Reconstruction de l'histoire éruptive des volcans du centre de l'arc équatorien : contraintes pour l'évolution spatio-temporelle du volcanisme andin

Reconstruction of the eruptive history of central Ecuador volcanoes : constraints on the spatio-temporal evolution of the Andean volcanism

• Auteur / Autrice : Santiago Santamaría Freire
• Direction : Xavier Quidelleur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Structure et évolution de la terre et des autres planètes
• Date : Soutenance le 10/12/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Géosciences, climat, environnement et planètes (2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géosciences Paris-Saclay (Orsay, Essonne ; 2004-....)
• Jury : Président / Présidente : Hervé Guillou
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Benjamin Van Wyk de Vries, Pablo Grosse, Laurence Audin, Silvana Hidalgo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Benjamin Van Wyk de Vries, Pablo Grosse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Datation -- Méthode potassium-argon

Volcans -- Équateur

Tectonique des plaques

Géochimie

Volcanologie

Géochronologie

Mots clés libres

Géochronologie

Volcanologie

Équateur

Géochimie

Tectonique

Andes

Geochronology

Volcanology

Ecuador

Geochemistry

Tectonics

Andes

Résumé

L'arc équatorien est composé d'au moins 77 volcans Quaternaire. Malgré les multiples études conduites au cours des dernières décennies, l’histoire éruptive de plusieurs de ces volcans reste inconnue. Pour contraindre l'histoire éruptive de l'ensemble de l'arc, et en particulier de son segment central, nous avons acquis 50 nouveaux âges K-Ar appartenant à 15 volcans de cette région. Nous avons d'abord effectué une étude détaillée de l'Iliniza, un volcan non daté avec des indices morphologiques d'une activité Holocène. Nos âges K-Ar, combinés avec de nouvelles données stratigraphiques, ont montré qu'Iliniza a été formé par la superposition de deux stratovolcans construits depuis ~125 ka. Ils ont également confirmé une activité holocène de ce volcan à ~6 ka. L'histoire éruptive de l'Iliniza comprend un événement hautement explosif (VEI 5) qui s'est produit à ~35 ka. A l’échelle régionale, nos résultats ont été intégrés dans la base de données EVEG, qui inclue une centaine d'âges K-Ar, également acquis au laboratoire GEOPS pour d'autres segments de l'arc. L'ensemble des données nous a permis de démontrer que le volcanisme du Quaternaire en Équateur s'est développé en trois stades. Le premier stade s'est produit entre ~2.4 et ~1.4 Ma en étant essentiellement concentré dans le segment central. Il a été suivi d'une augmentation modérée de l'activité au Nord et au Sud de segment central, entre ~1.4 et ~0.6 Ma. Une expansion rapide du volcanisme dans tout l’arc équatorien a commencé à ~0.6 Ma avec la présence de plus de 50 volcans actifs au cours de ce dernier stade. Enfin, nous proposons différentes hypothèses sur la relation entre le volcanisme et le contexte géodynamique de l'Équateur.

The Ecuadorian arc is composed of at least 77 Quaternary volcanoes. Despite the multiple studies carried out in the last two decades, the timing of development of many of these volcanoes remain unclear. In order to constrain the eruptive history of the whole volcanic arc, with emphasis on its central segment, we have acquired 50 new K-Ar ages belonging to 15 volcanoes from this region. First, a detailed study was conducted for Iliniza, an undated volcano with morphological evidence of Holocene activity. Our K-Ar ages, together with new stratigraphic data, showed that Iliniza was formed by the superposition of two stratovolcanoes built since ~125 ka, and confirmed a Holocene activity at ~6 ka. The Iliniza eruptive history included a high explosive event (VEI 5) at ~35 ka. For a regional scope, our results were integrated in the EVEG database, including ~100 K-Ar ages also acquired at the GEOPS laboratory for other segments. The complete data demonstrated that Quaternary volcanism in Ecuador developed in three stages. The early stage, occurred at ~2.4 to ~1.4 Ma, was mostly concentrated in the central segment. It was followed by a moderate, both northward and southward, increase in activity between ~1.4 and ~0.6 Ma. The rapid expansion of volcanism throughout the arc began at ~0.6 Ma when more than 50 volcanoes were active. Finally, we offer different hypotheses regarding the relationship between volcanism and the geodynamic setting of Ecuador.