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Implication structurale des anomalies gravimétriques en bordure septentrionale du craton du Congo

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par Yves Shandini Njankouo
Université de Yaoundé I Cameroun - DEA 2007
Dans la categorie: Géographie
  

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CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE

1. SITUATION GEOGRAPHIQUE

La région d'étude est située en Afrique Centrale (Fig.1). Elle couvre le sud Cameroun, le sud-ouest de la R.C.A., le nord de la Guinée équatoriale, du Gabon et le nord-est du Congo. Elle s'étend entre les latitudes 2° et 4° 5 N et les longitudes 9°50 et 17°E. Les principales villes qu'on y rencontre sont : Yaoundé, Ebolowa, Sangmélima, Mbalmayo, Akonolinga, Djoum, Ayos, Kribi, Edéa, Pouma, Monatélé, Abong-Mbang, Yokadouma, Batouri, Bertoua, Ouesso.

Fig. 1 : Localisation de la zone d'étude

Le climat qui y règne est du type équatorial guinéen, caractérisé par quatre saisons (deux saisons sèches et deux saisons de pluie) et par l'abondance des pluies avec des températures relativement peu élevées et régulières.

La zone d'étude comporte une partie côtière à l'ouest du méridien 10°E et une partie continentale à l'Est.

La partie côtière s'étend de l'océan vers l'intérieur sur environ 150 km en direction de l'Est et est occupée dans sa presque totalité par la forêt dense ombrophile. Une côte basse à mangrove borde la baie de Douala, sorte d'entonnoir profond de 30 km et large de 50 km. Cette baie est le réceptacle des principaux fleuves de la région : le Mungo, la Dibamba et le Wouri et la Sanaga (Giresse et al., 1996). Une longue côte sableuse d'orientation méridienne va de l'estuaire de la Sanaga jusqu'à Campo (Morin et Kuete, 1989).

L'altitude moyenne de la surface continentale est de 700 m. Cette altitude est de 750 m à Yaoundé et décroît vers le Sud. L'uniformité de cette surface est l'une de ses caractéristiques majeures. Vers l'Est, il n'existe pas de véritable escarpement entre la surface continentale et la cuvette congolaise ; en effet Yokadouma est à 550 m et Moloundou à 350 m.

La région d'étude est drainée par le bassin du Congo. La Sanaga est le fleuve le plus important du réseau hydrographique de la région. Plus au Sud, le Nyong et son affluent le So'o coulent d'Est en Ouest, dans la région de Mbalmayo et d'Akonolinga. Le Ntem, parallèle au Nyong coule plus bas au Sud et quitte la surface continentale par une série de rapides (Giresse et al., 1996). La région est également arrosée par le Dja dans la région nord-est de Sangmélima et son affluent (le Lobo) et la Mvilla dans la localité d'Ebolowa.

2. CONTEXTES GEOLOGIQUE ET TECTONIQUE

Le domaine d'étude porte les traces des divers évènements tectoniques qui ont marqué le continent africain au cours des temps géologiques. Il chevauche la marge septentrionale du craton du Congo représenté par le groupe du Ntem et la partie Sud de la chaîne panafricaine Nord-équatoriale représenté par les séries de Yaoundé.

2.1. Le craton

Il affleure au sud du parallèle 3°5N. Les roches les plus anciennes forment le groupe du Ntem d'âge archéen (> 3,7 Ga) rajeuni pendant l'éburnéen (2,2-1,8 Ga) (Gazel, 1956 ; Bessoles et Trompette, 1980). Au Sud-est les affleurements du complexe du Ntem sont recouverts par des formations d'âge protérozoïque supérieur.

2.1.1. Le complexe du Ntem

Il est formé d'Ouest en Est par les unités tectoniques du Bas Nyong, du Ntem et de l'Ayina (Fig. 2).

- L'unité du Ntem est composée d'un ensemble de gneiss granulitiques (série rubanée) et un complexe intrusif. Le complexe intrusif est essentiellement composé de granitoïdes charnockitiques mis en place vers 2.9 Ga (Delhal et Ledent, 1975 ; Lasserre et Soba, 1976 ; Cahen et al.,1984 ; Toteu et al.,1994 ; Tchameni et al.,1996) ; sa composition est celle des TTG (Tonalites-Trondjhémites-Granodiorites) (Nédelec et Nsifa, 1987 ; Nédelec et al.,1990).

La série rubanée est constituée des ceintures de roches vertes qui contiennent des roches basiques et des quartzites ferrifères ou stériles (Vicat, 1998). Les ceintures de roches vertes de Lolodorf-Ngomezap se mettent en place vers 3 Ga (Tchameni, 1997). Elles sont caractérisées par l'association de métabasites et de quartzites ferrifères. Les amphibolites et les quartzites ont subi le métamorphisme granulitique à pyroxènes et grenat de l'unité du Ntem. L'orogenèse éburnéenne se manifeste dans l'unité du Ntem par un épisode thermique daté vers 2 Ga (Toteu et al., 1994 ; Tchameni, 1997).

- L'unité du Bas Nyong 

Les caractéristiques pétrologiques et chimiques des ceintures de roches vertes de l'unité du Nyong les rattachent aux roches du complexe du Ntem. Les caractéristiques tectoniques et métamorphiques témoignent d'une évolution structurale beaucoup plus vigoureuse que l'unité du Ntem pendant l'érosion éburnéenne et de l'influence de la tectonique panafricaine (Nédelec et al., 1990).

L'orogenèse éburnéenne est responsable de la structuration N-S et du déversement sur l'unité du Ntem de l'unité du Bas Nyong au Sud-est (Nédelec et al., 1990). Une légère rétromorphose dans le faciès schiste vert peut être attribué au métamorphisme panafricain (Toteu et al., 1994).

- L'unité de l'Ayina

Au Sud-est, l'unité de l'Ayina rapportée à l'archéen borde l'unité du Ntem. Cette unité comprend en majorité des roches cristallophylliennes (leptynites, amphibolites, gneiss), des roches à caractère intrusif (granites, syénites, tonalites) et des greenstones, qui passent en continuité de l'unité du Ntem à celle de l'Ayina. Plus à l'Est, affleure la série volcano-sédimentaire de Mbalam caractérisée par un métamorphisme moins intense. Les formations de Mbalam (chlorito-schistes, séricito-schistes, schistes à amphibole, amphibolites et quartzites ferrugineux) sont très redressées (sub-verticales) et affectées par une tectonique cassante.

Fig. 2 : Carte géologique du sud-ouest du Cameroun (D'après Feybesse ,1987)

1-Formations précambriennes ; 2-Unités du Protérozoïque ; 3-Granites post-greenstones

4-Greenstones ; 5-Unité d'Ebolowa ; 6- Série rubanée (Ntem) et série feuilletée (Nyong)

2.1.2. La couverture protérozoïque du craton

Elle se localise dans la partie sud-est du Cameroun. Elle repose à l'Ouest en discordance sur la série de Mbalam et disparaît au Nord sous la nappe de Yaoundé qui la recouvre partiellement (Vicat, 1998).On distingue quatre séries (Laplaine,1971 ;PNUD, 1987) : la série du Dja supérieur, le complexe tillitique, la série du Dja inférieur et la ride de Lobéké (Fig.3).

- La série du Dja supérieur est localisée dans la région de Mintom. Elle est discordante sur le socle du Ntem et sur la série du Dja inférieur. Déposée au Néoprotérozoïque (650-540 Ma), elle appartient au cycle eustatique schisto-calcaire (Alvarez, 1998).

- Le complexe tillitique rattaché au Cryogénique (550-650 Ma) (Alvarez, 1998) comprend la tillite de Bele-Libongo à la frontière Centrafricaine, la tillite de Bodou dans la pointe sud-est du Cameroun et la tillite de Moloundou à la frontière du Congo. Ce complexe repose en discordance sur la série du Dja inférieur.

Fig. 3 : Géologie du sud-est du Cameroun (D'après Feybesse et al., 1987)

- La série du Dja inférieur est déposée au Paléoprotérozoïque postérieurement à la phase majeure éburnéenne individualisée en Centrafrique et au Cameroun (Vicat et al.,1997 ; Vicat, 1998). Des filons de dolérites et des basaltes en coussins mis en place vers 2 Ga sont associés aux dépôts. On rencontre par endroits dans la série du Dja des roches intrusives telles que les syénites qui sont non datées (PNUD, 1984).

- La ride de Lobéké est composée de quartzites massifs alternant avec des quartzo-phuliades et des séricito-schistes. Des granodiorites éburnéennes sont intrusives dans les dépôts de la ride de Lobéké (Vicat et al., 1997).

2.2. La chaîne panafricaine.

La chaîne panafricaine est la zone située entre le craton Ouest africain au Nord-Ouest et le craton du Congo au Sud. Les roches appartenant à ce domaine sont celles qui ont été soumises à la tectonique panafricaine, dont les âges géochronologiques montrent un rajeunissement à 500-600 Ma. La chaîne panafricaine est représentée par les séries d'Ayos-Mbalmayo-Bengbis, de Yokadouma et de Yaoundé. La série d'Ayos-Mbalmayo-Bengbis est surtout formée de schistes verdâtres d'aspect lustré. Le métamorphisme épizonal est très faible dans ces formations. Le cadre géodynamique est celui d'un bassin intracontinental.

- La série de Mbalmayo-Bengbis a une orientation générale Est-ouest (Gazel et al., 1965). Les roches de la série d'Ayos sont également caractérisées par un faible degré de métamorphisme. On y trouve des micaschistes à deux micas, des schistes à muscovite et chloritoschistes. Les schistes qui forment le sommet de la série sont peu ou pas granitisés (Van Der Hende, 1969).

- La série de Yokadouma est composée de schistes et de quartzite recristallisés dans les conditions du faciès schiste vert (Vicat, 1998). Le magmatisme basique associé, à composition de tholérites traduit un amincissement lithosphérique (Vicat et al., 1997).

Le cadre géodynamique est celui d'un rift continental. La série de Yokadouma déposée en bordure du craton du Congo est équivalente aux séries d'Ayos-Mbalmayo-Bengbis et constitue une écaille à la base de la nappe de Yaoundé.

- La série de Yaoundé située au nord du craton du Congo est formée de gneiss et de migmatites à grenats provenant d'anciens sédiments granitisés et métamorphisés dans le faciès granulite de haute pression ; elle constitue le coeur de la nappe panafricaine (Nzenti et al., 1984 ; Nédelec et al.,1986 ; Nzenti, 1987 ; Nzenti et al.,1988). Structuralement, la série de Yaoundé est interprétée comme une vaste nappe qui chevauche au Sud la terminaison Nord du craton du Congo (Ball et al., 1984 ; Nédelec et al.,1986 ; Nzenti, 1987). L'âge panafricain de la migmatisation et du métamorphisme est démontré (Penaye et al., 1993 ; Nzenti, 1987 ; Nzenti et al., 1988). Les termes les plus métamorphiques sont situés au niveau de la ville de Yaoundé (4°N) et correspondent à des gneiss granulitiques. Dans la région de Yaoundé, les granulites sont surtout d'origine sédimentaire mais on note la présence de roches ignées syn-métamorphiques aux environs et dans la ville (Nzenti et al., 1988), traduisant une collision continentale et des remontées des roches profondes de la croûte.

On trouve à l'ouest du domaine d'étude les bassins sédimentaires de Campo-Kribi et de Douala. Les roches sont successivement des sédiments tertiaires puis crétacés passant sans accident topographique particulier, aux roches métamorphiques du socle (Segalen, 1967). Les séries du bassin de Campo débutent à l'Albien et ont une épaisseur de l'ordre de 600 m. Le bassin de campo est séparé du bassin de Douala au Nord par une avancée dans la mer des roches du socle (région de Kribi). D'après les études sismiques, la couverture sédimentaire dans le bassin de Douala peut atteindre 3000 m, 4000 m et parfois même 7000 m (Schlumberger, 1983).

2.3. Tectonique

Les travaux géochronologiques (Tchameni, 1997 ; Tchameni et Nsifa, 1998) permettent de scinder l'évolution de la bordure septentrionale du craton du Congo en deux grands épisodes tectoniques :

- L'épisode archéen qui commence à 3,1 Ga et correspond à une phase de distension avec formation des bassins marins ou continentaux comblés de matériels volcano-sédimentaires, injectés par la suite de roches basiques. Cette phase de distension est suivie d'une phase compressive (2,9 à 2,6 Ga) associée à un abondant plutonisme charnockitique, tonalitique et granitique. Les granitoïdes observés d'âge environ 2,6 Ga sont les produits de la fusion crustale. Le cycle archéen est clôturé dans la zone par une phase de magmatisme calco-alcalin (2,6 Ga).

- L'épisode protérozoïque inférieur commence vers 2,4 Ga avec fracturation et évènements thermiques. Un réchauffement favorise un remaniement des formations archéennes, les syénites alcalines montent diapiriquement. Les fractures développées antérieurement sont colmatées par des dolérites vers 2,1 Ga. Un métamorphisme de haut degré daté à 2,05 Ga accompagne la déformation D2 qui prend de l'ampleur dans l'unité du Bas Nyong. L'unité du Bas Nyong est le résultat de la collision entre les cratons du Congo-SaÕ Fransisco au Protérozoïque inférieur.

Au Protérozoïque supérieur, le craton du Congo est effondré par un réseau de fossés intracratoniques dont l'aulacogène de la Sangha est la pièce maîtresse (Alvarez, 1998). Les formations d'âge protérozoïque supérieur affleurant au sud-est du Cameroun (série du Dja, Bessoles et Trompette, 1980) sont supposées dans les zones effondrées du craton, masquées par des dépôts récents de la forêt équatoriale de la cuvette congolaise.

Ces différentes phases tectoniques ont conduit à la mise en place des unités structurales de la région.

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