CHAINE des
PUYS
Rappels et présentation.
Remarque préliminaire : Pour les données générales sur le volcanisme se reporter au cours de Thierry de première année ou au document « le volcanisme : dynamismes éruptifs » transmis par Mathieu.
En France, le volcanisme de la
chaîne des Puys est le plus récent: quaternaire, celui des Monts Dore et du
Cézallier remonte au pliocène et celui du Cantal au miocène supérieur.
Il y a environ 90 volcans dans la
Chaîne des Puys ou volcans d’Auvergne.
Les volcans d’Auvergne sont liés à
la faille de
Au S, le lac Pavin qui est la conséquence
d’une éruption magmato phréatique est le volcan le plus récent d’Auvergne, il a
6000ans. Au N, le Gour de Tazenat est un maar correspondant au plus ancien
volcan de la chaîne, il y a 40 ou 50000ans. Actuellement, la région reste
sismiquement assez active.
Les mesures
gravimétriques, magnétiques et la propagation des ondes sismiques sont des
indices importants de la présence de chambres magmatiques sous les volcans des
Puys.
Les laves des volcans de la chaîne des Puys forment une série qui va du basalte à la trachyte, à la trachy-andésite et au trachy-basalte. Les remontées de magma visqueux riche en silice donnent, quand il n’y a pas explosion, des dômes tel que le Puy de Dôme, le Sarcoui ou le Mont Gerbier de Jonc. Souvent ces dômes ne se forment que dans un deuxième temps, la première phase est explosive et c’est lors de la montée ultérieure de la lave très visqueuse que le dôme se forme. Les remontées de magma froid conduisent soit à des aiguilles soit à des volcans explosifs qui donnent des nuées ardentes, ce cas est fréquent dans la chaîne des Puys.
La plupart des volcans de la Chaîne des Puys sont des cônes de scories de type strombolien.
Départ de
la balade à partir du
col de Ceyssat.
Dans la partie basse de la montée,
affleurements d’une roche claire très légère. Elle est d’une pâte homogène
presque blanche avec des phénocristaux de
feldspath et des paillettes noires de
biotite (parfois des cristaux de quartz peuvent être trouvés ce
qui lui donne un caractère rhyolitique): il s’agit d’une domite
(trachyte), roche un peu moins acide que la rhyolite.
Plus haut dans la montée, affleurement
d’une roche blanche très friable fine présentant des noyaux plus durs :
ce sont des germes autour desquels la roche pulvérulente s’est consolidée.
Cette roche est un dépôt résultant d’une nuée
ardente. Le magma à haute température est pulvérisé dans l’atmosphère
en donnant des aérosols qui se compactent et se consolident plus ou moins :
cette roche est une ignimbrite. Dans le cas présent, elle provient de l’éruption
du volcan Kilian qui est proche et dont les nuées ardentes ont concerné les
volcans environnants.
Avant d’arriver au parking du sommet
du Puy, on voit bien sur le flanc du Puy de Dôme des aiguilles
d’extrusion de lave visqueuse et des dykes correspondant à des émissions
secondaires.
Depuis le sommet
du Puy qui domine le plateau de 500m, belle et large vue sur la Limagne qui
correspond à une zone d’effondrement vieille de 30000ans. La ville de Clermont
Ferrand est construite sur les sédiments d’un maar qui ne fait pas partie
des volcans de la chaîne des puys et qui est beaucoup plus ancien (146000
ans pour une datation faite place de Jaude). Il y a en moyenne 70m de cendre
sous la ville, ces cendres proviennent des volcans des puys, par exemple sous
la place des Carmes ces cendres ont été datées de 12000ans.
L’activité volcanique du Puy de
Dôme a débuté par une phase strombolienne qui a donné de la pouzzolane rouge
(présence de petits reliefs stromboliens). Lors de la formation des Alpes, il y
a probablement eu formation d’un point chaud local, celui ci a entraîné un
rifting passif (qui ne s’est pas poursuivi jusqu’à la rupture de la croûte
continentale). Ce point chaud local serait la conséquence d’une cellule de
convection localisée dans la partie superficielle du manteau : ceci est
confirmé par l’absence d’olivine dans les basaltes. Ce point chaud superficiel
serait à l’origine de la Chaîne des Puys.
Si le magma remonte moins vite, il
a plus de temps pour refroidir et il a plus de temps pour se charger en
produits de la croûte continentale, il est donc plus siliceux : ceci est à
l’origine des trachytes et phonolites de la série alcaline que l’on trouve dans
les volcans de la région et qui est typique des volcans intraplaques, on parle
alors de magmatisme fissural.
Depuis le sommet du Puy
l’alignement des volcans au N et au S est frappant. Tous ces volcans
correspondent à une même phase d’éruption volcanique, les plus anciens au
N et les plus récents au S (groupe du lac Pavin). La vue permet de bien
voir les dômes (grand Sarcoui), les cratères stromboliens (Pariou) et l’aiguille
péléenne de la Chopine.
Le temple
de Mercure construit par les romains au sommet du Puy de Dôme a été construit
avec de la trachyte du Grand Sarcoui. La légende dit que la roche n’avait
pas été prise sur place pour ne pas réveiller les dieux du volcan du Puy de
Dôme mais le Grand Sarcoui n’est pas loin et surtout la domite du Puy de Dôme
n’a pas des caractéristiques suffisantes pour construire un tel édifice.
Le nom de Puy de Dôme n’est pas
associé à la nature du volcan car le nom a existé avant que ne soit connue la
notion de dôme volcanique. Puy vient du mot latin podium désignant un point
élevé.
PUY PARIOU.
Depuis le Puy de Dôme, nous avons
fait la traversée jusqu’au Puy Pariou qui présente la forme caractéristique du
volcan d’auvergne avec son cratère central profond d’une cinquantaine de
mètres ; l’ensemble étant presque parfaitement conique. Lors de cette
traversée, nous sommes passés à proximité du Petit puy de Dôme et de la
dépression bien circulaire du Nid de Poule qui a été formée par une explosion magmato
phréatique (maar).
Depuis le Puy
Pariou, on voit bien les deux sommets du Puy de Dôme. Un premier dôme
trachytique s’est d’abord formé (des dykes et une aiguille de lave sont encore
visibles sur le flanc W).
Vue sur le Puy de la Chopine qui
est une des 3 protrusions de la chaîne.
LASCHAMP
Après cette
randonnée, nous avons gagné notre hébergement au gîte de Laschamp. Ce nom est
associé à une anomalie magnétique.
Le champ
magnétique terrestre s’est inversé plusieurs fois au cours des temps
géologiques. La dernière inversion connue a eu lieu il y a environ 700000ans.
Lorsque la lave d’une coulée se solidifie, elle enregistre l’orientation du
champ magnétique du moment. Depuis 700000ans le champ magnétique a
l’orientation que nous lui connaissons mais dans une coulée située à Laschamp
datée de 40000ans une orientation inverse de ce champ a été constatée, cette
mesure a été confirmée par plusieurs mesures et par la découverte d’autres anomalies
dans la même période. On parle d’excursion ou d’inversion partielle pour ces
anomalies qui sont mal comprises. On sait que l’intensité du champ était alors
très faible et il pourrait s’agir d’un effet quadripolaire normalement masqué
par la composante bipolaire qui est plus intense.
Le lac est circulaire, il s’agit d’un maar résultant d’une explosion magmato phréatique. Lors de la balade qui fait le tour du lac, le socle cristallin apparaît en plusieurs endroits. Le lac est entouré d’un bourrelet constitué d’un mélange de roches granitiques, de bombes volcaniques et de pouzzolane. Cet anneau pyroclastique ou tuf volcanique correspond aux débris de l’explosion à l’origine du maar.
Comme beaucoup de volcans d’Auvergne, il est monogénique c’est à dire qu’il n’y a eu qu’une seule phase éruptive.
VOLCAN DE LEMPTEGY
Le volcan
qui était un cône strombolien a été exploité pour la pouzzolane et est devenu
une carrière en excavation. Lors des dernières années d’exploitation, les
éléments géologiquement intéressants ont été préservés pour en faire un musée.
Le cône du
volcan dépassait le plateau environnant de 70m a été exploité après la guerre
et il est aujourd’hui devenu une carrière profonde de 160m. Les cheminées (il y
a en fin deux volcans) et des dykes ont été conservés ainsi que les différentes
couches encore visibles sur le pourtour de la carrière.
Le nom de
Lemptegy proviendrait du nom du propriétaire romain des lieux ou d’une villa
romaine proche. La trachyte du Grand Sarcoui est une roche très dure d’où son
utilisation pour le temple de Mercure mais aussi pour fabriquer des sarcophages
(d’où son nom) et cette pierre est encore utilisée pour construire des fours à
pain. Le puy Chopine tient son nom d’un marécage.
Le nom de
pouzzolane correspond à des scories volcaniques exploitées en Italie. Le nom
est utilisé à titre commercial pour les scories des volcans d’Auvergne pour
souligner que les propriétés sont les mêmes.
Les puys
d’Auvergne n’ont été reconnus comme des volcans qu’en 1752 par Jean Etienne
Guettard. Les romains avaient peut être fait le rapprochement avec les volcans
italiens mais il n’en subsiste aucune trace. Avant 1752, ces tas étaient
considérés comme des détritus laissés par des forges romaines dont il ne reste
pas de traces. C’est probablement la comparaison avec le Vésuve faite par
Guettard qui est à l’origine de cette reconnaissance, il aurait reconnu de la
lave d’une coulée utilisée pour une fontaine avant même de voir les volcans. Ce
qui déclencha bien sûr une polémique…Et il fallut encore 20 ans pour que
l’origine volcanique des basaltes et laves soit reconnue plutôt qu‘une origine
sédimentaire.
Plusieurs
types de bombes volcaniques sont identifiables en fonction de leur forme :
- en croûte
de pain lorsque la lave est très visqueuse ou s’il y a eu un refroidissement
important du basalte, le refroidissement est plus rapide en surface qui se
fissure, l’intérieur peut être plus cristallisé.
- bombe en
fuseau lorsque la lave plutôt fluide s’est figée lors de la trajectoire de la
bombe,
- bombe en
boule ou en miche de pain: sur site miche de pain de 60t. Ce sont des bombes
qui sont retombées une ou plusieurs fois dans le cratère avant d’être
définitivement expulsée,
- bombe en
bouse de vache : quand elle atteint le sol encore très pâteuse.
Les scories passent du noir au rouge lorsque la température est plus élevée. Une scorie noire réchauffée par le passage d’une autre coulée plus chaude prend une couleur plus rouge.
Les couches de cendre en bordure du volcan ont été préservées, on peut y lire l’histoire volcanique du lieu.
A noter la couche de lahar résultant d’une coulée de boue volcanique qui a affecté les pentes mal consolidées d’un volcan voisin.
Les volcans les plus récents ont été en activité il y a 6000ans environ (groupe du Pavin) et en général les volcans de la chaîne des Puys sont monogéniques mais au fond du lac de Mazaye, des cendres ont été datées à 3000ans sans que l’on puisse identifier le volcan émetteur.
Plus loin dans la carrière affleurement de cendres présentant des couleurs variées plus claires et discordances par rapport aux couches de cendres : ce sont des dépôts dus aux fumerolles. Parmi ces dépôts, présence d’hématite et de soufre.
Il y a peu de laves prismées dans la région : il faut des coulées suffisamment épaisses car les 6 ou 8 premiers mètres sont chaotiques et les prismes n’apparaissent qu’en dessous. Ces conditions se rencontrent aussi dans les lacs de lave. Il y a un bel exemple de prismes volcaniques dans la carrière des Puys près de Roure. Il est rappelé que les prismes se forment par rétraction lors du refroidissement perpendiculairement à la surface de refroidissement.
Visite à Orcival pour visiter
l’église romaine du XIIième siècle construite avec de la roche
volcanique noire d’une carrière proche (téphrite) mais les travaux en
cours cachent la façade et une bonne partie de l’intérieur du bâtiment. Dans le
village, plusieurs maisons sont couvertes de lauzes de phonolite extraites de
La ponce est plus légère que l’eau (densité < 1) mais ne flotte pas car des alvéoles communiquent et l’eau peut pénétrer. Les scories ont une densité > 1.
Pour ce puy, la lave est très basaltique (avec plus forte proportion de fer et magnésium). Le sentier qui part de la route commence par traverser des scories noires : on parle de faciès de bas de cône : les scories ont été projetées plus loin et ont refroidi plus vite. Les scories qui retombent plus près de la cheminée sont plus oxydées car elles se sont refroidies plus lentement ou elles ont été recuites : elles sont rouges – faciès de cœur de cône.
Ce volcan est égueulé, ceci signifie que durant l’écoulement de la lave qui va donner la coulée (chière) de 15km de long, les scories projetées se sont accumulées autour de la cheminée mais pas sur le passage de la coulée qui les a entraînées. Sur son passage, cette longue coulée a bloqué le passage de quelques cours d’eau qui ont donné des lacs : Cassière, Aydat.
Les coulées se présentent de manière très chaotique avec des scories: on parle alors de coulée aa ou la lave était très fluide et la coulée est relativement lisse avec la présence de laves cordées : coulée pahoehoe : ces termes font référence aux volcans d’Hawaï. Les cheires de la chaîne des Puys ont une surface très accidentée : chaos rocheux riche en scories.
Ce volcan est très proche du Puy de Lassolas qui est lui aussi égueulé. En fait ce sont deux cônes stromboliens correspondant à la même cheminée mais avec deux bouches différentes de rejet.
CARTE GEOLOGIQUE des Puys.
La carte de vulcanologie de la chaîne des Puys permet de bien identifier les 3 types de volcans : dômes, cônes strombolien et maars. Des couleurs permettent d’identifier les types de lave : trachyte, basalte… Sur les coulées des cadres portent des informations du type 45500 TL/F, ceci signifie de la coulée est âgée de 45500ans et que la datation a été faite par thermoluminescence (TL) sur des feldspaths (F).
Sur cette même carte au niveau de Laschamp des flèches noires sont présentes et en sens inverse de la plupart des autres flèches de ce type sur la carte :il s’agit de l’orientation du magnétisme enregistré au lieu donné. Il est à remarquer qu’il y a d’autres lieux avec une orientation inverse du magnétisme.
Ces volcans sont des dômes de phonolite de 2Ma, ils ne font pas partie de la chaîne des Puys mais de la chaîne des Monts Dore qui est plus ancienne. La phonolite est très visqueuse et ces deux volcans sont des protrusions (dynamisme péléen).
Les deux volcans ne sont pas un même volcan coupé en deux par un glacier. La Sanadoire est légèrement plus vieille et la roche est plutôt une trachy phonolite; et la vallée entre les deux roches est bien une auge glaciaire. Il est d’ailleurs probable que ces aiguilles se soient développées sous un glacier.
Il ne peut pas y avoir de
confusion entre une aiguille de protrusion et le neck d’un volcan dégagé par
l’érosion, la distinction se fait pas la nature de la roche volcanique,
phonolite d’un coté ou trachyte, basalte de l’autre. Ceci confirme bien que la prismation de
Le point chaud sous le système de fissuration de la Limage (chaîne des Puys) a disparu lors du blocage de l’avancée de l’Apulie avec la formation des Alpes: cellule de convection avec enfoncement lié à la formation des Alpes. Hawaï et la Réunion sont de vrais points chauds. Le cas des Açores est moins clair, ainsi que celui des volcans d’Auvergne, l’alignement est un argument en faveur du point chaud mais aucune anomalie gravimétrique n’a été mise en évidence! L’Islande est la superposition d’un point chaud et d’une dorsale.
Pour finir le voyage, Mathieu nous a emmené à un affleurement qu’il a trouvé depuis peu au N de ces roches. La roche est un conglomérat clair en cours de solidification, il a voulu nous faire goûter : la géologie a donc un goût et même un bon goût! Il fait des recherches et si cette roche n’a pas encore été identifiée par un autre géologue il envisage de la baptiser du nom curieux de « truffade ».