Volcanisme explosif aérien au passage Carbonifère-Permien dans les bassins stéphano-autuniens d’Europe de l’Ouest
Résumé
Les bassins stéphano-autuniens d’Europe de l’Ouest, associés
à un régime d’extension post-orogénique, ont enregistrés
de fréquentes manifestations volcaniques. Ces évènements sont
toutefois encore relativement peu étudiés et datés en particulier
dans les bassins sédimentaires bordant le Massif Central. Un
inventaire des épisodes volcaniques associés aux retombées de
cendres est établi, dans l’optique de préciser la nature du volcanisme,
la localisation des sources et fournir des âges radiométriques
U-Pb. Ces âges numériques sont fondamentaux pour calibrer les
séries sédimentaires continentales européennes et les corréler aux
équivalents temporels des séries marines d’Asie ou des Etats-
Unis. Les bassins concernés sont ceux d’Autun, d’Aumance et
de Lucenay-les-Aix où des niveaux de ”gores” (cendres altérées
en argiles ou tonsteins) ont été identifiés depuis plusieurs décennies
en affleurement ou en forage mais sans attribution d’âges.
Ces niveaux, qui tranchent nettement des sédiments détritiques
encaissants, se présentent sous la forme d’horizons argileux centimétriques
à pluricentimétriques de couleur crème (en forage) à
ocre (en affleurement) selon le degré d’altération météorique ou
de contamination avec l’encaissant. Leur minéralogie est caractérisée
par des argiles néoformées (rectorite et kaolinite) issues
de la dévitrification des verres volcaniques et une faible abondance
de minéraux détritiques (quartz, feldspath, micas, illite).
La chimie des niveaux analysée par ICP-OES, ICP-MS et XRF
portable montre un comportement chimique contrasté avec celui
de l’encaissant avec des spécificités propres à chaque bassin.
L’analyse par ICP-MS des éléments traces et terres rares indique
pour la majorité des niveaux un volcanisme explosif différencié
calco-alcalin dacitique à rhyolitique. La source de ce volcanisme
pourrait être distale et localisée dans les Vosges ou en Forêt Noire
(Allemagne) compte tenu de la taille des éléments, l’épaisseur des
cendres et la nature du volcanisme (Königer & Lorentz 2002),
bien qu’une origine proximale en provenance du Massif Central
ne puisse être totalement exclue. Dans le bassin d’Autun 12
tonsteins sont répertoriés de la formation d’Igornay (base Autunien)
à la formation de Muse (Autunien inférieur). Les datations
radiométriques U-Pb (CA-ID-TIMS) de 3 niveaux indiquent que
ces dépôts continentaux du bassin d’Autun sont à la transition
carbonifère-permien (Gzhélien/Assélien). Ces âges sont cohérents
avec l’âge U-Pb (LA-ICP-MS) calculé sur l’un des 31 tonsteins
du sondage BRGM LY-F de Lucenay-les-Aix.
Königer, S., Lorenz, V., Stollhofen, H., & Armstrong, R. A.
(2002). Origin, age and stratigraphic significance of distal fallout
ash tuffs from the Carboniferous–Permian continental Saar–Nahe
Basin (SW Germany). International Journal of Earth Sciences,
91(2), 341-356.