Étude volcano-tectonique de la zone de Divergence Nord Tanzanienne (terminaison sud du rift kenyan) : caractérisation pétrologique et géochimique du volcanisme récent (8 Ma - Actuel) et du manteau source : contraintes de mise en place

Study of the tectonic and the volcanicity in the North Tanzania Divergence area (South ending of the Kenya rift) : petrological and geochemical characteristics of recent volcanism (8 MY - Present) and mantle sources : new constraints on the geodynamical environment

• Auteur / Autrice : Philippe Nonnotte
• Direction : Christophe Hémond
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences marines
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Kilimandjaro (Tanzanie ; volcan)

Pétrologie

Tanzanie

Géochimie

Volcans -- Tanzanie

Résumé

La Divergence Nord Tanzanienne (DNT) se caracterise par des changements dans l’expression du rifting associé à la branche est, magmatique, du Rift Est Africain (REA), en passant d’une vallée axiale nord-sud unique, à trois branches divergentes où la déformation est plus diffuse. En association se développe une chaîne volcanique néogène incluant des volcans majeurs tels le Kilimanojaro. Cette thèse présente les résultats de l’étude volcano-structurale menée sur cette zone clé du REA. Nous proposons ainsi un modele d’évolution spatio-temporel du volcanisme de la DNT qui montre une migration vers l’est accompagnant la déformation. Le Kilimandjaro constitue le coeur de ce travail. La détermination de nouveaux âges k-ar a permis de contraindre les processus volcaniques ayant affecté les trois centres le constituant. Grâce à l'approche pétrologique et géochimique, nous proposons un modèle d’évolution des sources mantelliques de ces magmas, formés à partir d’une source lithosphérique hétérogène à amphibole et grenat résiduels, ayant acquis ses caractéristiques géochimiques au cours de deux épisodes métasomatiques. Sa généralisation à l’échelle de la DNT met en évidence des différences dans les processus pétrogénétiques à l’origine du magmatisme de cette région. Si sa manifestation, à l’est de la DNT, présente des compositions caractéristiques d’une fertilisation de la lithosphère par l’activité sub-actuelle d’un panache, les laves émises a l’ouest comportent des signatures géochimiques héritées d’un manteau lithosphérique métasomatisé au précambrien ; le type de métasomatisme, sa localisation et sa période d'activité étant certainement liés à l’héritage structural.

The North Tanzania Divergence (NTD) is characterized by a significant change in the structure of the Eastern, branch of the East African Rift (EAR). The rift morphology moves from an unique n-s axial valley to three diverging arms on which a remarkable neogene volcanic chain is superimposed, enclosing major volcanoes such as the Kilimanjaro. A detailed volcano-structural study is presented on this key area of the ear, which combines tectonic, petrological and geochemical results. We propose a new model for the spatial and temporal evolution of the NTD volcanism and deformation, characterized by a global migration to the East with time. Located in a key zone, the Kilimanjaro volcano has been studied into details. The determination of seventeen new k-ar ages, allows us to constrain the volcanic processes affecting its three main vents using petrological and geochemical tools, we propose that the magmas originated from an heterogeneous lithospheric mantle source, containing amphibole and garnet in the residual mineralogy. We also show that the lithosphere under this volcan have acquired its geochemical characteristics during two different metasomatic events. Applied to the whole NTD, this approach allows to decipher between those different processes at a regional scale. In the Eastern area, magmatism present geochemical characteristics 0f recent metasomatism by an upwelling plume. In the Western part, most of the magmas present signatures linked to an old lithospheric mantle, thermally reactivated by the recent activity of a plume. The structural inheritance seems to play a key role in regards of the nature and localization of the neogene magmatism in the NTD.