Signification des océanites dans le fonctionnement du Piton de la Fournaise, île de La Réunion

Significance of oceanites in eruptions at Piton de la Fournaise volcano, La Réunion island

• Auteur / Autrice : Benoît Welsch
• Direction : Patrick Bachèlery, François Faure
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pétrologie magmatique
• Date : Soutenance le 09/07/2010
• Etablissement(s) : La Réunion
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Technologies et Santé (Saint-Denis, La Réunion ; 2010-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire GéoSciences Réunion (Saint-Denis, Réunion)
• Jury : Président / Présidente : Alain Baronnet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Famin, Brian Geoffrey Johnson Upton, Claude Jaupart
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Alain Baronnet, Pierre Schiano

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fournaise, Piton de la (Réunion ; volcan)

La Réunion (France ; île)

Magmatisme

Péridots

Mots clés libres

Olivine

Chambre magmatique

Dendrite

Convection

Inclusion vitreuse

Olivine

Magma chamber

Dendrite

Convection

Melt inclusion

Résumé

Le volcan-bouclier du Piton de la Fournaise (Ile de La Réunion, Océan Indien) est connu pour avoir une bimodalité éruptive avec d'une part, des Steady State Basalts, qui sont des basaltes aphyriques de composition très homogène (6 – 7 wt % MgO) et d'autre part, des Océanites (8 – 29 wt % MgO), qui sont des basaltes riches en macrocristaux d’olivine (Ø > 0,5 mm, Fo85–83, 5 – 60 % vol.). Jusqu'à présent, deux origines différentes étaient proposées pour ces laves : (1) différentiation d'un magma mafique par cristallisation d'olivine et ségrégation gravitaire dans une chambre verticalement stratifiée, ou (2) percolation d'un magma différencié à travers un réseau de conduits remplis de cristaux d'olivine et de clinopyroxène. Un nouvel examen textural et compositionnel de ces laves nous a amené à réhabiliter le modèle de différentiation magmatique au niveau de la chambre superficielle (située à 2,5 km de profondeur sous le sommet). Nous montrons que tous les macrocristaux d'olivine ont une forme dendritique qui relève d'une croissance rapide in situ du toit, des murs et du plancher de la chambre. Cette cristallisation de l'olivine est rejointe à basse température par le clinopyroxène et le plagioclase, formant alors des suspensions de cristaux, de liquide et de bulles contre les bordures froides de la chambre. Nos résultats suggèrent également que l'activité éruptive du volcan est contrôlée pour des instabilités convectives survenues périodiquement dans le magma situé au toit de la chambre suite à l'effondrement d'un horizon riche en bulles et/ou à la chute gravitaire de solides.

The shield volcano of Piton de la Fournaise (La Reunion Island, Indian Ocean) is well-known to have two different types of lavas: Steady State Basalts, which are aphyric basalts with a bulk-rock composition very homogeneous (6 – 7 wt% MgO) and Oceanite (8 – 29% wt MgO), which are basalts enriched in macrocrysts of olivine (Ø> 0.5 mm, Fo85–83, 5 – 60% vol.). Until now, two different origins were proposed for these lavas: (1) differentiation of a mafic magma by crystallization and settling of olivine in a magma chamber vertically stratified, or (2) percolation by a differentiated magma of a mush composed of olivine and clinopyroxene crystals. A new investigation of the texture and composition of these lavas lead us to rehabilitate the magmatic differentiation model within the shallow magma chamber (located at 2.5 km depth below the summit). We show that olivine macrocrysts have a dendritic shape relevant of rapid growth at the roof, walls and floor of the chamber. The crystallization of olivine is joined at low temperature by clinopyroxene and plagioclase, yielding to the formation of crystals, liquid and bubbles suspensions against the cold margins of the chamber. Our results suggest also that the eruptive activity of the volcano is controlled by convective instabilities occurring periodically at the roof of the magma chamber, just after the collapse of a horizon of bubbles and / or the gravitational settling of solids.