SansTitre

Volume 19 - Numéro 2 - 2008
Téphras et séquences quaternaires
Journée AFEQ/SGF ( 6 novembre 2006)
Jean-François Pastre

Note de la Direction de la Publication : Suite à une erreur de l'imprimeur les manuscrits de ce numéro ont été imprimés sans les corrections demandées par les auteurs. Une seconde version des résumés avec les corrections des auteurs apparaît derrière la première lorsqu'il y a lieu (en violet).

Didier MIALLIER, Pierre BOIVIN, Thierry PILLEYRE, Lucie CHOUPIN, Delphine MALTERRE & Serge SANZELLE

LES TÉPHRAS DU PARIOU (CHAÎNE DES PUYS, FRANCE) : NOUVELLES OBSERVATIONS SUR LA DISPERSION PROXIMALE, APPORTS TÉPHROSTRATIGRAPHIQUES. 87-96
THE PARIOU TEPHRA (CHAÎNE DES PUYS, FRANCE): NEW OBSERVATIONS ON THE PROXIMAL DEPOSITS, THEIR CONTRIBUTION TO TEPHROSTRATIGRAPHY

RÉSUMÉ : Le puy de Pariou est un volcan âgé de 9500 ans environ, caractérisé par une évolution concomitante de son magma et de son dynamisme. Durant la première phase, des éruptions à forte composante phréatomagmatique construisent un anneau de tufs à faciès de débourrage dont le magma juvénile, d’abord trachytique, évolue en trachy-andésite avec émission de coulées de lave. La seconde phase est celle de l’édification d’un cône strombolien qui se superpose à l’anneau de tufs, avec un magma de trachy-andésite basaltique.
De nouvelles observations mettent en évidence une anisotropie dans la dispersion des téphras à l’échelle de quelques kilomètres : ceux qui correspondent à l’anneau de tufs initial sont beaucoup plus développés à l’ouest et au sud-ouest du volcan que dans les autres directions. A l’opposé, les derniers produits liés à l’édification du cône, sont rares et n’ont été observés que vers l’est et le sud-est. La formation occidentale, dont la puissance atteint localement 6 m, est constituée d’une succession de couches décimétriques de lapilli à faciès de débourrage représentant une alternance de phases phréatomagmatiques ou magmatiques. Elles débutent par un lit pluri-décimétrique de ponces claires, de nature trachytique. L’épaisseur de la formation, qui s’est en partie mise en place sous forme de déferlantes, varie fortement en fonction du relief, suivant des effets de congère et de canalisation.
L’identification facile de la séquence en fait un bon repère stratigraphique, des exemples inédits en sont donnés : les tufs phréatomagmatiques du cratère du Nid de la Poule se situent sur cette formation et le sommet du puy de Côme est dessous ; une large faille de 1,6 m de largeur, orientée sensiblement N-S, s’est ouverte dans une ancienne coulée de lave au sud du puy Filhu après le dépôt des téphras du Pariou, ce qui suggère l’occurrence récente d’un événement tectonique.

ABSTRACT: The Puy Pariou, a volcano aged c. 9,500 y, is characterised by a simultaneous evolution of both its magma and dynamism in the course of the eruptions. During the first phase, explosions that were marked by a significant phreatomagmatic contribution, have built a tuff ring, the magma of which evolved from a trachyte composition to a trachyandesite one. The second phase corresponded to the construction of a strombolian cone, with basaltic trachyandesite lava, the “Nouveau Pariou”.
New field observations on the Pariou tephras have evidenced anisotropy of their spatial distribution. The tephras connected with the first phase show a south and western tropism, whereas, at the opposite, the tephras from the strombolian phase are very scarce and were observed only eastwards of the volcano.
The western formation, which is locally thicker than 6 m, is constituted of many lapilli layers, 5 to 40 cm thick. Most of those layers have a mixed composition of fresh lava, old lava and lithics, which exhibit magmatic or phreatomagmatic features. The basis of the formation is a remarkable bed of light coloured pumice lapilli, the thickness of which is between 10 and 40 cm.
Those tephras are not evenly distributed. On the contrary, their amount appears to be strongly dependent on the relief, thus indicating a prominent role of surges in the process of deposition.
Since identification of the Pariou tephras is easy, they can be considered as a useful stratigraphic marker in the centre of the Chaîne des Puys. New examples are given: (i) the Nid de la Poule, a basalt phreatomagmatic crater, which had not yet been dated, is younger than the Pariou; (ii) the puy de Côme, a trachyandesite cone for which a TL age of c 7600 y has previously been published is older than the Pariou and (iii), at 3,000 m SW of the Pariou, a 1.60 m wide fault opened through an old unidentified lava flow, after the Pariou eruption, thus suggesting the occurrence of a recent tectonic event.

Gérard VERNET & Jean-Paul RAYNAL

LA FORMATION DE MARSAT ET LE TÉPHRA CF7, MARQUEURS DISTAUX D’ÉRUPTIONS TRACHYTIQUES VIOLENTES DE LA CHAÎNE DES PUYS AU BORÉAL. 97-106
THE MARSAT FORMATION AND THE CF7 TEPHRA, DISTAL MARKERS OF VIOLENT TRACHYTIC ERUPTION OF THE CHAINE DES PUYS DURING THE BOREAL PERIOD.

RÉSUMÉ : Deux marqueurs distaux d’éruptions trachytiques violentes ont été découverts en relation de contemporanéité avec des niveaux archéologiques mésolithiques. Le premier, identifié en 1995, est une coulée boueuse synéruptive, identifiée en bordure de Limagne, au sein de la Formation de Marsat, à plus de onze kilomètres de son volcan source le puy Chopine. Le second, Téphra de la Rodde ou Téphra CF7, observé depuis 1997 sur plusieurs coupes de Limagne, présente un faciès original à fragments trachytiques anguleux centimétriques, témoins de l’explosion d’un dôme trachytique, mis en place par retombée directe ou inclus dans des faciès proximaux de coulées pyroclastiques. Au cours du Boréal, la Limagne occidentale a donc enregistré au moins deux épisodes éruptifs trachytiques violents de la Chaîne des Puys. Ces éruptions ont touché directement des occupations mésolithiques et ont affecté profondément les biotopes.

ABSTRACT: Two eruptive markers of trachytic geochemistry have been identified in close relationships with Mesolithic archaeological layers. A syneruptive mudflow related to the eruption of puy Chopine was identified in 1995 at Marsat, eleven kilometres from the source-volcano, on the Limagne border. Another tephra, named Tephra de la Rodde or CF7, has been observed since 1997 in several sections in the Limagne plain. It is characterized by angular centimetric fragments generated by a dome explosion, either included in pyroclastic flows or emitted as a fall. During the Boreal, two main violent trachytic eruptions of the Chaîne des Puys had a direct impact upon environments and Mesolithic occupations of the Limagne.

RÉSUMÉ
Deux marqueurs distaux d’éruptions trachytiques violentes ont été découverts en relation de contemporanéité avec des niveaux archéologiques épipaléolithiques et mésolithiques. Le premier, identifié en 1995, est une coulée boueuse synéruptive, identifiée en bordure de Limagne, au sein de la Formation de Marsat, à plus de onze kilomètres de son volcan source le puy Chopine. Le second, Téphra de la Rodde ou Téphra CF7, observé depuis 1997 sur plusieurs coupes de Limagne, présente un faciès original à fragments trachytiques anguleux centimétriques, témoins de l’explosion d’un dôme trachytique, mis en place par retombée directe ou inclus dans des faciès proximaux de coulées pyroclastiques. Au cours du Boréal, la Limagne occidentale a donc enregistré au moins deux épisodes éruptifs trachytiques violents de la Chaîne des Puys. Ces éruptions ont touché directement des occupations mésolithiques et ont affecté profondément les biotopes.
ABSTRACT
Two eruptive markers of trachytic geochemistry have been identified in close relationships with Epipalaeolithic and Mesolithic archaeological layers. A syneruptive mudflow related to the eruption of puy Chopine was identified in 1995 at Marsat, eleven kilometres from the source-volcano, on the Limagne border. Another tephra, named Tephra de la Rodde or CF7, has been observed since 1997 in several sections in the Limagne plain. It is characterized by angular centimetric fragments generated by a dome explosion, either included in pyroclastic flows or emitted as a fall. During the Boreal, two main violent trachytic eruptions of the Chaîne des Puys had a direct impact upon environments and Mesolithic occupations of the Limagne.

Evelyne DEBARD & Jean-François PASTRE

NOUVELLES DONNÉES SUR LES TÉPHRAS PLÉISTOCÈNES PIÉGÉS DANS LES REMPLISSAGES KARSTIQUES ARDÉCHOIS (SE FRANCE). 107-116
NEW DATATION ON THE PLEISTOCENE TEPHRA TRAPPED IN THE KARSTIC INFILLINGS OF ARDÈCHE (SE, FRANCE).

RÉSUMÉ : Des retombées volcaniques issues soit du Mont-Dore, soit du Vivarais ont été découvertes dans plusieurs sites karstiques de la Basse-Ardèche. Après celle d’Orgnac 3 liée au paroxysme terminal du Sancy autour de 0,3 Ma et celle de la Baume Moula issue, il y a 72 ± 12 ka, d’un maar appartenant au volcanisme Pléistocène supérieur de l’Ardèche, deux nouvelles retombées volcaniques ont été mises en évidence dans l’aven Marzal II. Dans la partie moyenne du remplissage, une association zircon – sphène est caractéristique d’un volcanisme différencié typique du Mont-Dore, et pourrait être corrélée avec des émissions de pyroclastites situées vers 0,45 Ma. Dans la partie supérieure du remplissage, un autre type de retombée volcanique apparaît nettement avec des minéraux (olivine, othopyroxènes, diopside, clinopyroxène brun) issus d’un volcanisme basaltique à enclaves mantelliques. Cette association est typique d’une retombée phréatomagmatique liée sans doute à l’éruption d’un maar du Vivarais. Les données biochronologiques et 14C la rattachent à la phase récente de ce volcanisme, entre 40 000 et 30 000 ans. Enfin, l’aven du Devès de Reynaud renferme un téphra d’origine phréatomagmatique, à relier probablement au volcanisme du Vivarais. Ces découvertes montrent l’intérêt du milieu karstique, favorable à la conservation de phénomènes dynamiques inconnus en surface.

ABSTRACT: Volcanic ash-falls from Mont-Dore or Vivarais volcanoes have been discovered in different karstic sites of the “Basse-Ardèche” region. After the ash-fall of the Sancy volcano dated ca. 0.3Ma described in Orgnac 3 aven and the ash-fall from an Upper Pleistocene Ardèche maar, 72 ± 12 ka ago, found in the Moula rock-shelter, two new tephra have been discovered in the Marzal II aven. The middle part of the filling includes a zircon-sphène association which is typical of a Mont-Dore differentiated volcanism and could be connected with pyroclastic outbursts ca. 0.45 Ma old. In the upper part of the filling, other minerals such as olivine, orthopyroxenes, diopside, brown clinopyroxene, correspond to a basaltic volcanism with mantellic enclaves. This association is typical of a phreatomagmatic ash-fall probably emitted by a maar in the Vivarais region. Biochronological and 14C data situate this latter tephra in the most recent phase of the Vivarais volcanism, between 40 - 30 ka. The Devès de Reynaud aven includes a third tephra also emitted during a phreatomagmatic event, probably due to the eruption of a Vivarais maar. These results show the interest of karstic fillings as they preserve the vestige of dynamic events today unknown on land surface.

Anne-Véronique WALTER-SIMONNET, Gilles BOSSUET, Anne-Lise DEVELLE, Carole BÉGEOT, Pascale RUFFALDI, Michel MAGNY, Thierry ADATTE, Michel ROSSY, Jean-Pierre SIMONNET, Jérôme BOUTET, Romain ZEILLER, Jacques-Louis de BEAULIEU, Boris VANNIÈRE, Matthieu THIVET, Laurent MILLET, Bruno REGENT & Chantal WACKENHEIM

CHRONOLOGIE ET SPATIALISATION DE RETOMBÉES DE CENDRES VOLCANIQUES TARDIGLACIAIRES DANS LES MASSIFS DES VOSGES ET DU JURA, ET LE PLATEAU SUISSE. 117-132
CHRONICLE AND DISTRIBUTION OF LATEGLACIAL TEPHRAS IN THE VOSGES AND JURA MOUNTAINS, AND THE SWISS PLATEAU.

RÉSUMÉ : L’établissement d’une chronologie précise des différents événements climatiques du Tardiglaciaire et de l’Holocène nécessite l’emploi de différents moyens de datation. Parmi ceux-ci, la téphrochronologie apparaît comme un outil permettant à la fois une datation précise et une synchronisation à l’échelle inter-régionale de ces événements.
Dans le cadre de l’étude de l’enregistrement des variations du climat ayant régné en Europe de l’Ouest durant les 20 000 dernières années, des niveaux de téphras et de « cryptotéphras » ont été détectés dans des remplissages de lacs situés dans les massifs du Jura, des Vosges et sur le Plateau suisse. Certains de ces niveaux étant invisibles à l’oeil nu, leur détection a été rendue possible grâce à l’emploi de la mesure de la susceptibilité magnétique à un pas de 5 mm.
Nos observations permettent de compléter l’extension géographique de la bordure ouest du nuage de dispersion méridional du Laacher See Tephra (env. 12900 ans, Eifel, Allemagne) déjà observé dans d’autres remplissages lacustres du Jura et de l’Europe de l’Ouest et du Nord. Dans les sites étudiés, les échardes de verre volcanique présentent des compositions chimiques comparables à celles des phases les plus jeunes du Laacher See Tephra. D’autres niveaux de téphras, non répertoriés jusqu’à présent dans cette région, ont été détectés et caractérisés. Deux niveaux, très discrets et uniquement présents dans les sites du massif du Jura et du Plateau suisse, sont caractérisés par des âges et compositions chimiques de phénocristaux compatibles avec les produits émis par le Puy de la Nugère (Chaîne des Puys, France) pendant l’Allerød (autour de 13300 ans). Les sites du massif des Vosges, quant à eux, sont caractérisés par l’occurence d’un téphra rhyolitique, le Vedde Ash (env. 12000 ans), déposé durant le Dryas récent. Actuellement, il s’agit là de l’occurence la plus méridio-occidentale de ce téphra. Nos résultats complètent la téphrochronologie tardiglaciaire de l’Est de la France et offrent donc un « pont » chronologique supplémentaire entre les séquences sédimentaires nord- et centreeuropéennes et celles situées plus à l’ouest. Ils soulignent l’importance du Laacher See Tephra et du Vedde Ash pour les études paléoenvironnementales dans cette partie de l’Europe puisque ces deux téphras encadrent la limite Allerød - Dryas récent et permettent, pour cet intervalle de temps, de pallier l’absence de données radiochronologiques.

ABSTRACT: Establishment of a precise chronicle of the lateglacial and holocene climatic variations requires the use of various dating methods. Among them, tephrochronology allows high-resolution dating and synchronization of these events at a regional scale and sometimes at a continental scale.
Study of the record of the climatic variations occuring in western Europe since twenty thousands years leads to the discovery of tephras levels and “cryptotephras” in sediments cored in lakes from the Jura and Vosgesmountains, and the Swiss plateau. Some of these levels are invisible to the naked eye. Their detection was obtained using magnetic susceptibility measurement with a 5 mm step along the cores.
Our observations allow to complete the western boundary of the southern distribution of the Laacher See Tephra (ca. 12,900 yr, Eifel, Germany). This tephra has been already described in others lacustrine sequences from the Jura and the western and northern Europe. In the sites we have studied, the volcanic glass shards show geochemical compositions comparable to those of the youngest phases of the Laacher See Tephra eruption. Other tephra levels, never described in this region until then, have been detected and characterized. Two very discrete tephra levels, only observed in sites from the Jura and the Swiss plateau, present ages, mineral assemblages and chemical compositions close to those of tephras that were emitted by the Puy de la Nugère (Chaîne des Puys, France) during the Alleröd (about 13,300 yr). Sites from the Vosges mountains are characterized by the occurrence of the rhyolitic Vedde Ash (ca. 12,000 yr, from the icelandic Katla volcano), deposited during the Younger Dryas. Presently, this is the most southwestern occurrence of the Vedde Ash. Our data make up the Eastern France Lateglacial tephrochrology and offer an additional chronological bridge between sedimentary sequences from northern and central Europe and those situated more westerly. They show the importance of the Laacher See Tephra and the Vedde Ash for palaeoenvironmental studies in western Europe since they are flanking the Alleröd-Younger Dryas transition and allow to compensate the lack of radiochronological data.

Anne-Véronique WALTER-SIMONNET , Gilles BOSSUET , Anne-Lise DEVELLE , Carole BÉGEOT , Pascale RUFFALDI, Michel MAGNY, Thierry ADATTE, Michel ROSSY, Jean-Pierre SIMONNET, Jacques-Louis de BEAULIEU, Boris VANNIÈRE, Matthieu THIVET, Laurent MILLET, Bruno REGENT & Chantal WACKENHEIM
RÉSUMÉ
L’établissement d’une chronologie précise des différents événements climatiques du Tardiglaciaire et de l’Holocène nécessite l’emploi de différents moyens de datation. Parmi ceux-ci, la téphrochronologie apparaît comme un outil permettant à la fois une datation précise et une synchronisation à l’échelle inter-régionale de ces événements. Dans le cadre de l’étude de l’enregistrement des variations du climat ayant régné en Europe de l’Ouest durant les 20 000 dernières années, des niveaux de téphras et de « cryptotéphras » ont été détectés dans des remplissages de lacs situés dans les massifs du Jura, des Vosges et sur le Plateau suisse. Certains de ces niveaux étant invisibles à l’oeil nu, leur détection a été rendue possible grâce à l’emploi de la mesure de la susceptibilité magnétique à un pas de 5 mm.
Nos observations permettent de compléter l’extension géographique de la bordure ouest du nuage de dispersion méridional du Laacher See Tephra (env. 12900 ans, Eifel, Allemagne) déjà observé dans d’autres remplissages lacustres du Jura et de l’Europe de l’Ouest et du Nord. Dans les sites étudiés, les échardes de verre volcanique présentent des compositions chimiques comparables à celles des phases les plus jeunes du Laacher See Tephra. D’autres niveaux de téphras, non répertoriés jusqu’à présent dans cette région, ont été détectés et caractérisés. Deux niveaux, très discrets et uniquement présents dans les sites du massif du Jura et du Plateau suisse, sont caractérisés par des âges et compositions chimiques de phénocristaux compatibles avec les produits émis par le Puy de la Nugère (Chaîne des Puys, France) pendant l’Allerød (autour de 13300 ans). Les sites du massif des Vosges, quant à eux, sont caractérisés par l’occurence d’un téphra rhyolitique, le Vedde Ash (env. 12000 ans), déposé durant le Dryas récent. Actuellement, il s’agit là de l’occurrence la plus méridio-occidentale de ce téphra. Nos résultats complètent la téphrochronologie tardiglaciaire de l’Est de la France et offrent donc un « pont » chronologique supplémentaire entre les séquences sédimentaires nord- et centre-européennes et celles situées plus à l’ouest. Ils soulignent l’importance du Laacher See Tephra et du Vedde Ash pour les études paléoenvironnementales dans cette partie de l’Europe puisque ces deux téphras encadrent la limite Allerød - Dryas récent et permettent, pour cet intervalle de temps, de pallier l’absence de données radiochronologiques.
Mots-clés : Téphrochronologie, Laacher See Tephra, Vedde Ash, Chaîne des Puys, Tardiglaciaire, Vosges, Jura, Suisse.
ABSTRACT
Establishment of a precise chronicle of the lateglacial and holocene climatic variations requires the use of various dating methods. Among them, tephrochronology allows high-resolution dating and synchronization of these events at a regional scale and sometimes at a continental scale. Study of the record of the climatic variations occuring in western Europe since twenty thousands years leads to the discovery of tephras levels and “cryptotephras” in sediments cored in lakes from the Jura and Vosgesmountains, and the Swiss plateau. Some of these levels are invisible to the naked eye. Their detection was obtained using magnetic susceptibility measurement with a 5 mm step along the cores.
Our observations allow to complete the western boundary of the southern distribution of the Laacher See Tephra (ca. 12,900 yr, Eifel, Germany). This tephra has been already described in others lacustrine sequences from the Jura and the western and northern Europe. In the sites we have studied, the volcanic glass shards show geochemical compositions comparable to those of the youngest phases of the Laacher See Tephra eruption. Other tephra levels, never described in this region until then, have been detected and characterized. Two very discrete tephra levels, only observed in sites from the Jura and the Swiss plateau, present ages, mineral assemblages and chemical compositions close to those of tephras that were emitted by the Puy de la Nugère (Chaîne des Puys, France) during the Alleröd (about 13,300 yr). Sites from the Vosges mountains are characterized by the occurrence of the rhyolitic Vedde Ash (ca. 12,000 yr, from the icelandic Katla volcano), deposited during the Younger Dryas.
Presently, this is the most southwestern occurrence of the Vedde Ash. Our data make up the Eastern France Lateglacial tephrochrology and offer an additional chronological bridge between sedimentary sequences from northern and central Europe and those situated more westerly. They show the importance of the Laacher See Tephra and the Vedde Ash for palaeoenvironmental studies in western Europe since they are flanking the Alleröd-Younger Dryas transition and allow to compensate the lack of radiochronological data.

Etienne JUVIGNÉ , Elizabeth TALLIER, Paul HAESAERTS & Stéphane PIRSON

UN NOUVEAU STRATOTYPE DU TÉPHRA DE ROCOURT DANS LA CARRIÈRE DE ROMONT (EBEN/ BASSENGE, BELGIQUE). 133-139
A NEW STRATOTYPE OF THE ROCOURT TEPHRA IN THE ROMONT QUARRY (EBEN/ BASSENGE, BELGIUM).

RÉSUMÉ : Le Téphra de Rocourt est le produit d’une éruption phréatomagmatique survenue dans l’Eifel occidental. Dans les coupes de loess de Moyenne Belgique, il fait partie intégrante du Complexe humifère de Remicourt sus-jacent au Sol de Rocourt. L’ensemble constitue une séquence de référence dans la stratigraphie des loess d’Europe occidentale, couvrant l’Eemien et le début du Weichselien. Pour des raisons diverses, ce double complexe pédosédimentaire n’est plus guère accessible dans les sites où il a été décrit au cours de la deuxième moitié du 20e siècle. Un nouvel affleurement vient d’être mis au jour dans la carrière de Romont à Eben/Bassenge (Belgique). Ce dernier est particulièrement stable, car il est largement développé sur une paroi qui correspond à une des limites de concession de l’exploitation. Il constitue ainsi un stratotype durable.

ABSTRACT: The Rocourt Tephra is the product of a phreatomagmatic eruption that has occurred in theWest Eifel volcanic field. In the loess sections of Middle Belgium, it is spread within the ‘Complexe humifère de Remicourt’ (‘Humiferous Complex of Remicourt’) that overlies the ‘Rocourt Soil’, which is the reference sequence of the loess stratigraphy in Western Europe. Together, the Rocourt Soil and the ‘Humiferous Complex of Remicourt’ cover the Eemian and the EarlyWeichselian. For various causes, that succession of paleosols does not outcrop anymore in the different sites where it has been found within the second half of the past century. A new outcrop was recently discovered in the C.B.R. quarry of Romont at Eben/Bassenge (Belgium). The latter is peculiarly stable because it is exhibited on a wall that constitutes one of the limit of the quarry, so that it will be a sustainable stratotype.

Cécile CHAPON , Jean-Jacques BAHAIN , Yonas BEYENE , Jean-Baptiste BILCOT , Christophe GUY , Michel JULLIEN , Henry de LUMLEY & Olivier PROVITINA

LE TUF FJ-1 DE FEJEJ (SUD-OMO, ÉTHIOPIE) : NOUVELLES CORRÉLATIONS TÉPHROSTRATIGRAPHIQUES SUR LA BASE DE LA GÉOCHIMIE AVEC LES FORMATIONS PLIO-PLÉISTOCÈNES DU BASSIN DE L’OMO-TURKANA. 141-146
FEJEJ FJ-1 TUFF (SOUTH-OMO, ETHIOPIA): NEW TEPHROSTRATIGRAPHICAL CORRELATIONS BASED ON GEOCHEMICAL COMPOSITIONS WITH THE PLIO-PLEISTOCENE FORMATIONS FROM THE OMO-TURKANA BASIN

RÉSUMÉ : Quatre affleurements isolés de cendres volcaniques pures ont été observés dans la région de Fejej (Sud-Omo, Ethiopie) dont le tuf FJ-1, initialement corrélé avec le tuf H-1 de la formation sédimentaire de Shungura. Présentée ici, la nouvelle composition chimique obtenue par fluorescence X du tuf FJ-1 confirme l’enregistrement d’un seul évènement volcanique et d’un unique dépôt de cendres tronqué par l’érosion. Le tuf FJ-1 de Fejej peut donc être corrélé avec le tuf G-29, situé au sommet du membre G de la formation de Shungura, lui-même rapproché du tuf Borana rencontré dans le membre Burgi de la formation sédimentaire de Koobi Fora, ou avec le tuf H-1. En relation avec la magnétostratigraphie et la biostratigraphie, le tuf FJ-1 a donc un âge compris entre 1,95Ma, âge de la limite inférieure de la zone de polarité d’Olduvai, et 1,90 ± 0,03Ma, âge estimé du tuf H, situé au-dessus du tuf G-29 dans la formation de Shungura. Les corrélations téphrostratigraphiques proposées démontrent que les dépôts fluviatiles dans lesquels se trouve le site de culture pré-oldowayenne de la localité FJ-1, sont contemporains de la base du membre Burgi supérieur de la formation de Koobi Fora et du membre G supérieur ou de la base du membre H de la formation de Shungura.

ABSTRACT: Four isolated outcrops containing only volcanic glass shards were mentioned in the Fejej area (South-Omo, Ethiopia). Among them the FJ-1 tuff, was initially correlated with the basal H member of the Shungura formation. The new chemical composition obtained by X-ray fluorescence confirms the existence of a single volcanic event and an unique tuff truncated by erosion. The FJ-1 tuff could thus be correlated with the G-29 tuff in upper G member of the Shungura formation, itself correlated with the Borana Tuff intercalated in the Burgi Member of the Koobi Fora formation, or with the H-1 tuff. In agreement with the magnetostratigraphy and the biostratigraphy, the FJ-1 tuff is dated between 1,95 Ma, age of the lower limit of the Olduvai subchron, and 1,90 ± 0,03 Ma, the estimated age of the H tuff, located above the G-29 tuff in the Shungura Formation. The proposed tephrostratigraphical correlation demonstrates that the fluvial sediments and the archaeological level C1 of the FJ-1 locality are contemporaneous with the base of Upper Burgi member of the Koobi Fora Formation and with the Upper G member or basal H member of the Shungura Formation.

Bernard PLATEVOET , Stéphane SCAILLET , Hervé GUILLOU, Dominique BLAMART, Sébastien NOMADE, Marc MASSAULT, André POISSON, Ömer ELITOK, Nevzat ÖZGÜR, Fuzuli YAGMURLU & Kamil YILMAZ

PLEISTOCENE ERUPTIVE CHRONOLOGY OF THE GÖLCÜK VOLCANO, ISPARTA ANGLE, TURKEY. 147-156
CHRONOLOGIE DES ÉPISODES VOLCANIQUES PLÉISTOCÈNE DU VOLCAN GÖLCÜK, ANGLE D’ISPARTA, TURQUIE

ABSTRACT: In the Eastern Mediterranean region, the Isparta volcanic belongs to the post-collisional alkali-potassic to ultrapotassic magmatism active since the Miocene in this part of the Anatolian peninsula from Afyon to Isparta. In the so-called Isparta Angle (IA) the magmatism is contemporaneous with an extensional regime intiated during Late Miocene and active throughout the Pliocene and Quaternary. Previous K/Ar dating performed on lavas suggested that potassic-ultrapotassic magmatism occurred between 4.7 to 4 Ma. However, a more recent (Quaternary) activity of the Gölcük volcano is evidenced by the present-day morphology and field evidence although it remained undated and poorly studied so far. Field mapping and new radiometric data indicate that the main volcano-forming stages of the Gölcük volcano consist of three main eruptives cycles. (1) Cycle I, represented by more than 200m-thick pyroclastic flow deposits occasionally separated by paleosoils and corresponding to caldera-forming ignimbritic eruptions. (2) Cycle II, consisting of tephriphonolite lava dome-flows extruded throughout the caldera and currently found along the rim of the present crater. (3) Cycle III made up of tuff-ring deposits related to several phreatoplinian eruptions of a maar-type volcanic activity. This youngest cycle ends with trachytic domes protruding within the maar crater. Unspiked 40K/40Ar dating on mesostasis was performed on lavas (tephriphonolites and trachytic domes), and complemented by preliminary 40Ar/39Ar data on tep hra deposits (sanidine). Our preliminary results show that the entire activity of Gölcük volcano took place during the Pleistocene and was disconnected from the older Pliocene volcanism. This volcanic activity can be considered as a new volcanic cycle, starting (Cycle I) around 200 ka with major explosive, regional-scale, events represented by at least six ignimbrites sheets. Cycle II occurred between 115 ± 3 ka to 62 ± 2 ka with probably some associated tephra deposits. Tuff-ring of Cycle III formed from 72.7 ± 4.7 ka to 24 ± 2 ka. The associated phreatoplinian eruptions have almost entirely destroyed the previously formed flow-dome. This latest activity corresponds to several volcanic crises as illustrated by the two domes protrusions separated by about 30 ka. The volcanic history of Gölcük ceased around 24 ka ± 2 ka, but the periodicity of eruptive events appears to be long and complex. Currently, the volcano is at rest, but there is no doubt that the Isparta town (more than 120 000 people) built on top of the most recent tephra falls is exposed to a major volcanic hazard in the future.

RÉSUMÉ : En Méditerranée Orientale, la région active d’Isparta est le siège d’un magmatisme alcalin lié à la distension affectant cette partie de la Péninsule Anatolienne depuis le Miocène supérieur. Le volcanisme Pliocène est alcalin et très potassique, depuis des magmas lamprophyriques à lamproïtiques, jusqu’à des téphriphonolites et des trachytes. La construction du volcan Gölcük au sud d’Isparta marque le début d’un nouveau cycle éruptif après une longue période d’arrêt et d’érosion. L’étude morpho-structurale du volcan couplée aux datations 40K/40Ar sur lave et 39Ar/40Ar sur monograin de feldspath-K indique une histoire éruptive complexe, nettement plus jeune que l’activité antérieure (Pliocène). Ces résultats
préliminaires montrent que l’activité volcanique du Gölcük est située dans le Pléistocène supérieur (Paléolithique) entre environ 200 ka et 24 ka. Trois cycles volcaniques majeurs sont reconnus : (1) Cycle I débutant vers 200 ka avec des éruptions ignimbritiques majeures avec un ensemble de coulées pyroclastiques trachytiques comblant les paléo-vallées ouvertes dans les formations sédimentaires et les formations volcaniques d’âge pliocène ; (2) Cycle II avec un épisode effusif de faible importance succède entre 115 ± 3 ka et 62 ± 2 ka à l’activité explosive initiale avec la mise en place d’un édifice central constitué de dômes-coulées téphri-phonolitiques ; (3) Cycle III entre 70 ka et 24 ka, l’activité devient phréatoplinienne et suit de près le cycle précédent. Le dynamisme éruptif phréatomagmatique est celui d’un maar formé d’un large cratère d’explosion entouré d’un anneau de tufs. La dernière crise volcanique se termine par l’extrusion de plusieurs dômes de trachyte dans le cratère et de téphras associés, de nouvelles coulées pyroclastiques se mettent vraisemblablement en place vers le nord-ouest. Les données de terrain et les âges 40Ar/39Ar disponibles indiquent que ces dernières manifestations (construction du maar) sont très récentes et sub-contemporaines du dernier niveau de retombées ponceuses sous les immeubles de la ville et des dômes de lave intra-caldeira. Cet âge récent est confirmé par un âge 14C obtenu sur des bois carbonisés. La morphologie du volcan actuel est relativement bien conservée, malgré l’érosion très active qui remodèle déjà partiellement les pentes. La reprise éventuelle de l’activité du volcan constituerait un risque majeur à l’échelle de la région et en particulier pour la ville d’Isparta établie au pied de l’édifice, notamment sur les coulées pyroclastiques et les retombées ponceuses les plus récentes.

Etienne JUVIGNÉ, Jean-Claude THOURET, Isabelle LOUTSCH, Sébastien LAMADON, Manfred FRECHEN, Michel FONTUGNE, Marco RIVERA, Jasmine DÁVILA & Jersy MARIÑO

RETOMBÉES VOLCANIQUES DANS DES TOURBIÈRES ET LACS AUTOUR DU MASSIF DES NEVADOS AMPATO ET SABANCAYA (PÉROU MÉRIDIONAL, ANDES CENTRALES). 157-173
VOLCANIC ASH-FALLS IN PEAT-BOG AND LAKES AROUND NEVADOS AMPATO AND SABANCAYA MASSIF (SOUTHERN PERU, CENTRAL ANDES)

RÉSUMÉ : Des recherches multidisciplinaires ont été réalisées à partir de coupes et carottes extraites de tourbières et d’un lac, au Pérou méridional, dans la région volcanique du massif des Nevados Ampato, Sabancaya et Hualca Hualca, proche du canyon du Río Colca et de la ville d’Arequipa. L’objectif majeur de la présente recherche est de compléter la partie holocène d’un modèle téphrostratigraphique du Pérou méridional, portant sur les cinquante derniers milliers d’années. Les sites étudiés sont plus particulièrement la grande tourbière de Sallalli et les rives de la Laguna Mucurca. La tourbière de Sallalli se trouve sur le piémont oriental du Massif Ampato-Sabancaya ; elle a été barrée par des moraines remontant à la dernière glaciation ainsi que par des coulées de lave au SE. La séquence tourbeuse de Sallalli comprend au moins cinq téphras. Les niveaux les plus récents consistent en retombées pliniennes de verres rhyolithiques dont l’attribution est discutée entre l’éruption du Huaynaputina en 1600AD et une autre duMisti qui a eu lieu entre 800 cal BC et 200 cal AD. Les autres téphras sont des produits hétérogènes d’origine phréatomagmatique émis probablement par le Sabancaya, voire l’Ampato pendant les périodes respectives suivantes : 150 cal AD à 100 cal BC, 150 à 420 cal BC, 2100 à 2500 cal BC et 7420 à 7750 cal BC. Les dépôts lacustres récents de la Laguna Mucurca à l’ouest du Nevado Ampato renferment notamment un téphra hétérogène d’une éruption phréatomagmatique, qui aurait eu lieu entre 920 et 760 cal BC ; il serait issu de l’un des cônes proches, situé dans le champ des volcans monogénétiques de Huambo sur la marge sud du Río Colca.

ABSTRACT: Multidisciplinary investigations have been carried out on sections and sediment cores from a lake and peat bogs in theWestern Cordillera in the Central Andes of Southern Peru, around Nevados Ampato, Sabancaya and Hualca Hualca volcanic massif. More than 850,000 inhabitants of the city of Arequipa and the Colca valley are concerned by further activities of those volcanoes. The aim of the current study is to complete the Holocene tephrostratigraphical model for southern Peru in which about 40 tephras are distributed within the past 50,000 years. The tephras described in this paper have been discovered in two sites: the large peat-bog of Sallalli at the southern piedmont of the Sabancaya volcano, and the Laguna Mucurca, a salar (brine lake) 15 kmW of Nevado Ampato. The Sallalli peat-bog is located in a glacially shaped piedmont, which has been dammed by recent moraines and lava flows 10 km SE of the summit of Nevado Sabancaya. The peat section, which spans a large part of the Holocene period (since ca. 9650 yr), encompasses at least five tephras. The most recent ones consist in plinian ash-falls caracterized by rhyolitic glass shards that can be linked either with the AD 1600 eruption of the Huaynaputina volcano (120 km to the ESE) or with an eruption of the Misti volcano (60 km to the SE) that occurred between 800 cal BC and 200 cal AD. The other tephras consist in phreotomagmatic products of local origin likely erupted by the Sabancaya volcano, or by the Ampato volcano, within the periods bracketed as follows: (i) 150 cal AD and 100 cal BC; (ii) 150 and 420 cal BC; (iii) 2100 and 2500 cal BC; and (iv) 7420 et 7750 cal BC. The recent lacustrine deposits of the Laguna Mucurca host traces of a plinian ash-fall from Huaynaputina volcano and a scoriaceous tephra of phreatomagmatic origin. The latter was emplaced between 920 and 760 cal BC. This tephra has probably been produced by one of the neighbouring cones located in the field of monogenic volcanoes close to Huambo on the southern edge of the Río Colca valley.

Etienne JUVIGNÉ, Sébastien BERTRAND, Benjamin HEUSCHEN & Elisabeth TALLIER

TÉPHROSTRATIGRAPHIE DE SÉDIMENTS LACUSTRES SITUÉS EN CONTEXTE GÉODYNAMIQUE ACTIF : EXEMPLE DES SÉDIMENTS DU LAC ICALMA (CHILI, ZONE VOLCANIQUE SUD, 38oS). 175-189
TEPHROSTRATIGRAPHY OF LAKE SEDIMENTS LOCATED IN AN ACTIVE GEODYNAMIC SETTING: LESSONS FROM LAKE ICALMA (CHILE, SOUTHERN VOLCANIC ZONE, 38°S)

RÉSUMÉ : Dans ce travail, nous rapportons les compositions minéralogique et géochimique de couches de téphra présentes dans deux longues séquences sédimentaires prélevées dans le lac Icalma (Chili, Zone Volcanique Sud des Andes). Les deux séquences ont été datées par radiocarbone et couvrent les huits derniers millénaires. En raison de l’intense activité volcanique régionale et de l’effet des vents d’Ouest sur la dispersion de téphras, les sédiments du lac Icalma contiennent un nombre impressionnant de retombées téphriques. Afin de déterminer les compositions minéralogique et géochimique des magmas juvéniles respectifs, nous avons examiné les scories et/ou les ponces de taille supérieure à 420 μm, ce qui permet de s’affranchir de la contamination des téphras par le sédiment hôte. Nos résultats démontrent qu’un seul téphra se distingue nettement du reste de la série par ses compositions géochimique (rhyolithe) et minéralogique (essentiellement de l’hypersthène) particulières. Il s’agit du téphra Alpehue, émis par le volcan Sollipulli en 3000 a cal BP. La composition des autres téphras étant relativement homogène, une méthode de corrélation par zone a été utilisée et a permis de dégager deux unités minéralogiques et géochimiques distinctes, en plus du téphra Alpehue. Les téphras de l’unité supérieure consistent en andésite basaltique riche en olivine, tandis que ceux de l’unité inférieure sont des andésites à pyroxènes dominants. Cette démarche a permis de corréler les deux carottes sédimentaires entre elles, et de proposer des corrélations avec des enregistrements palustres et pédologiques plus distaux.

ABSTRACT: In this paper, we document the mineralogical and geochemical composition of tephra layers identified in two long sediment cores (ICA-I and ICA-II) collected in Lake Icalma (Southern Volcanic Zone of the Andes, Chile). The sediment cores have been dated by radiocarbon and cover the last 8000 years. Due to the frequent regional volcanic activity and prevailing westerly winds, the sediments of Lake Icalma contain a large number of tephra deposits (134 in ICA-I and 98 in ICA-II). However, some of these tephras occur in reworked deposits and have therefore been excluded from the present tephrostratigraphic study. Based on the mineralogical composition of grains in the 105-420 μm fraction, it has been demonstrated that the tephra layers are highly contaminated by the host sediment. We therefore separated and analyzed the coarse-grained scoriae and (or) pumices (> 420 μm) to constrain the mineralogical and geochemical composition of the corresponding juvenile magmas. Our results demonstrate that only one tephra, the Alpehue pumice, clearly differs from the rest of the record by its original geochemical (rhyolitic glass) and mineralogical (essentially hyperstene) composition. This tephra was emitted by the Sollipulli volcano in 3000 cal yr BP. In addition, our results demonstrate that the mineralogy and geochemistry of successive tephra layers are generally very similar and don’t permit correlations of individual tephra layers. A method of correlation by group has therefore been used. This method clearly shows two distinct mineralogical and geochemical tephrostratigraphical units, in addition to the Alpehue tephra. Tephras occurring in the upper unit are composed of olivine-rich basaltic andesite, whereas those of the lower unit have a pyroxene-rich andesitic composition. Using this technique, we have been able to correlate the two sediment cores with each other, as well as with more distant peat and soil deposits. In each case the Alpehue tephra is the more reliable tephrostratigraphic marker. This paper demonstrates that the quality of lacustrine tephrostratigraphic records is affected by several parameters such as the direction of prevailing winds, the frequency of volcanic eruptions and the seismic activity. Using tephras deposited in such sedimentary environments forstratigraphic correlations requires the adjustment of classical methods of tephrostratigraphic investigation.