Cadre géologique et tectonique du district d’Ikalamavony

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Aperçu géologique général

Situation de Madagascar dans le cadre du Gondwana

Dans le cadre de l’histoire tectonique du Gondwana oriental et de son évolution, Madagascar occupait une position centrale au sein de ce « super continent » : entre l’Afrique à l’Ouest, par l’Inde à l’Est, avec la Somalie au Nord et l’Antarctique a u Sud.
L’ouverture du Canal de Mozambique (150 Ma) s’est e ffectuée progressivement avec la formation de la marge active de la partie Ouest de Madagascar depuis le Karroo (Permien) et de grands bassins sédimentaires épicontinentaux. Ainsi, l’ouverture de l’Océan Indien (80 Ma) a été brutale et avait provoqué une remarquable trace de faille affectant le socle cristallin dans la côte Est subrecti ligne de Madagascar.
Cette immense masse continentale, qui implique aussi l’Amérique du Sud et l’Australie, regroupait différents types de continents non déformables appelés cratons. L’île de Madagascar se situait au centre de la convergence des domaines cratérisés : le craton Tanzanie à l’Ouest et le craton Dharwar de l’Inde à l’Est. Le système inclut une li thosphère continentale chaude déformée entre des blocs rigides spécifiés par leurs caractères épaiset froids.
En outre, les ceintures mozambicaines qui parcouraient le Gondwana sont des ceintures majeures de collision où des chaînes mobiles se heurtent. La chaîne panafricaine fait partie de ces chaînes mobiles et elle est caractérisée par un métasomatisme intense dans les faciès amphibolite à granulite. Cette chaîne apparaît à l’échelle du super-continent comme des zones de transpression développant un réseau de zones de cisaillement ductiles. Ce mouvement tectonique met en évidence une action combinée de régime décrochement et compression. Cette structure de cisaillement que l’on peut trouver à Madagascar par le cisaillement senes tre de Bongolava-Ranotsara correspond à une structure majeure de plus de 2000 km de long sur une trentaine de kilomètre de large.
Par conséquent, Madagascar constitue l’un Actuellement il est devenu l’un des instruments de l’histoire de la Terre. des témoins fondamentaux du Gondwana. base des recherches pour la reconstitution de

Evolution des hypothèses sur la configuration du socle cristallin de Madagascar

Géologiquement, Madagascar se subdivise en deux grandes parties bien distinctes dont le socle cristallin qui occupe les deux tiers de sa superficie et les formations sédimentaires couvrant le tiers restant s’étendent vers la partie occidentale.
Au cours des temps, de nombreux travaux ont été réalisés en ce qui concerne la structure du socle cristallin de Madagascar. Certes, beaucoup de chercheurs ont données leurs différentes conceptions et hypothèses sur l’histoire et la structure du socle de Madagascar.

Hypothèse de H. BESAIRIE

Auparavant, d’après H. BESAIRIE en 1948, le socle cristallin malgache était formé par une succession de dépôts sédimentaires affectés par unévènement orogénique vers 2,66 MA appelée Shamwaienne. Il comprend trois grands systèmes : le système Androyen le plus ancien, le système du Graphite, le système du Vohibory le plus récent .
Le système Androyen proprement dit est constitué deroches hautement métamorphiques avec faciès granulite; il lui a été rattaché récemment, mais avec doute le système d’Antongil, localisé dans la région côtière du Nord-Est est deconstitution pétrographique différente.
Le système du graphite est particulièrement caractérisé par la fréquence et souvent l’abondance du graphite. Quant au système, ses particularités essentielles sont l’abondance de roches amphiboliques et la présence d’anciennes coulées basiques transformées en orthoamphibolites.
Le système de Vohibory est essentiellement spécifiépar l’abondance des amphibolites, des formations mafiques à ultramafiques et des coulées basaltiques anciennes. Le métamorphisme d’intensité moindre avait transformé ces intrusionsbasiques et avait contribué à la minéralisation caractéristique aurifère et cuprifère du système.
La superposition de ces trois systèmes a été mise ne observation dans l’extrême Sud, sur l’axe Fort-Dauphin-Tuléar. Un autre système dit « série schisto-quartzo-calcaire »localisé dans le centre avait été considéré comme la formation terminale du Précambrien. Il se place à la base du groupe d’Amborompotsy rattaché au système du Vohibory.

Le système Androyen

Le système Androyen constitue dans le Sud une vaste zone triangulaire haute de 450 km. Il a été entièrement soumis à un métamorphisme de hautradeg caractérisé par un faciès granulite. Ainsi, l’abondance des leptynites spécifie sa nature pétrographique. Ce système est divisé en trois groupes : Fort-Dauphin à la base, Tranomaro, Ampandradava.
Le groupe de Fort-Dauphin
Le groupe de Fort Dauphin est constitué de leptynites à cordiérite et grenat. Il forme une longue bande bordant à l’Est les chaînes anosyennes qui se prolonge jusque dans la région de Zazafotsy, limitée à l’Est par la grande fracture de Ranotsara. Dans la région Nord de Fort Dauphin où se trouve un maximum taux pluviométrique (plus de 3m par an), les leptynites extrêmement alumineuses s’altèrent facilement en donnant d’importants gisements de bauxites comme le gisement de Manantenina. Le groupe réapparaît à l’Ouest en plusieurs bandes anticlinales dont la plus importante s’aligne sur la ligne Ambovombe-Ihosy-Sakeny. Cette bande est recoupée à Ihosy par la route du Sud (carrière d’Ihosy et montée del’Horombe).
Le groupe de Tranomaro
Le groupe de Tranomaro renferme avec des leptynites une exceptionnelle abondance de wernéritites, pyroxenites wernéritiques, pyroxénites associées à des cipolins et des quartzites. Les pyroxénites renferment des gisements de mica et d’uranothorianite. Dans l’extrême Sud-Est, à l’Est de Tranomaro, le groupe a été affecté par un phénomène de granitisation plus poussée qui transforme les schistes cristallins en granites et en charnockites constituant les chaînes anosyennes.
Le groupe d’Ampandrandava
Le groupe d’Ampandrandava est encore constitué de leptynites, mais il s’y ajoute des gneiss amphiboliques ou pyroxéniques, des cipolins, des quartzites et des pyroxénites. Ces dernières renferment les gisements de phlogopite les plus importants de Madagascar: le gisement d’Ampandrandava et celui de Benato.

Le système de graphite

Le système du graphite constitue la plus grande partie du socle cristallin. Les bancs de graphite y sont fréquents mais la répartition et laquantité les diffèrent selon les régions. Le système montre des intensités différentes du métamorphismeallant du faciès granulite au faciès mica schisteux de mésozone. Il y a par endroit, un large développement de migmatites et de zones granitisées avec charnockites; les principales masses granitiques comme le plateau de Tampoketsa dans la région centrale, résultent de la granitisation accompagnant l’orogenèse de 550 Ma. On a séparé divers groupes régionaux d’après leur facièsmétamorphique, mais sans aucun classement stratigraphique: groupe de migmatites, migmatites granitoïdes et granite; groupe du Manampotsy, groupe d’Ambatolampy, groupe d’Andriba, groupe d’Am panihy.

Le système du Vohibory

Le système du Vohibory tire son nom du Mont Vohibory, point culminant de la région du Sud-Ouest, proche de la Sakoa, où il a été défi npour la première fois. Il est spécialement caractérisé par l’abondance des formations amphiboliques et par la présence d’anciennes coulées basaltiques maintenant transformées en orthoamphibolites associés à des intrusions basiques et ultrabasiques plus ou moins métamorphisées. Si unepart des roches amphiboliques dérive de roches éruptives basiques, une autre part est para gneissique. Le système est localisé dans les grandes aires synclinoriales.
Ce système a été subdivisé en usieurspl groupes : groupe de Vohibory, groupe de Beforona – Alaotra et Andriamena constitué par des amphibolites et migmatites, groupe de Maevatanàna formé de schistes verts, gneiss, migmatites, groupe d’Amborompotsy et la série schisto-quartzo-calcaire.

Le groupe d’Amborompotsy

Le groupe d’Amborompotsy s’étend dans la moitié Ouest du pays Betsileo, au delà d’une ligne Solila-Ikalamavony-Amborompotsy-Mangatabohangy. Il est formé de micaschistes et de gneiss s’étageant de la zone des micaschistes supérieurs à celle des gneiss inférieurs. De nombreux cipolins, quartzites, amphibolites y sont interstratifiés. Les niveaux à pyroxènes sont localisés dans les parties les plus profondes. Dans son extrémitéSud, près de la plaine de Ranotsara, il renferme des leptynites et surtout des gneiss à pyroxène avec ou sans grenat.
Ainsi, cette diversité de composition pétrographique de ce groupe conduit à amener A.
Lenoble à subdiviser le groupe d’Amborompotsy en de ux séries :
La série de Vohimena : le sommet de la série composée de micaschistes à deux micas avec de nombreuses intercalations de cipolins, d’amphibolites, de gneiss à biotite et d’amphiboles.
La série d’Ikalamavony : la base de la série composée de micaschistes à deux micas, gneiss à biotite et amphibole avec quelques interca lations de cipolins, d’amphibolites, de werneritites et de pyroxénites.

Hypothèse de G. HOTTIN

Au Nord de la ligne Bongolava – Ranotsara

Pour G. Hottin, la majeure partie des terrains constituants les rides anticlinoriales granitisées des hautes terres n’appartient pas au système antongilien mais à la base silico-alumineuse, souvent graphiteuse du système supérieur. Le grand développement des migmatites et granites stratoïdes dans la zone centrale résulte de la présence dans esc séries graphiteuses, de type Ambatolampy et Andriba, de vastes ensembles régionaux de formations particulièrement réceptives (arkoses et surtout volcanites acides à neutres).
Ainsi pour la zone Ouest de Tananarive, les seules zones susceptibles de correspondre à des noyaux antongiliens seraient sel on G. Hottin, le dôme d’Ankazobe, sur lequel viennent se mouler les granites et migmatites stratoïdes d’Andriba, et la zone du Bongolava à l’extrême Ouest. Sur le versant Est, la position del’axe séparant le sillon central du Beforona Alaotra du sillon externe du Sahantaha est plus à l ’Est sur les migmatites rubanées d’Ambodiriana et de la falaise orientale. Les faciès particuliers du Brickaville à hornblende et grenat, passant en continuité au Nord aux leptynites à grenat de l’Andribabe, puis à des leptynites hololeucocrates ou à grenat dans la région de Mandritsara, comme de simples formations intercalaires dans la série graphiteuse du Manampotsy (système supérieur).

Au niveau de la ligne de fracture Bongolava – Ranotsara

Il attribue la série schisto-quartzo-calcaire à stromatolites et ses équivalents latéraux Amborompotsy – Ikalamavony à une orogénèse « kibarienne » antérieure à 1 100 Ma.

Au Sud de la ligne Bongolava – Ranotsara

La synthèse de G.Hottin en 1973 se borne à décrire les formations ultramétamorphiques androyennes comme un ensemble complexe comportant sans doute des noyaux d’âge archéen ou katarchéen, et des équivalents, apparemment dominants, de l’ensemble Amborompotsy – Ikalamavony. Pour les séries non datées de l’extrêmSud-Ouest (Ampanihy et Vohibory) comme pour celles de l’extrême Nord (Ambohipato et Darain Milanoa), il ne prend pas position et se contente de rappeler les définitions classiques deces séries selon H. Besairie.
Le complexe ultramétamorphique androyen
Le complexe katarchéen androyen, assimilé à l’antongilien, est divisé en trois groupes superposés: Fort Dauphin, Tranomaro et Ampandrandava.
Le groupe de Fort Dauphin est essentiellement silico-allimineux: leptynites granulitiques à orthose perthitique et cordiérite des formations de Fort-Dauphin à l’Est, et ensemble plus complexes à dominance de leptynites et gneiss alumi neux des formations de Iakora et d’Ihosy vers l’Ouest et le Nord-Ouest.
Le groupe de Tranomaro dans la zone centrale se superpose à celui de Fort-Dauphin à l’Est.
Il se caractérise par l’abondance des formations pyroxéno-wernéritiques. Il est divisé en trois sous groupes régionaux: Tranomaro sensu stricto à l’Est: pyroxéno-wernéritites et cipolins abondants dans un fond gneissico-leptynitique rubané, les formations de Tsitondroina de part et d’autre d’Ihosy : faciès alumineux de gneiss et de leptynites dominants et les formations de Mahabo à l’Ouest: py roxéno-wernéritites associées à des faciès dominants de leptynites granitoïdes.
Le groupe d’Ampandradava se subdivise en deux sous- groupes : Horombe et Bevinda. Le sous-groupe de l’Horombe est constitué de migmatites, leptynites et gneiss grenatifères à grenat et sillimanite avec des intercalations très réduites de pyroxéno-wernéritites et cipolins. Le sous-groupe de Bevinda correspond à un e étroite bande synclinale de faciès très différenciés avec gneiss silico-alumineux souventriches en cordiérite, leptynites, pyroxéno-wernéritites et cipolins .
L’extrême Sud-Ouest : séries de l’Ampanihy et du Vohibory
La série d’Ampanihy se superpose aux formations androyennes de l’Horombe. La superposition est parfaitement nette notamment au niveau des petits dômes androyens de Miary, inclus dans la série graphiteuse d’Ampanihy au Sud de Bekily. C’est un ensemble de gneiss et de leptynites à grenat, biotite et sillimanite, à grap hite dispersé commun, avec des intercalations quartzitiques, amphiboliques et de rares niveaux calciques (pyroxéno-wernéritites et cipolins) et manganésifères. On note également la présence de osgr massifs intrusifs d’anorthosites métamorphisés.
La série du Vohibory flanque à l’Ouest celle d’Ampanihy. Le contact subvertical n’apporte aucun élément permettant de définir les relations tratigraphiques entre les deux séries. Lithologiquement, la série se caractérise par l’abondance des amphibolites, pour la plupart d’origine ortho, avec gneiss amphibolo-pyroxéniques, leptynites fréquemment pyriteuses et cipolins.

Hypothèse de Windley, A. Collins et ses collègues

Ils ont inventé en 2002 que le socle cristallin de Madagascar a été subdivisé en sept grandes unités tectono-métamorphiques :

Le bloc d’Antongil

Situé à l’Est de l’île, il comprend un noyau de c roûte primitive tonalitique à 3200 Ma que l’on trouve en enclaves dans des granites à 2520 Ma qui sont prédominants. Le métamorphisme est épizonal à mésozonal et apparemment ce bloc n’a pasété affecté par l’orogenèse panafricaine. La déformation et le métamorphisme semblent être d’âgefini-archéen et cette unité représenterait la bordure orientale du craton Dharwar de l’Inde. De plus, l’idée du rattachement de ce bloc au Gondwana oriental est unanimement partagée.

La suture Betsimisaraka

Elle forme une bande qui borde à l’Ouest le bloc d’Anton gil. Elle est composée de gneiss alumineux à graphite associés à des métaultrabasites. Cette unité pourrait être interprétée comme la bordure occidentale de l’océan Mozambique dont la fermeture a conduit à l’assemblage du Gondwana au Panafricain. Ils l’envisagent donc un témoin de croûte océanique entraînée dans une zone de subduction plongeant vers l’Ouest.

Le bloc d’Antananarivo

Il est composé de gneiss et de granites à 2500 Ma intercalés avec des orthogneiss à 800 Ma (granites, gabbros). Cet ensemble a été repris parles évènements panafricains contribuant à la formation des granites stratoïdes alcalins à 630 Ma et de granites à 550 Ma. Ce bloc présente deux particularités structurales majeures : la virgationd’Antananarivo qui se manifeste par une inflexion vers l’ouest des lignes structurales qui sont Nord-Sud et le cisaillement d’Angavo, une zone de structures verticales qui est reconnue sur près de 600 km entre le Sud de Fianarantsoa et le Nord d’Antananarivo.

La nappe de Tsaratanàna

Elle est composée de gneiss mafiques, tonalites, roches ultramafiques et métapélites dont certaines ont subi un métamorphisme de très haute empérature. Des intrusionsprécoces ont été datées entre 2490 et 2750 Ma et des gabbros à 800 Ma sont plissés et recoupés par des charriages vers l’Est. Ces charriages semblent postérieurs à l’intrusion de granites à 637 Ma et sont responsables de l’allure en synforme de l’unité. Des mylonites ont été observées entre les unités basales de Tsaratanàna et le bloc d’Antananarivo.

La nappe d’Itremo

Elle constitue un vaste ensemble métasédimentaire ùo les structures sédimentaires sont bien conservées en raison d’un métamorphisme d’intensitérelativement faible, sous faciès schistes verts et amphibolites supérieur, qui s’étend vers l’Ouestjusqu’à la limite des terrains sédimentaires et vers le Sud jusqu’au cisaillement de Ranotsara. Cet ensemble est très vraisemblablement Protérozoïque, avec un large développement de roches carbonatées. La sédimentation s’est produite entre 1855 Ma (âge le plus jeune des zircons détritiques dans les quartzites) et 804 Ma (âge le plus ancien des intrusions recoupant ce groupe). L’Itremo a été déformé en plis couchés isoclinaux avant l’intrusion de gabbros, syénites et granites à environ 800 Ma, puis par des plis verticaux d’orientation principale Nord – Sud. Des intrusions de granites post-tectoniques sont datées de 550 Ma.

La Chaîne de Bemarivo

Cette unité semble recouper (à l’échelle de la carte) les entités d’Antananarivo, d’Antongil et du Betsimisaraka. Sa partie Sud est dominée pardes métasédiments à faciès amphibolite profond et à granulite. Sa partie Nord comprend des massifs de granites en dômes et aussi des rhyolites datées de 715 Ma qui ont été déformées en plis isoclinaux verticaux. La partie Sud a été déformée par des charriages à haut vers le sud qui sont cont emporains du faciès granulite, avec des datations sur monazite et sphène marquant un refroidissement à 510-520 Ma. Ces âges cambriens indiqueraient que le Bemarivo a été charrié sur unensemble déjà amalgamé du centre de Madagascar.

Le domaine du Sud de Madagascar

Il est délimité au Nord par le grand cisaillement énestre de Ranotsara. La zone de cisaillement senestre d’orientation NW-SE croise la totalité du domaine central auquel les auteurs attribuent une signification variée. Dans sa partieSud-Est, ce cisaillement sépare un domaine de gneiss archéens et de granites au Nord appartenant à l’unité d’Antananarivo d’un domaine protérozoïque, largement métasédimentaire, ce quiembles lui conférer une grande importance tectonique. Par contre, dans ses parties centrale et occidentale, ce cisaillement met en contact deux ensembles protérozoïques de degrés de métamorphismecomparables à faciès granulite et amphibolite profonde, ce que suggérerait que Ranotsara ne soit pas une structure majeure. Dans ce cas, le domaine du Sud devrait se rattacher à l’unité d’Itremo. Les grands tracés structuraux de ce domaine sont bien connus par les nombreuses publications récentes. Ils sont caractérisés par de grandes zones de cisaillement verticales à linéation horizontale séparant des domaines plissés en dômes et bassins. Ces structures sont interprétées comme le résultat d’un raccourcissement Est-Ouest en régime de transpression. Le métamorphismede faciès granulite évolue par paliers, délimités par les zones de cisaillement, d’un typede basse pression de 4 à 5 kb à l’Est à un type de haute pression de 10-12 kb à l’Ouest. Les données géochronologiques montrent que tout le domaine Sud appartient à l’orogenèse panafricaine. De plus, à l’extrémité Sud-Ouest, les métabasites sont abondantes, ce qui peut suggéreral présence d’une zone de suture.

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES
I. Situation géographique du milieu d’étude
I.1. Localisation de la zone d’étude
I.2. Localisation administrative
I.3. Climat
I.4. Hydrographie
I.5. Géomorphologie
II. Aperçu géologique général de Madagascar
II.1. Situation de Madagascar dans le cadre du Gondwana
II.2. Evolution des hypothèses sur la configuration du socle cristallin malagasy
II.2.1. Hypothèse de Henri BESAIRIE
II.2.1.1. Système androyen
II.2.1.2. Système du graphite
II.2.1.3. Système de Vohibory
II.2.1.4. Groupe d’Amborompotsy
II.2.2 Hypothèse de G. HOTTIN
II.2.2.1. Au Nord de la ligne Bongolava- Ranotsara
II.2.2.2. Au niveau de la ligne Bongolava- Ranotsara
II.2.2.3. Au Sud de la ligne Bongolava- Ranotsara
II.2.3 Hypothèse de F. WINDLEY et de A. COLLINS
II.2.3.1. Le bloc d’Antongil
II.2.3.2. La suture Betsimisaraka
II.2.3.3. Le bloc d’Antananarivo
II.2.3.4. La nappe de Tsaratanàna
II.2.3.5. La nappe d’Itremo
II.2.3.6. La chaîne de Bemarivo
II.2.3.7. Le domaine du Sud de Madagascar
III. Cadre géologique et tectonique du district d’Ikalamavony
III.1. Géologie générale de la région
III.2. Histoire géologique régionale
IV. Généralités sur les pegmatites de Madagascar
IV.1. Historique
IV.2. La genèse des pegmatites malagasy
IV.3. Les différentes phases de la cristallisation des pegmatites
IV.4. Caractères généraux des pegmatites
IV.5. Evolution des hypothèses de classification des pegmatites
IV.5.1. Selon A. Lacroix
IV.5.2. Selon H. Bésairie
IV.5.3. Selon P. Cerny
IV.6. La répartition des pegmatites à Madagascar
V. Minéralisations associées aux pegmatites du district d’Ikalamavony
VI. Ages des minéralisations pegmatitiques et des roches encaissantes
VII. Objectifs de l’étude
Conclusion partielle 1
DEUXIEME PARTIE : LE SIG ET LA TELEDETECTION
I. Le SIG
I.1. Définition
I.2. Fonction
I.3. Les intérêts de son utilisation
II. Présentation du SIGM
II.1. Définition
II.2. Les principaux ensembles du système
II.3. Les principales fonctions du système
II.3.1. Collecte, validation et numérisation des données
II.3.2. Stockage et gestion des données
II.3.3. Traitement des données et modélisation
II.3.4. Diffusion de l’information
II.4. Constitution du SIGM
II.4.1. Le SIG
II.4.2. Présentation du logiciel de SIG. MAPINFO
II.4.2.1. Structure des données
II.4.2.2. Affichage d’une table
II.4.2.3. Type de visualisation
II.4.2.4. Contrôle des couches
II.4.2.5. Affichage de l’information textuelle
II.4.2.6. Gestion des tables
II.4.3. La télédétection
II.4.3.1. Définition
II.4.3.2. Principe de la Télédétection
II.4.3.3. Les avantages de son application
II.4.3.4. Traitements préliminaires
II.4.4. Rapport SIG et Télédétection
III. Le logiciel STEM
III.1. Principe
III.2. But
Conclusion partielle 2
TROISIEME PARTIE : ELABORATION DES PRECARTES ASSOCIEES AUX PEGMATITES DU DISTRICT D’IKALAMAVONY
I. Les données utilisées pour la configuration de base
I.1 Données cartographiques
I.1.1 Carte géologique
I.1.2 Carte topographique
I.2. Données satellitaires
II. Acquisition de nouvelles données
II.1. Méthodologie
II.2. Modèle numérique des résultats
II.2.1. Carte de l’occupation du sol
II.2.2. Carte lithologique
II.2.3. Carte des linéaments
II.2.4. Carte des foliations
II.2.5. Carte des réseaux hydrographiques
II.2.6. Carte des minéralisations pegmatitiques
II.2.7. Carte des minéralisations pegmatitiques et des linéaments
II.2.8. Carte géologique du district d’Ikalamavony
II.2.9. Carte des pegmatites et des linéaments
II.2.10. Carte de la synthèse structurale
II.2.11. Les enclaves de migmatites granitoïdes
II.2.12. Les réseaux hydrographiques particuliers
Conclusion partielle 3
QUATRIEME PARTIE : INTERPRETATIONS ET PERSPECTIVES
I. Interprétations
I.1. Sur l’occupation des sols
I.2. Sur la trajectoire des foliations
I.3. Sur la trajectoire des linéaments
I.4. Sur les réseaux hydrographiques
I.5. Sur les structures particulières
I.6. Sur les pegmatites
I.7. Sur les minéralisations
I.8. Synthèse structurale
II. Perspectives
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE

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