The structure of Guadeloupe, Maderas and Mt Cameroon volcanoes and the impact of strike-slip movements
L'impact des mouvements décrochantes sur la structure des volcans de Guadeloupe, de Maderas et du Mt Cameroun
Résumé
There are three kinds of strike-slip faults: pure strike-slip, transtensional and transpressional. They have been recognized in all geodynamic environments and are the most common fault type associated with volcanic activity. Many volcanic edifices are built in the vicinity of a fault with strike-slip motion. The impact of strike-slip fault movements on a volcanic cone has been addressed by several studies over the last decade. This study considers a broad range of fault and volcano geometries through three natural examples: the Guadeloupe volcanoes in the Lesser Antilles, Mt Cameroon in West Africa and Maderas volcano in Nicaragua. Detailed field and remote sensing studies are used to establish structural maps of these three little studied volcanoes. These maps are then compared with experimental structures that have developed in analogue cones deformed by strike-slip, transtensional and transpressional faults. The study of the Guadeloupe volcanoes leads to a new interpretation of their constructional phases. A regional NW-SE striking sinistral transtensional fault on which the Guadeloupe volcanoes have been built is responsible for their alignment, for the dyke trends and for the major collapse events. On Mt Cameroon, the rift zone and elongated morphology are controlled by an inactive strike-slip fault on which the volcano has been built. This study also reveals that Mt Cameroon volcano has spread over its weak sedimentary substratum. On Maderas volcano, the summit graben, vent alignment, lower flank half-grabens and summit lineaments are related to gravitational spreading and to regional tectonic movements. The orientation of these structures indicates that the Maderas volcano was built above a NW-SE striking dextral transtensional fault. The theoretical model of strike-slip motion and volcanic cone interaction established with the analogue models can be applied to these and to other volcanoes to determine the location, slip, kinematics and strike of structures hidden by recent eruptions and intense erosion.
Il y a trois catégories de failles décrochantes: les failles purement décrochantes, transtensives et les failles transpressives. Ces failles ont été décrites dans bien des environnements géodynamiques et sont le type de faille le plus communément associé avec les volcans, qui se situent souvent au-dessus ou prés d'une faille décrochante. L'impact que ces mouvements régionaux ont sur la morphologie de volcans coniques a été étudié à plusieurs reprises ces dernières années. Ce travail de thèse s'intéresse à un grand nombre de catégorie de failles et de géométrie volcaniques à travers trois exemples naturels: les volcans de Guadeloupe dans les Petites Antilles, le Mt Cameroun d'Afrique de l'ouest et le volcan de Maderas, au Nicaragua. Ce projet a permis d'établir des cartes structurales de ces trois volcans peu étudiés, grâce à des études de terrain détaillées et à des observations satellites. Les cartes ont ensuite été comparées avec les structures obtenues expérimentalement, en déformant un cône analogue à un volcan avec des mouvements décrochants, transtensifs et transpressifs. L'étude des volcans Guadeloupéen a conduit à une nouvelle interprétation de leurs phases de construction. Une faille régional senestre, transtensive et orientée NW-SE est responsable de l'alignement des volcans Guadeloupéens, de l'orientation de leur dykes et de l'effondrement d'une partie de leurs flancs. En ce qui concerne le Mt Cameroun, la zone de rift et la morphologie allongée du volcan sont contrôlées par un faille décrochante inactive de la croute continentale, au-dessus de laquelle le volcan c'est développé. Cette étude montre également que le Mt Cameroun s'est étalé sur sont les sédiments peu compétents de son substratum. Les structures du volcan de Maderas, c'est-à-dire sont graben sommital, sont alignement d'édifices monogénétiques, les demi grabens de ses flancs inférieurs et ses linéaments sommitaux sont liés à des mouvements régionaux et à l'étalement gravitaire du volcan. L'orientation de ces structures indique que Maderas c'est construit au-dessus d'une faille dextre, transtensive et orientée NW-SE. Le modèle théorique de l'interaction entre failles décrochantes et cônes volcaniques établi grâce aux expériences analogiques peu être appliqué aux volcans étudiés durant se projet ainsi qu'à d'autre volcans, dans le but de déterminer la position, l'orientation, la quantité et le sens du mouvement des failles cachées par une couverture de dépôt éruptifs récent et par une érosion intense.
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