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Genèse et contrôle du magmatisme intraplaque du Massif central : rôle des héritages alpins, du LAB et de la tectonique cisaillante

Le magmatisme intraplaque du Massif central, et en particulier celui du Mont-Dore, ne peut être expliqué de manière satisfaisante par un modèle simple de type panache mantellique isolé. Les données pétrologiques, géochimiques et structurales convergent vers une interprétation plus intégrée, dans laquelle la genèse des magmas résulte de l’interaction entre des anomalies thermiques profondes héritées de l’orogenèse alpine, la dynamique lithosphère–asthénosphère au niveau du LAB, et un réseau tectonique cassant–cisaillant jouant un rôle majeur dans le drainage magmatique.

1. Héritage mantellique de l’orogenèse alpine

Les anciennes subductions océaniques associées à l’orogenèse alpine ont profondément modifié la structure thermique et chimique du manteau supérieur sous l’Europe occidentale. Le recyclage de lithosphère océanique froide, suivi de sa déstabilisation et de sa remontée partielle, a conduit à la création de domaines mantelliques hétérogènes, localement plus chauds que l’asthénosphère environnante. Ces perturbations thermiques ne constituent pas un panache mantellique au sens classique, mais plutôt un ensemble d’anomalies diffuses, spatialement et temporellement variables, héritées de la dynamique alpine.

Lorsque la lithosphère continentale européenne se déplace au-dessus de ces domaines mantelliques perturbés, elle interagit avec une asthénosphère thermiquement et chimiquement hétérogène. Le Massif central se trouve ainsi périodiquement au-dessus de zones de l’asthénosphère affectées par ces héritages alpins, ce qui constitue un premier forçage thermique potentiel pour la genèse magmatique.

2. Le rôle fondamental du LAB comme zone de déclenchement de la fusion

L’interface lithosphère–asthénosphère (LAB) joue un rôle central dans ce système. Elle correspond à une zone de fort contraste thermique et rhéologique, au sein de laquelle un faible apport de chaleur ou une légère décompression peuvent suffire à déclencher la fusion partielle. Sous le Massif central, la lithosphère continentale est relativement froide et épaisse, et son manteau lithosphérique est largement métasomatisé, enrichi en alcalins, en éléments incompatibles et en volatils (CO₂, H₂O).

Ce manteau lithosphérique métasomatisé possède un solidus plus bas que celui d’une péridotite appauvrie de type MORB. Il est donc particulièrement sensible aux anomalies thermiques provenant de l’asthénosphère sous-jacente. Dans ce contexte, le LAB agit comme une zone privilégiée de déclenchement de fusions partielles très faibles, mais géochimiquement efficaces, générant des magmas alcalins à hyperalcalins caractéristiques du volcanisme intraplaque du Massif central.

Ainsi, la lithosphère froide et épaisse du Massif central ne constitue pas un obstacle au magmatisme, mais agit au contraire comme un révélateur des anomalies thermiques profondes : elle ne produit pas ces anomalies, mais y répond de manière sélective par la fusion de ses domaines mantelliques les plus fertiles.

3. Effet du déplacement lithosphérique lié à l’ouverture de l’Atlantique

L’ouverture de l’Atlantique, depuis le Mésozoïque, a induit une accrétion océanique hétérogène, accompagnée d’un déplacement relatif de la lithosphère continentale européenne par rapport à l’asthénosphère. Ce mouvement n’est ni uniforme ni purement rigide, et il engendre un cisaillement horizontal significatif au niveau du LAB.

Ce cisaillement favorise le développement d’instabilités thermiques de type *edge-driven convection*, ainsi qu’un échauffement basal localisé de la lithosphère mantellique. Il contribue ainsi à amplifier les effets des anomalies thermiques héritées de l’orogenèse alpine, en facilitant leur interaction avec la base de la lithosphère continentale.

4. Rôle de la tectonique cisaillante et du drainage magmatique

La genèse des magmas ne suffit pas à expliquer leur expression volcanique : leur remontée et leur stockage sont fortement contrôlés par la tectonique lithosphérique. Dans le Massif central, les failles transformantes et cisaillantes liées aux variations spatiales des taux d’accrétion océanique atlantique ont engendré un réseau de structures majeures orientées globalement N110°E.

Ces structures cisaillantes s’accompagnent de systèmes de failles secondaires de type Riedel (R, R’, P et T), qui augmentent considérablement la perméabilité de la lithosphère. Elles constituent des drains efficaces pour la remontée des magmas depuis le manteau lithosphérique et la base de la croûte. Par ailleurs, ces zones de cisaillement sont à l’origine de bassins extensifs de type *pull-apart*, tels que la Limagne, où l’amincissement crustal favorise à la fois le stockage magmatique et l’expression volcanique.

5. Expression volcanique : le cas du Mont-Dore

Dans ce cadre, le massif volcanique du Mont-Dore apparaît comme l’expression de pulses magmatiques successifs, résultant de la superposition de plusieurs contrôles : forçage thermique profond hérité de l’orogenèse alpine, déclenchement de la fusion au niveau du LAB dans un manteau lithosphérique métasomatisé, et drainage tectonique contrôlé par un réseau de failles cisaillantes. Cette combinaison explique la diversité pétrologique observée, depuis les termes alcalins jusqu’aux compositions hyperalcalines, ainsi que le caractère discontinu et spatialement hétérogène du volcanisme.

Conclusion

Le magmatisme du Mont-Dore et, plus largement, du Massif central, résulte d’un couplage étroit entre héritages géodynamiques alpins, dynamique lithosphère–asthénosphère et contrôle tectonique cassant. Il illustre de manière exemplaire comment une lithosphère continentale froide et métasomatisée peut agir comme un amplificateur et un révélateur de perturbations mantelliques profondes, plutôt que comme un simple passif thermique.