{"id":13266,"date":"2025-11-20T09:33:15","date_gmt":"2025-11-20T08:33:15","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=13266"},"modified":"2025-11-25T18:10:01","modified_gmt":"2025-11-25T17:10:01","slug":"alkaline-magma-generation-at-plate-margins-the-role-of-melts-at-lithosphere-asthenosphere-boundary","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2025\/11\/alkaline-magma-generation-at-plate-margins-the-role-of-melts-at-lithosphere-asthenosphere-boundary\/","title":{"rendered":"Alkaline Magma Generation at Plate Margins: The Role of Melts at the Lithosphere-Asthenosphere Boundary"},"content":{"rendered":"<figure class=\"wp-block-post-featured-image\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1200\" height=\"723\" src=\"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2025\/11\/jordan.jpg\" class=\"attachment-post-thumbnail size-post-thumbnail wp-post-image\" alt=\"image these b\" style=\"object-fit:cover;\" srcset=\"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2025\/11\/jordan.jpg 1200w, https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2025\/11\/jordan-300x181.jpg 300w, https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2025\/11\/jordan-1024x617.jpg 1024w, https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2025\/11\/jordan-768x463.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 1200px) 100vw, 1200px\" \/><\/figure>\n\n\n<p class=\"has-background\" style=\"background-color:#f2f2f2\"><em>Th\u00e8se en sciences de la Terre, soutenue le 11 d\u00e9cembre 2025 par Maud Jordan, rattach\u00e9e \u00e0 l&rsquo;Institut des sciences de la Terre (ISTE) de la FGSE.<\/em><\/p>\n\n\n\n<p>Le volcanisme terrestre se concentre principalement aux limites des plaques lithosph\u00e9riques. Ces plaques, continentale et\/ou oc\u00e9anique, constitu\u00e9es de cro\u00fbte et de manteau lithosph\u00e9rique, sont rigides et froides. Elles se d\u00e9placent sur l\u2019asth\u00e9nosph\u00e8re, une portion plus chaude et plus ductile du manteau, o\u00f9 des magmas peuvent se former si les conditions sont favorables. Dans les contextes de limites divergentes, comme aux rides m\u00e9dio-oc\u00e9aniques, les magmas sont g\u00e9n\u00e9r\u00e9s par d\u00e9compression du manteau asth\u00e9nosph\u00e9rique, cr\u00e9ant une nouvelle lithosph\u00e8re oc\u00e9anique. Dans les contextes de limites convergentes, comme les zones de subduction, le processus est plus complexe : la plaque en subduction transporte de l\u2019eau et d\u2019autres \u00e9l\u00e9ments dans le manteau asth\u00e9nosph\u00e9rique abaissant sa temp\u00e9rature de fusion et entra\u00eenant la formation d\u2019arcs volcaniques. Chacun de ces contextes tectoniques produit des magmas sp\u00e9cifiques : thol\u00e9iitiques aux rides m\u00e9dio-oc\u00e9aniques, calco-alcalins dans les zones de subduction. Il existe \u00e9galement un troisi\u00e8me type de volcanisme, dit intraplaque, se d\u00e9veloppant loin des limites de plaques et souvent attribu\u00e9 \u00e0 des panaches mantelliques remontant du manteau inferieur. Ce volcanisme particulier est fr\u00e9quemment associ\u00e9 \u00e0 des magmas alcalins, dont les processus de formation, encore mal compris, repr\u00e9sentent la probl\u00e9matique centrale de cette th\u00e8se.<\/p>\n\n\n\n<p>Bien qu\u2019ils soient typiques des contextes intraplaques, les magmas alcalins se retrouvent \u00e9galement dans les rifts continentaux, le long de rides oc\u00e9aniques, et dans certaines zones de subduction. Leur composition est sous-satur\u00e9e en silice et enrichie en \u00e9l\u00e9ments traces, ce qui soul\u00e8ve des questions sur leur origine dans le manteau terrestre et sur les processus qui les am\u00e8nent jusqu\u2019\u00e0 la surface, surtout dans des contextes intraplaques, o\u00f9 l\u2019\u00e9paisseur de la lithosph\u00e8re agit comme un \u00ab&nbsp;couvercle&nbsp;\u00bb thermique. De plus, leur signature chimique, notamment en \u00e9l\u00e9ments majeurs, et leur r\u00e9partition globale ne peuvent s\u2019expliquer par une anomalie thermique li\u00e9e \u00e0 la remont\u00e9e d\u2019un panache mantellique, sugg\u00e9rant l\u2019existence d\u2019un r\u00e9servoir de magma diffus \u00e0 grande \u00e9chelle.<\/p>\n\n\n\n<p>Cette th\u00e8se aborde ces probl\u00e9matiques \u00e0 travers deux \u00e9tudes de cas : l\u2019Islande et la Nouvelle-Z\u00e9lande, o\u00f9 le contexte tectonique constitue un laboratoire naturel pour comprendre la formation des magmas alcalins. Les deux premiers chapitres portent sur des zones en limite de plaques lithosph\u00e9rique et examinent l\u2019association des magmas alcalins avec le volcanisme de ride et celui li\u00e9 \u00e0 la subduction. Dans les deux cas, nous montrons que la gen\u00e8se des magmas alcalins se fait \u00e0 de faible profondeur, proche de la limite lithosph\u00e8re-asth\u00e9nosph\u00e8re (LAB) au sein de la&nbsp;<em>Low Velocity Zone<\/em>&nbsp;(LVZ), une zone du manteau caract\u00e9ris\u00e9e par de faibles vitesses sismiques associ\u00e9es \u00e0 la pr\u00e9sence de petites quantit\u00e9s de liquides et observ\u00e9e globalement.<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>En Islande, <\/strong>la ride m\u00e9dio-Atlantique g\u00e9n\u00e8re principalement des magmas thol\u00e9iitiques, tandis que des magmas alcalins apparaissent hors axe. Nos r\u00e9sultats montrent que ces deux types de magmas d\u00e9rivent d\u2019une m\u00eame source mantellique, et que leurs diff\u00e9rences refl\u00e8tent la distance \u00e0 l\u2019axe de la ride lors de leur formation, ainsi que le degr\u00e9 d\u2019interaction avec le manteau lithosph\u00e9rique : quasi nul pour les magmas thol\u00e9iitiques \u00e0 l\u2019axe, mais marqu\u00e9 pour les magmas alcalins en position hors axe.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>En Nouvelle-Z\u00e9lande, <\/strong>magmas alcalins et magmas d\u2019arc coexistent dans l\u2019espace et dans le temps. Nos r\u00e9sultats sugg\u00e8rent que les magmas alcalins se forment par accumulation et r\u00e9\u00e9quilibration pr\u00e8s de la LAB de faibles quantit\u00e9s de liquides g\u00e9n\u00e9r\u00e9s dans le manteau asth\u00e9nosph\u00e9rique sup\u00e9rieur en pr\u00e9sence de CO\u2082 et H\u2082O, tandis que les magmas d\u2019arc apparaissent de fa\u00e7on plus ponctuelle, li\u00e9s \u00e0 des pulses de fluides\/liquides de la plaque subductante. Leur association spatiale sugg\u00e8re que les magmas d\u2019arc facilitent l\u2019extraction des magmas alcalins stock\u00e9s \u00e0 la LAB, en limitant leur interaction avec le manteau lithosph\u00e9rique. Ces r\u00e9sultats confirment le r\u00f4le cl\u00e9 de la LVZ comme r\u00e9servoir durable de magmas alcalins.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Le dernier chapitre \u00e9tend ce mod\u00e8le au volcanisme intraplaque de l\u2019\u00eele du Nord (Nouvelle-Z\u00e9lande), caract\u00e9ris\u00e9 par un large spectre de compositions allant du basalte (sub)alcalin \u00e0 la n\u00e9ph\u00e9linite et par une lithosph\u00e8re \u00e9paisse limitant l\u2019extraction des magmas. Nos r\u00e9sultats montrent que la LVZ joue \u00e0 nouveau le r\u00f4le de source persistante, tandis que le manteau lithosph\u00e9rique agit comme un filtre qui canalise et modifie les magmas au cours de leur ascension. D\u2019une part, les variations locales de la profondeur de la LAB contr\u00f4lent la signature des magmas produits dans la LVZ. D\u2019autre part, l\u2019infiltration et la migration des magmas dans la lithosph\u00e8re, guid\u00e9es par le gradient thermique, favorisent la cristallisation de min\u00e9raux hydrat\u00e9s, tels que l\u2019amphibole. La fusion de ces assemblages appara\u00eet comme un processus cl\u00e9 pour la formation de magmas tr\u00e8s alcalins, comme les n\u00e9ph\u00e9linites.<\/p>\n\n\n\n<p>Le syst\u00e8me asth\u00e9nosph\u00e8re-lithosph\u00e8re se r\u00e9v\u00e8le central dans le contr\u00f4le du magmatisme alcalin. En montrant que ces magmas peuvent \u00eatre g\u00e9n\u00e9r\u00e9s par des processus peu profonds dans des contextes tectoniques vari\u00e9s, cette th\u00e8se propose un m\u00e9canisme unifi\u00e9 expliquant leur large r\u00e9partition et relie les approches pr\u00e9c\u00e9dentes centr\u00e9es soit sur la fusion carbonat\u00e9e asth\u00e9nosph\u00e9rique soit sur le m\u00e9tasomatisme lithosph\u00e9rique, en soulignant le double r\u00f4le de la lithosph\u00e8re : \u00e0 la fois filtre et source, elle fa\u00e7onne la remarquable diversit\u00e9 g\u00e9ochimique des magmas alcalins observ\u00e9e en surface. Plus g\u00e9n\u00e9ralement, l\u2019interaction entre stockage dans la LVZ, remaniement lithosph\u00e9rique et contr\u00f4le tectonique offre une nouvelle perspective sur la compr\u00e9hension du volcanisme alcalin \u00e0 l\u2019\u00e9chelle globale et remet en question les mod\u00e8les invoquant des sources profondes.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Th\u00e8se en sciences de la Terre, soutenue le 11 d\u00e9cembre 2025 par Maud Jordan, rattach\u00e9e \u00e0 l&rsquo;Institut des sciences de la Terre (ISTE) de la FGSE. Le volcanisme terrestre se concentre principalement aux limites des plaques lithosph\u00e9riques. Ces plaques, continentale et\/ou oc\u00e9anique, constitu\u00e9es de cro\u00fbte et de manteau lithosph\u00e9rique, sont rigides et froides. 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