par une forteépaisseur de cendres et lapilli recouverts par des coulées et traversésde nombreuses intrusions de directions variées.

Le Mont-Dore a donc connu deux phases paroxysmal es d'activité :la première -et la plus importante- entre 2,8 et 1,6 M.A. avec l'émissionde nombreuses coulées basaltiques, la seconde avec l'édification dustrato-volcan du Sancy au cours des dernières centaines de milliersd ' années .

b - Pétrologie

La différenciation des laves s'opère dès la fin des premiersépisodes volcaniques. L'effondrement de la caldeira et les émissions deponces qui la précédent, l'accompagnent ou lui succèdent, vient confirmerla présence sous le volcan, d'une chambre magmatique. Celle-ci continue âfonctionner dans les derniers épisodes produisant des termes différenciés(sancyites,. . .). Sa profondeur estimée est de l'ordre de 10 kilomètres.

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III - LES PROVINCES VOLCANIQUES RECENTES

A - Lz Mont-Vonz

Avec le Cantal, le volcanisme du Mont-Dore est le seul dans leMassif Central â avoir évolué en strato-volcan â caldeira. Il a été par¬ticulièrement étudié par le B.R.G.M. dans le cadre d'une étude géother¬mique (B.R.G.M. - rapport 79 SGN 823 GTH).

a - Géochronologie

L'activité volcanique du Mont-Dore est encadrée dans l'espaceet dans le temps par celles du Cézallier (au sud et au début) et de laChaîne des Puys (à l'est et â la fin). Elle se décompose en plusieursétapes définies par rapport à l'effondrement de la caldeira centrale(fig. 3 à 8) :

- avant l'effondrement : de 20 â 12 M.A. , des formations volcaniques(essentiellement basaltiques) et situées sur le versant oriental ;elles sont liées è celles de la Limagne

de 6 â 3 M.A., des émissions basaltiques aunord du Massif et au sud vers le Cézallier ; également les premièreslaves différenciées (phonolite et comendite) dans la partie centrale.

- l'effondrement de la caldeira s'est accompagné de l'émission d'unvolume important de ponce rhyolitique (2.5 M.A.) â la périphérie nordet est du massif

- aprës 1 ' effondrement , les éruptions ponceuses ont repris parfois asso¬ciées à des dômes rhyolitiques terminaux surtout cantonnés à l'inté¬rieur de la caldeira (2,5 à 2,2 M.A.).Entre 2,8 et 1,6 M.A. une importante activité volcanique basaltiqueet -sur la fin- phonolitique, se manifeste essentiellement sur labordure nord du Massif.

- l'activité récente (1 â 0,2 M.A.) est très bien localisée et correspondâ l'édification du volcan Sancy. Celui-ci est constitué par une forteépaisseur de cendres et lapilli recouverts par des coulées et traversésde nombreuses intrusions de directions variées.

Le Mont-Dore a donc connu deux phases paroxysmal es d'activité :la première -et la plus importante- entre 2,8 et 1,6 M.A. avec l'émissionde nombreuses coulées basaltiques, la seconde avec l'édification dustrato-volcan du Sancy au cours des dernières centaines de milliersd ' années .

b - Pétrologie

La différenciation des laves s'opère dès la fin des premiersépisodes volcaniques. L'effondrement de la caldeira et les émissions deponces qui la précédent, l'accompagnent ou lui succèdent, vient confirmerla présence sous le volcan, d'une chambre magmatique. Celle-ci continue âfonctionner dans les derniers épisodes produisant des termes différenciés(sancyites,. . .). Sa profondeur estimée est de l'ordre de 10 kilomètres.

Fig. 3 - REPARTITION DES COULEES- BASU.TIOUE5DU MONT-DORE D'AGE FRE-CMJDEHA (> 3.C MA)

4 - Répartition des ponces rhyolitiques (2,5 3 2,2 MA,estime)

3.6 i age K/Jtr

t

Fig. 5 - REPARTITION DES RHYOLITES ET DES rYRQCLAFl TTES DIVFPSKSPOST-CALDERA ( < 2, 2 HA)Celles-ci sont essentiellement cantonnée* A 1'int''ri*"ir Hi-la

\ f Contours caldera rtfflporant **t

Limite de 1« fosse. O: Pointcment rhyolitJqun

Ponces et cendres rhyolltiques.

ion BupposCe des coulées recouvertes rMr 1e volt-en!sme plus recent.

F i g . 6 : COUt-ERS HASAtTlÇttfeS PO5T-CAU)ERA tNTHE 2,ß II 1,6 HA.

F i g . 7~ PErARTTTTON CES FHCNOLÏTEP n 'AGE POST-CALDERA (rnvirn- 1." KP : .T e s phont.lites e r J / J J «vit un banat » 5 d\¡ nar.sxf '?*•••• r-••••,• • •• . ' t f

affleurent aussi bien dans le socle granltiotte a l'cxttrirur ti- *á le:--qv'ê travers l'épais remplissage de celle-ci, tnrr nombre, fivm--oiifi rJ'(.̂ im-portant au If qu'au S, semble plutôt lié au non - recouvrrm^nf p-ir (r.= i'rS^^ñn:volcaniques ultérieurs.

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I.EGENPE:

Viq.8 - ACTIVITE tiREALTIÇUE RRCEMTE LOCALISEE AU MASSIF DU SANCY.

"; cmtrrs imlsêlfs B F BltUPnt autour du Tuy dp Sancy pt sur dçp crèteap.irt pf d'wutrp rt* la vaille dp In Dor dog ne . • •

- 11 -

c - Tectonique

Le strato-volcan du Mont-Dore s'est édifié à la faveur du croi¬sement de différentes familles de fractures, anciennes et récentes,affectant le socle cristallin. L'ossature structurale a été déterminéepar le système N-S de horst et graben oligocènes de Limagne. La tecto¬nique pleistocene reprend ces structures qui, sous l'effet de ces nou¬velles contraintes, rejouent également suivant les décrochements hercy¬niens (N 60°, N 110") où se produisent les grandes émissions volcaniques(Sancy,...). Les édifices tardifs du massif jalonnent le rebord occiden¬tal du horst. Cependant, tous les groupes de fractures ont rejoué âchaque épisode volcanique. L'activité volcanique semble se mainteniractuellement dans tout le bâti péri-alpin en distension suivant la di¬rection N 20". La circulation de fluides hydrothermaux indistinctement lelong des directions oligocènes, hercyniennes ou pleistocenes est signi¬ficative de cette activité.

La caldeira centrale se cale sur ces différentes directions defractures et l'activité la plus récente se concentre sur le bord sud-estc'est, sans aucun doute, la zone de reprise d'activité le plus probabledans le Massif du Mont-Dore, si l'on en juge par les données géophysiques.

d - Hydrothermalisme

De nombreuses études ont été effectuées sur les sources thermo¬minérales de cette région en relation avec le thermalisme pris avec larecherche géothermique. Ces dernières ont permis de conclure à l'exis¬tence de températures profondes de l'ordre de 150''C sous la vallée de laDordogne dans la caldera du Mont-Dore. Des indices existent en outre(flux de CO^, système sulfaté acide, nappes chlorurées) pour témoigner del'existence d'un champ géothermique acide.

e - Conclusions sur le Mont-Dore

Malgré le calme éruptif (à l'exception des émissions de laChaîne des Puys, indépendante) et tectonique qui entoure cette régiondepuis près de 200 000 ans, on ne peut considérer cette zone comme dé¬finitivement éteinte au regard :

- du caractère récent du dernier paroxysme éruptif (200 000 ans)- de la proximité d'un volcanisme beaucoup plus récent pouvant réactiver

le réservoir- du volume des laves émises et sous-jacent celui de la chambre magma¬

tique de la durée relativement restreinte d'activité du volcan pro¬prement dit (6 M.A.) par rapport à d'autres appareils de taille si¬milaire (plus de 8 M.A. pour le Cantal)

- de la permanence d'une activité hydrothermale liée au volcanisme- d'une activité sismique sporadique- de la présence, â l'aplomb du Massif, d'anomalies géophysiques carac¬

téristiques d'une chambre magmatique.

Les données dont nous disposons et le niveau atteint par lavolcanologie aujourd'hui ne nous permettent pas d'aller au-delà de cesremarques assez générales. On ne peut mettre en évidence ici une quel¬conque migration d'activité volcanique ou tectonique dans l'espace oudans le temps. Tout au plus, le caractère central de l'édifice volcaniquepeut-il nous laisser supposer que si son activité se poursuit, elle seralocalisée aux abords de la zone déjà volcanisée et notamment près de lacaldeira (qui reste à circonscrire précisément) .

- 11 -

c - Tectonique

Le strato-volcan du Mont-Dore s'est édifié à la faveur du croi¬sement de différentes familles de fractures, anciennes et récentes,affectant le socle cristallin. L'ossature structurale a été déterminéepar le système N-S de horst et graben oligocènes de Limagne. La tecto¬nique pleistocene reprend ces structures qui, sous l'effet de ces nou¬velles contraintes, rejouent également suivant les décrochements hercy¬niens (N 60°, N 110") où se produisent les grandes émissions volcaniques(Sancy,...). Les édifices tardifs du massif jalonnent le rebord occiden¬tal du horst. Cependant, tous les groupes de fractures ont rejoué âchaque épisode volcanique. L'activité volcanique semble se mainteniractuellement dans tout le bâti péri-alpin en distension suivant la di¬rection N 20". La circulation de fluides hydrothermaux indistinctement lelong des directions oligocènes, hercyniennes ou pleistocenes est signi¬ficative de cette activité.

La caldeira centrale se cale sur ces différentes directions defractures et l'activité la plus récente se concentre sur le bord sud-estc'est, sans aucun doute, la zone de reprise d'activité le plus probabledans le Massif du Mont-Dore, si l'on en juge par les données géophysiques.

d - Hydrothermalisme

De nombreuses études ont été effectuées sur les sources thermo¬minérales de cette région en relation avec le thermalisme pris avec larecherche géothermique. Ces dernières ont permis de conclure à l'exis¬tence de températures profondes de l'ordre de 150''C sous la vallée de laDordogne dans la caldera du Mont-Dore. Des indices existent en outre(flux de CO^, système sulfaté acide, nappes chlorurées) pour témoigner del'existence d'un champ géothermique acide.

e - Conclusions sur le Mont-Dore

Malgré le calme éruptif (à l'exception des émissions de laChaîne des Puys, indépendante) et tectonique qui entoure cette régiondepuis près de 200 000 ans, on ne peut considérer cette zone comme dé¬finitivement éteinte au regard :

- du caractère récent du dernier paroxysme éruptif (200 000 ans)- de la proximité d'un volcanisme beaucoup plus récent pouvant réactiver

le réservoir- du volume des laves émises et sous-jacent celui de la chambre magma¬

tique de la durée relativement restreinte d'activité du volcan pro¬prement dit (6 M.A.) par rapport à d'autres appareils de taille si¬milaire (plus de 8 M.A. pour le Cantal)

- de la permanence d'une activité hydrothermale liée au volcanisme- d'une activité sismique sporadique- de la présence, â l'aplomb du Massif, d'anomalies géophysiques carac¬

téristiques d'une chambre magmatique.

Les données dont nous disposons et le niveau atteint par lavolcanologie aujourd'hui ne nous permettent pas d'aller au-delà de cesremarques assez générales. On ne peut mettre en évidence ici une quel¬conque migration d'activité volcanique ou tectonique dans l'espace oudans le temps. Tout au plus, le caractère central de l'édifice volcaniquepeut-il nous laisser supposer que si son activité se poursuit, elle seralocalisée aux abords de la zone déjà volcanisée et notamment près de lacaldeira (qui reste à circonscrire précisément) .

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B - La ChaZnz dzs Puys

La Chaîne des Puys représente l'ensemble volcanique le plus ré¬cent du Massif Central. Si l'existence de produits différenciés suggèrel'existence d'une chambre magmatique, â la différence du Mont-Dore, ellen'est pas de grande dimension et aucune caldeira n'a été mise en évidence.

La Chaîne des Puys s'étend sur 60 kilomètres du horst cristal¬lin de la Sioule au nord (gour de Tazenat) aux entablements basaltiquesdu Cézallier au sud (La Godivelle) . Elle est limitée â l'ouest par lavallée de la Sioule-Fosse d'Olby et â l'est par le fossé de Limagne.L'essentiel des 80 events est situé sur une bande de 30 kilomètres nord-sud (Beaunit-Âydat) et 3 â 5 kilomètres est-ouest (Fig. 9).

a - Géochronologie

Au stade actuel de nos connaissances, les éruptions de laChaîne des Puys sont repérées dans la proportion d'une sur sept. Compte-tenu de ces limites analytiques, il semble se dégager trois périodesprincipales dans l'activité de cette série volcanique (fig.

- une première phase basique de coulées et projections (ayant débutéautour de 35 000 ans) avec un paroxysme autour de - 9 500 ans ;

- une phase acide avec croissance de dômes trachytiques et nuées ardentesautour de - 7 000 ans ;

- une seconde phase basique où semblent dominer les pyroclastes (scories,dépôts de maar,...) dont l'activité s'est poursuivie au moins jusqu'à-3 400 ans.

Il n'est malheureusement pas possible d'établir une quelconquemigration dans l'espace. Si la datation la plus ancienne est la plus sep¬tentrionale et la mesure la plus récente aussi la plus méridionale, lesautres données ne justifient nullement une polarité N-S dans le temps.Par contre, certaines zones (les alignements la Nugère-Les Gouttes etPetit Saroni-Puy de Dôme) semblent avoir connu une activité particuliè¬rement suivie (4 000 ans au moins). Cela peut suggérer l'existence dezones de faiblesse préférentielle ayant donné lieu à des réservoirs mag¬matiques secondaires intracrustaux (à vérifier). On note que l'intervallede temps séparant entre elles les trois dernières phases (1 420 ans et1 860 ans) n'est pas considérablement plus grand que celui qui noussépare de la dernière (2 030 ans), surtout si l'on tient compte de l'é¬ruption possible â 900 ans (fig. 10). Dans ces conditions, la Chaîne desPuys peut être considérée comme moyennement active.

b - Pétrologie

La Chaîne des Puys forme une série de différenciation cohérenteet complète, traduisant des phénomènes de fractionnement magmatique pro¬fond. La profondeur estimée du (ou des) rêservoir(s) mag;matique(s) seraitde 3 à 9 kilomètres. Notons que si le paroxysme acide a eu lieu il y a7 000 ans, relayé par une activité basique (de vidange de réservoir ?),une des dernières éruptions datées (3 500 ans) traduit la persistance dela production de trachytes (et d'un d3mamisme explosif).

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B - La ChaZnz dzs Puys

La Chaîne des Puys représente l'ensemble volcanique le plus ré¬cent du Massif Central. Si l'existence de produits différenciés suggèrel'existence d'une chambre magmatique, â la différence du Mont-Dore, ellen'est pas de grande dimension et aucune caldeira n'a été mise en évidence.

La Chaîne des Puys s'étend sur 60 kilomètres du horst cristal¬lin de la Sioule au nord (gour de Tazenat) aux entablements basaltiquesdu Cézallier au sud (La Godivelle) . Elle est limitée â l'ouest par lavallée de la Sioule-Fosse d'Olby et â l'est par le fossé de Limagne.L'essentiel des 80 events est situé sur une bande de 30 kilomètres nord-sud (Beaunit-Âydat) et 3 â 5 kilomètres est-ouest (Fig. 9).

a - Géochronologie

Au stade actuel de nos connaissances, les éruptions de laChaîne des Puys sont repérées dans la proportion d'une sur sept. Compte-tenu de ces limites analytiques, il semble se dégager trois périodesprincipales dans l'activité de cette série volcanique (fig.

- une première phase basique de coulées et projections (ayant débutéautour de 35 000 ans) avec un paroxysme autour de - 9 500 ans ;

- une phase acide avec croissance de dômes trachytiques et nuées ardentesautour de - 7 000 ans ;

- une seconde phase basique où semblent dominer les pyroclastes (scories,dépôts de maar,...) dont l'activité s'est poursuivie au moins jusqu'à-3 400 ans.

Il n'est malheureusement pas possible d'établir une quelconquemigration dans l'espace. Si la datation la plus ancienne est la plus sep¬tentrionale et la mesure la plus récente aussi la plus méridionale, lesautres données ne justifient nullement une polarité N-S dans le temps.Par contre, certaines zones (les alignements la Nugère-Les Gouttes etPetit Saroni-Puy de Dôme) semblent avoir connu une activité particuliè¬rement suivie (4 000 ans au moins). Cela peut suggérer l'existence dezones de faiblesse préférentielle ayant donné lieu à des réservoirs mag¬matiques secondaires intracrustaux (à vérifier). On note que l'intervallede temps séparant entre elles les trois dernières phases (1 420 ans et1 860 ans) n'est pas considérablement plus grand que celui qui noussépare de la dernière (2 030 ans), surtout si l'on tient compte de l'é¬ruption possible â 900 ans (fig. 10). Dans ces conditions, la Chaîne desPuys peut être considérée comme moyennement active.

b - Pétrologie

La Chaîne des Puys forme une série de différenciation cohérenteet complète, traduisant des phénomènes de fractionnement magmatique pro¬fond. La profondeur estimée du (ou des) rêservoir(s) mag;matique(s) seraitde 3 à 9 kilomètres. Notons que si le paroxysme acide a eu lieu il y a7 000 ans, relayé par une activité basique (de vidange de réservoir ?),une des dernières éruptions datées (3 500 ans) traduit la persistance dela production de trachytes (et d'un d3mamisme explosif).

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Fig- 9 :

Carte de localisation desvolcans de la Chaîne desPuys.La partie correspondant à lacarte volcanologique de laChaîne des Puys (Camus etal., 1975) a été délimitépar le cadre intérieur.

1 - Cones stromboliens

basaltiques.

2 - Maars basaltiques.

3 - Complexes trachy-

andésitiques à tuft-ring

h - Domes et protrusionstrachytiques.

5 -Maars trachytiques.

Fig. 10 - 14 -

PHASES d'activité DE LA CHAINE DES PUYS

AgesBC BP1975

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> 0

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14000

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>00000<35000

35000

45000

55000

65000

75000

asooo

95000

lOSOOO

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Climatique

Subatiantique

Subboréal

Atlantique

Boréal

Préboréal

Dryas III

Allerod

Pré-Allerod

Wûrni IV

ooooooooocoo

.Wurm III

Wûrm II

Wurm 1

Eémien

Riss

Chaîne des Puys

l-900(?)Cltnnent

r3030 Brctcl

-3450 Mentcincyrcr3890 Maxtrc

-5750 Montcineytt-6000 P. Lt Vatbt

L6600 . .

~6700 ravin

p7650 St Saturnin-eiOO Mey-6290 dômites-6530 Mohaneni

-9360

Ll Cotnbiude-

- 10600-11000 tendre!"11070 "f»' ceuicc

-12600 Les Rochet

-13200 Thisllct

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Fig. 10 - 14 -

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Climatique

Subatiantique

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Atlantique

Boréal

Préboréal

Dryas III

Allerod

Pré-Allerod

Wûrni IV

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Wûrm II

Wurm 1

Eémien

Riss

Chaîne des Puys

l-900(?)Cltnnent

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- 15 -

c - Tectonique

Le chapelet des volcans de la Chaîne des Puys suit assez rigoureu¬sement les fractures occidentales du fossé de Limagne. Formé à l'Oligocèneselon une direction N-S dominante, ce graben recoupe les directions hercy¬niennes qui elles-mêmes produisent une structure en échelon des faillesN-S. Tous ces accidents ont rejoué lors de la tectonique plio-pleistocène.Il est donc probable que le maintien jusqu'à une période récente, et sansdoute encore aujourd'hui, d'un régime en extension ait permis, à la croiséede fractures profondes, l'individualisation d'un réservoir magmatique.

Le volcanisme de la Chaîne des Puys n'a pas coimu d'effondrementde caldeira, probablement à cause du caractère fissurai simple et de ladispersion des points d'émission (et de la structure allongée N-S du ré¬servoir magmatique?). Deux types de structures volcano-tectoniques pluscomplexes peuvent être envisagés :

- dans les zones ayant eu une grosse production (la Nugère-les Gouttes,Petit Saroni-Puy de Dôme)

- à l'ouest de la ligne frontière du horst des Dômes et en particulierentre le Puy de Dôme et le Puy de Junas où le socle est déjà effondréen fosse allongée (0,15 x 5 x 2 km)

d - Conclusions sur la Chaîne àes Puys

Cette zone est sans doute celle du Massif Central qui a leplus de raisons d'être considérée du point de vue volcanique ; de nom¬breux arguments y concourent :

- la persistance de l'activité volcanique au cours des treize derniersmilliers d'années,

- le caractère très récent, voire sub-historique des dernières éruptions,- le fait que cette activité soit potentiellement de type explosif et

que lui soit associé un phénomène d'effondrement volcano-tectonique,- le fait qu'elle se situe dans un contexte géophysique globalement

favorable.

En l'absence de données plus complètes de datations, il estdifficile de circonscrire des zones de risque. Aussi, l'ensemble de lachaîne doit-elle être considérée comme potentiellement active.

C - Lz Vlvanals

Dispersés entre le Devés et le Coirón, ces appareils volcaniquesdoivent leur originalité à un âge très récent, à uñ chimisme peu évoluéet constant.

a - Géochronologie

L'activité des volcans du Vivarais est contemporaine de cellede la chaîne des Puys. Elle se divise en deux phases majeures : la premièrevers 35 000 ans et la seconde vers - 11 800 ans. Aucune migration n'y estdécelable pas plus qu'une évolution volcanologique ou pétrologique.

- 15 -

c - Tectonique

Le chapelet des volcans de la Chaîne des Puys suit assez rigoureu¬sement les fractures occidentales du fossé de Limagne. Formé à l'Oligocèneselon une direction N-S dominante, ce graben recoupe les directions hercy¬niennes qui elles-mêmes produisent une structure en échelon des faillesN-S. Tous ces accidents ont rejoué lors de la tectonique plio-pleistocène.Il est donc probable que le maintien jusqu'à une période récente, et sansdoute encore aujourd'hui, d'un régime en extension ait permis, à la croiséede fractures profondes, l'individualisation d'un réservoir magmatique.

Le volcanisme de la Chaîne des Puys n'a pas coimu d'effondrementde caldeira, probablement à cause du caractère fissurai simple et de ladispersion des points d'émission (et de la structure allongée N-S du ré¬servoir magmatique?). Deux types de structures volcano-tectoniques pluscomplexes peuvent être envisagés :

- dans les zones ayant eu une grosse production (la Nugère-les Gouttes,Petit Saroni-Puy de Dôme)

- à l'ouest de la ligne frontière du horst des Dômes et en particulierentre le Puy de Dôme et le Puy de Junas où le socle est déjà effondréen fosse allongée (0,15 x 5 x 2 km)

d - Conclusions sur la Chaîne àes Puys

Cette zone est sans doute celle du Massif Central qui a leplus de raisons d'être considérée du point de vue volcanique ; de nom¬breux arguments y concourent :

- la persistance de l'activité volcanique au cours des treize derniersmilliers d'années,

- le caractère très récent, voire sub-historique des dernières éruptions,- le fait que cette activité soit potentiellement de type explosif et

que lui soit associé un phénomène d'effondrement volcano-tectonique,- le fait qu'elle se situe dans un contexte géophysique globalement

favorable.

En l'absence de données plus complètes de datations, il estdifficile de circonscrire des zones de risque. Aussi, l'ensemble de lachaîne doit-elle être considérée comme potentiellement active.

C - Lz Vlvanals

Dispersés entre le Devés et le Coirón, ces appareils volcaniquesdoivent leur originalité à un âge très récent, à uñ chimisme peu évoluéet constant.

a - Géochronologie

L'activité des volcans du Vivarais est contemporaine de cellede la chaîne des Puys. Elle se divise en deux phases majeures : la premièrevers 35 000 ans et la seconde vers - 11 800 ans. Aucune migration n'y estdécelable pas plus qu'une évolution volcanologique ou pétrologique.

- 16 -

b - Pétrologie

Ces volcans présentent presque toujours une alternance dephases effusives (coulée très fluide de vallée) et de phases plus ex¬plosives (émission de cendres et scories). Cela peut aller jusqu'à laformation d'une caldeira comme à la Vestide du Pal. Les laves produitessont toutes très sous-saturées et contieiment de nombreuses enclaves depéridotites. Il s'agirait donc d'un magma issu du manteau profond (jus¬qu'à 300 km) ayant effectué assez rapidement son ascension vers la sur¬face. De petites chambres magmatiques intracrustales ne sont toutefoispas à exclure.

c - Tectonique

La réactivation des accidents hercyniens (failles des Cevennes,directions NW-SE et EW) au Pleistocene est probablement responsable de lapercée de ce volcanisme. Néanmoins, si localement, la Faille décrochantede Cevennes a pu induire des effondrements de bassins, ici, ce n'est pasle cas. Il est à noter que dans ces marges SE du Massif Central, lemanteau anormal a disparu et le Moho replonge. Cela ote au volcanismerécent un support géodynamique et place une limite entre le volcanismeassez jeune du Velay et surtout du Deves et ce volcanisme plus récent duVivarais.

d - Hydrothermalisme

Les émergences semblent surtout liées â des fracturations pro¬fondes. Les études géochimiques proposent des températures pouvant at¬teindre 160''C mais dans un contexte granitique.

e - Conclusions sur le Vivarais

Les conditions de pérennité du volcanisme sont moins nombreusesici que dans les deux régions précédentes. Cependant, la jeunesse desémissions volcaniques et leur rythme connu (24 000 entre les deux der¬nières phases et seulement 11 000 depuis la dernière) permet de consi¬dérer cette zone comme faiblement active. Cette activité peut de plusreprendre sous une forme explosive comme elle s'est manifestée dans lepassé.

V Autnzs zonzs

Les autres zones volcaniques de l'hexagone sont d'un âge tropimportant -dans l'état actuel des connaissances de ces unités- pour êtresusceptibles d'être considérées comme présentant un risque volcanique àretenir dans le cadre de cette étude.

Cependant, on doit considérer que la remontée du manteau anor¬mal sous l'ensemble de la zone affectée par le volcanisme néogène dans lecentre du massif constitue un risque potentiel d'activité magmatique encas de rupture distensive de la croûte.

Plus particuliërement sensible à ce type de risques, la partiecentrale de la zone anomalique (fig. 12) se trouve au sud de la Limagne.

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b - Pétrologie

Ces volcans présentent presque toujours une alternance dephases effusives (coulée très fluide de vallée) et de phases plus ex¬plosives (émission de cendres et scories). Cela peut aller jusqu'à laformation d'une caldeira comme à la Vestide du Pal. Les laves produitessont toutes très sous-saturées et contieiment de nombreuses enclaves depéridotites. Il s'agirait donc d'un magma issu du manteau profond (jus¬qu'à 300 km) ayant effectué assez rapidement son ascension vers la sur¬face. De petites chambres magmatiques intracrustales ne sont toutefoispas à exclure.

c - Tectonique

La réactivation des accidents hercyniens (failles des Cevennes,directions NW-SE et EW) au Pleistocene est probablement responsable de lapercée de ce volcanisme. Néanmoins, si localement, la Faille décrochantede Cevennes a pu induire des effondrements de bassins, ici, ce n'est pasle cas. Il est à noter que dans ces marges SE du Massif Central, lemanteau anormal a disparu et le Moho replonge. Cela ote au volcanismerécent un support géodynamique et place une limite entre le volcanismeassez jeune du Velay et surtout du Deves et ce volcanisme plus récent duVivarais.

d - Hydrothermalisme

Les émergences semblent surtout liées â des fracturations pro¬fondes. Les études géochimiques proposent des températures pouvant at¬teindre 160''C mais dans un contexte granitique.

e - Conclusions sur le Vivarais

Les conditions de pérennité du volcanisme sont moins nombreusesici que dans les deux régions précédentes. Cependant, la jeunesse desémissions volcaniques et leur rythme connu (24 000 entre les deux der¬nières phases et seulement 11 000 depuis la dernière) permet de consi¬dérer cette zone comme faiblement active. Cette activité peut de plusreprendre sous une forme explosive comme elle s'est manifestée dans lepassé.

V Autnzs zonzs

Les autres zones volcaniques de l'hexagone sont d'un âge tropimportant -dans l'état actuel des connaissances de ces unités- pour êtresusceptibles d'être considérées comme présentant un risque volcanique àretenir dans le cadre de cette étude.

Cependant, on doit considérer que la remontée du manteau anor¬mal sous l'ensemble de la zone affectée par le volcanisme néogène dans lecentre du massif constitue un risque potentiel d'activité magmatique encas de rupture distensive de la croûte.

Plus particuliërement sensible à ce type de risques, la partiecentrale de la zone anomalique (fig. 12) se trouve au sud de la Limagne.

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Fig. 11 - Disposition des appareilsvolcaniques du Vivarais

- 18 -

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Fig. 12 - Structure de la croûte et du manteau sous les zones volcaniques(isobathes de la. transition croûte-manteau d'après A. Hirn).

- 19 -

Elle coïncide avec :

- la zone de croisée des axes volcaniques, NS de la Chaîne des Puys etNW-SE du Vivarais,

- une zone d'anomalie hydrothermale caractérisée par des sources ther¬males donnant des indications gêochimiques de températures élevées.

JV - CONCLUSIONS

Plusieurs hypothèses géodjmamiques ont été proposées pourexpliquer la présence et l'évolution du volcanisme du Massif Central.

L'hypothèse du point triple produit par un "panache" mantel¬lique ne rend compte ni de la tectonique du Massif Central, ni de lamigration divergente des zones volcaniques (vers le nord, le sud-ouest etle sud) au cours du temps.

L'hypothèse d'une corrélation avec les phases d'ouverture de laMéditerranée ne justifie pas plus cette migration ; elle est, en outre,difficile à vérifier car les épisodes tectoniques sont moins bien définisdans le temps que les phases éruptives.

Nous pencherons donc davantage ici pour lier le volcanisme duMassif Central français à la phase d'extension et d'effondrement oligo¬cène qu'a connu le bâti péri-alpin. La poursuite de l'orogenèse alpine afait rejouer les anciennes fractures, parfois en en induisant d'autres.La croisée des différentes directions de fractures a permis la formationd'un diapir mantellique, probablement par entrée en fusion partiellelatente du manteau supérieur, ce qui a pour effet de placer cette régiondans une situation de pré-volcanisme. Les contraintes engendrées parl'orogenèse alpine n'ont pas disparu. Il semble que la principale ait unedirection N-S ayant provoqué, dans une période récente, le rejeu enouverture de fissures émissives au centre (Mont-Dore), puis vers lesbordures nord (chaîne des Puys) , sud (Languedoc) et est (Vivarais) .

Dans son ensemble, on doit considérer comme relativement ins¬table et sujette à un risque volcanique potentiel à l'échelle de tempsconsidérée (200 000 ans), la zone du Massif Central située â l'est duSillon Houiller.

Dans le détail, les zones volcaniques de la Chaîne des Puys, duVivarais et du Mont-Dore doivent être considérées comme de risque volca¬nique plus ou moins élevé : millénaire dans la chaîne des Puys, dix-millénaire dans le Vivarais et cent-millénaire dans le Mont-Dore (fig. 13)La zone sud de la Limagne, bien qu'elle, ne soit pas affectée par unvolcanisme récent connu, doit également être considérée comme active surla base de critères géophysiques, hydrogéochimiques et structuraux.

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Elle coïncide avec :

- la zone de croisée des axes volcaniques, NS de la Chaîne des Puys etNW-SE du Vivarais,

- une zone d'anomalie hydrothermale caractérisée par des sources ther¬males donnant des indications gêochimiques de températures élevées.

JV - CONCLUSIONS

Plusieurs hypothèses géodjmamiques ont été proposées pourexpliquer la présence et l'évolution du volcanisme du Massif Central.

L'hypothèse du point triple produit par un "panache" mantel¬lique ne rend compte ni de la tectonique du Massif Central, ni de lamigration divergente des zones volcaniques (vers le nord, le sud-ouest etle sud) au cours du temps.

L'hypothèse d'une corrélation avec les phases d'ouverture de laMéditerranée ne justifie pas plus cette migration ; elle est, en outre,difficile à vérifier car les épisodes tectoniques sont moins bien définisdans le temps que les phases éruptives.

Nous pencherons donc davantage ici pour lier le volcanisme duMassif Central français à la phase d'extension et d'effondrement oligo¬cène qu'a connu le bâti péri-alpin. La poursuite de l'orogenèse alpine afait rejouer les anciennes fractures, parfois en en induisant d'autres.La croisée des différentes directions de fractures a permis la formationd'un diapir mantellique, probablement par entrée en fusion partiellelatente du manteau supérieur, ce qui a pour effet de placer cette régiondans une situation de pré-volcanisme. Les contraintes engendrées parl'orogenèse alpine n'ont pas disparu. Il semble que la principale ait unedirection N-S ayant provoqué, dans une période récente, le rejeu enouverture de fissures émissives au centre (Mont-Dore), puis vers lesbordures nord (chaîne des Puys) , sud (Languedoc) et est (Vivarais) .

Dans son ensemble, on doit considérer comme relativement ins¬table et sujette à un risque volcanique potentiel à l'échelle de tempsconsidérée (200 000 ans), la zone du Massif Central située â l'est duSillon Houiller.

Dans le détail, les zones volcaniques de la Chaîne des Puys, duVivarais et du Mont-Dore doivent être considérées comme de risque volca¬nique plus ou moins élevé : millénaire dans la chaîne des Puys, dix-millénaire dans le Vivarais et cent-millénaire dans le Mont-Dore (fig. 13)La zone sud de la Limagne, bien qu'elle, ne soit pas affectée par unvolcanisme récent connu, doit également être considérée comme active surla base de critères géophysiques, hydrogéochimiques et structuraux.

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Fig. 13 - Zones de risque volcanique du Massif Central françaissur les 200.000 ans à venir

1 - Chaîne des Puys 1 - Mont-Dore 3 - Vivarais