Le volcanisme en Auvergne

Introduction

L’Auvergne est un paradis pour la géologie. Dans cette région s’entremêlent les restes d’un massif ancien (la chaîne varisque, dont le Massif Central est une relique, nous aurons l’occasion d’en reparler), le bassin sédimentaire de la Limagne et des ensembles volcaniques âgés de 25 Ma pour les plus anciens à seulement quelques milliers d’années pour les plus récents ! Ce sont tous ces ensembles volcaniques qui vont nous intéresser dans une suite de deux articles. Ce premier article sera consacré à l’origine bien particulière du volcanisme en Auvergne, en lien avec la formation des Alpes. Le second article permettra de détailler les différents ensembles volcaniques que l’on retrouve dans cette région. Commençons donc notre voyage au cœur des volcans d’Auvergne.

Le rift ouest-européen

Ce que l’on appelle rift ouest-européen est un ensemble de fossés d’effondrement que l’on retrouve en Europe de l’ouest, notamment en France et en Allemagne. Le fossé d’effondrement de la Limagne, dans lequel se sont déposés les sédiments de la Limagne, appartient à cet ensemble. Ce rift est lié à la formation des Alpes. L’ensemble des fossés d’effondrement forme d’ailleurs une sorte d’arc de cercle parallèle aux Alpes.

En effet, les Alpes se sont formées lors de la collision entre la micro-plaque adriatique et la plaque européenne, après la fermeture d’un ancien océan nommé Téthys (la mer Méditerranée en est en quelque sorte un vestige). Lors de cette collision, la compression au niveau des Alpes a entraîné un étirement des zones externes aux Alpes sur la plaque européenne. Cet étirement a fini par provoquer la formation de fossés d’effondrement asymétriques le long de failles normales (en Auvergne, la faille de la Limagne). C’est après cet effondrement que l’Auvergne a connu une activité volcanique. Cette activité peut se décomposer en deux phases durant lesquelles les mécanismes à l’origine de l’activité volcanique ne sont pas les même. En effet, la première phase correspond plutôt à des mécanismes de rifting passif (que l’on retrouve aussi au niveau des dorsales océaniques) tandis que la seconde correspond plutôt à des mécanismes de rifting actif (que l’on retrouve aussi au niveau des points chauds). Pour faire le point sur les différents mécanismes à l’origine du volcanisme sur Terre, je vous invite à lire cet article.

Première phase de volcanisme : rifting passif

La première phase éruptive auvergnate correspond à un phénomène qui peut être assimilé à un rifting passif. On retrouve en Auvergne une chronologie typique de ce type de volcanisme. En effet, dans un premier temps, l’extension provoquée par la formation des Alpes entraîne la formation d’un fossé d’effondrement asymétrique en bordure de la faille de la Limagne. Une phase de sédimentation importante se met alors en place, avec notamment la présence d’un lac peu profond au niveau de l’actuelle plaine de la Limagne (fin Oligocène – début Miocène, soit entre -30 et -20 Ma environ). Cette extension va également provoquer un amincissement de la lithosphère au niveau de la Limagne. Le manteau asthénosphérique va alors remonter à une profondeur plus faible que normalement. La zone du manteau asthénosphérique remontant à faible profondeur se trouve alors à pression plus faible pour une température restée à peu près constante, entraînant sa fusion partielle, ce qui correspond bien à un mécanisme de rifting passif. Le magma ainsi formé va remonter jusqu’à la surface le long de failles mineures et va érupter sous forme de volcans éparses et monogéniques (c’est-à-dire qui ne connaît qu’une seule éruption). Cette phase volcanique se déroule entre – 25 et -12 Ma environ et se retrouve localisée principalement dans la plaine de la Limagne.

Seconde phase de volcanisme : rifting actif

La seconde phase éruptive auvergnate correspond quant à elle plutôt à un phénomène de rifting actif. La différence majeure avec un point chaud étant que la panache mantellique à l’origine de ce volcanisme ne vient pas de la limite manteau-noyau mais des Alpes. Précisons ces propos. La collision continentale à l’origine des Alpes voit la micro-plaque adriatique chevaucher la plaque européenne. Il se forme alors sous les Alpes une racine mantellique lithosphérique qui va s’enfoncer dans le manteau et faire “remonter” par compression un panache mantellique asthénosphérique au niveau de l’Auvergne. Ce panache va entraîner un phénomène d’érosion thermique, c’est-à-dire que le manteau lithosphérique rigide va être “chauffé” par ce panache asthénosphérique et devenir à son tour asthénosphère (sa température dépasse 1600 °C). Le manteau lithosphérique s’amincie (mais pas la croûte, contrairement à la phase de rifting passif), le manteau entre en fusion partielle et le magma remonte le long de failles mineures. Ce volcanisme secondaire ne se situe pas exactement au niveau de la plaine de la Limagne mais plutôt au sud et à l’ouest du bassin sédimentaire. Cette seconde phase a débuté aux alentours de -13 Ma et n’est probablement pas tout à fait terminée aujourd’hui ! Cette activité volcanique est à l’origine de stratovolcans, qui sont de gros volcans polygéniques (ayant connu de nombreuses éruptions) aux mécanismes éruptifs variés. Ce rifting actif est également à l’origine de massifs de petits volcans monogéniques comme la très célèbre chaîne des Puys, qui correspond au massif volcanique le plus récent d’Auvergne (et donc de France métropolitaine), puisque certains volcans sont âgés de moins de 10 000 ans ! Il est d’ailleurs probable que du magma encore présent en profondeur puisse à nouveau remonter, par exemple aux alentours de la chaîne des Puys, dans un futur plus ou moins proche, ce qui formerait certainement un nouveau volcan monogénique !

Si vous voulez aller plus loin sur le sujet, je vous conseille notamment cet article sur le site de l’ENS de Lyon, écrit par Olivier Merle (que j’ai eu la chance d’avoir comme enseignant en L2 🙂 ) et Laurent Michon, chercheurs à l’UCA. A présent que nous avons abordé l’origine du volcanisme en Auvergne, nous allons pouvoir nous intéresser dans le prochain article aux différents massifs volcaniques qui s’y trouvent. Nous détaillerons notamment leur âge, la phase d’activité à laquelle ils appartiennent (rifting passif ou actif), le type de volcans et d’éruptions …