Résumé

Cette thèse se concentre sur l'impact des éruptions volcaniques sous- marines sur les processus sédimentaires et la diagenèse précoce, en se basant sur l'exemple du volcan sous-marin Fani Maoré, apparu en 2018 près de Mayotte.

L'étude se distingue par deux aspects principaux :

• l'analyse des impacts seulement deux ans après l'éruption, une échelle de temps rare en géologie,
• et l'exploration géochimique des sédiments d'une région jusque-là très peu étudiée.

Les analyses géochimiques couplées aux analyses isotopiques du fer, du carbone et du strontium ont été essentielles pour identifier une interaction entre les fluides magmatiques profonds et les sédiments de surface, dans une zone proche du volcan et des coulées de lave. Ces outils ont aussi permis d'observer, pour la première fois dans ce contexte, des carbonates riches en fer dans un panache hydrothermal, résultant des fluides enrichis en CO2. Ces carbonates sont associés à des dépôts massifs d’oxyhydroxydes de fer à la surface des sédiments à l’échelle régionale. Le devenir à long terme de ces dépôts est dominé par la réduction des oxyhydroxydes de fer, la dissolution du matériel volcanique jouant un rôle minoritaire.

Ces découvertes apportent une contribution précieuse à la compréhension des processus diagenétiques et biogéochimiques induits par les éruptions sous-marines, tout en ouvrant de nouvelles perspectives pour l'analyse des éruptions passées. 

Abstract

This thesis focuses on the impact of submarine volcanic eruptions on sedimentary processes and early diagenesis, based on the example of the Fani Maoré submarine volcano, which emerged in 2018 near Mayotte.

The study is notable for two main aspects:

• the analysis of the impacts just two years after the eruption, a time scale that is rare in geology,
• and the geochemical exploration of the sediments in a region that has been poorly studied until now.

Geochemical analyses coupled with isotopic analyses of iron, carbon and strontium were essential in identifying the interaction between deep magmatic fluids and surface sediments in an area close to the volcano and lava flows. These tools also made it possible to observe, for the first time in this context, iron-rich carbonates were found in a hydrothermal plume, resulting from fluids enriched in CO2. These carbonates are associated with massive deposits of iron oxyhydroxides at the surface of sediments on a regional scale. The long-term fate of these deposits is dominated by the reduction of iron oxyhydroxides, with dissolution of volcanic material playing a minor role.

These discoveries make a valuable contribution to our understanding of the diagenetic and biogeochemical processes induced by submarine eruptions, while opening up new perspectives for the analysis of past eruptions.