A 3-D genetic approach to high-resolution geological modelling of the volcanic infill of a paleovalley system: Application to the Volvic catchment (Chaîne des Puys, France)

• Autores: Simon Rouquet, Pierre Boivin, Patrick Lachassagne, Emmanuel Ledoux
• Localización: Bulletin de la Société Géologique de France, ISSN 0037-9409, Vol. 183, Nº. 5, 2012, págs. 395-407
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Approche génétique 3-D pour la modélisation géologique haute résolution du remplissage volcanique d'un système de paléovallées.: Application au bassin de Volvic (Chaîne des Puys, France)
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• Resumen
  • English

    The Volvic natural mineral water is catched in a complex volcanic aquifer located in the northern part of the "Chaîne des Puys" volcanic system (Auvergne, France). In the watershed, water transits through scoria cones and basaltic to trachybasaltic lava flows. These aa lava flows, emitted by strombolian cones between 75,000 and 10,000 years ago, are emplaced in deep paleovalleys incised within the variscan crystalline bedrock. The volcanic infill is highly heterogeneous. In order to build a hydrogeological model of the watershed, a simple but robust methodology was developed to reconstruct the bedrock morphology and the volcanic infill in this paleovalley context. This methodology, based on the combination of genetic and geometric approaches, appears to be rather efficient to define both the substratum and the lava flows geometry. A 3D geological model is then proposed. It synthesizes the data from 99 boreholes logs, 2D geoelectric profiles, morphologic clues, datings and petrographic data. A genetic approach, integrating aa lava flow morphology and emplacement behaviour, was used to reconstruct the chronology of the volcanic events and lava flow emplacement from the upper part of the Dômes plateau to the Limagne plain. The precision of the volcanic reconstruction is discussed: the main limitation of the methodology are related to the homogeneity of the petrographic and geochemical composition of the lava flows succession (except for the trachyandesitic Nugere lava), the spatially variable borehole density, the lack of a real petrographical and geological description on most of the available geological logs. Nevertheless, the developed methodology combining spatial and genetic approaches appears to be well adapted to constrain complex lava flow infill geometries in paleovalley context.

  • français

    L'eau minérale naturelle de Volvic est captée dans un aquifère volcanique à la structure complexe, localisé dans la partie septentrionale du système volcanique de la "Chaîne des Puys" (Auvergne, France). Dans le bassin versant, l'eau transite à travers des cônes de scories et des coulées de lave de nature basaltique à trachyandésitique. Ces coulées, de type aa, ont été émises par des cônes au cours d'éruptions stromboliennes datées de 75 000 à 10 000 ans. Elles ont été chenalisées dans des paléovallées qui entaillent le substratum plutonique et métamorphique varisque. Le remplissage volcanique est particulièrement hétérogène. Dans l'objectif d'élaborer un modèle hydrogéologique à l'échelle du bassin versant, une méthodologie efficace et facilement transposable a été mise en oeuvre pour reconstituer la morphologie du substratum et la géométrie du remplissage volcanique dans ce contexte de paléovallées. Un modèle géologique 3D a ainsi été proposé. Celui-ci combine les données de 99 coupes géologiques de forages, de panneaux géoélectriques, des indices géomorphologiques, des datations, ainsi que des données pétrographiques. L'approche génétique, qui in-tègre la morphologie et les mécanismes de mise en place des coulées de type aa, permet de reconstituer la chronologie des événements volcaniques ainsi que la mise en place des coulées depuis le plateau des Dômes jusqu'à la plaine de la Limagne. La précision de cette reconstitution du remplissage volcanique a également été discutée au regard de l'homo-généité pétrographique et géochimique des laves (seule la coulée trachyandésitique du Puy de la Nugère est facilement identifiable par ses teneurs en alcalins et en silice), de la variabilité spatiale de la densité de forages et du manque d'analyses pétrographiques et géologiques précises pour la plupart des forages. Néanmoins, la méthodologie mise en oevre, combinant une approche spatiale et génétique, apparaît particulièrement pertinente pour contraindre la géométrie du remplissage volcanique dans un contexte de paléovallées.