le ‘continental terminal’, sa place dans l'évolution géodynamique du bassin...

Journal of African Earth Sciences, Vol. 6, No. 1, pp. 45-60, 1987 0731-7247/87 $3.00 + 0.00 Printed in Great Britain © 1987 Pergamon Journals Ltd.

Le 'Continental terminal', sa place dans l'6volution g6odynamique du bassin s6n6galo--mauritanien durant le

C6nozoique

GEORGES CONRAD e t JEAN-RENl~ LAPPARTIENT

Laboratoire de S6dimentologie, Facult6 des Sciences et Techniques de Saint-J6r6me, 13397 Marseille Cedex 13, France

(Received for publication 19 May 1986)

R6sum6---Le 'Continental terminal' du bassin s6n6galo-mauritanien est une formation c6nozoique, d6tritique, pr6sentant les marques d'une intense alt6ration ferrallitique avec des concr6tionnements et des cuirassements ferrugineux, ia n6oformation de kaolinite, des mouvements importants de la silice.

Dans le sommet de la formation, les structures s6dimentaires sont g6n6ralement oblit~r6es par l'alt6ration. Cependant, quelques gisements de fossiles 6pig6nis6s par la goethite permettent d'6tablir l'origine marine des d6p6ts d'~ige 6oc6ne ou mioc6ne de ce 'Continental terminal'. Une reconstitution des pal6orivages au travers des alt6rations a permis de donner une meilleure id6e des transgressions et r6gressions c6nozoiques, en bordure du continent africain.

Les 616ments nouveaux concernant le 'Continental terminal' et les pal6oclimats c6nozoiques du bassin s6n6galo-mauritanien sont:

Le 'Continental terminal' repr6sente bien une frange d'alt6ration d6velopp6e aux d6pens de formations marines (Tessier et al. 1975 Actes 9dine Congr. Int. Sddim., Nice, pp. 207-211) mais ce concept n'est pus g6n6ralisable ~t l'ensemble des bassins c6tiers, c6nozoiques, ou au bassin int6rieur des Iullemmeden au Niger.

L'alt6ration ferrallitique s'est d6velopp6e surtout au Plioc~ne, apr6s l'6mersion du bassin, puisqu'au Miocene les facies margino-littoraux sont encore largement dominants. Le cuirassement ferrugineux s'est exprim6 ~ partir de cette p6riode et pendant le Pl6istoc6ne inf6rieur, du fait de la migration latitudinale du bassin vers le Nord, depuis le Cr6tac6 sup6rieur.

Le point de d6part de ce travail a 6t6 la v6rification h l'6chelle du bassin s6n6galo-mauritanien que le 'Continental terminal' des bassins c6tiers de l'Ouest de l'Afrique constituait une puissante frange d'alt6ration d6velopp6e ~t partir de formations marines (Tessier et al. 1975).

Abstract--The 'Continental Terminal' in the Senegalo-Mauritanian basin is a Cenozoic and detrital formation, presenting signs of an intense ferralitic alteration with formation of ferruginous concretions and crustings, neo-formation of kaohnite and significant silica movements.

Sedimentary structures are generally obliterated by alteration in the formation's summit. However, some fossil layers which have undergone epigenesis by goethite make it possible to establish the sea origin of the eocene and miocene deposits in this 'Continental Terminal'. A better idea of Cenozoic transgressions and regressions can be achieved by a reconstitution of fossil river beds through alterations on the edge of the African continent.

The new elements in the 'Continental Terminal' and the Senegalo-Mauritanian Cenozoic paleoclimates are: The 'Continental Terminal' clearly represents an alteration fringe developed at the expense of marine

formations (Tessier et al. 1975 Acres 9dme Congr. Int. S~dim., Nice, pp. 207-211), but this concept cannot be generalized to all of the coastal Cenozoic or interior Iullemmeden Nigerian basins.

The ferrallitic alterations mostly occurred in the Pliocene period after the sinking of the basin, as in the Miocene margino-littoral facies, and are still highly dominant. The ferruginous crusting can be seen in this period and also during the lower Pleistocene, because of the latitudinal migration of the basin northwards starting from the upper Cretaceous period.

STRUCTURE DU BASSIN

LE BASSIN s6n6galo-mauritanien (fig. 1) est l 'un des bassins c6tiers qui sont d6velopp6s depuis le Jurassique sur la marge passive de l 'Ouest de l 'Afrique, du fait de l 'ouverture de l 'Atlantique. Les profils sismiques est- ouest allant du continent au domaine atlantique montrent une structure en gradins affaiss6s vers le large (demi-graben) tout-h-fait comparable aux autres bassins c6tiers (de Spengler et al. 1966). Les ph6nom6nes de subsidence sont importants au Jurassique et au Cr6tac6; par contre, l 'entr6e duns le c6nozoique se traduit par un ralentissement de la subsidence (de Spengler 1966). On trouve des taux de s6dimentation faibles sur la plate- forme et, au-del/i du plateau continental, la structure de la marge est nettement progradante.

Les d6p6ts tertiaires sont peu 6pais sur le domaine oriental de la plate-forme m6so-c6nozoique. D'apr6s les

travaux de Elouard (1962) et de Monciardini (1966) on rel6ve pour les formations marines que:

l'6paisseur du Pal6oc6ne est de 300 m ~ Rufisque, 40 120 m au centre du bassin pour devenir m6trique sur la bordure orientale;

l'6paisseur du Lut6tien est maximale au Sud en Basse Casamance et dans le Nord-Ouest en Mauritanie avec plus de 200 m de d6p6t; duns les autres secteurs du bassin on trouve de 20 h 80 m seulement;

le Mioc6ne moyen h sup6rieur est 6pais en Basse Casamance puisqu'il atteint 180 m pr6s de Ziguinchor.

Les formations r6put6es continentales (le 'Continen- tal terminal') sont peUiculaires h l'6chelle du bassin puisque d'apr6s les donn6es de subsurface on trouve de 120 ~ 150 m au S6n6gal et des 6paisseurs plus fortes en Mauritanie avec 200 m dans l'axe du bassinet 300 m sur la c6te ~ Nouadhibou.

L'6tude de ces ensembles tertiaires du bassin

45

46 G. CONRAD et J.-R. LAPPARTIENT

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Fig. 1. Le bassin s6dimenta i re s6n6galo-maur i tanien: si tuation dans l 'Afr ique de l 'Oues t ; d6p6ts du M6sozoique et du C6nozoique . Les num6ros des coupes co r responden t a ceux des figures dans le texte.

Le 'Continental terminal' 47

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Transgression

Fig. 2. Les transgressions c6nozoiques sur la marge du bassin s6n6galo-mauritanien.

s6n6galo-mauritanien montre qu'ils correspondent ~t trois entit6s diversement intriqu6es:

des formations marines; des formations margino-littorales; des formations continentales. De plus, ces formations ont subi une alt6ration ferral-

litique qui a plus ou moins profond6ment modifi6 les s6diments, apr~s leur diagen6se, en donnant un voile sombre et des cuirassements qui forment un trait dominant des paysages tabulaires du S6n6gal.

ANALYSE DES FORMATIONS CENOZOIQUES

Les transgressions marines, c~nozo~ques, darts le bassin s#ndgalo-mauritanien

La stratigraphie d6taill6e des formations marines, c6nozoiques, a 6t6 progressivement 61abor6e depuis une quarantaine d'ann6es; parmi les travaux les plus importants on doit citer:

Pour le Pal6og~ne. Pal6oc6ne et Eocene de Mauritanie, Elouard (1962,

1975). Pal6oc6ne et Eocene du S6n6gal, Tessier (1952),

Monciardini (1966) et de Spengler et al. (1966). Pal6oc~ne et Eocene de Guin6-Bissau, Teixera

(1968). Pour le N6og~ne:

Miocene du S6n6gal central, Lappartient (1985). Miocene de la Casamance, Gorodiski (1958), Abrard

et Gorodiski (1959), Bense (1962), Flicoteaux et Medus (1980).

Miocene de la Guin6-Bissau, Teixera (1968). Pour le Quaternaire de Mauritanie et du S6n6gal, Elouard (1962, 1975), Faure et al. (1969), Hebrard (1972), Michel (1973) et Einsele et al. (1974, 1977).

Sans entrer dans le d6tail de ces 6tudes strati-

graphiques, on voit (fig. 2) que la marge du bassin s6n6galo-mauritanien a 6t6 transgress6e h plusieurs reprises. Les rapports oc6an-continent durant le C6nozoique qui sont fix6s sur ce document, traduisent les variations eustatiques sur la plate-forme du bassin. Mais on doit noter qu'une subsidence active se manifeste encore ~ cette 6poque le long de la flexure faill6e de la marge du bassinet dans des zones de faiblesse comme la Mauritanie atlantique, le delta du S6n6gal, la Casa- mance et la Guin6-Bissau, ce qui se traduit par des taux de s6dimentation plus importants.

Les exemples de transformation par alteration ferrallitique des sdries marines

La d6monstration porte d'une part sur les formations 6oc~nes de la Mauritanie et du S6n6gal, d'autre part sur les formations mioc~nes du S6n6gal central et de la Guin6-Bissau.

Lesformations #oc~nes. Trois exemples sont pris dans la vall6e du fleuve S6n6gal:

Diafan6 o0 sous un profil lat6ritique diversifi6, les 'gr6s du Gorgol' (Eoc6ne) sont s6par6s des 'gr6s de Kaedi' ('Continental terminal') par la 'formation jaune' contenant des huitres remani6es.

Garli o0 sous le m6me profil p6dologique on observe des ph6nom6nes de d6silicification dans des quartzites 6oc6nes.

Kanel o/1 une faune diversifi6e de Mollusques 6oc6nes est 6pig6nis6e par les hydroxydes de fer.

La coupe de Diafand (fig. 3). Dans cette coupe on observe, ~ la base, les 'gr6s du Gorgol' que Elouard a attribu6 ~ l'Eoc6ne (1962). Ce sont des gr6s roux, fins, bien class6s, ~ grandes stratifications entrecrois6es avec des pores colmat6s secondairement par de l'argile blanche.


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Fig. 3. Coupe du 'Continental terminal' pr6s de Diafan6,/~ l'Ouest de Ka6di (vall6e du fleuve S6n6gal): Eoc6ne avec les gr6s du Gorgol et la Formation jaune, post-Eoc6ne avec les gr6s de Ka6di.

La 'formation j aune' reprEsente un simple horizon ou un niveau argileux plus ou moins dEveloppE qui contient des huitres remaniEes, Ostraea multicostata de l'EocEne moyen. Ce niveau est rattach6 ~ l'EocEne sans preuve formelle, ~t cause de la presence de cette faune EocEne remaniEe; mais, il marque nEanmoins clairement une solution de continuit6 avec les 'grEs de Kaedi' sus-jacent. Cette observation est importante car elle permet d'as- seoir la distinction entre les 'gr~s du Gorgol' et les 'grEs de Kaedi', lh o~ ces grEs reposent en apparente concordance et oO la distinction ne porte que sur des critEres de faci6s.

Au-dessus, les 'gr~s de Kaedi' sont plus grossiers, plus hEtEromEtriques et comportent une matrice argilo- ferrugineuse. Tessier (1952), Elouard (1962), Dieng (1965) et Lappartient (1985) consid~rent que ces gr6s supErieurs sont du 'Continental terminal'.

Les 'gr6s de Kaedi' comportent plusieurs niveaux cuirasses et la partie sommitale est formEe d'un niveau ros~tre couronn6 par une cuirasse grEso-ferrugineuse bien dEveloppEe, dont le ciment d'hEmatite comporte un cortex dur constitu6 de goethite.

La coupe de Garli (fig. 4). Dans la coupe de Garli on dEmontre que les 'quartzites de Savalel' sont issus d'une Evolution diagEnEtique prEcoce de gr~s et que ces quartzites 6voluent ensuite par dEsilicification pour

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Fig. 4. Coupe des gr~s du Gorgol, des quartzites de Ka~di et des gr~s de KaEdi ('Continental terminal') dans la vaUEe du fleuve S6nEgal:

collines de Garli.

Le 'Continental terminal '

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Fig. 5. Evolution diag6n6tique des 'quartzites de Savalel' en 'gr6s du Gorgol' et en 'gr6s de Kaedi'. 1. Quartzite de Savalel. 2. Gr6s du Gorgol avec des aur6oles de quartz de n6oformation reliques. QP = quartz primaire; QS = quartz secondaire; V = vide; GO + K = goethite + kaolinite. 3. 'Gr6s de Kaedi' avec des quartz primaires (QP), des aur6oles de n6oforma- tion reliques (QS) et une matrice argilo-ferrugineuse (GO + K). 4. Vue g6n6rale des 'gr~s de Kaedi' montrant l'abondance

de la matrice argilo-ferrugineuse (K + GO).

aboutir a l 'aspect des 'gr6s du Gorgol ' admet tant des lentilles de quartzites, qui sont en fait les reliques des quartzites initiaux. Les 'gr6s du Gorgol ' ont acquis secondairement une matrice pelliculaire, argilo-ferrugineuse, enrobant les quartz. Cette dissolution du quartz des aur6oles de n6oformation est un aspect de l 'alt6ration ferrallitique qui restitue pra t iquement les 'gr6s du Gorgol ' dans leur 6tat de d6p6t (figs. 5-1 et 5-2).

Des ph6nom6nes comparables affectent les 'gr6s de Kaedi ' superpos6s en concordance aux 'gr6s du Gorgol ' mais, dans ce cas, la porosit6 finale est beaucoup plus faible du fait de l 'abondance de la matrice argilo- ferrugineuse qui vient remplacer le quartz de n6oforma- tion dissout (figs. 5-3 et 5-4).

La coupe d'Hair~ N~r~ pros de Kane l (fig. 6). Dans la coupe d 'Hair6 N6r6 la coupure entre le 'Continental terminal ' et les formations marines, 6oc6nes, est facile faire au niveau qui contient des restes de bois silicifi6s.

On constate que la faune assez abondante contenue dans les argiles, les calcaires et les marnes du sommet des assises inf6rieures est en grande patt ie 6pig6nis6e par de la goethite. Les termes continentaux avec les gr6s argileux et une partie des termes marins ont 6t6 ult6rieurement transform6s par des processus p6dologiques.

L 'ensemble des observations de ce type (Lappart ient 1985) permet d'affiner la pal6og6ographie de l 'Eoc6ne et de d6placer vers l 'Est les lignes de rivage de l 'Eoc~ne calcaire.

Les f o rma t ions miocdnes. Entre le S6n6gal central et la Guin6-Bissau les formations mioc6nes sont bien rep- r6sent6es. Des observations significatives proviennent de la coupe de Tiar6ne dans le Saloum o/1 les faunes marines du Mioc6ne sont tr6s oblit6r6es par le cuirassement et la coupe de File du Roi en Guin6-Bissau oO le


G r e s de Ka~di

Bois silicifies

Fossi les epig6nis6s en goethite

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Fig. 6. Coupe de Hair6 N6r6 dans les formations 6oc~nes, fossilif~res et le 'Continental terminal' dans le r6gion de Kanel: colline au Sud-Ouest de Kanel.

cuirassement se superpose ~ des assises fossilif~res pr6- serv6es de l 'alt6ration.

La coupe de Tiardne (fig. 7). Dans les assises trans- form6es de la coupe de Tiar~ne on trouve parmi les divers fossiles 6pig6nis6s des niveaux 2 et 4 des gas- t6ropodes, des lamellibranches, des d6capodes, des cir- r ip , des, ces derniers ind6terminables g6n6riquement, et surtout des 6chinides appar tenant ~ l 'esp~ce Rotulo~dea vieirai. La faune est indiscutablement marine (pl. phot . , l a h ld).

La coupe de l'Ile du Roi (fig. 8). Dans la coupe de l 'I le du Roi les affleurements forment un monoclinal ~ faible pendage vers le Sud-Ouest . Au momen t des basses eaux, les assises mioc~nes, fossilif~res, sont d6couvertes livrant une riche faune tr~s bien conserv6e qui est tout-h- fait homologue ~ celle trouv6e ~ Tiar~ne et dans les autres gisements fossilif~res du Saloum.

De la m6me mani~re que pour la p6riode 6oc~ne, les diverses d6couvertes de faunes plus ou moins 6pig6nis6es au sein du complexe terminal (Lappart ient 1985), permet ten t de d6placer vers rEs t les pal6orivages de la mer miocene (fig. 9).

L'importance de l'alt6ration ferrallitique

Pour montrer l ' importance de la tranche de terrain affect6e par les alt6rations et la nature des transformations, les observations faites dans le sondage de Bignona sont compl6t6es par celles faites sur la coupe de Diacounda qui montrent les termes sup6rieurs de l'alt6r- ation ferrallitique.

Fig. 7. Coupe de la carti~re de Tiar~ne dans le 'Continental terminal' (Miocene matin) de la r6gion du Saloum au S6n6gal.

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C u l r a a a e f e r r u g l n e u s e

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Fig. 8. Coupe dans les formations du Mioc6ne matin de l'Ile du Roi (Ilheu do Rei), au large de Bissau (Guin6-Bissau). Les marnes fossilif~res sont surmont6es d'une cuirasse ferrugineuse.


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Fig. 9. D6placement vers l'Est et le Nord-Est des pal6orivages de la mer mioc6ne. 1. Mioc6ne marin oblit6r6 par l'alt6ration ferrallitique. 2. N6og6ne marin oblit6r6 par l'alt6ration ferrallitique. 3. 'Continental terminal' de la zone centrale et nord-orientale du bassin s6n6galo-mauritanien; l'intensit6 des ph6nom6nes de cuirassement a effac6 toutes les structures

s6dimentaires. 4. 'Continental terminal' en sub-surface.

ABS 6:I-D


Le sondage de Bignona (fig. 10). Dans le forage, les termes les moins transform6s (de -90 tt - 50 m) ont 6t6 dat6s du Miocene moyen ~ sup6rieur (Flicoteaux et M6dus 1980). Une zone interm6diaire plus transform6e (de -52 h -45 m) est marbr6e par des rub6factions et correspond nettement ~ un changement g6ochimique avec disparition de la calcite et du phosphate de chaux, apparition de la goethite accompagn6e de corrosion sur les quartz. La zone sup6rieure, la plus alt6r6e, est mar- qu6e par la disparition des argiles de type smectites, le d6veloppement de la kaolinite, celui du phosphate alumineux, l'individualisation de la goethite ou de l'h6matite au sein d'un plasma argilo-ferrugineux et dans le ciment des gres.

La carri~re de Diacounda (fig. 11). Si l'on examine la coupe de la carriere de Diacounda on remarque:

des niveaux ~ structure oolithique au sein des gres; au-dessus, un gres argileux formant une carapace

nodules gr6so-ferrugineux, rouges, qui pr6cede l'ensemble cuirass6 sommital;

que l'ensemble cuirass6 est caract6ris6 par son facies pseudo-pisolithique, sa structure vacuolaire et le d6- veloppement des cortex ferrugineux.

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Fig. 10. Coupe sch~matique du sondage de Bignona, en Basse Casamance (S6n6gal). D'apres Tessier et al. (1975). K = Kaolinite

I = Illite, M = Montmorillonite.

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III-Cuirasse

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Fig. 11. Coupe de la carri6re de Diacounda dans le 'Continental terminal ' de Casamance (S6n6gal).

Le 'Cont inenta l terminal ' 55

Gen~se de pseudo-oolithes (fig. 12). Les structures oolithiques recontr6es tout au long du forage de Bignona et dans les niveaux inf6rieurs des coupes de Diacounda

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Nature de la s~dimentation margino-littorale

r6sultent de la transformation par diagen~se tardive et alt6ration d'anciens grains de glauconie en pseudo- oolithes ~ 6volution centrip6te.

Les 6tapes de cette transformation de grains de glauconie sont sch6matiquement les suivantes:

stade 1, 6tat initial apr~s diagen~se marine (Bignona - 7 0 m);

stade 2, phr6atisme correspondant ~ la diagen~se tardive par circulation de nappe d 'eau souterraine (Big- nona - 50 m);

stade 3, alt6ration h caract6re ferrallitique (Diacounda).

Les observations microscopiques montrent que les grains verts de glauconie sont intacts ~ - 7 0 m mais qu'on trouve d6j~ des granules de goethite qui apparaissent en noir dans le ciment de calcite. Les grains de glauconie ou les d6bris verdis fa divers stades de transformation pr6- sentent une zonation peu marqu6e. Dans la zone III la plus transform6e du sondage (fig. 10 fa - 3 4 m), on observe en microscopie h transmission des n6oforma- tions de kaolinite et de goethite.

Les transformations ultimes sont visibles dans la coupe de Diacounda:

d 'abord des pseudo-oolithes bien form6es comportant au centre un grain ovoide ~ cortex bien diff6renci6 dans lequel on peut souvent retrouver la trace du mat6riel initial (grains de glauconie ou d6bris de fossiles verdis);

puis des pseudo-oolithes pleines ou ~ coeur compor- rant des m6ats, dont le cortex est g6n6ralement plus diff6renci6 que le coeur, ce qui confirme l'6volution centrip~te.

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Fig. 12. Gen~se d'une fausse oolithe avec les divers stades de transformation: l'exemple des gr~s glauconieux de Bignona et de Diacounda, en Casamance (S6n~gal). Stade 1. Diagen~se marine. Granule de glauconie form6e en milieu marin dans un gr6s glauconieux ~t ciment calcaire (Bignona -70 m). Stade 2. Phr6atisme. Transformation de la zone externe du granule par circulation phr6atique profonde: apparition d'hydroxydes de fer aux d6pens de la glauconie (Bignona -50 m). Stade 3. Alt6ration continentale. Evolution centrip~te du granule au cours d'une phase d'alt6ration suba6rienne de nature p6dologique, avec d6veloppement des enveloppes externes de la fausse oolithe

(Diacounda).

L'int6r6t des d6p6ts du site de Louga au S6n6gal septentrional est de fournir des donn6es essentielles ~ la compr6hension des environnements margino-littoraux du P16istoc6ne inf6rieur. Les terrains qui affleurent sont en outre peu transform6s par les alt6rations, ce qui nous fournit du m6me coup une limite chronologique sup6rieure pour le d6veloppement de l'alt6ration ferrallitique au S6n6gal.

La coupe de Louga (fig. 13) permet de voir que les sables de base sont coiff6s par quelques niveaux carbo- nat6s, que de nombreuses concr6tions calcaires se sont d6velopp6es du sein des sables, que des traces de p6dogen6se avec un niveau de sol, sont visibles/t divers niveaux, en particulier vers le sommet de la coupe.

Les sables (pl. phot. 2a/~ 2d). Les sables de base sont 6olis6s et issus d 'un milieu dunaire littoral; ils ont subi une p6dogen~se, vraisemblablement au sein de dunes fix6es, avant d'6tre red6pos6s dans un milieu aquatique, une lagune littorale ou un lac. Ces actions successives se marquent ~ la surface des quartz: 6olisation initiale, grains ronds et mats; p6dogen~se surimpos6e, voile siliceux, et petites dissolutions orient6es; brassage en milieu aqueux, grandes dissolutions anastomos6es.

Les sables des niveaux carbonat6s sus-jacents sont constitu6s ~ 90% de grains 6mouss6s, ovoides ou ronds,


N i v e a u

C a l c a i r e s J!

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p6dotogique

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PETROGRAPHIE

I ii'r:.i Sable peu argileux

Sable argileux

Sable ¢~ elements calcaires

Catcaire limoneux

Sable

Concretions ferr ugineuses

Poupees calcaires

Fig. 13. Coupe de la carri6re de Louga dans les sables argileux du Plio-Pl6istoc~ne inf6rieur du S6nEgal nord-occidental.

surface mate, et pr6sentent quatre actions successives: une 6olisation initiale; une mise en place dans un milieu aquatique tidal; un remaniement dans un milieu lagunaire de faible 6nergie; une p6dogen~se finale qui est li6e ~ l'affleurement de la formation dans un contexte climatique tropical.

La p6dogen~se finale affecte aussi tous les quartz des autres niveaux.

Les niveaux carbonat6s (pl. phot. 3a h 3c). Les niveaux carbonat6s de la base de la coupe contiennent de nombreux fossiles:

des foraminif~res, Rotalia becarii; des ostracodes, Cyprideis cf. torosa; des oogones de Charophytes, Nitellopsis megarensis

ssp senegalensis; ces niveaux se sont r6v616s st6riles en pollens. Ces 616ments s'accordent bien ~t un milieu saumg~tre et

selon Souli6-Marsche (1982), l'analyse fine des mor- photypes de la population de gyrogonites conf~re h ce niveau un gtge compris entre le Plioc~ne sup6rieur et le Pl6istoc6ne inf6rieur.

Si l'on accepte ces donn6es chronologiques et compte tenu du faible degr6 d'alt6ration des formations de Louga, on peut en d6duire que l'alt6ration ferrallitique, qui se manifeste nettement apr~s la derni~re transgression du Miocene, reste limit6e durant le Quaternaire. I1 en d6coule qu'elle s'est d6velopp6e ~ partir du Miocene sup6rieur et au Plioc~ne pour l'essentiel.

Les s6diments et leurs modifications min6ralogiques par alMration

Dans les gr6s argileux du 'Continental terminal', la dissolution du quartz et tout particuli6rement celle du quartz n6oform6, lib6re un volume qui est plus ou moins combl6 par une matrice argilo-ferrugineuse. Cette 6volution est fonction du degr6 d'alt6ration et elle atteint sa plus grande ampleur dans les carapaces et les cuirasses ferrugineuses qui se placent vers le haut des pal6oprofils souvent d'ampleur plurid6cam~trique.

Un sch6ma (fig. 14.1) r6sume l'ensemble des modifications qui affectent les constituants des gr6s argileux au cours de l'alt6ration ferrallitique:


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Fig. 14.1. Modification de la taille des divers constituants des gr~s argileux au cours de l'alt6ration ferrallitique aboutissant au 'Continen- tal terminal'. Chez les ar~nites (Q + Fd) les grains subissent: un 16ger acroissement de taille par nourrissage des quartz, une perte de sub- stance due & l'hydrolyse des feldspaths (Fd). Le cuirassement pro- voque la formation ou le renforcementde modes secondaires (150 et 40/~m ici) du fait de la fragmentation partielle des quartz d6tritiques initiaux. Chez les lutites, la forte proportion d'616ments autour de 2/zm r6sulte de la n6oformation de kaolinite. 2. Kaolinite n6oform~e, en 'accord6on', dans le 'Continental terminal' de la r6gion du Saloum

(d'apr6s une photo au M.E.B.).

le stock initial de quartz et feldspaths se trouve modifi6 par la dissolution et l 'hydrolyse qui vont 6tre la source de n6oformations argileuses avec la kaolinite comme min- 6ral cardinal (fig. 14.2);

la taille des quartz initiaux va ~tre affect6e surtout dans le sens d 'une diminution de la taille des grains; en effet, les n6oformations de quartz sont r6duites en regard des ph6nom6nes d'oblit6ration par carie li6s au cuirassement;

un mode artificiel provient directement du cuirassement, il r6sulte de l '6miettement des quartz et se place vers 150 ~m;

la fraction phylliteuse, ~<5 /zm, n6oform6e, devient tr~s importante et donne la matrice des gr6s;

l 'h6matite et la goethite sont souvent abondantes et forment des ciments pelliculaires (fig. 15.1) ou des agr6gats en taches au sein des gr~s (fig. 15.2).

ESSAI SUR LA MIGRATION LATITUDINALE DU BASSIN DURANT LE CENOZOIQUE

D'apr6s les travaux des pal6omagn6ticiens, l 'Afrique a d6riv6 vers le Nord depuis le Cr6tac6. Les divers bassins de l 'Afrique de l 'Ouest ont donc 6volu6 sous des climats diff6rents au cours du Tertiaire du fait de cette migration latitudinale.

Si l 'on compare rapidement le 'Continental terminal' du bassin s6n6galo-mauritanien ~ celui d'autres bassins tertiaires de l 'Afrique de l 'Ouest, on se rend compte que l '6volution du complexe terminal peut 6tre assez diff6rente de celle que nous avons d6cel6e au S6n6gal. Les travaux des PIGC 127 et 210 rendent compte de cette notion de 'Continental terminal ' qui a 6t6 progressivement affin6e au cours de ces dix derni6res ann6es.

58 G. CONRAD et J.-R. LAPPARI'IENT

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Fig. 15. Ciment pelficulaire de goethite et cristallites d 'h6mati te dans des gr~s ferrugineux du 'Continental terminal ' . 1. Ciment pelliculaire de goethite. Q = quartz, goe = goethite. 2. Cristallites d 'h6matite.

Evolutions compar#esdesbassinsc#nozoi'ques(fig. 16) d6p6ts continentaux qui se mettent en place des l'Eoc6ne.

Bassin des Iullerneden. La diff6rence d'evolution la plus marqu6e se rencontre dans le bassin int6rieur des Iullemeden. L&, le Continental terminal qui s'6tend sur le Niger, le Nigeria, le Mali et le B6nin, respose en concordance sur les termes marins du Cr6tac6 sup6rieur et du Pal6og6ne (Kogbe et Dubois 1979), mais en discor- dance sur les terrains plus anciens. C'est une formation d6tritique qui comporte de nombreux niveaux d'oolithes ferrugineuses et non une frange d'alt6ration.

Dans ce bassin, des 6pandages rh6xistasiques se mettent en place au Miocene et au Plioc6ne et des la fin de cette p6riode une cuirasse pseudo-nodulaire se d6veloppe. L'alt6ration ferrallitique se surimpose & des

Bassin du Togo-B#nin-Sud du Nigeria. Dans le bassin c6tier du Togo-B6nin-Sud du Nig6ria les derniers termes marins sont dat6s de l'Eoc6ne. Un facies d6tritique, sid6rolithique, est discordant sur les termes ant6rieurs, marins ou continentaux, pr6alablement alt6r6s (Houessou et Lang 1978, Lang et al. 1982, Lang 1983). L'absence de Miocene marin et la convergence des facies d'alt6ration d6veloppes & l'Oligocene et au Quaternaire, rend difficile la discrimination entre les formations continentales et marines et l'6valuation des parts respectives des deux p6riodes d'alt6ration pro- pos6es pour la transformation des s6ries.

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Fig. 16. Les bassins m6so-c6nozoiques de l 'Ouest africain. En hachur6: les bassins c6tiers. Au Nord le bassin s6n6galo- mauri tanien; au centre le bassin C6te d'Ivoire--Ghana; tt l 'Est le bassin Togo-B6nin-Nig6ria . En gris6: le bassin int6rieur

des Iull6mmeden. D'apr6s Tessier et al. (1975) modifi6.


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-15 a -10

Fig. 17. Position supposOe des bassins de COte d'Ivoire et sOnOgalo-mauritanien duns leur configuration actuelle et ~ divers moments (d'apr~s Smith et al. 1973, et Smith 1981). 1 = bassin sOnOgalo-mauritanien, 2 = bassin de COte d'Ivoire.

Bass in de COte d ' I v o i r e - G h a n a . A Fresco, dans l 'Ouest du bassin, le 'Continental terminal' sableux n'est pas une formation discordante sur le PalOoc~ne mais dOrive de termes marins qui ont subi une altOration ferrallitique (Tessier et al. 1975).

Dans la lagune EbriO, pros d 'Abidjan, ce sont des termes marins du MiocOne qui sont transformOs par l'altOration ferrallitique (Bacchiana et al. 1982).

On retrouve donc une 6volution trOs comparable celle du bassin sOnOgalo-mauritanien aussi bien dans la chronologic que dans les manifestations sOdimentaires. Cette convergence nette d'Ovolution gOologique entre les bassins du SOnOgal et de COte d 'Ivoire durant le COnozoique permet d 'aborder un dernier 616ment de comparaison, celui de l'intensit6 et de la nature de l'altOration ferrallitique au cours du temps entre ces deux bassins.

D~rive des bassins cOtiers vers le N o r d (fig. 17)

Si l 'on dOplace les bassins selon les donnOes palOomag- nOtiques (Irving 1977, Smith et al. 1973, Smith 1981), on voit que le bassin sOnOgalo-mauritanien a dOriv6 vers le Nord ~ partir d 'une position proche de l 'Equateur au CrOtac6 supOrieur-Eoc~ne.

Les propositions de Smith, qui correspondent ~ un maintien du bassin dans une zone d'influence 6quatoriale jusqu'au MiocOne suivi d 'une remontOe rapide vers le Nord au Plioc~ne, s 'accordent mieux avec nos observations, les donnOes gOnOrales sur les environnements bio-sfdimentaires du MiocOne et sur le degr6 d'altOration des coulOes volcaniques. En effet, les coulOes miocOnes, entre 13 et 7 Ma, sont trOs altOrOes et surmontOes par une cuirasse ferrugineuse discontinue; par contre, les coulOes quaternaires sont faiblement cuirassOes et peuvent fossiliser des coulOes miocOnes trOs cuirassOes.

Si l 'on rapproche ces observations de celles faites Louga, ok l 'on a des formations sOdimentaires quaternaires peu transformOes par l'altOration, on en dOduit que le manteau latOritique est pour l'essentiel d'~ge pliocOne au SOnOgal.

Pour le bassin de COte d'Ivoire qui a subi une transla- tion vers le Nord de mOme ampleur, l 'incidence palOo- climatique de la dOrive est quasiment nulle. Ce bassin actuellement dans une situation nord-Oquatoriale 6tait au Miocene dans une position sud-Oquatoriale. Le climat sur la COte d'Ivoire a donc peu vari6 alors que pour le SOnOgal on assiste ~ une 6volution climatique Nord- Equateur ?a Sud-Tropique de Cancer duns l'intervalle de temps Miocene ~ Actuel.

L ' importance du cuirassement ferrugineux duns le bassin sOnOgalo-mauritanien par rapport ~ celui observ6 en COte d'Ivoire semble li6 h la position des bassins duns des zones climatiques diffOrentes:

climat 6quatorial pour la C6te d'Ivoire oh une lithomarge profonde se dOveloppe; elle est liOe ~ une grande stabilit6 des nappes phrOatiques qui inhibent la prOcipitation des hydroxydes de fer;

climat tropical humide 6voluant vers une tendance s~che, ofa le fer s'exprime bien, pour le SOnOgal.

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le ‘continental terminal’, sa place dans l'évolution géodynamique du bassin...

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