ETUDE PETROGRAPHIQUE DES ROCHES VOLCANIQUES BASIQUES

JUSTIFICATION, OBJECTIF, METHODOLOGIE, ET PLAN DU MEMOIRE

Justification et objectif du mémoire

Les formations birimiennes attribuées au volcanisme tholeiitique du Sénégal oriental ont fait l’objet de nombreux travaux géologiques et miniers. Ces travaux ont permis de comprendre les caractères structuraux, pétrographiques, minéralogiques, géochimiques et géochronologiques des roches étudiées. Cependant, tout en reconnaissant l’importance des résultats obtenus, nous pensons que les travaux complémentaires demeurent toujours nécessaires. Ainsi, le présent travail a pour objectif majeur d’apporter une contribution à la connaissance de la géologie du groupe de Mako à travers une étude du volcanisme tholeiitique dans tous les secteurs où ils affleurent, afin de mener une étude comparative pour mettre en évidence les analogies ou les particularités des roches volcaniques de différents secteurs où elles affleurent.

Méthodologie

Pour atteindre l’objectif ainsi fixé, nous avons adopté la méthodologie suivante :
-des études bibliographiques portant sur la géologie générale du Craton Ouest Africain, de la boutonnière de Kédougou-Kéniéba et en particulier sur celle du groupe de Mako ;
-une synthèse bibliographique portant exclusivement sur le volcanisme tholeitique du groupe de Mako ;
– des travaux de laboratoire portant sur des observations microscopiques de lames minces réalisées sur les échantillons des roches volcaniques basiques.
-des analyses et traitements des données géochimiques disponibles dans les roches basaltiques des différents secteurs étudiés.

Contexte géologique

Le Craton Ouest Africain

Le Craton Ouest Africain occupe 20% de la superficie du continent Africain. Il est borné au Nord par l’Anti – Atlas, à l’Est par la zone mobile de l’Afrique centrale (comprenant les chaînes panafricaines du Hoggar et de l’Adrar des Iforas au Nord et des Dahoméyides au Sud) et à l’Ouest par Les zones mobiles des Mauritanides et des Rockélides.

Le Craton Ouest-Africain est le résultat de deux grandes étapes de croissance crustale, la première correspond à la formation d’une croûte archéenne (3,5-2,5 Ga) et la seconde correspondant à la formation d’une croûte paléoprotérozoïque (2,2-1,7 Ga).Elles se sont stabilisés aux alentours de 1,7 Ga (Hirdes et al., 1992 ;1996 ; Davis et al., 1994 ; Ledru et al., 1991).

– la dorsale Réguibat située au Nord, qui s’étend de la Mauritanie jusqu’à l’Algérie et comprend des terrains archéens dans sa partie occidentale ( constituée par la série amassa) et des terrains paléoproterozoique dans sa partie orientale ( constituée par la série de yétti el Egal).
-la dorsale Man située au sud subdivisée en deux domaines séparés par une grande faille, appelée la faille de Sassandra dont le mouvement est en cisaillement senestre. Elle comprend le domaine baoulé mossi constitué des terrains paléoproterozoiques, situé dans la partie orientale et le domaine de kema Man d’âge archéen, situé dans la partie Ouest.
-entre ces deux dorsales affleurent les boutonnières de Kédougou-Kéniéba (à cheval sur le Sénégal et le Mali) et de Kayes (au Mali), toutes sont formées des terrains birimiens. Le reste du craton est recouvert des sédiments tardifs, d’âge néoproterozoïque à quaternaire, qui forme le bassin de Taoudéni au sud et des bassins de Tindouf au Nord.

Le Craton Ouest Africain, polycyclique, tient sa configuration de deux orogénèses principales : l’orogénèse libérienne, la plus ancienne, affecte les formations d’âge archéen et l’orogénèse éburnéenne, la plus récente, affecte les terrains paléo-protérozoïques. Dans la rivière Birim au Ghana, les formations Birimiennes définie par Kitson (1928), sont constituées de terrains volcaniques et sédimentaires dont la succession lithologique est diversement interprétée à travers le Craton Ouest Africain. Ultérieurement, Junner (1940) distingue un birimien inférieur à dominant sédimentaire constitué des phyllithes et de grauwackes, un Birimien supérieur à dominante volcanique constitué des roches volcaniques des pyroclastites et des formations fluvio-deltaïques du Tarkwaien ( Kesse, 1986) qui sont issues du démantèlement de deux ensembles sous-jacents, considérés comme discordants sur le Birimien(Kesse 1986), soit intégrante du Birimien(Cahen;1984, Kesse,1986). Cette succession lithologique sera reconnue dans les formations birimiennes du sillon de Fétékoro en Côte d’Ivoire (Lemoine et al., 1986) et dans la boutonnière de Kédougou-Kéniéba (Milési et al., 1986 ; Ledru et al., 1989). L’évolution structurale montre que l’orogenèse éburnéenne est cractérisée par trois phases de déformation tectono-métamorphique nommées D1, D2 et D3 (Milési et al ,1986 ; Feybesse et al, 1989) :
-la phase D1, à caractère tangentielle, responsable d’une collision majeur, datée de 2,112 à 2,110 Ma (Milesi et al ,1989) serait lié à l’organisation structurale du contact entre les formations paléoprotérozoïques et archéennes dans la dorsale de Man. Selon Feybesse et al.1989 ; la tectonique collisionnelle serait responsable de la présence des structures chevauchantes.
-la phase D2, transcurrente, est responsable de la formation de grandes structures plicatives régionales et d’une première génération de grands décrochements N-S à NE-SW généralement sénestres, et localement chevauchants.
-la phase D3, également transcurrente, marquée par un plissement dont la géométrie et la répartition sont contrôlées par des grandes zones de cisaillement dextre ou dextre inverses responsables de la structuration générale NE-SW.

En effet, les phases D1, D2 et D3 affectent l’ensemble inferieur du terrain burimien et les phases D2 et D3 marquent l’ensemble supérieur des formations birimiennes du craton ouest africain.

Contexte géologique de la boutonnière de Kédougou-Kéniéba

La boutonnière de Kédougou-Keniéba est située au Sud Est du Sénégal et à l’extrême ouest du Mali, elle couvre une superficie de 15000 km2 environ (Bassot, 1966). La boutonnière de Kédougou-Kéniéba est recouverte en discordance au Nord et à l’Est par les formations mésoprotérozoïques et le bassin intracratonique de Taoudeni d’âge paléozoïques, à l’Ouest par les sédiments méso à néo protérozoïques de la Falémé et du Bassin de Ségou-Madina Kouta, et au sud par les séries de Mali. Les formations géologiques de la boutonnière de Kédougou-Kéniéba sont subdivisées en deux groupes : à l’Ouest, le groupe de Mako avec une prédominance de roches volcaniques et à l’Est, le groupe de Dialé-Daléma avec une prédominance de roches sédimentaires. Les deux groupes sont recoupés par des granitoïdes de nature hétérogènes (Bassot 1966) : Le granite de type Kakadian d’affinité métasomatique et le granite de type Saraya et Boboti d’affinité magmatique.

Des structures tectoniques majeurs telles que la MTZ (Main Transcurrent Zone) d’une largeur de 20 à 30 km, orientée NNE-SSW représente le contact entre le groupe de Mako et celui de DialéDalema et la SMF (faille Sénégalo Malienne) orientée N-S sépare le groupe Dialé-Daléma en deux ensembles :à l’Ouest la roche volcanique de la Falémé et à l’Est le bassinde Kofi, sont aussi observées (Bassot 1966 ) .

Le groupe de Mako

Le groupe de Mako est limité à l’ouest, par la chaine des Mauritanides et à l’Est, par la zone transcurrente principale qui le sépare avec le Groupe de Diale-Daléma. Ce groupe a fait l’objet de nombreux travaux qui ont contribué à une meilleure connaissance de sa lithologie, sa pétrographie, sa structurale, sa géochimie et sa géochronologie. Plusieurs colonnes litho-stratigraphiques ont été proposées pour le groupe de Mako, cependant, leurs analyses font ressortir l’absence de bons repères litho-stratigraphiques d’une colonne à l’autre. Une succession lithologique, bien tranchée n’existe pas sur le terrain. En effet, les formations sont plutôt redressées, plissées, voire replissées par la tectonique éburnéenne. C’est ce qui explique en partie, la diversité́ des séquences lithologiques proposées par les auteurs ayant travaillé́s dans les différents secteurs du Groupe de Mako, dont voici notre synthèse :
-la Mission Sénégalo-soviétique (1972-1973) reconnait trois ensembles dans le groupe de Mako, avec de bas en haut, un ensemble volcanique basique surmonté d’un ensemble volcanosédimentaire recouvert par un ensemble sédimentaire au sommet.
-Bassot (1966) pense que les formations du groupe de Mako sont constituées essentiellement par des roches volcaniques avec des coulées de basaltes tholeiitiques en pillow lavas, des intercalations méta-sédimentaires et des corps des roches basiques à ultrabasiques.
-Dioh (1986), Dioh et al. (1990) et Dioh (1995) ont mis en évidence trois ensembles lithologiques dans la partie nord du groupe de Mako :
➤ un ensemble basique comprenant de coulées des basaltes
➤ un ensemble de roches grenues intrusif dans le précédent ensemble, composé des épidiorites et de gabbros,
➤ et un ensemble filonien peu déformé.
-Dia (1988), Dia et al. (1997) distinguent quatre complexes constituant les formations birimiennes du groupe de Mako. Ainsi, du bas en haut nous avons :
● le complexe amphibolo-gnéssique, constitué des amphibolites massives et des orthogneiss, diorites et tonalitiques.
● le complexe volcano-plutonique de Mako, composé des basaltes en pillows, des basaltes massifs, des rares pyroclastites et des laves andésitiques.
● le complexe plutonique lité de Sandikounda à caractère trondhjémitique allant des wherlites aux trondhjémites.
● le complexe plutonique de Laminia-Kaourou formé des adamellites, des monzogranites et des granodiorites.

Table des matières

PREMIERE PARTIE : INTRODUCTION GENERALE
I) JUSTIFICATION, OBJECTIF, METHODOLOGIE, ET PLAN DU MEMOIRE
I.1) Justification et objectif du mémoire
I.2) Méthodologie
1.3) Plan du mémoire
II) CADRE GEOGRAPHIQUE ET GEOLOGIQUE
II.1) Cadre géographique
II.1.1) Situation géographique
II .1.2) Relief
II.1.3) Climat
II.1.4) Végétation
II .1.5) Réseau hydrographique
II.1.6) Population
II.1.7) Faune
II.1.8) Voie de communication
II.2) Contexte géologique
II.2.1) Le Craton Ouest Africain
II .2.2 ) Contexte géologique de la boutonnière de Kédougou-Kéniéba
II.2.2.1) Le groupe de Mako
II.2.2.2) Le Groupe de Dialé-Daléma
DEUXIEME PARTIE : ETUDE PETROGRAPHIQUE DES ROCHES VOLCANIQUES BASIQUES DU GROUPE DE MAKO
INTRODUCTION
I).LES METABASALTES THOLEIITIQUES DU SECTEUR NORD DU GROUPE DE MAKO
I.1) Contexte géologique du secteur Nord
I.2) Localisation et description des affleurements
I.2.1) Localisation des affleurements
I.2.2) Description des affleurements
I.3) Caractère pétrographique
I.3.1) Les coulées en pillows
I.3.2) Les coulées massives
II) LES BASALTES THOLEITIQUES DANS LA PARTIE CENTRALE DU GROUPE DE MAKO
II.1) Contexte géologique général
II.2) Localisation et description des affleurements
II.2.1) Localisation des affleurements
II.2.2) Description des affleurements
II.3) Caractères pétrographiques
II.3.1) Les laves en pillows
II.3.2) Les coulés de laves massives
III) LES METABASALTES THOLEITIQUES DU SECTEUR SUD DU GROUPE DE MAKO
III.1) Contexte géologie générale
III .2) Localisation et description des affleurements
III .2.1 ) Localisation des affleurements
III.2.2) Description des affleurements
III.3) Caractères pétrographiques
II.3.1) Les metabasaltes en pillows
III.3.2) Les coulées des laves massives
TROISIEME PARTIE : ETUDE GEOCHIMIQUE DES ROCHES BASALTIQUES DU GROUPE DE MAKO
INTRODUCTION
I. GEOCHIMIE DES ELEMENTS MAJEURS ET DES ELEMENTS EN TRACES
I.1) Variations des éléments majeurs
I.2) Variation des éléments en traces
II.) GEOCHIMIE DES TERRES RARES
III.) CLASSIFICATION ET AFFINITE MAGMATIQUE
III .1) Classification
III.1.1) Diagrammes Bas et al. (1986) et SiO2/Na2O+K2O de Middlemost (1994)
III.1.1a) Diagramme de Bas et al. (1986)
III.1.1.b ) Diagramme de Middlemost (1994)
III.2) Affinité magmatique
III.2.2) Diagramme triangulaire AFM (Irvine et Barrager, 1971)
IV) CONTEXE GEODYNAMIQUE
IV.1) Diagramme de pearce et al (1977)
IV.2) Diagramme de Mullen (1983)
QUATRIEME PARTIE : ETUDE COMPARATIF
I) ETUDE COMPARATIVE A L’ECHELLE DU GROUPE DE MAKO
I.1) Comparaison pétrographique de roche basaltiques thoeiilitiques entre les differents secteurs du groupe de Mako (Boutonniere de kedougou-kenieba)
I.2) Comparaison géochimique des roches basaltiques tholeiitiques entre les differents secteurs du groupe de Mako
Introduction
I.2.1) Comparaison entre les éléments majeurs
I.2.2 Comparaison entre les éléments en traces
I.2.3) Comparaison entre les terres rares
II) COMPARAISON A L’ECHELLE DU CRATON OUEST AFRICAIN : CAS DU SECTEUR DE LA SIRBA( NIGER)
II.1) Comparaison entre les éléments majeurs
II.2) Comparaison entre les éléments en traces
II.3) Comparaison entre les terres rares
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

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