Le Vésuve, témoin d'une subduction classique ?

Gilles Chazot

Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand

Hervé Bertrand

Université Claude Bernard, ENS Lyon

Pierre Thomas

Laboratoire des Sciences de la Terre, ENS Lyon

Benoît Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

25/05/2001

Résumé

Contexte géodynamique du volcanisme en Italie. Le Vésuve est-il un volcan de zone de subduction classique ?


Question

Subject : vésuve Date : Tue, 20 Mar 2001 11:31:08

From Thierry F. To : Prof.Ducaillou@ens-lyon.fr

« Nous partons la semaine prochaine avec les 4e voir le Vésuve et les « solfatares ». Je voudrais présenter le Vésuve comme un témoin de la subduction entre la plaque africaine et la plaque eurasiatique : qu'en pensez-vous ?... D'une manière générale, que puis-je tirer avec les 4e comme informations de ces excursions sans tomber dans la simplification fausse... en particulier des roches récoltées sur les pentes du Vésuve qui, d'après mes doc, sont bien complexes ! »

Réponse

Un contexte géodynamique complexe et controversé

Les volcans italiens sont évidemment à relier au contexte, complexe, du rapprochement Europe-Afrique. Actuellement ce rapprochement, au niveau de l'Italie, ne se marque que par une très modeste zone de subduction, la subduction éolienne, où la lithosphère océanique de la Méditerranée orientale subducte sous le NE de la Sicile et le SW de la Calabre.

Cette subduction actuelle est à l'origine des volcans actifs comme le Stromboli et le Vulcano, volcans dits de l'arc éolien. Les volcans au sud de l'arc éolien (l'Etna) et au nord de cet arc (du Sud de Naples au Nord de Rome, comme le Vésuve) ne sont pas directement en relation avec une subduction classique.

Figure 1. Coupe mantellique schématique à l'aplomb du Vésuve

Coupe mantellique schématique à l'aplomb du Vésuve

Source : Beccaluva et al., The lithosphere in Italy, pp 229-248. Accademia Nazionale Dei Lincei, Roma, 1989. ISBN-10: 882180092X.


Le contexte géologique des volcans de l'Italie continentale est très complexe, et l'origine de leur magmas est l'objet de débats. À côté de la subduction éolienne active, il y a une ancienne zone de subduction, maintenant bloquée, sous l'Apennin. Dans la région, on n'observe plus qu'un fragment de lithosphère adriatique qui a subducté vers l'Ouest, sous l'Italie.

Quoi qu'il en soit, les laves émises ne correspondent pas à la série « classique » des zones de subduction (série andésitique, encore appelée calco-alcaline). Ainsi, le lien direct entre la subduction Afrique-Eurasie et le Vésuve étant encore un sujet de controverses, ce choix d'excursion est donc discutable si l'objectif est d'illustrer la subduction. Il vaudrait mieux aller dans l'arc éolien...

Que montrer aux élèves pendant l'excursion Vésuve ?

On peut mettre en évidence deux phases d'activité :

  • une activité dite en « conduit ouvert » avec émission de laves sombres et fluides (coulées et formation de cônes) ;
  • une activité dite « en conduit fermé », qui se produit toujours après une période de repos du volcan et qui se traduit par l'émission de laves claires, plus différenciées (ponces) lors d'éruptions violentes que l'on appelle « pliniennes ». C'est une éruption de ce type qui a détruit Pompéi et d'autres villes romaines en 79 AD.

On montre ainsi au Vésuve qu'un même volcan peut émettre plusieurs laves différentes, les laves sombres, visibles sur tout le cône actuel et les ponces, visibles lors de la visite de Pompéi ou de Herculanum. Ceci peut permettre d'introduire la notion de différenciation magmatique. (Voir aussi Dynamisme éruptif et magmatisme associé à partir de la Chaîne des Puys et à partir d'exemples d'éruptions volcaniques.

En montant au cratère récent, on peut observer le rempart de la Somma qui constitue l'ancien volcan. Dans ce rempart, de nombreux filons plus ou moins verticaux sont visibles (dykes) et représentent les conduits d'alimentation en magma des anciennes éruptions.

Plus en détails

Vésuve et subduction de la lithosphère adriatique

On peut relier le Vésuve et les volcans des Champs Phlégréens de la région de Pouzzole à une subduction de la lithosphère adriatique. Les laves du Vésuve ne sont pas strictement typiques des laves des zones de subduction, ni par leur minéralogie (absence d'orthopyroxène et d'amphibole, présence de leucite) ni par leur composition chimique (relativement pauvre en silicium). Il faut quand même rajouter que la tectonique de cette région de la Méditerranée est terriblement complexe, avec notamment l'ouverture de bassins en extension en mer Tyrrhénienne.

La chimie des laves du Vésuve

Les laves du Vésuve sont assez particulières par leur caractère très riche en potassium. Ce caractère se traduit par la présence, dans les laves qu'on trouve au sommet du volcan, d'un feldspathoïde potassique qui est la leucite . Ce minéral se présente sous une forme globuleuse avec une teinte allant du gris au blanc. Dans les roches du Vésuve, ce minéral est associé à des minéraux noirs qui sont des clinopyroxènes et quelques minéraux verts qui sont des olivines .

Figure 4. Lame mince de leucitite du Vésuve en LPNA

Lame mince de leucitite du Vésuve en LPNA

On voit les leucites, du pyroxène et du plagioclase dans une texture microlithique classique de roche volcanique.



Ce caractère potassique des laves du Vésuve se retrouve en fait dans toutes les laves liées à la subduction en Italie, c'est-à-dire les laves des Champs Phlégréens, de la province romaine et surtout des îles éoliennes (Stromboli, Vulcano, Lipari,...). Seul l'Etna échappe à cette règle car sa présence n'est pas directement liée à la subduction.