Le magmatisme acide Plio-Pleistocène de la Marge<br />Tyrrhénienne (Italie Centrale) : Géochronologie,<br />Pétrogénèse et Implications Géodynamiques.

The Italian Neogene magmatism is characterized by a large petrological andgeochemical variety, covering almost all the magmatic rocks pattern known worldwide. Mostof the geodynamic models are based upon the recent widespread Quaternary volcanism,comprising mafic to intermediate lavas. In contrast, the felsic magmatism which correspondsto the first manifestations of the Tyrrhenian margin is much less voluminous, outcropswithout or with few associated mafic-intermediate rocks, and is less known.The goals of this thesis are: (1) to precise the age of these manifestations, (2) to betterunderstand the origin of this magmatism (determinating the sources) and, (3) to insert theseconstraints in the general framework of the Italian magmatism and the opening of theTyrrhenian Sea. A combined geochronological and petro-geochemical study has thus beencarried out on felsic Tuscan edifices (San Vincenzo, Roccastrada and Amiata) and the Ponzaand Palmarola islands (Pontine Archipelago, Campanian area, Gaeta gulf).Twenty-five K-Ar datings (Cassignol-Gillot technique) have been performed on thePonza and Palmarola islands rocks. The beginning of the volcanic activity of Palmarola hasbeen dated for the first time at 1.64 ± 0.02 Ma; the obtained Quaternary (Pleistocene) age is incontradiction with the Pliocene age which was proposed on stratigraphical criteria.Concerning Ponza, a new rhyolites episode had been recovered at 3.1-2.9 Ma. BetweenPliocene and Pleistocene, the volcanism changed from orogenic calc-alkaline in Ponza to atransitional magmatism in Palmarola whose chemical signature approaches those of intraplatealkaline magmatism. This occurred in only 1.3 Ma. A petrogenetic model is proposed for themagma of Ponza and Palmarola from new mineralogical and isotopic data. It impliesfractional crystallization coupled with more or less strong crustal contamination, fromdifferent mantle liquids.Accurate and reproducible ages have been obtained for the Tuscan Province edifices(San Vincenzo, Roccastrada and Amiata). New Sr, Nd and Pb isotopic data confirmed thehybrid character of Monte Amiata volcano in terms of sources, between the Tuscan and theRoman provinces. Based on our new ages, we propose a new possible scenario for itsvolcanological evolution.The principal component analysis of the lead isotopic data set of all the studied felsicmanifestations has permitted to identify the two main source components at the origin of theserocks. The dominant component is mantellic and corresponds to a mixing between DM andHIMU end-members, while the second is an enriched crustal-derived end-member. Thesouthernmost felsic rocks (Pontine) show the strongest influence of the DM+HIMUcomponent. Thus, even with so differentiated rocks and at so small scale (central Italy), wefind the general trend of the whole Italian peninsula and Sicily derived from the isotopic studyof mafic rocks, which shows a general DM+HIMU mixing plus a crustal-derived endmember.The influence of the DM+HIMU end-member increases from North to South ofItaly.When extended at the scale of the whole Tyrrhenian margin, the PCA allows identifying twosource domains delimitated by a major lithospheric discontinuity, the 41 Parallel Line, and inwhich the evolution of the components is different. The northern domain characteristics couldbe controlled by a lower lithosphere delamination, whereas in the southern domain they mightbe due to the fast slab roll-back. In both domains, the invoked processes would trigger theupwelling of asthenospheric material.Le magmatisme Néogène italien est caractérisé par une grande variété pétrologique et géochimique, couvrant presque entièrement le spectre des roches magmatiques connues dans le monde entier. Le volcanisme récent, Quaternaire, comprenant des laves de compositionbasiques et intermédiaires, est à la base de la majorité des modèles géodynamiques. Comparativement, le magmatisme acide, correspondant aux premières manifestations sur la marge Tyrrhénienne est beaucoup pour les édifices de la Province Toscane (San Vincenzo, Roccastrada et Amiata). Pour le volcan de Monte Amiata, de nouvelles données isotopiques Sr-Nd et Pb confirment qu'il est en terme de sources un hybride entre les Province Toscane et Romaine. Nous proposons grâce aux âges obtenus un nouveau scénario pour sa mise en place. L'analyse en composantes principales (ACP) des données isotopiques du Pb de toutes les manifestations acides étudiées dans cette thèse a permis d'identifier les deux composants source à l'origine de ces roches. Le composant le plus important est un pôle mantelliquecorrespondant à un mélange entre DM et HIMU, tandis que le second, dont le rôle est mineur comparé au premier, est un pôle enrichi de type crustal. Les roches acides les plus au Sud (Pontines) montrent une influence plus forte du composant DM+HIMU. Ainsi, même sur desroches aussi différenciées et à plus petite échelle (l'Italie centrale), on retrouve la tendance générale propre à l'ensemble de la péninsule Italienne et de la Sicile, dérivée de l'étude isotopique des roches basiques, qui montre un mélange général entre DM et HIMU auquel s'ajoute un composant dérivé de la croûte. L'influence du pôle DM-HIMU est croissante duNord au Sud de l'Italie. Etendue à l'échelle de la marge Tyrrhénienne italienne, l'ACP permet d'identifier deuxdomaines sources, délimités par une discontinuité lithosphérique majeure de l'Italie centrale, le 41ème Parallèle, dans lesquels les composants évoluent différemment. Les caractéristiques du domaine Nord pourraient être contrôlées par un processus de délamination de la lithosphère inférieure, celles du domaine Sud par un retrait rapide du slab, les deuxphénomènes provoquant une remontée asthénosphérique