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Le Crétacé inférieur
Au Nord de la Betsiboka, le Crétacé inférieur est surtout marin et forme une bande continue, d’une épaisseur moyenne de 300 mètres, très fossilifères dans la partie basale, en particulier dans la région d’Antsohihy.
A l’Ouest de la Betsiboka, les facies changent et s’introduit dans la série marine, d’épaisses formations continentales des grès montrant souvent la stratification oblique ou entrecroisée.
A l’Ouest d’Andranomavo, près du Cap Saint André, les épaisseurs diminuent beaucoup et la série comprend à la base des grès marneux Infravalanginiens à Garniera puis des grès continentaux, épais de 50 cm recouvert par l’Albien fossilifère (BESAIRIE, 1957).
Le Jurassique supérieur et le Crétacé inferieur du bassin de Morondava
Le Jurassique supérieur
Au Sud du Cap Saint André et jusqu’à la Tsiribihina, le Jurassique supérieur, tronqué par des failles, n’apparait que sporadiquement, mais toujours avec un faciès marin ; il est incomplet avec des lacunes dans sa partie moyenne.
Pour le Sud, dans le secteur Nord et Sud de Mangoky, la base du Jurassique supérieur est souvent envahie par des facies Karoo et le régime marin ne s’établit entièrement qu’au Callovien supérieur. De plus, l’Argovien présente un faciès continental à bois silicifiés comportant parfois une intercalation marine. Au Sud de Fiherenana le Jurassique supérieur débute avec les couches à Macrocephalites, directement recouvertes par le Néocomien transgressif. Le Jurassique supérieur présente généralement des facies marneux (BESAIRIE, 1957).
Le Crétacé inferieur
Dans le Sud de Maintirano, le Crétacé inférieur fait suite en continuité au Tithonique et comprend la série marneuse d’Antsalova, souvent glauconieuse, épaisse d’environ 800 mètres, qui s’étend de l’Infravalanginien à l’Aptien (V. HOURCQ, 1950) :
– Aptien : marnes blanches d’Antanatamirafy à Phylloceras et Ancathoplites.
– Barrémien : calcaire d’Ampasimbe et d’Antamanga à Crioceras.
– Hauterivien : marnes et calcaires glauconieux à Duvalia dilatata.
– Valanginien : marnes et calcaires glauconieux à Duvalia à Belemnopsis.
– Infravalanginien : calcaires glauconieux à Spiticeras.
Dans le secteur de Morondava, un lambeau de Valanginien supérieur marneux renferme de Rogersites et de Neocomites à l’Ouest d’Ankilizato.
Dans le secteur Mangoky-Onilahy, Valanginien marneux, parfois glauconieux à Belemnopsis sur le Tithonique en continuité. Sa partie supérieure est généralement érodée par la transgression Aptienne. L’Hauterivien n’a été mis en évidence qu’au Sud de l’Onilahy ou une bande de grès verts glauconieux repose directement sur les couches à Macrocephalites. Ces grès montent vraisemblement dans le Barrémien.
Le Jurassique supérieur et le Crétacé inferieur du secteur d’Andranomavo et d’Antsalova
Ces deux régions sont constituées en général par des formations marneuses du Jurassique supérieur et du Crétacé inférieur qui se reposent au dessus du Callovien.
Echantillonnage
Le matériel étudié provient des échantillonnages effectués dans les formations marneuses d’Andranomavo (bassin de Mahajanga) et d’Antsalova (bassin de Morondava).
Les coordonnées géographiques ont été prises par G. P.S. (Geographical Positioning Systeme) Les prélèvements des échantillons et les coupes ont été faits dans trois sites de la région d’Andranomavo (Nord d’Andranomavo I, II et Komihevitra) et dans la région d’Antsalova (Sud d’Antsalova I et II).
Echantillonnage des sédiments meubles
La prise des échantillons a été faite sur des sédiments en place et non altérée, donc nous avons prélevé à des profondeurs suffisantes pour obtenir des échantillons frais.
Le prélèvement, environ 400 g, a été répertorié par un numéro inscrit sur le sachet plastique. Une étiquette portant le numéro a été glissée également à l’intérieur du sachet. Les notes et les observations concernant les coupes étudiées ont été enregistrées dans un carnet de terrain.
Echantillonnage des sédiments indurés
Pour éliminer les parties superficielles de l’affleurement altéré et contaminé, il faut provoquer des cassures fraiches à l’aide d’un marteau avant chaque prélèvement de l’échantillon. L’échantillon prélevé est orienté et numéroté à l’aide d’un stylo marqueur indélébile. Les observations sur place concernant chaque plaque ou banc de calcaire ont été notées dans le carnet de terrain et précédées du numéro correspondant.
Analyse des échantillons pour l’étude des microfossiles
Cas des sédiments meubles
Traitement physico-chimique des sédiments:
Des échantillons de sédiments ont été trempés dans du pétrole. Après une heure, le pétrole a été remplacé par de l’eau bouillante, on a ainsi obtenu une sorte de boue.
Le lavage des sédiments a été réalisé dans des séries de tamis à mailles croissantes : 100µ, 200µ, 500µ, sous un jet d’eau du robinet, jusqu’à l’obtention du filtrat clair. Quand le lavage est terminé, le résidu a été récupéré dans trois boites de pétris différentes qui porteront les numéros des échantillons ; puis séchés à l’étuve à 70°C pendant 2 heures ou à l’air libre pendant 48 heures.
Une fois séché, le résidu à été versé dans un pilulier ou dans des flacons bien identifiés avec leur code respectif.
Il faut noter qu’après chaque lavage, il est important de brosser les tamis, puis les plonger dans une solution de bleu de méthylène 5% pendant une ou 2 minutes afin de marquer les résidus coincés entre les mailles susceptibles de se mélanger aux lavages ultérieurs.
La série de tamis a été enfin rincé à l’eau à grande pression, 25 lavages ont été réalisés dans le cadre de cette étude.
Triage et comptage:
Le tri et le comptage des microfossiles ont été réalisés pour la sélection des tests :
– nature du test : agglutiné, hyalin, porcelané,
– forme : planctonique, benthique.
Le tri de 300 à 400 individus s’avère nécessaire et important pour l’établissement des fréquences relatives des différents taxons et pour les calculs statistiques.
Cas des sédiments indurés
Pour observer, et par la même de déterminer les microfossiles pris dans un sédiment induré, il est nécessaire d’en faire des lames minces.
La confection des lames minces comporte plusieurs étapes :
Sciage de l’échantillon:
– tailler l’échantillon à la dimension de la lame porte objet et scier à l’épaisseur voulue (2 à 4 mm),
– passer ensuite au tour lapidaire pour réduire l’epaiseur à moins de 1mm.
Séchage et collage de l’échantillon:
– sécher l’échantillon sur la plaque chauffante, puis la plaque sur la platine,
– poser ensuite la lame porte objet sur la plaque chauffante,
– prendre l’échantillon chauffé et passer sur la surface plane une légère couche de Baume de Canada, faire de même sur le porte objet.
– accoler la lame sur l’échantillon tout en évitant les bulles d’air entre la roche et la lame porte objet.
Finition:
– réduire l’épaisseur de la lame à la rectifieuse jusqu’à la plus faible possible suivant l’estimation de l’opérateur,
– passer ensuite sur le tour lapidaire avec l’émeri 320 et finir avec le carborundum 180.
Recouvrement de la lame;
– chauffer la lamelle sur la platine en mettant une grosse goutte de Baume de Canada et on laisse chauffer,
– prendre ensuite la lamelle et l’accoler sur la plaque mince en prenant la précaution de chasser les bulles d’air lors de la pose,
– laisser sécher ensuite et nettoyer à l’essence
Remarque :
– L’identification en lame mince des microfossiles ne permet pas d’aboutir avec assurance à toute les déterminations spécifiques, particulièrement pour les Foraminifères puisque la plupart des espèces ont été décrites sous forme dégagée (LEFORT A., 2011).
– Les lames micropaléontologiques sont d’ordinaire un peu plus épaisses que les lames pétrographiques car un amincissement trop poussé de l’échantillon masquerait les détails de structure de certains microfossiles.
Site d’Andranomavo
Dans le site d’Andranomavo I, la teneur en CaCO3 est très variée dans toute la formation, avec un pourcentage situé entre 33,90% et 56,07%.
Le pourcentage en SiO2 est assez élevé avec une valeur moyenne de 43,63% alors que la teneur en MgO est très faible (1,33%).
Dans le site d’Andranomavo II, le pourcentage de CaCO3 varie entre 24,03% à 48,14% et celui de SiO2 entre 37,05% et 48,50% dans toute la Formation. La teneur en MgO est assez élevée, avec une valeur moyenne de 3,81%.
Dans le site de Komihevitra, la valeur moyenne du pourcentage est de 21,36% pour le CaCO3 ; 1,75% pour le MgO et 30,77% pour SiO2. La variation du pourcentage des éléments majeurs dans le sédiment n’est pas remarquable car ce site n’est composé que de deux échantillons.
Site d’Antsalova
Dans le site d’Antsalova I, le pourcentage en CaCO3 varie entre 34,71% et 54,29%, mais la teneur en MgO est assez faible aux environs de 3,81%. La teneur en SiO2 élevée avec une valeur moyenne de 37,72%.
MICROFOSSILES
La plupart des sédiments dans les régions étudiées (Andranomavo et Antsalova) sont constitués par des marnes. Ils renferment une association des microfaunes diversifiées dont la conservation est plus ou moins complète.
Les compostions faunistiques varient en fonction du temps et des sédiments qui les caractérisent.
Dans la région d’Andranomavo
Dans le niveau I, les microfossiles ne constituent que 11 % des résidus obtenus, il est dominé par des Foraminifères benthiques (Figure 17, niveau I).
Les niveaux II et III sont très riches en espèces et en individus car ils sont constitués respectivement de 39 % et de 83% (Figure 19, niveau II et III).
Dans la région d’Antsalova
Au niveau I, les microfossiles sont dominés par des Foraminifères benthiques dont leurs associations ne constituent que 8% des résidus obtenus (Figure 20, niveau I). Mais au fur et à mesure qu’on monte de niveau, le pourcentage des microfossiles devient plus important.
Le niveau II et III présente un pourcentage assez élevé respectivement de 36 % et de 72% (Figure 20, niveau II et III).
BIOSTRATIGRAPHIE
L’intervalle du Jurassique supérieur – Crétacé inférieur a été choisi, car c’est la période des premières proliférations des microfossiles benthiques à Madagascar, les planctoniques étant encore à leurs formes primitives : Protoglobigérines et Hedbergelles.
Les prélèvements des échantillons dans les deux régions étudiées offrent une grande richesse en Foraminifères benthiques. Par contre, les formes planctoniques sont très rares ou même absentes dans quelques sites.
Biostratigraphie des deux régions dans l’étude présente
La biozonation fondée sur les Foraminifères benthiques dépend étroitement des faciès.
Les Foraminifères benthiques de Madagascar ne sont pas endémiques, les espèces présentes dans les échantillons des deux régions étudiés (Andranomavo et Antsalova) sont rencontrées dans plusieurs pays du monde (Tableau 30, 31).
Cas de la région d’Andranomavo
Les deux régions étudiées montrent une grande prédominance des Foraminifères benthiques. La biozonation basée sur les Foraminifères benthiques s’opère au niveau régional et en correspondance avec les macrofaunes, qui possèdent un bon pouvoir de résolution biochronostratigraphique
En général, les formations sédimentaires de la région d’Andranomavo sont basées sur les dépôts du Callovien (niveau I).
Niveau I:
Age : Callovien:
Le callovien de la formation d’Andranomavo est constitué par deux parties : la partie inférieure est formée par des marnes jaunes à grises tachetées de blanches et la partie supérieure est constituée par des marnes jaunes rouges finement gréseuses.
L’épaisseur de la zone est de 5,25 mètres au Nord d’Andranomavo I. Cette zone est absente dans la coupe Nord d’ Andranomavo II et de Komihevitra.
Les prélèvements à ce niveau sont marqués par l’abondance des Foraminifères benthiques. Les Foraminifères planctoniques sont absents. L’association de ces Foraminifères benthiques est constituée par : Astacolus aff. insecta, Astacolus mutilatus, Lenticulina sp., Lenticulina subtilis, Lenticulina cf. secans var. angulosa, Marginulina sp., Neoflabellina lanceolata et Planularia madagascariensis.
Les Ostracodes sont rares et représentés seulement par une seule espèce : Cytherella index.
La limite entre les étages Callovien – Oxfordien n’est pas bien nette car les espèces : Astacolus aff. insecta (Schwager, 1865), Marginulina sp. (Epitalie & Sigal, 1963), Neoflabellina lanceolata (Mamontova, 1957), Cytherella index (Oertli, 1959) caractérisent le Callovien supérieur
– Oxfordien inférieur.
Niveau II:
Age : Jurassique supérieur (Oxfordien – Kimméridgien – Portlandien):
L’épaisseur au dessus du Callovien est de 12 mètres environ au Nord d’Andranomavo I, de 15,5 mètres au Nord d’Andranomavo II et de 5 mètres à Komihevitra.
Les dépôts sont constitués en général par des marnes où les organismes benthiques prédominent. L’association de Foraminifères benthiques est formée par : Astacolus mutilatus, Lenticulina collignoni, Lenticulina subtilis, Lenticulina fracta, Lenticulina andromede, Marginulina sp., Marginulopsis embaensis, Neoflabellina lanceolata, Planularia madagascariensis, Saracenaria tsaramandrosoensis, Dentalina sp., Lingulina sp. Epistomina ventriosa et Epistomina elschankaensis, Spirillina tenuissima, Rectoglandulina brandi.
Les Foraminifères à test agglutiné sont représentés par un seul genre Textularia.
Les Foraminifères planctoniques sont représentés par un seul genre : Protoglobigerine.
Pour les Ostracodes, quelques genres et espèces caractérisent ce niveau : Cytherella index, Polycope, Cytherella ex gr. Pyriformis, Cyterelloidea, Lophocythere devexa, Majungaella nematis, Trichordis praetexta, Cytheropteron corrosum, Pirileberis prognata.
Ce niveau est marqué par l’existence des macrofossiles comme les Ammonites avec les genres Phylloceras et Holcophylloceras.
Les espèces de microfaunes ci-dessous caractérisent et confirment la présence de la formation du
Jurassique supérieur dans ce niveau dont la répartition est subdivisée en deux parties :
La présence de Lenticulina fracta (Espitalie & Sigal, 1963), Protoglobigerine, Holcophylloceras au sein de la partie inferieure de la formation indique l’âge Oxfordien. La partie supérieure de la formation est caractérisée par les espèces de Foraminifères benthiques : Lenticulina collignoni, Lingulina sp. (Epitalie & Sigal, 1963), Dentalina sp. (Epitalie & Sigal, 1963) ;
Chez les Ostracodes, notons la présence de Cytherella ex gr. Pyriformis (Cornuel, 1846), Pirileberis prognata (Grekoff N., 1963), Cytheropteron corrosum (Grekoff N., 1963). Ces espèces nous a permis d’attribuer l’âge Kimméridgien – Portlandien. La limite entre Kimméridgien – Portlandien n’est pas bien définie dans cette formation.
Niveau III:
Age : Crétacé inferieur (Berriasien, Valanginien, Hauterivien, Barrémien, Aptien, Albien)
Les dépôts de la formation supérieure d’Andranomavo sont constitués en général par des marnes. L’épaisseur de ces formations est de 2,30 mètres à Andranomavo I, de 12 mètres à Andranomavo II, absentes à Komihevitra. Cette formation est caractérisée par la prédominance des Foraminifères benthiques. L’association microfaunistique est constituée par : Lenticulina sp., Lenticulina cf. secans var. angulosa, Astacolus dorsoacriatus, Astacolus aff. Insecta, Saracenaria tsaramandrosoensis, Planularia madagascariensis, Marginulina gracilissima, Vaginulina (Citharina) sparicostata, Saracenaria compacta, Spirillina tenuissima, Globulina.
A ce niveau, les formes agglutinées et planctoniques sont absentes ; mais quelques espèces d’Ostracodes persistent à savoir : Majungaella nemetis, Majungaella perforata, Cytherella index, Cytherella ex gr. Pyriformis et Paracypris cf. acris. La présence de Lenticulina cf. secans var. angulosa, Vaginulina (Citharina) sparicostata, dans la formation supérieure d’Andranomavo (niveau III) confirme le Crétacé inferieur.
Les deux espèces caractérisent les trois étages inferieures dont Lenticulina cf. secans var. angulosa (Epitalie & Sigal, 1963) indique le Berriasien à Hauterivien et Vaginulina (Citharina) sparicostata (Reuss, 1863) au Valanginien supérieur à Hauterivien.
Pour les macrofossiles, la faune d’Ammonites représentée par les genres Lytoceras et Desmoceras (Collignon M., 1959), indique l’Aptien et le Bélemnites Hibolites semicanaliculatus, confirme l’Albien.
La répartition des microfossiles dans les trois niveaux (I, II, III) de la formation de la région d’Andranomavo est très variée. Par conséquent, les espèces rencontrées dans chaque niveau ne sont pas les mêmes.
Pour vérifier la variation des espèces dans les différents niveaux, il est préconisé à appliquer le
« test d’indépendance ».
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Table des matières
PREMIERE PARTIE : INTRODUCTION
1. 1 TRAVAUX ANTERIEURS
1.1.1. Bassin de Mahajanga
1.1.2 Bassin de Morondava
1. 2 CADRE GENERAL
1.2.1. Bassin de Mahajanga
1.2.1.1. Cadre géographique
1.2.1.2. Cadre structural
1.2.2. Bassin de Morondava
1.2.2.1. Cadre géographique
1.2.2.2. Cadre structural
1.2.3. Le Jurassique supérieur et le Crétacé inferieur du bassin de Mahajanga
1.2.3.1. Le Jurassique supérieur
1.2.3.2. Le Crétacé inferieur
1.2.4. Le Jurassique supérieur et le Crétacé inferieur du bassin de Morondava
1.2.4.1. Le Jurassique supérieur
1.2.4.2. Le Crétacé inferieur
1.2.5. Le Jurassique supérieur et le Crétacé inferieur du secteur d’Andranomavo et d’Antsalova
1.3 LOCALISATION DE LA ZONE D’ETUDE
DEUXIEME PARTIE : BASES METHODOLOGIQUES
2.1 Echantillonnage
2.1.1 Echantillonnage des sédiments meubles
2.1.2 Echantillonnage des sédiments indurés
2.2 Analyse des échantillons pour l’étude des microfossiles
2.2.1. Cas des sédiments meubles
2.2.2 Cas des sédiments indurés
2.3 Analyse géochimique
2.3.1 Fusion alcaline
2.3.2 Dosage de SiO2
2.3.3 Dosage des hydroxydes
2.3.4 Dosage CaO
2.3.5 Dosage MgO
2.4 Méthode quantitative
2.4.1 Calcul des fréquences
2.4.2 Test d’homogénéité
2.4.3 Test d’indépendance
2.5 Révision systématique et esquisse phylogénétique
TROISIEME PARTIE : RESULTATS
3.1. LITHOSTRATIGRAPHIE
3.1.1 Les coupes au Nord d’Andranomavo
3.1.1.1 La coupe au Nord d’Andranomavo I
3.1.1.2 La coupe au Nord d’Andranomavo II
3.1.1.3 La coupe de Komihevitra
3.1.2 La coupe au Sud d’Antsalova
3.1.2.1 La coupe au Sud d’Antsalova I
3.1.2.2 La coupe au Sud d’Antsalova II
3.1.3 Abondance des microfossiles
3.1.3.1 La Composition des résidus
3.1.3.2 La Composition faunistique
3.2 ANALYSE GEOCHIMIQUE
3.2.1 Sites d’Andranomavo
3.2.2 Site d’Antsalova
3.3MICROFOSSILES
3.3.1 Dans la région d’Andranomavo
3.3.2 Dans la région d’Antsalova
3.3.3 Les Foraminifères
3.3.3.1 Les Foraminifères Benthiques
3.3.3.2 Les Foraminifères Planctoniques
3.3.4 Les Ostracodes
3.3.5 Autres fossiles
3.3.5.1 Les spicules des Spongiaires
3.3.5.2 Les Macrofossiles
3.3.6 Microfaciès
3. 4. CLADOGRAMME DES FORAMINIFERES AU NIVEAU DE LA FAMILLE
QUATRIEME PARTIE : INTERPRETATIONS ET DISCUSSIONS
4.1 BIOSTRATIGRAPHIE
4.1.1 Biostratigraphie des deux régions dans l’étude présente
4.1.1.1 La région d’Andranomavo
4.1.1.2 La région d’Antsalova
4.1.2 Comparaison biostratigraphique des deux régions
4.1.2.1 Comparaison des especes rencontrées dans le niveau I d’Andranomavo I et d’ …. Antsalova
4.1.2.2 Comparaison des espèces rencontrées dans le niveau II d’Andranomavo I et d’Antsalova I
4.1.2.3 Comparaison des espèces rencontrées dans le niveau III d’Andranomavo I et d’Antsalova I
4.1.2.4 Comparaison des espèces rencontrées dans le niveau II d’Andranomavo II et d’Antsalova I
4.1.2.5 Comparaison des espèces rencontrées dans le niveau III d’Andranomavo II et d’Antsalova I
4.1.2.6 Comparaison des espèces rencontrées dans le niveau II de Komihevitra et d’Antsalova I
4.1.3 Corrélation stratigraphique des différents sites étudiés
4.2 PALEOECOLGIE
4.2.1 Résultats et interprétations
4.2.1.1 Région Andranomavo
4.2.1.2 Région Antsalova
4.2.2 Paléoécologie comparée des régions d’Andranomavo et d’Antsalova
4.2.3 Essai de détermination de l’ancêtre des Foraminifère benthiques
4.3 PALEOGEOGRAPHIE ET PALEOBIOGEOGRAPHIE
4.3.1. Paléogéographie de Madagascar
4.3.1.1. Position de Madagascar dans l’ensemble du continent Gondwanien
4.3.1.2 Les données océaniques
4.3.1.3 Les bassins sédimentaires de la cote ouest de Madagascar
4.3.1.4. Relation structurale entre Madagascar l’Afrique
4.3.2. Paléobiogéographie
4.3.2.1 Les données apportées par les microfossiles
4.3.2.2 Paléoclimat du globe au Jurassique supérieur et au Crétacé inferieur
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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