Un aspect du volcanisme en Equateur.

Un aspect du volcanisme en Equateur.
Photo TdG
Volcan CHIMBORAZO 6310 m
Thierry de GOUVENAIN Septembre 2012
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Sommaire.
1.
Aperçu géographique et géologique.
11 Localisation politique.
12 Géographie physique des Andes.
13Segmentation de la chaîne andine actuelle.
14 Les trois grands ensembles géologiques de l’Equateur.
2.
Le circuit de 3 semaines.
21 Le trajet.
22 L’organisation.
3.
Quelques volcans d’Equateur.
31 Le Cotopaxi.
32Le Tungurahua.
33Le Chimborazo.
34 Le Quilotoa.
4.
Autres curiosités géologiques.
41 Dans la dépression inter-andine.
42 Coulées dans la Cordillère Orientale.
43 Les terrains sédimentaires du bassin de Cuenca.
44 « Pillow-lavas » à San Lorenzo, côte Pacifique.
45 Retombées autour de Quito, principalement du volcan Pichincha.
5.
Mais dans ce pays, il y a aussi…
51 Le fameux train des Andes.
52 Des fleurs.
53 Des oiseaux.
54 Des mammifères marins.
55 Des gens sur les marchés.
56 La fameuse ligne de séparation des hémisphères terrestres.
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1 Aperçu géographique
et géologique.
11 Localisation politique.
C’est là !
3
Rappels succincts sur les plaques tectoniques …
4
… dans le contexte général de la tectonique.
5
Cas de la subduction:
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12 Géographie physique des Andes.
La chaine andine est le trait morphologique le plus
important du continent sud-américain.
C’est l’une des illustrations les plus spectaculaires,
à l’échelle de la planète, d’une marge continentale
active. Cette chaine linéaire s’étend sur 8000 km le
long de la marge ouest du continent, avec une
largeur maximale de 900 km.
Elle peut être divisée en 3 segments différents
séparés par 2 déflexions:
* les Andes du Nord, qui comprennent l’ouest du
Venezuela, la Colombie et l’Equateur,
** une première déflexion dans l’extrême nord du
Pérou,
* les Andes Centrales, qui incluent le Pérou et la
Bolivie,
** une deuxième déflexion à la frontière PérouChili,
* le segment des Andes du sud, long de 4000 km,
s’étend entre Chili et Argentine.
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13 Segmentation de la chaîne andine actuelle.
Les Andes actuelles sont subdivisées en 4 zones de volcanisme actif:
* la zone volcanique nord qui inclue les Andes de Colombie et
d’Equateur, de 5° N jusqu’à 2° S;
* la zone volcanique centrale regroupant les volcans actifs du sud
Pérou, de Bolivie et du nord du Chili, entre les latitudes 16° s et 28° S;
* la zone volcanique du sud, constituée par l’alignement des volcans
de la partie centrale du Chili, entre les latitudes 33° et 46° S;
* la zone volcanique australe, correspondant aux volcans de l’extrême
sud du continent (Patagonie et Terre de Feu), entre les latitudes 48° et
54° S.
Les 3 premières zones sont en relation avec la subduction de la plaque
de Nazca tandis que la zone australe est liée à la subduction de la
plaque Antarctique.
On observe 2 lacunes volcaniques principales qui correspondent à 2
secteurs de subduction plane liées au passage en subduction des
rides volcaniques de Nazca et de Juan Fernandez, formées en
contexte de point chaud.
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14 Les trois grands ensembles géologiques de l’Equateur.
La Sierra, avec
les 2 cordillères
et la vallée
inter-andine.
La Costa.
L’Oriente.
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141 La Costa (zone d’avant-arc) .
La Costa est plate et ne s’élève qu’à quelques centaines de mètres. Elle est formée d’un substratum
de laves basiques, de dolérites (roche magmatique intermédiaire entre les gabbros grenus et les
basaltes microlithiques) , de gabbros à affinité chimique de plateaux océaniques, surmonté par des
roches de type arc insulaire, d’âge Crétacé supérieur (-96 / -65 Ma).
Ce substratum est recouvert en discordance par les sédiments marins d’avant-arc.
142 L’Oriente (zone arrière-arc).
C’est la partie haute du bassin amazonien, drainé par un réseau hydrographique très dense et
couverte d’une jungle tropicale.
La plaine amazonienne comprend des séquences sédimentaires marines et continentales d’âge
paléozoïque (-540 / -250 Ma) et mésozoïque (-250 / -65 Ma), mises en place sur le craton guyanais.
L’ouest de cette zone présente des faciès volcano-clastiques témoins d’un arc volcanique jurassique
(-203 à -135 Ma), surmontés par les sédiments marins crétacés (-135 / -65 Ma) et continentaux
tertiaires (-65/ -2 Ma).
Des failles décrochentes dextres forment en profondeur des structures exploitées par l’industrie
pétrolière.
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143 La Sierra (l’arc).
Elle forme une échine constituée par la Cordillère Real (ou Cordillère Orientale) et la Cordillère
Occidentale qui s’élèvent à 3500 – 4000 m et sont dominées par des volcans qui atteignent les 6000 m.
La Cordillère Real, à l’Est, est constituée de roches paléozoïques (-540 / -250 Ma) et mésozoïques
(-250 / -65 Ma) métamorphisées, partiellement recoupées ou recouvertes par des roches intrusives et
volcaniques tertiaires (-65 / -2 Ma).
La Cordillère Occidentale est formée de terrains océaniques, accrétés entre le Crétacé Supérieur (-96 /
-65 Ma) et le Paléocène (-65 / -23 Ma), comprenant localement une couverture sédimentaire, et
recoupés par les intrusions de l’arc magmatique Eocène supérieur (-53 / -34 Ma) à actuel.
Entre ces cordillères, la vallée inter-andine est une dépression tectonique s’élevant à 2000 – 3000 m,
s’étirant sur 300 km de long et 20 – 30 km de large. Initiée à partir du Miocène Supérieur (-11 / -5 Ma),
elle est remplie de produits continentaux et volcano-clastiques. Au sud de 2°30 de latitude la vallée
disparait, les deux cordillères se rejoignant pour former une seule chaîne.
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144 Pourquoi 2 cordillères en Equateur ?
C’est dû à la ride de Carnegie !
En quelques mots:
La ride de Carnegie (300 km de large et 3 km de
hauteur) représente la trace du point chaud des
Galapagos sur le plaque de Nazca. Elle constitue un
relief de 2000 m au-dessus du plancher océanique
et le début de sa formation remonterait à 15 Ma
ou plus. C’est un trapp océanique.
La Cordillère Orientale (Cordillère Real) est le
résultat de la subduction de la plaque Nazca sous
le continent tandis que la Cordillère Occidentale est
due à la collision de la ride de Carnegie, jeune
(Tertiaire) donc chaude, avec un plan de Banioff
peu pentu.
Une partie de la convergence est absorbée par la
déformation de la plaque supérieure conduisant à
des sur-épaississements crustaux et à une
importante surrection par réaction isostatique.
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145 Le volcanisme Pliocène (-5,3 / -1,75 Ma) à actuel en Equateur.
Les premiers à avoir étudié les volcans
d ’Equateur sont La Condamine et Bouguer
(1736) puis von Humboldt (1803).
Environs 70 volcans d’âge Pliocène à actuel
ont été recensés parmi lesquels 7 sont
historiquement actifs:
• Nevado Cayambe (n°24)
• El Reventador (n°25)
• Guagua Pichincha (n°30)
• Antisana (n° 40)
• Cotopaxi (n°48)
• Tungurahua (n°60)
• Sangay (n° 68)
du nord au sud, d’où le nom de « Vallée des
volcans » donné par von Humboldt à cette
région.
Ces volcans se distribuent le long de 4 axes:
• la Cordillère Occidentale
• la Cordillère Real
• la vallée inter-andine
• du côté amazonien de la Cordillère Real.
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Caractéristiques des laves des volcans d’Equateur.
Volcans d’Equateur.
Diagramme de Harker – Cox (1979)
Pour faire simple (!) :
• Laves principalement dans la série calco-alcaline.
• Les variations de teneur en SiO2, des basaltes aux andésites, dacites et rhyolites reflètent un processus de
cristallisation fractionnée impliquant des minéraux hydratés (amphiboles). Une part de contamination crustale
s’y ajoute pour les rhyolites qui sont plus abondantes dans la Cordillère Orientale où la croute continentale est
plus épaisse.
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146 Carte géologique.
On distingue aisément les deux grands
types de terrains:
•
les terrains sédimentaires
•
les terrains magmatiques et
métamorphiques.
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2 Le circuit de 3 semaines.
21 Le trajet.
16
22 L’organisation.
Responsable
technique.
Organisateur.
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3 Quelques volcans d’Equateur.
31 Le COTOPAXI.
Photo TdG
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311 Caractéristiques.
* Altitude 5897 ou 5911 m, selon les sources. Cordillère Orientale.
* Vaste strato-volcan aux pentes raides incisées par de profondes vallées radiales.
Plusieurs cratères sommitaux sont présents dont le plus vaste fait 550 x 800 m. Une
calotte glaciaire surmonte l’édifice.
* Les éruptions historiques les plus violentes se sont produites en 1744, 1768 et 1877.
* L’éruption de 1877 s’est manifestée par des écoulements pyroclastiques et des
retombées de téphras importantes. Des lahars ont également déferlé dans les vallées
sur plus de 100 km en direction du Pacifique et du bassin amazonien. Cette éruption a
causé plus d’un millier de victimes.
* L’aléa le plus dangereux est l’émission de coulées boueuses en direction de
Latacunga (10000 habitants) au sud et en direction de Quito vers le nord.
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312 Les retombées de téphra du Cotopaxi.
Photo TdG
Quels sont les phénomènes éruptifs identifiables sur cette coupe ?
Reconstituez l’historique de ceux-ci.
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Photo TdG
Pour vous aider !
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Chronologie de phénomènes éruptifs.
Succession de retombées
grossières ou fines.
Dépôts de lahars.
Dépôts de
déferlantes basales.
Photo TdG
Succession de retombées grossières.
Retombées fines.
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Photo TdG
Détail des successions de dépôts.
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2e ensemble de
déferlantes lors
de l’écoulement
du lahar ?
Photo TdG
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Photo TdG
… sur de fortes épaisseurs !
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Faille normale prouvant l’existence
d’un phénomène tectonique de
distension après des retombées et
avant d’autres éruptions.
Photo TdG
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32 Le TUNGURAHUA.
Photo TdG
L’un des volcans les plus actifs d’Equateur.
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321 Caractéristiques.
* Altitude 5023 m, Cordillère Orientale.
* Forme un cône de 3000 m par rapport à sa base, aux pentes très raides et coiffées
d’un glacier.
* Grandes éruptions historiques en 1773, 1886 et 1916-1918.
Regain d’activités explosives en 2006, 2008, 2010, 2011 et 2012.
* On note à peu près un évènement par siècle, débutant généralement par des
projections de cendres et de ponces et des coulées pyroclastiques andésitiques à
dacitiques et se terminant par l’épanchement de coulées d’andésites basiques.
Conformément à la loi de Murphy, connue aussi sous le nom de « loi de la tartine », le volcan était
calme, avec quelques fumerolles et grondements, lorsque nous y étions mais est entré en éruption
avec projection de téphras à 3000 m au-dessus du sommet une semaine après notre retour en
France.
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322 Les produits éruptifs du Tungurahua.
Photo TdG
Coulée de lave aux pieds du Tungurahua.
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Rappel: les débits prismatiques.
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Photo TdG
Dépôts de lahars aux pieds du Tungurahua.
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Photo TdG
Autre lahar du Tungurahua.
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33 Le CHIMBORAZO.
Photo TdG
Le point culminant d’Equateur.
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331 Caractéristiques.
* Altitude 6310 m, Cordillère Occidentale.
* Le plus haut volcan et le point culminant d’Equateur et des Andes du Nord, bien sûr
coiffé d’un glacier.
* Le sommet est le point le plus éloigné du centre de la Terre à cause du bourrelet
équatorial de notre planète.
* Activité à dominante andésitique à dacitique.
* Forte activité éruptive de -5 Ma à – 8000 ans mais la dernière éruption se serait
produite en 550 (+/- 150 ans).
* Le Chimborazo est considéré comme un volcan actif et potentiellement dangereux.
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332 Les produits éruptifs du Chimborazo.
Impact
Photo TdG
Retombées successives.
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Photos TdG
Détail de l’impact.
Les coulées proches du sommet.
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Complément !
L’auteur, au refuge Wimper, à 5013 m.
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34 Le QUILOTOA.
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La caldera et son lac.
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341 Caractéristiques.
* Altitude 3914 m, Cordillère Occidentale.
* Caldera quasi circulaire de 3 km de diamètre contenant un lac de 2 km de diamètre;
* Strato-volcan au sommet tronqué formé de la superposition de produits
pyroclastiques, donc sensibles à l’érosion.
* Emission de magma dacitique lors d’éruptions pliniennes.
* Dernière grande éruption plinienne en 1200 après J-C, environ.
* Autres éruptions en 1660 et 1859.
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342 Les produits d’éruption du Quilotoa.
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Dépôts de ponces dacitiques sur la crête de la caldera.
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Photo TdG
Retombées pyroclastiques à une vingtaine de kilomètres du volcan.
Les arbres sur la rive opposée donnent l’échelle !
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Photo TdG
La même vallée vue d’un autre endroit.
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4 Autres curiosités géologiques.
41 Dans la dépression inter-andine.
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Plissements dans des terrains métamorphiques.
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Photo TdG
Compression tectonique.
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Photo TdG
Que voit on (hormis le marteau !) ?
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Photo TdG
Belle faille inverse, preuve d’une compression tectonique.
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Rappel sur les failles:
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Photo TdG
Schistosité = terrains métamorphiques.
Autre faille inverse.
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42 Coulées dans la Cordillère Orientale (vers BANOS).
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On distingue aisément la colonnade et l’entablement tandis que la fausse-colonnade
est masquée par la végétation.
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43 Les terrains sédimentaires du bassin de CUENCA.
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Dépôts sableux / gréseux à Cuenca.
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Traces de « ripple-marks »
dans des dépôts gréseux
proches de Cuenca.
Photo TdG
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44 « Pillow-lavas » à SAN LORENZO, côte Pacifique.
Photos TdG
Le pédoncule est bien visible.
Surface craquelée caractéristique.
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Photo TdG
… dont la bordure est une belle faille normale.
53
Rappel: le volcanisme sous-marin remonté sur la
terre ferme, le complexe ophiolitique.
Il ne s’agit pas d’une éruption sousmarine sur la terre ferme mais des
traces d’une telle éruption.
Ce phénomène ne peut être visible
que lorsqu’un fond marin repose sur
un terrain continental, à la suite d’un
mouvement tectonique appelé
obduction.
Nous ne décrirons pas le complexe ophiolitique mais seulement la partie visible
en surface (le fond marin) de celui-ci, c’est-à-dire les « pillow-lavas » ou laves en
coussins.
54
Rappel: formation de pillow-lavas ou lave en coussins.
Mer
Pédoncule
Complexe filonien.
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45 Retombées autour de QUITO, principalement du volcan Pichincha.
Camion.
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Enormes épaisseurs de ponces, sur des dizaines de kilomètres, autour de Quito …
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Photo TdG
… aux formes parfois curieuses …
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Photo TdG
…et bien tourmentées…
Il s’agit de slumps (formations sédimentaires qui ont été reprises par un slumping).
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Photo TdG
… preuve de mouvements tectoniques.
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Rappel: le slump.
• Slumping: phénomène sous-aquatique de glissement en masse de sédiments
encore gorgés d’eau (glissement synsédimentaire), qui donne naissance à des
plis ou à des brèches intraformationnels.
• Slump: formation sédimentaire qui a été reprise par un slumping.
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5 Mais dans ce pays, il y a aussi …
51 Le fameux train des Andes.
Photo TdG
… qui gravit la montagne par des zig-zags.
(photo prise de l’intérieur du train)
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Photo TdG
La rame moderne,
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Photos TdG
… et d’autres versions !
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52 Des fleurs.
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Photos TdG
53 Des oiseaux.
Photos TdG
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54 Des mammifères marins.
Photo TdG
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Photos TdG
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55 Des gens sur les marchés.
Photo TdG
Dans le marché de Saquilisi.
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Sur les marchés de Guamote et Otavalo.
Photos TdG
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56 La fameuse ligne de séparation des hémisphères terrestres.
Photo TdG
« La Mitad del Mundo .»
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« La Mitad del Mundo. »
« Ligne » déterminée en 1736 lors
d’une mission de l’Académie des
Sciences menée par La Condamine et
Bouguer.
Cette mission avait pour but de
mesurer un arc de méridien de 1° sur
la ligne équatoriale afin de déterminer
si la Terre était parfaitement sphérique
ou si elle était aplatie, ce qui devait
couper court à la polémique sur sa
forme.
Au même moment, Maupertuis et
Clairaut faisaient une mesure similaire
en Laponie.
La comparaison des mesures montra
que la Terre est aplatie aux pôles, idée
défendue par Newton.
Photo TdG
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Equateur: Photos, schémas et dessins.
•
Photos: Thierry de GOUVENAIN.
•
Schémas et dessins:
** notice Meta Odos
** « Terre, portrait d’une planète », Marshak
** « Roches et paysages », F. Michel
** « Planète volcans » sous la direction d’Alain Gourgaud
** « Bases de sédimentologie » H. Chamley
éditions de BOECK
éditions BELIN
CRDP Auvergne
éditions DUNOD
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