Le Massif Central est-il un point chaud ?

Benoît Urgelli

ENS-Lyon / DGESCO

Gérard Vidal

ENS-Lyon

Benoît Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

22/05/2001

Résumé

Comparaison entre le volcanisme dans le Massif Central un point chaud standard.


Question

« Le nouveau programme de 1ère S demande d'aller sur le terrain en excursion. Vu les thèmes du programme, une excursion dans la Chaîne des Puys semble une possibilité intéressante. Mais j'ai lu que le Massif Central n'est peut-être pas un point chaud. Pouvez-vous éclairer ma lanterne ? »

Question posée par M. J. le 14 décembre 2000, par courrier électronique.

Réponse

En résumé

En première approximation, le Massif Central a des points communs avec un point chaud : bombement crustal, croûte et lithosphère amincies, zone en extension, volcanisme abondant... Mais dans le détail, de nombreuses données sont incompatibles avec un point chaud "simple", en particulier le déroulement chronologique des événements. Pour un point chaud "standard", les événements se déroulent dans l'ordre suivant : bombement et volcanisme, suivis d'une extension. Pour le Massif Central, la succession est la suivante : extension suivi d'un bombement et d'un volcanisme.

Point chaud ou pas point chaud ? Quelques données...

Modèle classique des années 1970

Point chaud standard (type Hawaï) d'origine profonde (couche D'').

Modèle "point chaud standard"

L'état actuel des données géologiques et géophysiques ressemble à ce que donne théoriquement un point chaud standard : bombement, extension, volcanisme, anomalie thermique, tomographie...


Arguments et données à l'encontre d'un point chaud standard

Problèmes chronologiques : Les phénomènes de rifting crustal (extension, subsidence…) datent de l'Oligocène. Ils se sont faits dans un pays plat, au niveau de la mer. Les phénomènes thermiques majeurs (bombement, volcanisme…) datent du Miocène supérieur à l'actuel.


Les modèles actuels publiés

Modèle de rifting et phénomènes thermiques essentiellement liés aux Alpes

(Olivier Merle, Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand)

Rifting et phénomènes thermo-volcaniques ne sont pas indépendants.

Les phénomènes crustaux et lithosphériques liés à la formation des Alpes entraînent un rifting passif oligocène. À partir du Miocène supérieur, la racine froide des Alpes entraîne convection asthénosphérique, érosion thermique et transformation du rift passif en rift actif. Ce modèle, surtout basé sur les phénomènes tectoniques et sédimentologiques, explique la séparation chronologique entre rifting et phénomènes thermo-volcaniques.


Voir Le rift et le volcanisme du Massif Central, un modèle géodynamique global .

Modèle de rifting (passif) et point chaud totalement indépendants

(Michel Granet, IPG Strasbourg).

Modèle qui distingue rifting et phénomènes thermo-volcaniques.

Postérieurement aux phénomènes de rifting Oligocène, un micro-panache ( baby-plume ), dont la source serait située soit à la discontinuité des 410 km, soit à la discontinuité des 670 km, et dont le déclenchement est probablement lié à la collision alpine, entraîne les manifestations thermo-volcaniques. Une instabilité thermique serait présente au niveau de l'une de ces discontinuités. C'est la collision alpine qui joue le rôle de déclencheur. Ce modèle basé sur les données de la tomographie télésismique et de la modélisation dynamique.


Un modèle, non publié, de rifting lié au champ de contrainte européen, évoluant en diapir asthénosphérique

(Pierre Thomas, ENS Lyon)

Rifting et phénomènes thermo-volcaniques ne sont pas indépendants.

Rifting passif Oligocène à l'échelle de la plaque européenne entraînant des amincissements crustaux et lithosphériques de 20 à 25%. L'instabilité thermo-gravitaire ainsi créée évolue mécaniquement à partir du Miocène en diapir asthénosphérique/rift actif. La présence des Alpes interfère avec cette évolution.

Figure 5. Modèle de diapir asthénosphérique

Modèle de diapir asthénosphérique

Ce modèle, surtout basé sur les phénomènes tectoniques et sédimentologiques, explique la séparation chronologique entre rifting et phénomènes thermo-volcaniques.

Voir Le volcanisme d'Auvergne, un point chaud ? .