Campagne G IMNAUT : remise en cause du modèle d’interaction point chaud- chaud-dorsale

l’activité magmatique accrue à proximité immédiate de l’axe la CIR vers 19°S, semblant conforter l’hypothèse d’une interaction entre le point chaud de la Réunion et la dorsale.

1.3. Campagne GIMNAUT : remise en cause du modèle d’interaction point chaud-dorsale.

1.3.1. Données acquises lors de la campagne GIMNAUT.

La campagne GIMNAUT (mai-juin 2000, R/V L’Atalante) est la seconde mission

océanographique effectuée avec un submersible grand fond dans l’océan Indien. Les échantillons récoltés devaient d’une part permettre d’affiner la précision des procédés de datation absolue de laves récentes, en combinant et en intercalibrant les méthodes de datation K/Ar sur roche totale et ²³⁸U/²³⁰Th sur minéraux séparés. Ces datations de haute précision sur des échantillons parfaitement contraints en terme de position par rapport à l’axe de la dorsale devaient en outre donner l’occasion de calibrer temporellement les micro-anomalies magnétiques mesurées lors de cette même mission et ainsi d’affiner le géochronomètre magnétique à une résolution de 10-100 Ka. Le site choisi, supposé à l’intersection de l’aire d’influence du point chaud de la Réunion et de la dorsale, offrait également l’opportunité d'étudier l'interaction entre un point chaud et une dorsale lente, d’une part en contraignant les variations géochimiques des laves au cours des derniers 800 Ka et d’autre part en caractérisant l'épaisseur de la croûte par des mesures gravimétriques de surface et de fond.

Deux profils, longs d’une vingtaine de kilomètres et s’étendant sur les paques Indienne et Africaine depuis l’axe de la dorsale jusqu’à la transition de polarité Brunhes-Matuyama (environ 800 Ka), ont été explorés par plongées en submersible (Fig. D1-1b). Ces profils interceptent respectivement l’axe de la dorsale à 19°11’S (coupe nord, 9 plongées, GNT1 à GNT9) et 19°29’S (coupe sud, entre la ride Gasitao et l’alignement de petits volcans, 8 plongées). Trois plongées supplémentaires ont été réalisées afin d’étudier en détail l’axe de la dorsale (Fig. D1-1b). Les plongées ont permis : (i) l'observation géologique directe des caractéristiques lithologiques, volcaniques et tectoniques de la croûte océanique ; (ii) l’acquisition de données de fond gravimétriques (ponctuellement) et magnétiques vectorielles ; et (iii) le prélèvement d’environ 150 échantillons, au niveau d’affleurements espacés de 500 m.

Chapitre D : La dorsale Centrale Indienne I- Introduction

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Ces plongées ont été complétées par 12 dragages, afin d’élargir la région couverte par l’échantillonnage du Nautile (six dragages à l’axe et six à proximité de la ride Gasitao ; Fig. D1-1b).

La description pétrographique des échantillons a été réalisée au cours de la mission GIMNAUT et complétée par l’analyse des principales phases minérales des laves par microsonde électronique (Mathieu Benoît et Marcel Bohn). Les échantillons collectés sont majoritairement des fragments basaltiques de pillow lavas ou de coulées de lave tubulaires. Ils présentent des textures vitreuses à microlitiques, légèrement vésiculaires et aphanitiques à modérément porphyriques en plagioclase (An68-90) et/ou olivine (Fo85-90) (Planche D-A). Trois échantillons sont cependant cumulatifs en olivine (e.g. GNT7-1 ; Planche D-A). La périphérie des phénocristaux de plagioclase montre fréquemment des couronnes réactionnelles (GNT1-5 ; Planche D-A). Beaucoup d’échantillons ont conservé une épaisse bordure vitreuse, relativement fraîche, passant graduellement vers le cœur des échantillons à une texture microlitique ou finement doléritique (évolution hyalopilitique, GNT1-5 ; Planche D-A). Un seul dyke a été prélevé, présentant une texture doléritique fine intergranulaire (GNT7-3 ; Planche D-A), peu différente de celle caractérisant l’intérieur des coulées épaisses, mais affectée par une altération de basse température plus prononcée.

1.3.2. Calage temporel des échantillons à partir des micro-anomalies magnétiques. Les échantillons et les données géophysiques obtenues au cours de la mission GIMNAUT ont fait l’objet de trois thèses (en plus de celle-ci). La thèse de Mitsuko Kitazawa (2006) a permis d’exploiter les enregistrements magnétiques de fond et de surface réalisés le

long des deux profils au cours de la campagne GIMNAUT. Les âges déterminés à partir de la

variation de l’aimantation le long de la coupe nord augmentent progressivement en fonction de la distance à l’axe de la dorsale (Fig. D1-2), suggérant que la relation âge-distance n’est perturbée ni par des redoublements tectoniques ni par l’occurrence de volcanisme hors-axe. Les datations radiochronologiques des échantillons étant toujours en cours d’acquisition, le calage temporel des évènements magnétiques reconnus le long des profils fournit donc pour l’instant le seul cadre de référence permettant de contraindre l’évolution dans le temps de la chimie des laves émises à l’axe à partir des variations géochimiques observées le long du profil nord (Fig. D1-2).

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1.3.2. Remise en cause de l’influence du point chaud de la Réunion sur la dorsale CIR à 19°S.

La thèse de François Nauret (2004) et la publication liée à ses travaux (Nauret et al., 2006) ont apporté un regard nouveau sur l’hétérogénéité chimique des basaltes émis à l’axe de la CIR vers 19°S. En effet, Nauret (2004) a obtenu des mesures de haute précision des compositions isotopiques du plomb des échantillons récoltés par dragues et plongées à l’axe de la dorsale et le long de la ride volcanique Gasitao. Les compositions isotopiques en Pb des échantillons prélevés à l’axe ne peuvent être expliquées par une contamination du manteau

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indien par un composant enrichi lié au panache de la Réunion et remettent donc en cause le modèle d’interaction point chaud-dorsale traditionnellement proposé. Nauret et al. (2006) expliquent donc l’existence de laves axiales enrichies en éléments en trace incompatibles (compositions de MORB-E) par la fusion partielle de péridotites refertilisées par des liquides magmatiques issus de faibles degrés de fusion de lithologies éclogitiques. Cette hypothèse est par ailleurs compatible avec les déséquilibres U/Th acquis par Antoine Le Faouder sur les mêmes laves au cours de sa thèse (2006). Selon Nauret et al. (2006), seuls les échantillons prélevés le long de la ride Gasitao et un échantillon dragué à l’extrémité sud du segment près de la zone de fracture Egeria (« Groupe Gasitao » ; Fig. D1-1b) présentent des signatures isotopiques en Pb compatibles avec une contamination du manteau source par le point chaud de la Réunion. Ces laves présentent par ailleurs des compositions plus appauvries en éléments en trace incompatibles que les laves collectées à l’axe de la dorsale (Nauret et al., 2006).

2. Problématique.