LEPERSONNE, J. La structure géologique du bassin intérieur du

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Koninklijke Academie voor Overzeese Wetenschappen Klasse voor Natuur- en Geneeskundige Wetenschappen, N.R., XX-2, Brussel, 1978

Structure gologique du bassin intrieur du Zare

PAR

Jacques LEPERSONNE Membre de l'Acadmie royale des Sciences d'Outre-Mer

Correspondant de la Classe des Sciences de l'Acadmie royale de Belgique

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A c a d m i e r o y a l e des Sciences d ' O u t r e - M e r Classe des Sciences Naturelles et Mdicales S.N., XX-2, Bruxelles, 1978

Koninklijke Academie voor Overzeese Wetenschappen Klasse voor Natuur- en Geneeskundige Wetenschappen, N.R., XX-2, Brussel, 1978

Structure gologique du bassin intrieur du Zare

PAR

Jacques LEPERSONNE Membre de l'Acadmie royale des Sciences d'Outre-Mer

Correspondant de la Classe des Sciences de l'Acadmie royale de Belgique

A c a d m i e royale des Sciences d'Outre-Mer Classe des Sciences Naturelles et Mdicales S.N., XX-2, Bruxelles, 1978

Extrait du Bulletin de la Classe des Sciences (1977, 12) de l'Acadmie royale des Sciences, des Lettres

et des Beaux-Arts de Belgique.

D/1978/0419/5

LECTURE

Structure gologique du bassin intrieur du Zure par JACQUES L E P E R S O N N E

Correspondant de la Classe

INTRODUCTION

Pour dcrire la gologie d'une rgion, on a coutume de grouper les formations gologiques en deux ensembles spars par une discor-dance de premier ordre : les formations de couverture qui n'ont subi ni plissement ni mtamorphisme et sont, sauf localement, en couches subhorizontales et les formations du soubassement plisses et mta-morphiques des degrs divers

Les formations phanrozoques de couverture de l'Afrique, au sud du Sahara, se rpartissent en trois types de structures :

Des bassins ctiers occupant des surfaces trs variables du littoral et se prolongeant sous la mer jusqu'au talus continental ; ils com-portent des formations marines, dont l'paisseur augmente rapide-ment vers le large, reposant sur des formations continentales par-fois trs paisses;

Des bassins intrieurs constitus presque exclusivement de forma-tions continentales. Les principaux sont du nord au sud : la cuvette du Tchad, la Cuvette congolaise (^) et celle du Cubango (Kalahari);

Des fosss tectoniques o se sont accumuls des sdiments fluvia-tiles ou lacustres, accompagns ou non de prodtiits volcaniques. Celui des grands lacs d'Afrique centrale se trouve immdiatement l'est du bassin intrieur du Zare qui fait l'objet de cette lectxxre.

(') Le terme de Cuvette congolaise est prfr celui de Cuvette zaroise parce qu'il s'agit de l'appellation couramment utilise d'une unit gologique et gomorphologique et que, en outre, cette unit dborde les frontires du Zare.

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Jacques Lepersonne

C'est en 1889 qu'Edouard Dupont signale l'existence de formations sdimentaires occupant le bassin du Haut Congo. Entre cette date et 1914 les travaux de Jules Cornet (1911), Georges Passau (1913) et Paul Fourmarier (1914) jettent les bases de la stratigraphie des terrains occupant le bassin intrieur du Congo tandis que la dtermination de quelques fossiles par Franois-Fernand Mathieu (1911), Maurice Mercenier (1913) et Maurice leriche (1911) permet de dater certaines formations. Le schma stratigraphique tabli ds cette poque assimile les formations de la cuvette congolaise celles du Karroo d'Afrique australe dont les ges s'chelonnent du Carbonifre suprieur au Rh-tien. Cette assimilation sera conserve jusqu'en 1950 (M. Robert, 1951; R. Marlire, 1950), l'exception d'une partie suprieure de l'chelle stratigraphique qui en a t dtache sous le nom de For-mations du type des formations du Kalahari (E. Polinard, 1932; A. Jamotte, 1935), d'ge tertiaire.

La reprise des tudes palontologiques en 1946, l'initiative de Lucien Cahen, et l'envoi d'une mission palontologique dans la rgion de Stanleyville (actuellement Kisangani) en 1951 (P. de Saint Seine, 1953) ont boulevers ce schma: une grande partie des terrains occu-pant la Cuvette congolaise est d'ge Jurassique suprieur et Crtacique au lieu d'appartenir au Triasique comme le voulait le paralllisme avec les formations du Karroo.

Les connaissances ont ensuite progress considrablement grce aux travaux du Syndicat pour l'tude gologique et minire de la Cuvette congolaise comprenant des levs en surface, deux sondages profonds et des travaux de gophysique couvrant l'entiret du bassin ('). La rcolte de nombreux fossiles et leur tude, non encore entirement ter-mine, compltent le tableau des acquis des vingt-cinq dernires annes.

L'analyse de ces donnes permet de dcrire l'volution de la struc-ture gologique du bassin sdimentaire aux poques successives. Celles-ci se groupent, en fonction des caractristiques de l'volution, en quatre priodes principales : la fin du Prcambrien et le Palozoque infrieur; le Permien et le Triasique; le Jurassique suprieur et le Cr-tacique; le Cnozoque.

(') Les rsultats scientifiques des missions du Syndicat ont t publis dans les Annales du Muse royal de l'Afrique centrale, srie in-8, Sciences gologiques, n' 14, 19, 21, 26 29, 31. 33 37, 39, 40, 42, 47, 56.

Structure gologique du bassin intrieur du Zare

LA FIN DU PRCAMBRIEN ET LE PALOZOQUE INFRIEUR : ANTCDENTS LOINTAINS DE LA CUVETTE CONGOLAISE

Les deux sondages profonds excuts l'un dans le nord du bassin Samba (profondeur 2.038,5 m), l'autre dans le sud Dekese (profon-deur 1.856,39 m) (L. Cahen et al, 1959, 1960) et les prospections sis-miques (P. Evrard, 1960) ont fait apparatre que le soubassement des terrains phanrozoques est constitu par des arkoses rouges grain fin, en couches horizontales ou faiblement ondules, formant un tapis continu dont l'paisseur dpasse 1.000 m. Ces formations, enfouies sous plus de 1.000 m de couverture phanrozoque dans les parties les plus profondes du bassin, viennent en affleurement aux bords est et nord de celui-ci et se retrouvent au Bas-Zare (J. Lepersonne, 1974a). Leur ge n'a pu tre dtermin directement mais elles paraissent avoir particip la dernire phase de plissement du Prcambrien date entre 600 et 650 millions d'annes. S'il n'en tait pas ainsi, leur formation pourrait rsulter du dmantlement par l'rosion des reliefs crs par cette phase de plissement ; leur ge serait un peu plus jeune mais, selon toute vraisemblance, encore prcambrien. D'aprs leur structure et leur position par rapport aux formations mtamorphiques du craton congolais, ces arkoses rouges doivent tre classes dans la couverture. I l faut observer cependant qu'elles appartiennent au cycle de l'oro-gense panafricaine dont les formations plisses et plus ou moins mtamorphiques entourent au nord-est, l'est, au sud-est et l'ouest le bassin intrieur (L. Cahen et J. Lepersonne, 1971; L. Cahen, 1976).

La nature lithologique de ces grs rouges implique qu'ils se sont dposs dans un bassin en subsidence. Ses limites ont t effaces par l'rosion mais une conclusion subsiste: la fin du Prcambrien la Cuvette appartenait un bassin en subsidence. En outre, i l est vrai-semblable que sa limite occidentale tait constitue par les reliefs, en voie de dmantlement, de la chane ouest-congolienne. Au nord-est du Zare, l'est, au Kivu et au Shaba, et au sud-est, au Shaba, les rehefs des chanes katangiennes ont sans doute jou le mme rle.

De la priode qui suit, longue d'au moins 300 millions d'annes, entre le Prcambrien terminal et la fin du Carbonifre, i l ne subsiste aucun tmoin dans toute l'Afrique centrale. Les formations phanro-zoques les plus anciennes, le Groupe de la Lukuga, d'ge palozoque suprieur, reposent directement sur du Prcambrien. L'volution du

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bassin est inconnue si ce n'est que les terrains de la fin du Prcambrien qui en occupent le fond ont t prservs de l'rosion tandis qu' son pourtour ils ont t presque partout rods avant le dpt des forma-tions phanrozoques les plus anciennes. Cela suppose que la partie centrale du bassin a t en dpression relative par rapport la priphrie.

LE PERMIEN ET LE TRIASIQUE

Le Groupe de la Lukuga

La stratigraphie et l'ge du Groupe de la Lukuga sont bass sur l'tude de sa macroflore et de sa microflore (L. Cahen et J. Leper-sonne, 1978). Il appartient au Permien, sa base, non fossilifre, pou-vant avoir un ge carbonifre suprieur et remonter ainsi environ 280 millions d'annes. La flore, Gangamopteris et Glossopteris, est caractristique du continent de Gondwana, groupant l'Amrique du Sud, l'Afrique, l'Inde prninsulaire, Madagascar, l'Australie et le Continent antarctique.

Le Groupe de la Lukuga dbute par des formations glaciaires, comme ses quivalents dans les autres parties du Gondwana. cette poque, le ple Sud est situ en Afrique australe o existe une calotte glaciaire tandis qu'au Zare il s'agit plutt de glaciers de montagne. On observe en effet que les formations glaciaires occupent d'anciennes valles qui descendaient vers le bassin intrieur d'une rgion leve, situe au voisinage de l'actuel foss des grands lacs (N. Boutakoff", 1948). L'extension des formations glaciaires et priglaciaires est limite aux parties orientale et mridionale de la Cuvette congolaise. Dans le nord du bassin, leur prsence est observe dans certains sondages de la rgion de Kisangani tandis qu'elles sont absentes au sondage de Samba. Dans le sud du bassin, un sillon rencontr au sondage de Dekese renferme plusieurs centaines de mtres de ces formations o l'on peut observer au moins trois oscillations climatiques marques par des alternances tillites-schistes varves.

L'tude du sondage de Dekese et des enregistrements de sismique rfraction montre que ce sillon est limit au sud par une flexure dont l'ge est antrieur au dpt du Groupe de la Loia (L. Cahen et al., 1960). Les donnes de la prospection