Présence de ponces dans les éruptions de janvier 1987 au Pacaya (Guatémala)

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Présence de ponces dans les éruptions de janvier 1987 au Pacaya (Guatémala)

BECHON, France, et al.

Abstract

Le Pacaya fait partie de la chaîne volcanique côtière du Guatémala qui résulte de la subduction de la plaque pacifique sous les plaques américaines. Lors des éruptions de janvier 1987, les basaltes émis ont montré des enclaves de pseudoponces à composition de dacites.

Une datation K/Ar de ces enclaves a donné un âge de 25 M.a., excluant ainsi la formation récente de ces roches à partir de diatomites comme cela avait été envisagé. Elles proviendraient plutôt du substratum volcano-sédimentaire du Pacaya.

BECHON, France, et al . Présence de ponces dans les éruptions de janvier 1987 au Pacaya (Guatémala). [Comptes rendus des séances de l'Académie des sciences Série 2, Mécanique, Physique, Chimie, Sciences de la Terre, Sciences de l'univers] , 1989, vol.

309, p. 1203-1206

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C. R. Acad. Sei. Paris, t. 309, Série Il, p. 1203-1206, 1989 1203 Géologie/Geology

Présence de ponces dans les éruptions de janvier 1987 au /;:

Pacaya (Guatérnala)

Franc ON, Michel DELALOYE, Eduardo VELASQUEZ-VASQUEZ, Pierre VETSCH et Jean-Jacques WAGNER

Résumé - Le Pacâya fail partie de la chaîne volcanique côtière du Guatémala qui résulre de la subduction de la plaque pacifique sous Les plaques amêricaines. Lors des éruptions de janvier 1987, les basaltes émis ont montré des enclaves de pscudoponces à composition de daoites. Une datation K/Ar de ces enclaves a donné un âge de 25 M.a., excluant ainsi la formation récente de ces roches à partir de diatomites comme cela avait .été envisagé. Elles proviendraient plutôt du substra tum volcano-sédimentaire du Pacaya.

Pumice bearing lavas from the January 1987 Pacaya eruption Abstract - T/Je Pacaya is ^011e of ilre many volcanoes for111i11g tire Coastal Range of Guatemala res11/ti11g [rom tire subduction of 1/ze Pacifie Plate wuler tire America11 Plates. During its Jmmary 1987 ert1ptio11, 1./1e P'1caya producec/ large bombs, ma11y of tlrese ltavi11g a pseudo-pumice core of dacitic compositio11. A po1assi11m-argo11 dati11g of 1/iî.s pumice yîelds an age of 25 M.a. The mosL probable origi11 of llrese cores is w b11 [011111/ î11 ilre uolca110-sedî111e11tar.v base111e111 of the Pacaya, rat/1er 1/ian regardi11g tliem as transforme// diatomites.

1. INTRODUCTION. - Au Guatémala, la chaîne volcanique actuelle court parallèlement à la côte pacifique. Longue de près de 250 km, elle comprend une quarantaine d'édifices majeurs [1] dont trois sont actuellement actifs : le Santa Maria-Santaguito au Nord, le Fuego et le Pacaya plus au Sud (fig.) .

Ces volcans se sont édifiés sur un soubassement d'âge tertiaire et quaternaire composé de laves et de formations volcano-sédimentaires intercalées avec des tufs. Le Pacaya, situé à environ 30 km au sud de la capitale Guatémala Ciudad, est composé d'un ensemble de plusieurs dômes dans l'enceinte de la caldeira et du cône primitif. Cette caldeira est, aujourd'hui, en grande partie recouverte par les laves et projections récentes [2].

Les dômes les plus importants sont : le Cerro Chino (2 260 m), le Cerro Chiquito (2 430 m), le Cerro Grande (2 560 m) et le Cerro McKenney (environ 2 552 m) le plus méridionnal de tous, qui porte le cratère actif.

L'étude des dépôts a montré ([1], [2]) l'existence de deux phases dans l'histoire de ce volcan. La plus ancienne, acide, s'est manifestée par l'édification de dômes et la formation de nuées ardentès [2] et de surges. La deuxième phase, basique, concerne toutes les activités historiques (enregistrées depuis 1565) et actuelles. Elle se traduit par des émissions de lave et des éruptions stromboliennes fréquentes ([1] à [7], [9]).

II. LES ÉRUPTIONS DE 1987. - Le Pacaya possède une activité strombolienne [1] avec émission de bombes, cendres, fumerolles et coulées de type« aa ». Les premières manifes- tations du cycle actuel datent de 1965 déjà, et se sont poursuivies pratiquement sans interruption jusqu'à nos jours [3]. En novembre et décembre 1986, deux cônes de faible dimension s'édifiaient dans le cratère McKenney accompagnés d'explosions [4]. La lave s'épancha faiblement sur le flanc sud du volcan. Le 21 janvier 1987, après 24 h de trémors de faible intensité et 15 mn de forts trémors [5], une violente explosion a lieu.

Des bombes non consolidées et des cendres sont projetées principalement sur le flanc Note présentée par Maurice ROQUES.

0249-6313/89/03091203 $ 2.00 © Académie des Sciences

1204 C. R. Acad. Sei. Paris, t. 309, Série II, p. 1203-1206, 1989

TABLEAU

Analyses chimiques des basaltes récents du Pacaya.

PA4 et PA 1 : basaltes de l'éruption de 1987, PA6 : pseudo-ponce; 77, 176, 165 : analyses de Egger [9].

Chemical analysis of Pacaya recent basalts. PA4 and PAi basalts of 1987 eruption, PA6: pseudo-pumice; 77, 176, 165: analysis of Egger [9].

PA6 PA4 PA l 77 176 ^lb)

Si02 •. •• •• • • •••• 67,05 51,26 51,26 52,80 49,60 51,60

Ti0_{2 .} . ... . ^{0,44 1,19 1,11 1,20 1,30 1,10}

Al203 •• • • • • • •••• 16,21 18,57 20,03 17,80 18,60 20,10

Fe20_{3 •} ... ^{2,22 4,95 3,09 4,40 2,80 6,10}

FeO .. .. ... 1,28 4,98 5,92 5,40 7,80 3,00

MnO . . . . ... 0,09 0,18 0,16

MgO ... 1,28 4,16 3,85 3,70 4,20 2,90

Cao .... . . . ... 3,23 9,22 9,54 9,90 9,80 11,40 Na₂0 ... 4,14 3,60 3,57 3,60 3,60 3,20 K20 .. . .. .. . . .. . 3,07 0,97 0,85 0,90 0,90 0,70 P20 s ... 0,13 0,29 0,26

R10

.... ...

^{0,26 0,13 0,13 0,10 0,10}

TOTAL. ... . ^{99,40 99,50 99,77 99,80 98,70 100,10}

nord du volcan. Au lieu-dit Meseta, elles forment un dépôt variant en épaisseur de 0,3 à 0,5 m [6]. Un nouveau cratère de 160 m de diamètre [5] se crée à l'intérieur du McKenney, détruisant les deux petits cônes existants. Une deuxième forte explosion intervient le 25 janvier [7] causant de nombreux dommages et provoquant la formation d'un nuage de cendres de 8 km de haut [5]. Ensuite, le Pacaya a repris son activité strombolienne avec des explosions de faible intensité projettant des lapili et des cendres. Le 14 juin, lors d'une nouvelle forte éruption, une émission de cendres recouvrit les alentours du volcan sur une vingtaine de centimètres d'épaisseur.

Les produits émis actuellement par le volcan sont des basaltes selon la nomenclature de Peccerillo et Taylor [8]. Les analyses (tableau) de ces roches (Si0_{2 :} 51,3

%,

Al₂0_{3 :} 18,5-20,0 %, et K₂0 : 0,8-1,0 %) sont comparées aux analyses existant dans la littérature. Elles montrent des variations relativement mineures dans la composition des basaltes récents [9].

La texture porphyritique des roches comprend des phénocristaux zonés de plagioclases (An 80 à 30) et des olivines. Au niveau des microphénocristaux, l'augite, moins abondante, est associée à de rares olivines, à des opaques et d'abondants plagioclases (An 30) en microphénocristaux et en microlites dans une matrice vitreuse.

Les basaltes ont été émis sous forme de bombes dont l'éclatement a permis d'observer de très nombreuses enclaves. Celles-ci ont déjà été décrites, à la surface des coulées de lave, par Egger [9] qui pensait que ces roches dérivaient de diatomite ou de tuf. Il s'agit de ponces de couleur claire, composées essentiellement de phénocristaux d'albite- oligoclase (analyse RX) et de quartz globuleux dans un verre en partie dévitrifié. Les feldspaths et le quartz confèrent une couleur blanchâtre à ces roches alors que la partie vitreuse a une teinte grisâtre. A l'analyse, ces pseudo-ponces ont une composition de dacite (Si0_{2 :} 67,05 %).

Comme cela avait déjà été signalé par Egger [9], il s'agit d'un mélange purement mécanique car on n'observe ni couronne de réaction autour des minéraux, ni réaction chimique au contact franc basalte-ponces.

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GUATEMALA Tajumulco

Tolirnan

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Ciudad / HONDURAS Santa Maria-à \ Acatenango

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Guatérnala

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Fuego Agu a / / Pacaya

OCEAN PACIFIQUE

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SALVADOR

100 km

Situation des volcans guatémaltèques.

Location of the Guatemalian volcanoes.

III. DISCUSSION SUR LA PROVENANCE DES PONCES. - On a vu que l'édifice volcanique du Pacaya s.l. a passé par une phase avec émission de matériel acide sous forme de nuées ardentes e.t de dômes. Williams [2] a précisé par ailleurs que le socle volcano-sédimentaire sur lequel s'est édifiée la chaîne volcanique comprend des éléments acides de composition dacitique à rhyodacitique. Il considérait ces roches comme des dépôts de nuées ardentes niais aussi de coulées dacitiques. Un essai de datation (Département de minéralogie, Genève) par la méthode Potassium-Argon

(%

K₂0 : 2,55,

%

⁴⁰ Ar rad : 17,59, ⁴⁰ Ar rad : 1,127 76 . 10-¹⁰ moles/g) a fourni un âge de 25,3±1,5 M.a. ce qui correspond à la limite Oligocène-Miocène. Une origine due à la transformation de diatomites a été évoquée par Egger [9]. Or, sur le terrain, les diatomites affleurent en général, intercalées entre les différents dépôts du Pacaya s. s. et sont donc d'âge quaternaire. Ainsi, on doit écarter une origine récente et considérer que ces ponces appartiennent au socle tertiaire décrit par Williams [2]. Elles seraient arrachées au substratum et remontées par les laves lors des éruptions les plus violentes. Par ailleurs, l'aspect et la pétrographie de ces enclaves sont similaires à ceux observés par Williams [2] sur les produits tertiaires qu'il a attribués à des nuées ardentes. La seule différence notable est l'absencé' de minéraux mafiques.

Williams [2] a, en effet, observé quelques phénocristaux de biotite, de hornblende verte et de pyroxène qui n'apparaissent pas dans les ponces de l'éruption de 1987.

Note remise le 22 décembre 1988, acceptée après révision Je 29 août 1989.

1206 C. R. Acad. Sei. Paris, t. 309, Série II, p. 1203-1206, 1989

RÉFÉRENcEs nrnuooRAPHIQUEs

[l] J. M . BARDINTZEFF, Thèse Doctorat tI'État, Orsay, 1985, 268 p.

[2] H. WILLIAMS, Pub. Geol. Sei., Berkeley, 38, 1960, p. 1-86.

[3] S.E.A.N., Smithsonian lnst. Bull., 11, n° 12, 1986, p. 1-19.

[4] S.E.A.N., Smithsonian Inst. Bull., 11, n° 11, 1986, p. 1-25.

[5] S.E.A.N., Bull. Volcanology, 49, 1987, p. 515-517.

[6] ANOMINOUS, INSIVUMEH, Rapport interne, 1987, 9 p.

[7] S.E.A.N., Smithsonian Inst. Bull., 12, n° 1, 1987, p. 1-18.

[8] A. PECCERILLO et S. R. TAYLOR, Contr. Minerai. Petrol., 58, 1976, p. 63-81.

[9] A. A. EGGER, Ph. D. Dissert, Hanover, 1972, 221 p.

F. B., M. D., P. V. et J.-J. W. : Département de minéralogie, Université de Genève, 13, rue des Maraîche,rs, CH-1211, Genève 4;

E. V.-V. : INSIVUMEH, 7 a, Av. 14-57, zona 13, Guatémala C.A.