Centré sur le haut massif de Bellecôte, en Savoie, ce terrain (8 km x l2 km) possède une couverture permienne et triasique à faciès brianconnais, parfois décollée tectoniquement. Elle peut aussi être adhérente, discordante stratigraphiquement sur l'Antépermien, et est alors souvent réduite: le Werfénien (Scythien) et le Permien peuvent manquer totalement.<br />L'Antépermien est d'âge inconnu. La cartographie à 1/10 000 permet d'y reconnaître une série de deux kilomètres environ de puissance. En liaison avec l'étude pétrologique, les analyses chimiques montrent une zonation chimiostratigraphique, du moins pour les nombreuses formations d'origine magmatique ou volcanique, y compris les produits de l'altération hydrothermale précoce.<br />Sur un possible socle polymétamorphique (micaschistes à grenats), la série antépermienne comporte 1 km de métabasites rubanées, anciens basaltes spilitiques, à niveaux subordonnés de quartz-kératophyres sodiques. La spilitisation est précoce, mais postmagmatique. Les dernières alternances acide-basique consistent en laccolites gabbro-dioritiques, et en barres de quartz-kératophyres non sodiques, très siliceux (SiO2 > 90%; silicification hydrothermale prolongée ?). Jusqu'à ce niveau, les "roches vertes" paléozoïques ont un chimisme de tholéiites pauvres en TiO2 (moins de 1,5%). Ceci, avec la spilitisation probablement sous-marine, permet de proposer un contexte de bassin marginal.<br />Puis viennent 1 000 m de schistes noirs (métasédiments fins riches en matière organique et en pyrite). L'albite y est abondante (4% de Na2O contre 1% de K2O) et témoigne d'influences volcaniques dominantes, avec une faible proportion d'apports sialiques. Les nombreux sills vert sombre dans ces schistes noirs ont une composition de tholéiites riches en TiO2 (2% à 2,5%), et sont ainsi analogues aux tholéiites médioocéaniques.<br />Par ses caractères, évoquant un contexte océanique, l'Antépermien de Bellecôte diffère du Houiller, daté et situé à l'Ouest, et du Stéphano- Permien, tous deux continentaux. Ce matériel pourrait de plus avoir été plissé avant le Permien. On peut donc voir dans la Vanoise septentrionale un socle antéhouiller, émergé au Carbonifère supérieur et parfois jusqu'au Trias. Des séries analogues existent dans les massifs voisins (Mont Pourri, Grand Bec), et dans les massifs cristallins externes. L'hypothèse d'un âge siluro-ordovicien est envisageable.<br />Outre un possible plissement antépermien, trois phases tectoniques alpines majeures sont distinguées. La phase 1 aurait créé un vaste pli couché à vergence N ou NE, dont le cœur est jalonné de métamylonites. La phase 2 serait celle dite de rétrocharriage, à vergence E à SSE selon les lieux. La phase 3 est caractérisée par une faible charge lithostatique, et les fortes pressions de fluides le long des accidents ont engendré des roches broyées et minéralisées (entre autres cargneules). Lors de cette dernière phase se produit le chevauchement vers le N de la Vanoise septentrionale sur la zone houillère, mouvement qui peut être relié à un vaste décrochement senestre orienté N-S, à la frontière entre le Briançonnais interne (Vanoise, à l'E) et le Briançonnais externe (zone houillère, à l'W).

Cette étude est effectuée dans la zone de suture panafricaine de Bou Azzer-EI Graara (Anti-Atlas, Maroc). Elle s'articule en deux volets: d'une part, l'étude géologique et géodynamique du Précambrien Terminal (III) qui sert de support aux traitements statistiques de l'information géochimique de prospection récoltée dans le district de Tamdrost-Ambed d'autre part. 1) Un découpage lithostratigraphique des formations volcaniques du PIII est obtenu grâce à la cartographie détaillée au 1/4000e du district de Tamdrost-Ambed et aux coupes géologiques levées en d'autres points de la boutonnière. Ceci a permis d'établir une coupe synthétique et des corrélations lithostratigraphiques. L'étude pétrographique des roches volcaniques à prédominance pyroclastique de cette série montre leur rattachement à un magmatisme calco-alcalin, d'âge compris entre 580 et 560 Ma, dont la signification est discutée dans le cadre géodynamique régional. L'analyse structurale des formations volcaniques et volcano-sédimentaires du Précambrien III, conduit à la mise en évidence de déformations synvolcaniques en régime distensif (NW -SE) et à la détermination des paléochamps de contraintes associés aux déformations observées. Le modèle d'extension proposé implique des mouvements de coulissement senestres le long de grands décrochements régionaux parallèles à la suture, entre le craton ouest-africain et le domaine panafricain "mobile". II) Le traitement des données géochimiques (13000 analyses de 10 éléments majeurs et 24 éléments en traces par Spectrométrie d'émission) aboutit à la mise en évidence d'anomalies élémentaires et multiélémentaires significatives d'indices miniers, indépendants de la lithologie. Ce résultat passe par l'étude de la qualité des données géochimiques qui a conduit à l'évaluation de la précision et à l'application d'une correction empirique de l'erreur analytique. L'analyse statistique des données de prospection est effectuée en plusieurs étapes: - l'utilisation de la technique non conventionnelle "box and whiskers" pour la détermination des seuils anomaux, toutes lithologies confondues; -la diversité lithologique est simplifiée par analyse factorielle en composantes principales sur les médianes pour aboutir à quatre groupes lithologiques au lieu des 32 distingués sur le terrain; . - une analyse discriminante sur ces quatre groupes, désormais connus, aboutit à un modèle factoriel du fond géochimique qui explique mieux les variations liées à la lithologie; - le fond géochimique modélisé est retranché par régression factorielle pour faire apparaitre les anomalies discordantes. Des cartes de synthèse des anomalies multiélémentaires sont établies dans le but d'orienter les campagnes de sondage.

This study shows how the composition of gases released from a single magmatic source may be modified during their ascending path. The main processes that influence the composition of the gases in these high temperature fumarolic environments, are: 1) interactions with wallrocks during gas ascent, which change the fugacities of the metal volatile species and affect the equilibrium between major species (fH2S/fSO2; fH2/fH2O); 2) mixing with meteoric water with consequent Cl adsorption, which may account for the Cl depletion of the gases; 3) remobilisation of previously formed sublimates and/or incrustation deposits. Comparison between the thermochemical models and the mineralogical composition of the silica tubes at Kudryavy and Satsuma-Iwojima volcanoes suggests that high fO2 due to the mixing of the gases with air during their injection into the atmosphere significantly reduces the volatility of several trace elements (As, Sb, Sn, Na, K, Tl, Te, Se and Cd). Comparisons between the enriched metals in aerosols and in the gases suggest that Mo, Pb, Bi, Na, K, Cu, Zn or Fe, which are enriched in the gases, are preferentially deposited in the gas conduits and vents whereas the highly volatile metals (Te, Tl, Sb, As and Se) and Cd condense in the plume.<p>This study determines the reactions that may occur during the alteration of rocks in high temperature fumarolic environments. Three different processes of alteration prevail: <p>(1) Acidic alteration which is characterized by the complete absence of clays, because the constant supply of gases to these systems allows for the pH values of the acidic fluids to be maintained low enough to prevent the precipitation of clay minerals. Complete leaching of all cations, except Si, from the primary silicates leads to important "silicification" of the wall rock. The primary mineral cations are leached in the following order: K, Na > Ca > Fe, Mg > Al > Si, Ti. The fluids enriched in these cations circulate in microcracks at different temperatures and different redox conditions and lead to the precipitation of secondary incrustations. At Kudryavy the incrustations are mainly sulfates. At Usu the lower sulfur/fluoride ratio of the gases allows the occurrence of aluminum fluoride incrustations. The order of primary minerals dissolution (olivine > plagioclase > pyroxene > matrix glass > Fe-Ti oxides) is established for both sites studied. <p>(2) Alteration by an oxidized volcanic gas, resulting from mixing with the atmosphere (500 to 300°C). At Kudryavy, thermochemical modeling suggests that anhydrite and anhydrous sulfates, which occur at intermediate temperatures, are formed by interactions of the rock with oxidized gas. <p>(3) The most important outcome of this work is the identification of the features of alteration by the volcanic gas that directly reacts with the rock at high temperatures (T > 500°C). The Kudryavy rocks show evidences for mineral transformations, which occur in the presence of the volcanic gas phase. Volcanic gas directly reacts with rocks at high temperatures (T > 500°C). The gas destabilizes the primary minerals, remobilizes the rock-bearing cations, and leads to the formation of second mineral assemblages. These transformations occur in situ, without significant mobility (gain or loss) of the cations. The high temperature secondary associations are characterized by the presence of andradite, hedenbergite, hercynite, tridymite/cristobalite. Anhydrite and anhydrous Al sulfate may occur within these mineral assemblages if the gas is oxidized.<p> / Doctorat en sciences, Spécialisation géologie / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'activité volcanique Cénozoïque de la plaque arabique offre l’exemple d’un volcanisme intra-plaque développé dans un contexte géodynamique complexe. Après la construction des trapps basaltiques du plateau yémeno-ethiopien, vers 31 Ma, à partir de l’Oligocène terminal, une importante activité volcanique se développe, liée à la déchirure du bouclier arabo-nubien (l’ouverture de la Mer Rouge) et la convergence des plaques Arabique et Eurasienne (zone de suture du Bitlis-Zagros). Au nord de la plate-forme arabique, le volcanisme syrien s’implante dans un contexte général de compression, autour de la ceinture de plissement des Palmyrides et des zones de déformation adjacentes (graben de l'Euphrate et système de faille de la Mer Morte). Cette thèse porte sur l'évolution volcano-tectonique de la partie nord de la plaque Arabique, en particulier celle de la Syrie, combinant des études géochronologiques, géochimiques et morpho-structurales et modélisation géophysique. Notre analyse morpho-structurale de la province volcaniques de Harrat Ash Shaam (HASV), au sud des Palmyrides, a permis de caractériser numériquement plus de 800 cônes volcaniques monogéniques répartis entre le Sud Syrien, la Jordanie et le Nord de l’Arabie Saoudite. Cette étude de la distribution des cônes volcaniques, jointe aux données existantes sur l’épaisseur de la couverture sédimentaire traversée démontre que la corrélation négative constante entre l’intensité des éruptions volcaniques et la profondeur au socle est, de fait, influencée par le contexte tectonique. L’analyse normative de la distribution des cônes volcaniques, comparée à l'épaisseur des sédiments, est essentielle pour caractériser la tectonique d'extension dans des différentes zones. La télédétection, les observations sur le terrain, et notre base de données de plus de 40 nouvelles datations potassium-argon, entre 50 ka et 18 Ma, nous permettent de préciser l’évolution volcano-tectonique de la Syrie. Cette approche pluri-disciplinaire, appliquée au plateau du Al-Lajat, le champ volcanique le plus récent de HASV, nous a permis, d’abord, de proposer un modèle chronologique pour le processus d'altération en relation aux changements paléoclimatiques du Quaternaire. Elle a surtout permis de reconstituer l'évolution volcano-tectoniques du Nord de la plaque arabique, au cours du Cénozoïque et de situer différents styles d’extension responsables de l’activité volcanique. Le volcanisme commence à la fin de l’Oligocène et au Miocène inférieur, entre ~ 26 Ma et ~ 16 Ma, au sud des Palmyrides, dans la province de HASV, dans un contexte tectonique extensif. Du Miocène au Quaternaire, entre ~ 19 Ma et ~ 0,08 Ma, des champs volcaniques se développe au nord des Palmyrides, conséquence d’extensions tectoniques de second ordre. A partir du milieu du Miocène, la compression augmente et le développement magmatique se poursuit potentiellement dans une ambiance tectonique de rotation antihoraire. Au sud des Palmyrides cela correspond à l’activité volcanique constante au cours des 13 derniers millions d’années. Au nord, cette phase d’activité liée à la tectonique de rotation est concentrée dans l’espace et le temps ; elle correspond au Plateau d’Homs, dans le NW Palmyre, entre 6,3 et 4,3 Ma.Nous proposons un nouveau modèle d'évolution volcano-tectoniques pour la province volcanique de HASV. Il souligne le rôle essentiel joué par l'hétérogénéité de la lithosphère (sous les chaînes du Liban – anti-Liban et la zone de plissement des Palmyrides) dans la formation du volcanisme à partir du milieu du Miocène. Nos modèles géophysiques permettent d’estimer à ~150 km la profondeur moyenne de la limite lithosphère-asthénosphère. A l’analyse des données géochimiques des laves, la zone à l’ouest de HASV où cette limite apparaît moins profonde, à ~ 110 km, s’expliquerait par une anomalie thermique plutôt que par une remontée asthénosphérique. Géochimiquement, les laves Cénozoïques syriennes sont alcalines et sub-alcalines et présentent les caractères de magma émis dans un contexte continental intra-plaque. Ce sont des basanites et des téphrites, des basaltes, des andésites et des trachy-andésites basaltiques et des trachybasaltes. 30 échantillons des différentes provinces volcaniques syriennes montrent une variation significative des signatures des éléments traces incompatibles. Le processus de genèse de ces magmas montre une influence négligeable de la contamination crustale, et un effet de la cristallisation fractionnée limité à l'olivine et au clinopyroxène. Nos résultats montrent que les laves syriennes ont été produites par des taux variables de fusion partielle à partir de niveaux différents dans le manteau lithosphériques présentant localement des hétérogénéités. Le rapport LREE / MREE nous permet de montrer non seulement comment le degré de fusion partielle varie spatialement et temporellement au cours des derniers 18 Ma, mais encore d’illustrer comment varie le degré et le style de la tectonique au cours de cette période. L’une des conséquences de ce contexte tectonique pourrait être la migration d’hydrocarbures vers l’ouest du fait de l’extension crustale au Plio-Quaternaire dans la zone du graben de l’Euphrate à l’Est ; cette migration pourrait être guidée vers une zone de la croûte préalablement fracturée située au NW de la Syrie.En conclusion, le volcanisme cénozoïque de la Syrie résulte d’une tectonique extensive, influencée périodiquement par la convergence arabo-eurasienne, au nord et à l’est, convergence qui provoque des styles tectoniques de rotation ; cette tectonique contrôle la fusion partielle à différents niveaux dans le manteau. Le volcanisme du Nord de la plaque arabique se développe dans le cadre de l’ouverture de la Mer Rouge et débute en même temps que l’activité au sud de la mer Rouge. Il se poursuit jusqu’à la période historique, progressivement amorti vers le nord, l’extension étant contrariée par le cadre compressif à la marge Arabie-Eurasie. / The Cainozoic volcanic activity in the Arabian plate offers an excellent opportunity to study the intra-plate volcanism related to a complex tectonic setting. After the emplacement of the Yemeni-Ethiopian continental flood basalt plateau, ~ 31 Ma, since the Late Oligocene, widespread volcanic activity has erupted, accompanying the separation of the Arabian-Nubian Shield (development of Red Sea rifting) and the convergence between the Arabian and Eurasian plates (building of the Bitlis-Zagros thrust belts). In the northern part of the Arabian platform, the Syrian volcanism has taken place in a general compressional context, surrounding the Palmyride fold belt and adjacent to other deformation zones (e.g. the Euphrates graben and Dead Sea fault system). This thesis focuses on the volcano-tectonic evolution of the northern part of the Arabia plate, particularly in Syria, and essentially combines geochronological, geochemical, and morpho-structural studies, in addition to supplementary geophysical models. Our morpho-structural analyses of the Harrat Ash Shaam volcanic province (HASV) to the south of Palmyride, digitally characterise more than 800 monogenic volcanic cones placed in Syria, Jordan, and Saudi Arabia. These new data, together with the availability of sediment thickness data, give rise to a new volcano-tectonic approach. This study shows that the consistent negative correlation between the intensity of volcanism and basement depth is influenced by the tectonic setting. The normative analysis of the distribution of volcanic cones in relation to sediment thicknesses is critical when comparing the extension of tectonics in different zones. Remote sensing imagery, field work and our > 40 new K-Ar ages dataset ranging from ~0.05 million years (Ma) to ~18 Ma allow us to precise the Syria volcano-tectonic evolution through time. Regarding the youngest lava flows of HASV, the integration of the results makes it possible to suggest a chronological model for the alteration processes in relation to Quaternary palaeoclimatic changes. We reconstruct the volcano-tectonic evolution in Syria during the Cainozoic, and suggest different extension styles to explain the volcanism. It started during the Late Oligocene and the Early Miocene, between ~26 Ma and ~16 Ma to the South of Palmyride at HASV in an extensional tectonic context. From the Miocene to the Quaternary, between ~19 Ma and ~0.08 Ma, the volcanism developed to the North under second order extension tectonic conditions. Since the Mid-Miocene, the compression has increased and the magma erupted in relation with a possible counter-clockwise rotation tectonic relative motion. South of Palmyride it corresponds to the widespread eruptive phase during the last 13 Ma. To the North, this phase, linked to rotational tectonics appears concentrated in superficies and time; it corresponds to the Homs plateau, NW Palmyride, between 6.3 and 4.3 Ma. We suggest a new volcano-tectonic evolution model for the HASV. It highlights the essential role of lithosphere heterogeneity beneath Lebanon, in particular the anti Lebanon Mountains and Palmyride thrust belts, in triggering the Mid-Miocene volcanism. Our geophysical models estimate mean lithosphere – asthenosphere boundaries at about 150 km depth. According to geochemical data, the zone of shallowest depth ~110 km, W of HASV, could be the result of a thermal anomaly, instead of an asthenospheric upwelling. Geochemically, the Cainozoic Syrian lavas are alkaline and subalkaline rocks, typical of magma emitted in continental intraplate contexts. They are basanites and tephrites, basalts, basaltic andesites, basaltic trachyandesites, and trachybasalts. Thirty samples from different Syrian volcanic provinces show significant variation in terms of incompatible trace element signatures. Crustal contamination plays a negligible role in the process of magma genesis, as does crystal fractionation, essentially restricted to olivine and clinopyroxene. Our results show that the Syrian lava has been generated by variable rates of partial melting from different levels of a locally heterogeneous lithospheric mantle. The LREE/MREE ratio not only illustrates how the degree of partial melting was changed spatially and temporally during the last ~18 Ma, but it also illustrates how the degree and style of extension tectonics changed through time.

La valeur paléoclimatique des altérites fossilisées par des coulées de lave est approchée par le biais d'analyses minéralogiques, géochimiques et micromorphologiques. Le thermométamorphisme syneffusif et l'évolution posteffusive ont des effets facilement isolables et ne dénaturent pas les profils fossilisés. La comparaison des différents profils permet de distinguer trois générations d'altérites dont l'âge est déterminé par l'âge des coulées fossilisantes. Les profils miocènes sont caractérisés par une altération de type fersiallitique à ferrugineux. Les profils plio-pléistocènes sont de type bisiallitiques (s. l.), et le Pléistocène supérieur ne livre que des arènes ménagées sans transformations notables. La présence, sur un même plan topographique, d'altérites diversement évoluées évoque une évolution ralentie du Massif Central du Miocène à nos jours.