Etude géochronologique, aspects géomorphologiques et géochimiques du volcanisme de l’île de Basse Terre (Guadeloupe), et datation des structures d’effondrement de flanc majeures de l’arc des Petites Antilles

Geochronological study of effusive volcanism within the whole Basse Terre volcanic Island, coupled to geomorphologic and geochemical characterisation : timing of major volcano flank-collapse events along the Lesser Antilles Arc

• Auteur / Autrice : Agnès Samper
• Direction : Xavier Quidelleur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, Océan, Espace. Géologie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Géomorphologie

Géochimie

Géochronologie

Mots clés libres

Volcanisme effusif

Arc insulaire

Taux d'extrusion

Résumé

La technique K-Ar Cassignol-Gillot nous a permis de définir les limites temporelles du volcanisme effusif sub-aérien de l’île de Basse Terre, Guadeloupe, et de préciser les périodes d’activité des quatre massifs de l’île. Le Complexe Basal [2,79±0,04 - 2,68±0,04 Ma], la Chaîne Septentrionale [1,81±0,03 - 1,15±0,02 Ma], la Chaîne Axiale [1023±25 - 435±8 ka], le complexe de Grande-Découverte (GD) [205±28 - actuel] illustrent la migration du volcanisme à Basse Terre depuis 3 Ma suivant une direction principale N-S et une vitesse de 20 km/Ma. L’extraction des magmas serait contrôlée par les systèmes de graben E-W et failles normales en échelon NW-SE affectant la Guadeloupe. Les taux d’extrusion calculés sur la base d’observations et modélisations morphologiques vont de 1,4 10-5 à 4,5 10-4 km3/yr. Au sud du volcan de GD, les diverses phases d'activité effusive du complexe de Trois-Rivières-Madeleine montrent une contemporanéité avec celles du volcan de GD. Les coulées de Trois-Rivières (87±5 ka) puis l’alignement E-W Madeleine-Le Palmiste (70 à 45 ka) datent une phase de propagation du rift de Marie-Galante. Des coulées <15 ka dans l'environnement du dôme de la Madeleine permettent d’étendre à l’extrême sud de l’île la zone d’activité volcanique Holocène. L’aléa volcanique n’est plus restreint au Massif de Soufrière-GD mais doit être étendu en son sud au massif de Madeleine-Trois-Rivières. Des effondrements de flanc majeurs ont été datés sur les îles de Basse Terre (640 ka, 550 ka), Dominique (100 ka), Martinique (330 ka) et Sainte-Lucie (100 ka). Une relation causale entre la récurrence de ces phénomènes catastrophiques et les changements climatiques globaux est proposée.

The K-Ar Cassignol-Gillot technique enabled us to define the temporal bounds of sub-aerial effusive volcanism in Basse Terre, Guadeloupe, and to constrain the periods of volcanic activity of the four massifs of the island. The Basal Complex [2. 79±0. 04 – 2. 68±0. 04 Ma], the Septentrional Chain [1. 81±0. 03 – 1. 15±0. 02 Ma], the Axial Chain [1023±25 - 435±8 ka] and the most recent volcanic complex of Grande-Découverte (GD) [205±28-present] illustrate the southwards migration of volcanism through time in Basse-Terre since 3 Ma, along a N-S main direction, at a rate of 20 km/Ma. We propose magma extraction to be linked to the E-W striking graben and N-S en-échelon normal fault systems affecting Guadeloupe. Extrusion rates, defined from morphological observations and modeling spread from 1. 4x10-5 to 4. 5x10-4 km3/yr. South of GD volcano, the several volcanic phases of the Trois Rivières–Madeleine Complex show to be contemporaneous with the GD volcano ones. The Trois-Rivières lava flows (87±5 ka) and subsequent emplacement of E-W alignment Madeleine-Le Palmiste (70 to 45 ka) constrain the age of a Marie-Galante rift propagation phase. Dating of lava flows <15 ka in the surroundings of the Madeleine dome lead to extend the Holocene volcanic zone up to the extreme south of the island, hence to consider volcanic hazards in a larger zone spreading from La Soufrière area up to the Madeleine -Trois Rivières volcanic complex. Finally, dating of major flank-collapse events in Basse Terre (640 and 550 ka), Dominica (100 ka), Martinique (330 ka) and St. Lucia (100 ka) have been realized; we propose a causal link between the recurrence of such catastrophic events and global climate changes.