Histoire éruptive des volcans du secteur occidental des Iles Eoliennes (sud de la mer Tyrrhénienne, Italie) et évolution temporelle du magmatisme

par Erell Léocat

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre

Sous la direction de Pierre-Yves Gillot et de Angelo Peccerillo.

Soutenue en 2010

à Paris 11 en cotutelle avec l'Università degli studi di Perugia , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Géochronologie
• Géomorphologie
• Géochimie
• Volcanisme
• Éoliennes, Îles (Italie)
• Tyrrhénienne, Mer

Résumé

Les Iles Eoliennes se construisent sur la marge nord du socle calabro-péloritain dans un contexte de convergence entre les plaques africaine et européenne. Nous nous sommes intéressés aux volcans du secteur occidental des Iles Eoliennes. Ils contiennent une large gamme de magmas typiques des zones de convergence, allant des séries calco-alcalines (CA) aux séries potassiques (KS) en passant par les séries CA riches en potassium (HKCA) et les séries shoshonitiques (SHO). Ces magmas sont émis en moins de 300 ka, ce qui atteste de la complexité de l'évolution volcano tectonique de la province. Trente sept nouvelles données géochronologiques, combinées à une analyse géochimique de soixante treize échantillons et une étude géomorphologique nous ont permis de contraindre l'évolution temporelle du magmatisme et des structures morphologiques. Avant 180 ka, les volcans de Filicudi, Salina et Lipari ont une activité émergée et les magmas émis appartiennent principalement aux séries CA, avec quelques magmas HKCA à Lipari. Après 120-130 ka, les volcans d'Alicudi et Vulcano se construisent aux extrémités Ouest et Sud de l'archipel. Les magmas d'Alicudi sont les plus primitifs de l'archipel. Vulcano et Lipari émettent des magmas HKCA et SHO, alors que des magmas CA sont produits à Filicudi et Salina. Apres 40 ka, Filicudi émet des magmas mafiques HKCA ; Alicudi et Salina des magmas CA ; et Lipari et Vulcano des produits SHO. A l'échelle de l'arc, des variations majeures du chimisme des magmas ont lieu vers 120 et 40 ka et seraient liées à des changements régionaux. A l'échelle locale, l'évolution des magmas est plus complexe et reflète différents processus spécifiques à chaque volcan.

Titre traduit

Eruptive history of western volcanoes of Aeolian Islands (south Tyrrhenian sea, Italy)

Résumé

The Aeolian Islands arc is a complex volcanic province located on the continental margin of the Calabro-Peloritan basement. It emplaced in a geodynamic setting linked to the convergence of African and European plates. In this study, we focused on the western volcanoes of Aeolian Archipelago. They contain the range of geochemical compositions typical of convergence settings, from calc-alkaline (CA) to shoshonitic series (SHO) through high-K CA (HKCA). These magmas were emitted in a short span time of less than 300 ka that attests to the complexity of the volcano-tectonic evolution of this province. We report on thirty seven new geochronological data, on seventy three new geochemical data and on geomorphological analysis to study the temporal evolution of magmatism and of morphological structures. Before 180 ka, only Filicudi, Salina and Lipari volcanoes had emerged activity and emitted CA magmas, with minor HKCA products at Lipari. After 120-130 ka, Alicudi and Vulcano volcanoes emerged simultaneously to the western and southern extremities of the archipelago. Alicudi magmas have the more primitive composition. SHO and HKCA products were emitted on Lipari and Vulcano, while only CA magmas were emplaced on Filicudi and Salina. After 40 ka, Filicudi emitted mafic HKCA magmas while Alicudi and Salina emitted mainly CA magmas. Products of SHO affinity were emplaced at Lipari and Vulcano. At the scale of the archipelago, two main magma composition changes occurred around 120 and 40 ka that would have been caused by regional changes. At the scale of a single volcano, the magmatic evolution is more complex reflecting different processes specific to each volcano.