La croissance des volcans océaniques est fréquemment ponctuée par des effondrements latéraux géants qui peuvent générer des avalanches de débris volumineuses et engendrer des tsunamis dévastateurs. Néanmoins, les causes, les mécanismes et les conséquences de telles déstabilisations, critiques pour la caractérisation des aléas, demeurent largement incompris.L'île de Tenerife (Canaries, Espagne) constitue une cible privilégiée pour étudier ces phénomènes. Son évolution récente inclue le développement d'un volcan central différencié et d'une ride volcanique proéminente le long d'une rift-zone principale NE-SW (NERZ). Durant le dernier Myr, ces systèmes ont été tronqués par trois effondrements de flanc géants, dont la semelle est partiellement accessible à la faveur de galeries souterraines à usage hydrogéologique.Cette thèse développe une analyse systématique des relations entre construction volcanique et instabilités récurrentes le long de l’axe de la NERZ. L'approche inclut des investigations de terrain en surface et dans les galeries, afin de reconnaître et d’échantillonner les séquences volcaniques affectées par chaque effondrement et remplissant leurs structures; la datation K/Ar Cassignol-Gillot sur phases séparées pour en contraindre l’âge précisément ; des reconstructions morphologiques 3D afin d'estimer le volume des édifices et des structures gravitaires; des analyses chimiques sur roches totales, visant à caractériser l’évolution de la composition des laves avant et après chaque déstabilisation.Les nouveaux résultats montrent le fonctionnement intermittent des différents tronçons la NERZ, avec un schéma récurrent comprenant :1) la croissance rapide d'un édifice imposant, dont la charge induit la création de niveaux de stockage superficiels et l’éruption de termes différenciés visqueux, favorisant l'inflation locale de la structure et sa déstabilisation2) la rupture proprement dite, datée à environ 840 ka, 525 ka et 175 ka (glissements de Güimar, La Orotava et Icod, respectivement)3) une réponse éruptive immédiate, impliquant la vidange rapide (<50kyr) du système d’alimentation, et le comblement des loupes de glissement sous des dizaines de km3 de lave.4) Un déplacement consécutif de la construction volcanique vers les secteurs moins matures de la NERZ (moindre épaisseur de l'édifice/moindre pression lithostatique)Nous montrons que les phénomènes de charge/décharge ont une influence primordiale sur le développement des instabilités gravitaires et l'évolution des systèmes d'alimentation des îles océaniques. / The growth of oceanic volcanoes is frequently punctuated by large flank collapses, which can generate voluminous debris avalanches and destructive tsunamis. The causes, the mechanisms and the consequences of such instabilities, crucial for risk assessment, remain poorly understood.Tenerife (Canary Islands, Spain) is a target of particular interest to study such phenomena. Its recent evolution includes the development of a large silicic central volcano and a prominent volcanic ridge along a main NE-SW trending rift zone (NERZ). During the last Myr, these volcanic systems have been truncated by three large flank collapses, the base of which is partly accessible through underground water mining galleries.This thesis develops a systematic analysis of the relationships between volcanic construction and recurrent flank instabilities along the NERZ. Our approach includes field investigations at the surface and in the galleries to identify and sample the volcanic units affected by each landslide and the successions filling their scar; unspiked K/Ar dating (Cassignol-Gillot technique) on fresh separated groundmass to constrain precisely the timing of the landslides; 3-D morphological reconstructions to estimate the volume of the edifices and landslides structures; and whole-rock geochemical analyses to characterize the compositional evolution of the magma prior to and after each collapse event.Our new results show the intermittent functioning of the various sections of the NERZ with a recurrent pattern comprising:(1) The rapid construction of a large volcanic edifice. The resulting load favors the creation of superficial storage levels, the associated evolution of the magma and the eruption of viscous differentiated terms, favoring local inflation of the structure and its destabilization(2) The collapse of a flank of the NERZ, dated at ca. 840 ka, 525 ka, and 175 ka (Güimar, La Orotava and Icod, events respectively)(3) An immediate eruptive response, implying the rapid emptying (<50kyr) of the feeding system and the filling of the landslide scars under tens of km3 of lava.(4) The subsequent displacement of volcanic activity towards the less mature sectors (lower thickness/lower lithostatic pressure).We show here that loading/unloading processes have a strong influence on the development of gravitational instabilities and the evolution of the magma feeding systems on such large intraplate volcanic islands.

A integração de mapeamento geológico com estudos petrográficos e geoquímicos permitiram caracterizar a evolução petrológica do Granito Encruzilhada do Sul. Este maciço ocorre na parte norte do Batólito Pelotas, porção leste do Cinturão Dom Feliciano. O Granito Encruzilhada do Sul apresenta relações de mistura química com a formação dos granitóides híbridos e física com rochas máficas representadas por dioritos e enclaves máficos. Os dados geoquímicos mostram a afinidade toleítica do magmatismo máfico e classifica as rochas graníticas como do tipo-A. A zonação petrográfica e composicional foi gerada a partir do resfriamento de uma única câmara magmática, caracterizada por monzogranitos porfiríticos ricos em enclaves máficos nos bordos leste e oeste, gradando para sieno a monzogranitos ricos em quartzo e com baixo teor de minerais máficos na porção central. Uma fácies de sienogranitos tardios ocorre na porção centro-norte e representa a cúpula parcialmente preservada do maciço. O posicionamento do granito foi controlado por uma fase cinemática extensional da Zona de Cisalhamento Dorsal de Canguçu, que permitiu a ascenção dos magmas até sua colocação em níveis superiores da crosta. Os dados obtidos sugerem que a geração da suíte ocorreu no período pós-colisional da orogênese Dom Feliciano, associada à fusão parcial de uma crosta granulítica desidratada, promovida pelo aumento do gradiente geotérmico associado aos magmas máficos. As condições de alta temperatura dos magmas permitiram em estágio precoce da cristalização, a mistura química entre pólos félsico e máfico. A evolução da cristalização, entretanto, modifica a viscosidade e densidade dos magmas e favorece o desenvolvimento de estruturas geradas pela mistura física. / The integration of geological mapping, petrographic and geochemical studies allowed the characterization of the petrological evolution of the Encruzilhada do Sul Granite. This massif occurs in the northern part of the Pelotas Batholith, eastern portion of the Dom Feliciano Belt. The Encruzilhada do Sul Granite present chemical mixing relations with the formation of hybrid granitoids and physical mixing with mafic rocks represented by diorites and mafic microgranulares enclaves. Geochemical data indicate the tholeiitic composition of mafic magmatism and that granitic rocks are A-type. The petrographic and compositional pattern zonation generated from a single cooling magma chamber and defined by porphyritic monzo to granodiorite, rich in mafic enclaves, on the eastern and western border, transitioning to heterogranular syeno and monzogranites, rich in quartz and poor in mafic minerals in the central portion. An equigranular facies composed by syenogranites occurs in the northern central portion, representing the partially preserved top of the magma chamber. The emplacement of the granite was controlled by an extensional kinematic phase of the regional Dorsal do Canguçu Shear Zone, which allowed the rise of magmas up to superior levels of a crust. The data suggest that the generation of the suite took place in the post-collisional period of Dom Feliciano orogeny and was associated with partial melting of a granulite crust promoted by increased of the geothermal gradient by the mafic magmas from the mantle. The high temperature conditions of the magmas allowed the chemical mixing between felsic and mafic poles at an early stage of crystallization. The evolution of crystallization modified the viscosity and density of the magmas and favors the development of mingling structures.

Volcanic activity, and the resultant deposits and structures at the Earth's surface, are the outcome of the inner workings of underground magmatic plumbing systems. These systems, essentially, consist of magma reservoirs which supply magma to the surface through volcanic conduits feeding volcanic eruptions. The mechanics and structure of plumbing systems remain largely unknown due to the obvious challenges involved in inferring volcanic processes occurring underground from observations at the surface. Nevertheless, volcanologists are beginning to gain a deeper understanding of the workings and architecture of magmatic plumbing systems from geophysical observations on active volcanoes, as well as from geological studies of the erosional remnants of ancient volcanic systems. In this work, I explore the relationship between the structure and mechanics of shallow plumbing systems and the volcanic eruptions these systems produce. I attempt to contribute to the understanding of this complex relationship by linking geological and geophysical observations of an eroded basaltic subvolcanic system, and the eruptive and tectonic activity of an active volcano, with mathematical models of magma ascent and stress transfer. The remarkable exposures of the Carmel outcrop intrusions, near the San Rafael swell, southeast Utah, U. S. A., allow detailed geological and geophysical observations of the roots of volcanic conduits that emerge from a subhorizontal magma feeder reservoir. These observations reveal a new mechanism for magma ascent and eruption triggering through gravitational instabilities created from an underlying feeding sill, and shed light on the mechanics of sill emplacement. Geophysical and geological observations of the 1999 and xii 1992 eruptions of the Cerro Negro volcano, Nicaragua, are used to explore the coupling between changes in the stress field and the triggering of volcanic eruptions, and magma ascent through the shallow crust. Modeling results of stress transfer and conduit flow highlight the importance of the surrounding stress field and geometry of the volcanic conduits that comprise shallow plumbing systems.

Le développement des Orientations Préférentielles de Forme (OPF) dans les roches magmatiques est souvent considéré comme résultant de la rotation des cristaux sous l'effet de contraintes anisotropes. Ce mécanisme a été étudié tant du point de vue théorique qu'expérimental. Cependant, les travaux expérimentaux sur le sujet, notamment ceux analogiques ont rarement considéré la cristallisation sous l'effet de contraintes différentielles.<br />Les travaux entrepris à haute température - haute pression (HT-HP) se proposaient d'étudier ce phénomène ainsi que la rotation des cristaux. Une telle étude nécessite de disposer d'un appareil de déformation des magmas fonctionnant à HT-HP. Ce mémoire présente les tests de deux appareils développés dans cette optique ainsi que ceux réalisés en presse Paterson. Une large place est également consacrée aux artefacts expérimentaux rencontrés et aux moyens mis en œuvre pour les résoudre.

Au Cambrien (Tommotien à cambro-trémadocien), l'extrémité orièntale du, Massif armoricain est le siège d'une intense activité volcanique localisée dans le graben du Maine, important fossé d'effondrement comblé de plus de 3 000 mètres de sédiments marins peu profonds. Les centres éruptifs se situent à l'intérieur de trois grandes calderas (calderas d'Ecouves, de Perseigne et d'Assé-Ie-Boisne - Pail), bordées d'un vaste domaine externe méridional où se placent les Coëvrons et la Charnie. L'activité volcanique s'exerce au cours de plusieurs cyc l~s (6 au total, dénommés Vo à VS, dont les éruptions, aériennes ou sous-aquatiques, se caractérisent surtout par leur très fort degré d'explosivité. Lors des crises paroxysmales correspondant au stade de formation des calderas, sont libérées de très volumineuses nappes ignimbritiques 'chaudes à texture soudée, empilées sur plusieurs centaines de mètres à l'intérieur de la structure. Dans la caldera d'Assé-Ie-Boisne - Pail, la plus engagée dans le domaine marin, de très violents phénomènes hydroclastiques se déclenchent, parmi lesquels des éruptions phréatopliniennes délivrant d'énormes quantités de cÊmdres humides à pisolithes volcaniques, accompagnées de l'émission de nappes ignimbritiques ponceuses qui se propagent dans le domaine externe jusqu'à plus de 30 km de leur source. Ces coulées pyroclastiques distales non soudées ("out-flow") sont piégées dans un réseau de chenaux fluvio-marins par où transitent des décharges bréchiques et conglomératiques, ainsi que d'épaisses coulées lahariques. L'accumulation de ces matériaux en domaine externe contribue à la création de puissants complexes volcano-sédimentaires reconnus dans les Coëvrons et la Charnie. Conformément au dynamisme des éruptions, les produits de l'activité volcanique sont su rtout représentés par des ignimbrites et des pyroclastites acides (>90 % du volume tota,1 des volcanites) ainsi que par quelques laves andésitiques, dacitiques et rhyolitiques. La totalité de ces volcanites a subi d'importanles transformations minéralogiques (paragenèses de basse température) apparues soit au cours de phénomènes hydrothermaux, soit lors d'un métamorphisme régional varisque de degré anchizonal (T =300 à 400°C; P<2 kb) . Les laves appartiennent à une suite de termes d'affinité calco-alcaline, dont les concentrations en éléments hygromagmaphiles, éléments réfractaires aux processus d'altération ~t de métamorphisme, possèdent des valeu rs de rapports comparables à celles des laves des domaines ' orogéniques actuels (LafTh=2 à 7; Thrra=8 à 10). L'évolution de cette lignée andésitique obéit à des mécanismes de cristallisation fractionnée impliquant tout d'abord l'assemblage plagioclase + pyroxène + oxydes ferro-titanés (andésite à dacite), puis plagioclase + FK + amphibole + minéraux accessoires (dacite à rhyolite). L'origine présumée des andésites basaltiques, termes les plus primitifs de cette lignée, est rechmchée dans la fusion partielle d'une souche mantellique dépourvue de grenat, fusion vraisemblablement déclenchée par un processus de décompression adiabatique lors de la distension cambrienne. Les ignimbrites dérivent de la fus ion crustale des séries volcano-sédi mentaires briovériennes, sous l'action probable de l'injection répétée des magmas andésitiques en base de croûte. Le cadre géodynamique dans lequel s'exerce l'activité volcanique cambrienne du Maine est celui d'un fossé d'effondrement soumis à une forte extension et qui jalonne une discontinuité crustale majeure, héritée de l'histoire cadomienne (limite entrE:) le bassin marginal mancellien et sa marge continentale méridionale). Cette activité marque la fin des manifestations magmatiques cadomiennes, caractérisées en domaine mancellien par d'intenses fusions crustales contribuant à la cratonisation : du dispositif d'arcs et de bassins de la chaîne fini-précambrienne.

Cette étude porte sur les granites à cordiérite et sur leurs relations avec - h) les granitoîdes à 2 micas et -(2) les enclaves "basiques" associées. Les objets géologiques choisis sont principalement les massifs hercyniens circonscrits de Huelgoat (340..!... 9 Ma) et de Brignogan-Plouescat (292..!... 's Ma) et plus accessoirement le massif de ste Anne d'Auray (376 ..!...'9 Ma) et le batholite Mancellien (~s60..!... 20 Ma). Elle a pour buts : 1 - de définir les relations entre les granito'ïdes peralumineux à biotite-muscovite et à biotite-cordiérite. 2 - de déterminer les mécanismes de fractionnement de ces granitoïdes. 3 - de discuter la signification du magmatisme "basique" associé. 4 - de proposer un modèle pétrogénétique pour l'ensemble de ces granitoïdes à cordiérite: Les principaux résultats obtenus sont de 2 ordres : - Ceux d'ordre régional : - h) Le massif de Huelgoat peut désormais être considéré comme un exemple d'intrusions indépendantes à bords francs juxtaposées; la chronologie relative étant 1 - granite à 2 micas de La Feuillée et 2 - granite à cordiérite de Huelgoat et du Cloître (Le Cloître étant en enclave dans Huelgoat). - (2) Le massif de Brignogan - Plouescat représente l'une des intrusions hercyniennes les plus récentes et démontre l'importance des événements crustaux tardi-hercyniens souvent sous-estimés dans le Massif Armoricain; y est associé un important magmatisme "basique" à caractère magnésien et potassique. - Ceux d'ordre général : - h) La différence fondamentale entre les granites à biotite-muscovite et à biotite-cordiérite est à rechercher dans leurs caractères physiques de mise en place {P - T - H 2 0 - fO}- - (2) Pour tous ces granitoides, le mécanisme commun de fractionnement est la cristallisation fractionnée; les taux de fractionnement requis, bien que variables, restent toujours très faibles (, 20%). - (3) Le magmatisme "basique" associé à ces granitoîdes, représenté par les enclaves microgrenues sombres, est fort divers. Ces enclaves sont toujc l'rs des mélanges plus ou moins prononcés entre des magmas basiques et le granite hôte qui les contient. - (4) Tous ces granitoides p.roviennent de la fusion crustale de métasédiments alumineux en faciès granulite (résidu pri ncipalement composé de biotite, plagioclase et grenat). Les taux de fusion nécessaires sont toujours élevés (F > so%). Régionalement, le meilleur candidat pour cette source est le briovérien "profond". Cependant, on ne peut exclure une contamination des produits de fusion par des magmas "basiques"; ne serait ce' que pour expliquer les bas rapports initiaux du strontium de ces granitofdes 0Sr ~0,707). - (s) La production simultanée des magmas acides et "basiques" ne semble pouvoir être engendrée que par des phénomènes géologiques de grande ampleur tels que des grands cisaillements intracrustaux.

A integração de mapeamento geológico com estudos petrográficos e geoquímicos permitiram caracterizar a evolução petrológica do Granito Encruzilhada do Sul. Este maciço ocorre na parte norte do Batólito Pelotas, porção leste do Cinturão Dom Feliciano. O Granito Encruzilhada do Sul apresenta relações de mistura química com a formação dos granitóides híbridos e física com rochas máficas representadas por dioritos e enclaves máficos. Os dados geoquímicos mostram a afinidade toleítica do magmatismo máfico e classifica as rochas graníticas como do tipo-A. A zonação petrográfica e composicional foi gerada a partir do resfriamento de uma única câmara magmática, caracterizada por monzogranitos porfiríticos ricos em enclaves máficos nos bordos leste e oeste, gradando para sieno a monzogranitos ricos em quartzo e com baixo teor de minerais máficos na porção central. Uma fácies de sienogranitos tardios ocorre na porção centro-norte e representa a cúpula parcialmente preservada do maciço. O posicionamento do granito foi controlado por uma fase cinemática extensional da Zona de Cisalhamento Dorsal de Canguçu, que permitiu a ascenção dos magmas até sua colocação em níveis superiores da crosta. Os dados obtidos sugerem que a geração da suíte ocorreu no período pós-colisional da orogênese Dom Feliciano, associada à fusão parcial de uma crosta granulítica desidratada, promovida pelo aumento do gradiente geotérmico associado aos magmas máficos. As condições de alta temperatura dos magmas permitiram em estágio precoce da cristalização, a mistura química entre pólos félsico e máfico. A evolução da cristalização, entretanto, modifica a viscosidade e densidade dos magmas e favorece o desenvolvimento de estruturas geradas pela mistura física. / The integration of geological mapping, petrographic and geochemical studies allowed the characterization of the petrological evolution of the Encruzilhada do Sul Granite. This massif occurs in the northern part of the Pelotas Batholith, eastern portion of the Dom Feliciano Belt. The Encruzilhada do Sul Granite present chemical mixing relations with the formation of hybrid granitoids and physical mixing with mafic rocks represented by diorites and mafic microgranulares enclaves. Geochemical data indicate the tholeiitic composition of mafic magmatism and that granitic rocks are A-type. The petrographic and compositional pattern zonation generated from a single cooling magma chamber and defined by porphyritic monzo to granodiorite, rich in mafic enclaves, on the eastern and western border, transitioning to heterogranular syeno and monzogranites, rich in quartz and poor in mafic minerals in the central portion. An equigranular facies composed by syenogranites occurs in the northern central portion, representing the partially preserved top of the magma chamber. The emplacement of the granite was controlled by an extensional kinematic phase of the regional Dorsal do Canguçu Shear Zone, which allowed the rise of magmas up to superior levels of a crust. The data suggest that the generation of the suite took place in the post-collisional period of Dom Feliciano orogeny and was associated with partial melting of a granulite crust promoted by increased of the geothermal gradient by the mafic magmas from the mantle. The high temperature conditions of the magmas allowed the chemical mixing between felsic and mafic poles at an early stage of crystallization. The evolution of crystallization modified the viscosity and density of the magmas and favors the development of mingling structures.

A integração de mapeamento geológico com estudos petrográficos e geoquímicos permitiram caracterizar a evolução petrológica do Granito Encruzilhada do Sul. Este maciço ocorre na parte norte do Batólito Pelotas, porção leste do Cinturão Dom Feliciano. O Granito Encruzilhada do Sul apresenta relações de mistura química com a formação dos granitóides híbridos e física com rochas máficas representadas por dioritos e enclaves máficos. Os dados geoquímicos mostram a afinidade toleítica do magmatismo máfico e classifica as rochas graníticas como do tipo-A. A zonação petrográfica e composicional foi gerada a partir do resfriamento de uma única câmara magmática, caracterizada por monzogranitos porfiríticos ricos em enclaves máficos nos bordos leste e oeste, gradando para sieno a monzogranitos ricos em quartzo e com baixo teor de minerais máficos na porção central. Uma fácies de sienogranitos tardios ocorre na porção centro-norte e representa a cúpula parcialmente preservada do maciço. O posicionamento do granito foi controlado por uma fase cinemática extensional da Zona de Cisalhamento Dorsal de Canguçu, que permitiu a ascenção dos magmas até sua colocação em níveis superiores da crosta. Os dados obtidos sugerem que a geração da suíte ocorreu no período pós-colisional da orogênese Dom Feliciano, associada à fusão parcial de uma crosta granulítica desidratada, promovida pelo aumento do gradiente geotérmico associado aos magmas máficos. As condições de alta temperatura dos magmas permitiram em estágio precoce da cristalização, a mistura química entre pólos félsico e máfico. A evolução da cristalização, entretanto, modifica a viscosidade e densidade dos magmas e favorece o desenvolvimento de estruturas geradas pela mistura física. / The integration of geological mapping, petrographic and geochemical studies allowed the characterization of the petrological evolution of the Encruzilhada do Sul Granite. This massif occurs in the northern part of the Pelotas Batholith, eastern portion of the Dom Feliciano Belt. The Encruzilhada do Sul Granite present chemical mixing relations with the formation of hybrid granitoids and physical mixing with mafic rocks represented by diorites and mafic microgranulares enclaves. Geochemical data indicate the tholeiitic composition of mafic magmatism and that granitic rocks are A-type. The petrographic and compositional pattern zonation generated from a single cooling magma chamber and defined by porphyritic monzo to granodiorite, rich in mafic enclaves, on the eastern and western border, transitioning to heterogranular syeno and monzogranites, rich in quartz and poor in mafic minerals in the central portion. An equigranular facies composed by syenogranites occurs in the northern central portion, representing the partially preserved top of the magma chamber. The emplacement of the granite was controlled by an extensional kinematic phase of the regional Dorsal do Canguçu Shear Zone, which allowed the rise of magmas up to superior levels of a crust. The data suggest that the generation of the suite took place in the post-collisional period of Dom Feliciano orogeny and was associated with partial melting of a granulite crust promoted by increased of the geothermal gradient by the mafic magmas from the mantle. The high temperature conditions of the magmas allowed the chemical mixing between felsic and mafic poles at an early stage of crystallization. The evolution of crystallization modified the viscosity and density of the magmas and favors the development of mingling structures.