Les maars du Puy de Dôme

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LES MAARS DU PUY DE DOME Narse d'Estivadoux Les maars du Puy de Dôme sont très nombreux. La très grande majorité sont des maars basaltiques ; certains forment de beaux lacs tandis que d'autres ont évolué pour ne persister que sous forme de narses. D'autres encore ne sont plus guère repérables en surface comme le maar du Fond de Jaude sur lequel est bâtie la ville de Clermont-Ferrand. Quelques maars trachytiques seront aussi décrits à la fin de cette partie (Lac Pavin, Puy Chopine)

Gour de Tazenat

Gour de Tazenat.

Sur la commune de Charbonnières-les-Vieilles, cet édifice marque la limite nord de la chaîne des puys. Mesurant 900 mètres de diamètre pour une profondeur de 80 mètres (compte tenu de 14 mètres de sédiments), ce lac est entouré d’un croissant volcanique (surplombant le lac d’une cinquantaine de mètres maximum) sur les côtés nord, est et sud.. Son alimentation en eau provient des eaux de ruissellement et de sources souterraines. L’évacuation se fait côté ouest sous forme d’un ruisseau.

Gour de Tazenat.

Ce volcan est un exemple typique de maar basaltique (éruption-phréato-magmatique) ; le basalte ascendant (grâce à la présence d’une faille) ayant rencontré l’eau du ruisseau de Rochegude. L’explosion provoquée lors de la vaporisation de l’eau a créé le cratère. Les projections (15 mètres de projections maximum) sont classiques : basalte (de la taille des lapillis jusqu’à la taille de blocs), rhyolite, blocs de granite du socle.
Après une série d’explosions, le volcan s’est calmé et le cratère s’est rempli d’eau pour donner le lac. Les différents prélèvements effectués dans les sédiments (carottages) laissent à penser à un âge de 30 000 ans environ. Ces sondages ont aussi permis de se rendre compte que le fond du lac n’avait pas une forme conique mais plutôt la forme d’une cuvette plate d’environ 400 mètres de diamètre.

Lac de Servières

Lac de Servières.

Au sud d’Orcival, dans la chaîne des Monts Dore, ce lac a une forme quasi-circulaire. A 1202 mètres d’altitude, il fait 15 hectares et mesure 26 mètres de profondeur. Il est alimenté à partir de la fonte des neiges et d’une source qui se déverse dans ce cratère de maar, dont l’age est estimé à -8000 ans. C’est un maar typique d’une éruption basaltique phréato-magmatique.

Lac Chauvet

Lac Chauvet.

Sur la commune de Picherande, ce lac, situé à 1176 mètres d’altitude, est un cratère de maar. Mesurant 54 hectares pour 86 mètres de profondeur, il est presque parfaitement circulaire (diamètre 600 mètres). La moitié de son pourtour est bordée par la forêt de Montbert.
Son relief s’est érodé au cours du temps et il ne subsiste plus qu’un léger relief d’un anneau de tufs qui s’est formé au cours de l’éruption. Les produits de projections n’ont pas été retrouvés, ce qui fait que son âge fait toujours débat (15 000 ans semble-t-il environ). Ce lac de maar est en partie comblé par des moraines glaciaires auquelles on ajoute une bonne épaisseur de boue (15 à 20 mètres).

Lac d’En Haut à la Godivelle

La Godivelle (massif du Cézalier au sud des Monts Dore) est connue pour être entourée de deux lacs : le lac d’En Haut et le lac d’En Bas. Si le lac d’En Bas est d’origine glaciaire (zone surcreusée par le passage d’un glacier), le lac d’En Haut est un maar formé lors d’une éruption phréato-magmatique, vers -9500 ans environ.
De forme presque circulaire, ce maar de 300 mètres de diamètre (pour 15 hectares) est à 1239 mètres d’altitude. Le bourrelet qui l’entoure correspond aux dépôts laissés par son éruption.

Lac d'En Haut. La Godivelle.

Le lac, alimenté par les eaux de pluie et la neige, a la particularité d’être très pauvre en matière nutritive. Non colonisées par les plantes, ses eaux bleues, d’une grande pureté, alimentent en haut le village.

Signal du Luguet

Situé à l’ouest d’Anzat-le-Luguet, cet édifice est le point culminant (1551 mètres) du massif du Cézallier.
Au début de la formation de ce volcan, un immense cratère d’explosion de type maar s’est ouvert, crachant autour de lui de grandes quantités de dépôts pyroclastiques. Le sous-sol fracturé a facilité le transit des eaux en profondeur ; elles sont responsables, lors de leur rencontre avec le magma, des éruptions phréatiques qui ont créé le maar.
Par la suite, pendant des millénaires, le cratère s’est rempli d’une lave basaltique qui a débordé pour former une coulée. C’est ce lac de lave qui forme actuellement un bouclier en relief (le Signal du Luguet) après des millénaires d’érosion ultérieure qui a fait disparaître le pourtour.
Signalons un peu au nord deux autres petits maars de moindre importance : le Mont Perché (1510 mètres) et le Puy Pendy (1535 mètres), sommets eux aussi en inversion de relief dont l’histoire est très proche de celle du Signal du Luguet.

Maar de Menat

Au sud-est de Saint Eloy les Mines, se trouve ce cratère de maar, réputé pour être un des plus vieux édifices (56 millions d’années) du Massif Central. Dans le cratère de ce maar s’est installé un lac au fond duquel ont sédimenté des boues riches en diatomées et riches en matières organiques. Cette diatomite bitumineuse a été exploitée au 19ème siècle (et début 20ème siècle), à la fois pour les hydrocarbures et pour les diatomites.
Dans ces sédiments très fins et très réducteurs se sont fossilisés de nombreux animaux aquatiques (poissons, crocodiles…), des animaux terrestres qui s’y sont noyés (dont le plus vieux primate fossile français) et énormément de débris végétaux (dont une fleur). A l’emplacement de cet ancien maar aujourd’hui totalement érodé, le village de Menat possède un musée de la paléontologie.

Properca angusta. Maar de Menat.

Maar du Fond de Jaude (et butte de Clermont)

La butte centrale de Clermont-Ferrand est constitué par un « conglomérat » stratifié reposant sur des sables alluviaux. Ce conglomérat a été successivement interprété comme moraines, produit d’un volcanisme pépéritique, cône de déjections torrentielles ou dépôts de pentes périglaciaires.
Des travaux de terrassement effectués pour la construction de grands immeubles ont livré d’excellentes coupes atteignant 10 mètres de hauteur. On a pu ainsi observer tous les caractères, sans exception, qui font de cette butte un dépôt de maar. Le magma frais y est représenté par des lapillis et des bombes en choux-fleurs ; les éléments du substratum appartenant à la série sédimentaire de Limagne.
De nombreux sondages carottés nécessités par les études géotechniques ont apporté la preuve de l’existence dans le substratum, au pied de la butte, d’une fosse composite à parois raides, dont le fond n’aurait été atteint que par un forage ayant traversé auparavant 76 mètres de sédiments lacustres. Le voisinage de ces deux unités (fosse et butte) nous conduit à interpréter la dépression du « Fond de Jaude », située au-dessus de cette fosse, comme le témoin apparent du maar de Clermont (nommé aussi « maar du Fond de Jaude » ou « maar des Salins »).
Ce maar datant d’il y a 150 000 ans environ, cela explique le peu de traces restant en surface de cette structure qui faisait pourtant 1,5 kilomètre de diamètre.

Maar d’Enval

Situé au sud-ouest d’Orcines, le cratère de cet appareil a été très oblitéré par les coulées issues de la région du Puy de Dôme. Ses projections, d’un type unique dans la chaîne des Puys, présentent une intense palagonitisation (hydratation à chaud du verre basaltique qui prend alors une teinte jaune à gris-brunâtre) dont la cause n’est pas élucidée.
Du côté nord-est, ces projections sont interstratifiées dans les produits émis simultanément par un spatter-cône adventif, le Chuquet-Genestoux..
Non loin de l’embranchement de la route à péage du Puy de Dôme, une petite carrière permet l’observation de ces projections palagonitiques.
Des études profondes de ce maar sont actuellement en cours afin d’étudier la possibilité d’en faire une éventuelle ressource en eau potable.

Maar de Ladoux

Situé au sud de Riom, ce maar (daté de 200 000 ans environ) fut un des premiers signes d’activité volcanique de la future chaîne des Puys. Ce maar est seulement connu par ses produits typiques d’une éruption basaltique phréato-magmatique.

Narse de Beaunit

Aspect actuel de l'édifice.

Situé dans la partie nord de la chaîne des puys, cet appareil est le plus important des maars de cette chaîne. Son évent, dont l’orifice est de l’ordre du kilomètre, est traversé par le ruisseau d’Ambène. Il est occupé par des terrains marécageux installés sur des argiles lacustres (15 mètres de sédiments environ).
Ces sédiments sont en partie recouverts par des coulées issues d’un cône strombolien plus récent : le Puy Thiollet. Les projections du maar de Beaunit (lapilli accrétionnés, morceaux de granite du socle…) sont observables dans plusieurs carrières voisines.

Phase phréato-magmatique classique.

La fin de la phase explosive phréato-magmatique peut être attribuée au barrage du ruisseau d’Ambène par les projections, arrêtant ainsi l’apport d’eau dans la cheminée. Mais l’éruption se poursuivant (sans eau), un régime strombolien s’est installé, édifiant le Puy Gonnard qui actuellement comble une grande partie du maar.

Phase strombolienne finale ; formation du Puy Gonnard ; comblement de l'édifice.

Ce bel exemple de changement de régime au cours d’une explosion est attesté par la superposition directe du matériau strombolien sur les projections du maar.

Echantillons de projections

	Observation dans une carrière dans le croissant pyroclastique nord du maar de Beaunit. Fragments de projections à nombreux débris du socle. Lave noire, vitreuse, légèrement bulleuse, de composition basaltique. Enclaves d’origine granitique, en particulier nombreuses inclusions de feldspath d’un blanc laiteux. Présence d’olivine, cristaux jaune-vert, vitreux à cassure conchoïdale.
	Observation dans une carrière dans le croissant pyroclastique nord du maar de Beaunit. Magma basaltique, bombes volcaniques à surface variqueuse (bombe en chou-fleur), nombreux fragments de socle Le phénomène de trempe brutale avec l’eau donne une lave vitreuse, peu ou pas vésiculée. (diamètre d'environ 4 cm).

Narse d’Espinasse (et Puy de l’Enfer)

A l’ouest d’Aydat, cet édifice est un des plus méridionaux de la chaîne des Puys. On a en fait ici l’association d’un maar (la narse d’Espinasse) et d’un volcan strombolien (le Puy de l’Enfer).
Le cône strombolien a eu toute sa partie sud emportée par les explosions phréato-magmatiques du maar d’Espinasse traversé par la rivière la Veyre. La présence dans les projections du Puy de l’Enfer de bombes en choux-fleurs et de dépôts de déferlantes basales confirme l’origine phréatique de l’éruption du maar voisin. Mais des strates franchement stromboliennes s’intercalent dans les produits du maar, eux-mêmes anormalement riches en scories et lapillis scoriacés, émoussés et de teintes rouge et noire. Ceci prouve bien l’activité simultanée du maar et du volcan strombolien (Puy de l’Enfer).
Un petit spatter-cône s’est édifié de façon contemporaine un peu au nord, dans l’alignement des deux autres cheminées. Notons que la narse d’Ampoix, encore un peu plus au nord, est situé sur la même faille éruptive.
La flore de la narse d’Espinasse est assez remarquable. On y touve par exemple la Ligulaire de Sibérie (protection européenne).
Résumons le phénomène :

Eruptions simultanées du maar (à gauche) et du volcan strombolien (à droite).

Interstratifications du maar et du volcan strombolien.

Aspect actuel : le maar d'Espinasse à gauche et le Puy de l'Enfer à droite. Petit spatter-cône visible.

Narse d'Espinasse. (photo grenat66).

Narse d’Ampoix

Située au nord du Puy de l’Enfer et de la narse d’Espinasse, elle est sur la même faille que ceux-ci. Ce maar (de 120 mètres de diamètre) date probablement de -10 700 ans. Le fond du cratère est maintenant rempli de tourbe qui contient au moins cinq couches de projections volcaniques. Les deux plus récentes sont attribuées au Pavin ; les autres proviennent de l’ensemble Puy de la Vache-Puy de Lassolas, du Puy Chopine et du Puy de Dôme.
Le maar était à l’origine, bordé au nord par un croissant de projections. A la fin de son activité volcanique, le maar se présentait sous forme d’une dépression fermée, qui est devenue un lac avant d’évoluer en tourbière, qui recevait régulièrement les projections des volcans avoisinants.

Narse d’Estivadoux

Située au sud-est du lac Pavin, cette petite dépression est occupée par une tourbière. Il s’agit d’un édifice qui fait partie du complexe volcanique : Pavin-Montchal-Montcineyre-Estivadoux, groupe de volcans le plus jeune d’Auvergne. (autour de 5 à 6 000 ans)

Narse d'Estivadoux.

A l’origine, ce lac de maar basaltique devait avoir une forme plus ou moins circulaire de 700 à 1 000 mètres de diamètre. Mais le cratère fut comblé par les émissions pyroclastiques et les coulées du Montchal et du Pavin qui étaient actifs à la même période. Le cratère de maar n’est donc plus visible nettement, mais les carrières ou les tranchées des routes permettent de voir les dépôts dans les environs ; ces dépôts reposant sur un lit basaltique ancien.

Maar des Costes

Situé 2 kilomètres au sud-est du lac Pavin, cet édifice est une des bouches adventices du Puy de Montchal (au même titre que le lac Pavin, la Narse d’Estivadoux, le puy du Pertuyzat…). Il est daté de -7000 ans environ.
Ce maar apparaît comme une modeste dépression de forme plus ou moins arrondie (300 mètres sur 200 mètres) dont le fond est occupé par une petite tourbière. Sur une épaisseur de 2 à 10 mètres, on observe un dépôt de projections litées, composé de lapillis, de bombes tachylitiques craquelées, de morceaux de substrat (gneiss et basaltes anciens) et de tufs, le tout posé sur du basalte plus ancien. Ce type de dépôt est caractéristique des maars basaltiques phréato-magmatiques. Ce volcan a aussi émis plusieurs coulées de lave. Son cratère fut rapidement comblé par les produits retombés des éruptions de ses trois voisins (Montchal, Pavin et Montcineyre).

Cratère de Saint-Hippolyte

Maar de St Hippolyte.

Situé au sud de Chatelguyon, le maar de Saint Hippolyte date de 95 000 à 90 000 ans. Les projections de l’éruption phréato-magmatique existent sur une crête située entre Saint-Hippolyte et Chatelguyon : formations peu épaisses, contenant des éléments du socle (blocs anguleux provenant de la série sédimentaire de la Limagne : sables, arkoses, marnes et calcaires).
A la suite de l’éruption phréato-magmatique, un système lacustre s’installe dans le maar. Ce lac s’est ensuite peu à peu comblé ce qui a provoqué l’élevation du niveau d’eau (phase pro-lacustre). A son niveau maximum (phase pleni-lacustre) le lac s’épanchait par un émissaire au fur et à mesure de son remplissage. Suivie alors une phase tardi-lacustre : abaissement progressif du niveau de l’eau, érosion des niveaux antérieurs.
Notons que l’homme paléolithique a fréquenté les bords de ce lac (Moustérien).

Bois de Clerzat

Des projections de maar, mêlées à des produits de spatter-cônes (accumulation conique de scories soudées) ont été trouvées dans cet appareil situé au nord de la dépression du Bois de Clerzat (entre Chanat-la-Mouteyre et Ternant). Cette observation et une prospection magnétique du site conduisent à interpréter cette dépression comme un cratère de maar très dégradé, dont les parois sont occupées par un dyke basaltique annulaire.

Plateau de Gergovie

Le plateau de Gergovie est un système volcano-sédimentaire situé en Limagne, un peu au sud de Clermont-Ferrand. Culminant à 744 mètres d’altitude, cet édifice (de 1500 mètres de long sur 500 mètres de large) domine la plaine sédimentaire de la Limagne.
C’est un phénomène d’inversion de relief qui a crée cette structure, après plusieurs épisodes volcaniques que nous allons décrire.
A l’origine (Oligocène), des sédiments épais (marnes, calcaires) se déposent en milieu lacustre dans ce vaste fossé d’effondrement. Trois maars, alignés d’ouest-est vont ensuite se créer. Vers la transition oligocène-miocène, le maar central, issu d’une première phase éruptive va être recoupé en quasi-totalité par un second maar (maar occidental) lors d’une deuxième éruption phréato-magmatique. Un troisième maar (maar oriental) ainsi que deux coulées de lave sommitales (une trentaine de mètres d’épaisseur au total) vont se produire durant la période -19 à – 16 millions d’années. Entre ces diverses périodes éruptives, trois épisodes de sédimentation fluviatile à fluvio-lacustre, séparés par deux phases d’érosion se sont succédés.
Un soulèvement topographique régional d’origine volcano-tectonique dans le sud de la Limagne est en partie responsable de l’érosion d’une tranche de roche d’une épaisseur de 100 à 300 mètres autour du maar ouest. Le plateau basaltique protègera de l’érosion les couches sédimentaires sous-jacentes, permettant à cette zone de se retrouver en relief par rapport aux zones environnantes.

Lac Pavin (maar trachytique)

Lac Pavin

Le lac Pavin, le plus impressionnant d’Auvergne, a 750 mètres de diamètre pour 92 mètres de profondeur. Il fait partie du complexe Montchal, Pavin, Estivadoux. Le lac occupe, à 1197 mètres d’altitude, une dépression parfaitement circulaire dont les parois abruptes découpent à l’emporte-pièce les coulées et pyroclastites montdorienne, ainsi que la coulée basaltique récente du Montchal qui le domine.
Ce site est typique d’une explosion de maar trachytique tel que nous l’avons décrite précédemment : une ou quelques explosions très violentes, projections abondantes étalées sur de grandes surfaces par des déferlantes basales de grande ampleur, panache de produits plus fins disséminés par des nuées à haute altitude. La présence d’eau de surface (nappe phréatique) a augmenté la puissance de l’explosion.
Si l’histoire du Pavin a débuté vers - 4 000 ans (plus ou moins 150 ans), l’explosion qui a crée le maar a du se produire plus récemment, vers – 1500 ans, ce qui en fait l’un des volcans, sinon le volcan le plus récent de la chaîne des Puys. Le volume de l’éruption a été estimé à 75 millions de mètres-cubes de matériaux.
Le plateau environnant le lac Pavin est ainsi revêtu d’un épais manteau de projections. Au voisinage du lac, c’est une brèche grossière, longtemps confondue avec une moraine, bien que son origine explosive ait été établie dès 1916. La masse principale, non classée ni stratifiée, comporte, dans une matrice cendreuse, un mélange de toutes les formations du substrat : granites et gneiss, trachyandésites du Mont-Dore, vieux basaltes du Cézallier, basalte récent du Montchal. Le magma neuf est représenté par un trachyte à phénocristaux de hornblende et sanidine, semblable à ceux de la Chaîne des Puys et se présentant sous deux formes : blocs polyédriques compacts à surface craquelée et ponces légères pouvant atteindre 20 centimètres.
La brèche recouvre uniformément les abords nord et est du lac donnant une topographie morainoïde jonchée de gros blocs pouvant excéder le mètre-cube. La nuée semble s’être arrêtée rapidement vers le nord. Par contre, elle s’est étalée loin vers le sud et le sud-est, la granulométrie et l’épaisseur diminuant en fonction de l’éloignement (action du vent).
Le lac Pavin possède aussi une caractéristique unique en France. C’est un lac méromictique ; le mélange de ses eaux ne s’effectuent que sur les 60 premiers mètres. Les eaux du fond sont confinées et chargées de gaz (dioxyde de carbone, méthane, hydrogène sulfuré) provenant de la décomposition de la matière organique. La teneur en gaz fait l’objet d’une surveillance car une augmentation pourrait entraîner un dégazage catastrophique. Selon les scientifiques, le lac n’est pas arrivé à saturation et présente un état d’équilibre peu dangereux actuellement.
Les eaux profondes ne contenant plus d’oxygène n’abritent pas de poissons, juste une vie bactérienne importante.

Maar Chopine (maar trachytique)

Volcans de la chaîne des Puys, le Puy des Gouttes (1134 mètres) et le Puy Chopine (1181 mètres) sont étroitement associés dans leur histoire et forment un ensemble volcanique unique.
Le Puy des Gouttes est une formation classique : cône de scories et coulée de lave formant à l’origine un édifice de 1200 mètres de diamètre.

Etape 1 : Formation du Puy des Gouttes.

Par la suite, il y a 9500 ans environ, plusieurs violentes explosions détruisent la partie nord-est de ce volcan, créant un maar trachytique de 600 mètres de diamètre : le cratère de Chopine. Ces explosions s’accompagnent de nuées déferlantes, qui transportent d’énormes blocs jusqu’à deux kilomètres de distance. Les dépôts peuvent atteindre plusieurs mètres d’épaisseur par endroits. Ils comportent, à coté d’éléments étrangers arrachés au cône basaltique ou à son soubassement, des éléments juvéniles (blocs fissurés, bombes en croûte de pain, ponces et cendres).

Etape 2 : Explosions du maar trachytique avec projections.

Une dernière phase consistera à l’émission d’une lave trachytique très visqueuse qui sortira du cratère pour former une aiguille. En s’élevant, elle ramènera en surface des blocs de très grande taille (plusieurs dizaines de mètres) qui s’étaient effondrés dans le cratère à la suite de l’explosion de maar.

Etape 3 : Extrusion de l'aiguille trachytique.

Le Puy Chopine est actuellement entièrement boisé, rendant l’observation difficile, mais sur la piste qui, partant du nord, monte en spirale jusqu’au sommet, on peut observer une coupe de ce volcan. Nous traversons un éboulis de trachyte à biotite, puis, au sud-est, un filon de basalte ; au sud, on trouve du granite puis du trachyte en place, de nouveau du basalte et, à l’est, de nouveau du granite (morceau du socle soulevé lors de la montée de l’aiguille de trachyte)..

Trachyte du Puy Chopine.

L’ensemble se présente donc actuellement comme une aiguille de trachyte enterrée dans le Puy des Gouttes, cône de scories en forme de croissant de 1200 mètres de long sur 500 mètres de large, ouvert vers le nord.

Puy Chopine (en arrière-plan) et Puy des Gouttes (au premier plan).

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