Académie de Montpellier
Université Montpellier II
Master BGAE parcours « Géodynamique »
Analyse géomorphologique des bassins versants de l’Ogooué et du Congo :
Quantification de l’érosion Cénozoïque et implications sur les flux détritiques vers la
marge d’Afrique Equatoriale.
Christopher LACAN
Tuteur : Michel Séranne
Soutenu le vendredi 18 Juin 2010 devant un jury composé de :
R. Cattin
A. Tommasi
P. Vernant
Tuteur : M. Séranne
Rapporteurs : J.E. Hurtrez ; A. Taboada.
-1-
Remerciements :
Je remercie Michel Séranne qui a toujours su faire preuve de clarté, de disponibilité et de confiance
envers moi tout au long de ces six mois de stage. Plus qu’un travail de recherche intéressant et formateur, il
aura su m’enseigner la rigueur scientifique.
Je remercie également Mlle Sabrina Deville, pour m’avoir mis le pied à l’étrier d’ArcGIS, MM. Jean-
Jacques Cornée et Michel Lopez pour m’avoir conseillé et encouragé dans mon travail, Mmes Nathalie
Mouly et Marie-France Roch pour leur gentillesse et leur aide administrative.
Merci à ma famille et aux amis qui m’ont soutenu durant ces six mois.
Je remercie enfin les personnels du laboratoire Géosciences Montpellier grâce à qui j’ai passé cinq
années consacrées à la science, la connaissance et la découverte.
Sommaire :
1. Introduction. .............................................................................................................................................. - 2 -
2. Contexte géographique et géologique de la zone d’étude. ....................................................................... - 3 -
2.1. Localisation géographique. ................................................................................................................ - 3 -
2.2. Caractéristiques climatiques et sédimentaires de la région étudiée. .................................................. - 3 -
2.3. Géologie des aires de drainage de l’Ogooué et du Congo. ................................................................ - 5 -
3. Méthodologie et description des données utilisées. .................................................................................. - 6 -
3.1 : Données extérieures utilisées – outil logiciel. ................................................................................... - 6 -
3.2 : Acquisition de données : Stratégie d’échantillonnage. ..................................................................... - 6 -
3.3 : Méthodes d’interpolation – synthèse des surfaces enveloppes. ...................................................... - 10 -
4. Résultats. ................................................................................................................................................. - 12 -
4.1 : Surfaces enveloppes du Tertiaire. ................................................................................................... - 12 -
4.3 : Isopaques du Tertiaire avant érosion............................................................................................... - 14 -
4.4 : Isopaques de Tertiaire érodé. .......................................................................................................... - 15 -
4.5 : Isopaques de formation totale érodée (ensemble de la zone d’étude). ............................................ - 16 -
4.6 : Isopaques de socle érodé dans le bassin versant de l’Ogooué. ....................................................... - 17 -
4.7 : Synthèse des volumes érodés dans les bassins versants. ................................................................ - 18 -
5. Discussion : ............................................................................................................................................. - 18 -
5.1 Rappels des objectifs – problématique de travail. ............................................................................. - 18 -
5.2 Contribution des formations et des zones à l’apport sédimentaire de la marge. ............................... - 19 -
5.3 Chronologie relative des phases de dépôt et d’érosion. .................................................................... - 23 -
6. Conclusion .............................................................................................................................................. - 27 -
Références bibliographiques: ...................................................................................................................... - 29 -
- 2 -
1. Introduction.
Les produits d’érosion continentale sont charriés par les fleuves jusqu’aux dépôts-centres
et s’y accumulent depuis la marge jusqu’à la plaine abyssale (Rust & Summerfield, 1990 ;
Clift et al, 2001). La marge ouest-africaine reçoit ainsi des sédiments charriés par l’Ogooué,
le Congo, la Kwanza et le fleuve Orange, du Golfe de Guinée à l’Afrique du Sud (Lavier et
al, 2001 ; Leturmy et al, 2003 ; Lucazeau et al, 2003 ; Anka, 2004 ; Séranne & Anka, 2005).
Les fleuves Congo et Ogooué ont en commun d’être dans la même zone climatique et de
posséder des formations sédimentaires détritiques cénozoïques dans leur aire de drainage ; ils
diffèrent cependant par la superficie de leur bassin-versant, un ordre de grandeur supérieur
pour le Congo. Les volumes des unités sédimentaires des dépôts-centres du Congo (Séranne,
1999 ; Anka, 2004 ; Séranne & Anka, 2005) et de l’Ogooué (Mougamba, 1999) ont été
mesurés et les taux d’accumulation sédimentaire estimés. Au cours du Cénozoïque, ces
dépôts-centres montrent une phase de faible sédimentation suivie, à partir de l’Oligocène,
d’une phase de forte sédimentation terrigène sur la marge, témoignant d’une augmentation de
l’érosion du continent (Lavier et al, 2001 ; Anka, 2004 ; Séranne & Anka, 2005).
Les volumes de roches érodés dans les bassins versants du Congo et de l’Ogooué ont été
calculés pour les grandes périodes géologiques (Leturmy et al, 2003) et les volumes des
dépôts-centres du Congo et de l’Ogooué sont connus (partiellement pour l’Ogooué,
Mougamba, 1999 ; Anka, 2004). Sachant que la formation sédimentaire cénozoïque (sable
éolien très mature plus facilement érodé que le socle) occupe une superficie importante des
bassins versants du Congo et de l’Ogooué, la question posée est : quelle est la contribution
du remaniement des formations continentales cénozoïques aux apports terrigènes de la
marge d’Afrique équatoriale de l’Ouest depuis l’Oligocène ? L’intérêt est que ces sables
matures constituent de meilleurs réservoirs turbiditiques que les sables moins matures issus
de la seule érosion du socle. La contribution réelle de ces sables au volume des dépôts-centres
associée à d’autres arguments permettra de préciser dans un deuxième temps les limites
temporelles de dépôt de ces formations détritiques cénozoïques.
On réalise d’abord une analyse géomorphologique des formations présentes dans les aires
de drainage des deux fleuves en insistant sur les formations cénozoïques, sachant que celles-ci
sont plus facilement remaniées que des formations plus indurées. L’objectif est de
reconstituer les limites basale et sommitale (surfaces-enveloppes) de cette formation ; on
calcule ensuite le volume avant érosion et le volume de formation remanié par l’incision, pour
toutes les formations de la zone d’étude et dans chacun des deux bassins versants. Ces
volumes sont comparés aux volumes de sédiments présents dans les dépôts-centres du Congo
et de l’Ogooué afin de réaliser une analyse statistique des sources de sédiments au cours du
Tertiaire. La détermination de l’âge des dépôts continentaux nécessite un recoupement entre
âges des formations sous-jacentes, datations des déformations des formations détritiques
cénozoïques et variations des taux de sédimentation sur la marge de l’Afrique équatoriale de
l’Ouest.
- 3 -
2. Contexte géographique et géologique de la zone d’étude.
2.1. Localisation géographique.
L’étude porte sur
l’Ouest de l’Afrique
équatoriale, dans une
zone comprise entre
les méridiens 10°E et
26°E et les parallèles
4°N et 11°S (Fig. 2-1).
Pour des raisons
expliquées
ultérieurement, la
zone d’étude ne se
superpose pas
exactement aux
bassins versants, elle
correspond à la zone
d’extension des dépôts
tertiaires. Cependant,
plus de la moitié du
bassin versant du
Congo (1,9.106 km
2
sur les 3,7.106 km
2 de
superficie totale du
bassin) ainsi que le
bassin versant de
l’Ogooué (215000 km2, Mahé et al, 1990) ont été inclus dans la zone d’étude qui s’étale donc
sur plus de 2 millions de km2.
2.2. Caractéristiques climatiques et sédimentaires de la région étudiée.
Les deux fleuves étudiés se trouvent en zone de climat équatorial (climat chaud et humide
toute l’année) et se jettent dans l’Océan Atlantique, alimentant en sédiments la marge passive
de l’Afrique équatoriale de l’Ouest. Cet apport se fait depuis la phase post-rift à l’Aptien (115
Ma), suite au rifting d’âge Néocomien (130-115 Ma) ayant fracturé le Gondwana et permis
l’ouverture de l’Atlantique Sud dans ce secteur (Séranne et al, 1992).
La zone d’étude englobe les systèmes de l’Ogooué et du Congo, afin de comprendre les
variations d’apports sédimentaires sur la marge depuis le début du Tertiaire. Les dépôts-
centres de ces fleuves ont fait l’objet d’études pour le Congo (Séranne, 1999 ; Anka, 2004 ;
Séranne & Anka, 2005) et pour l’Ogooué (Mougamba, 1999). Ces travaux ont montré que la
sédimentation post-rift (depuis l’Aptien) se divise en plusieurs phases. Le début de la
subsidence thermique de la marge s’accompagne d’une sédimentation importante, d’abord
évaporitique (Aptien) puis carbonatée (Albien à Crétacé terminal). Ensuite, deux étapes
Figure 2-1 : Carte géographique simplifiée de la région étudiée. MNT :
Données SRTM NASA.
- 4 -
principales caractérisent la sédimentation sur la marge, aussi bien pour l’Ogooué que pour le
Congo (Fig. 2-2):
► Une première étape allant du début Crétacé terminal à la fin de l’Eocène (de 65 à 34 Ma)
caractérisée par un taux de sédimentation sur la marge et dans l’éventail très faible (de l’ordre
de 10 m/Ma).
► Une seconde étape s’étalant du début de l’Oligocène à l’actuel (de 34 à 0 Ma) caractérisée
par des taux de sédimentation qui augmentent brutalement et croissants jusqu’au présent (de
40 à plus de 100 m/Ma).
La première phase de sédimentation extrêmement réduite sur la marge s’explique, selon
ces auteurs, par une érosion continentale négligeable associée à des dépôts sédimentaires sur
le continent. La deuxième phase marque une inversion des conditions d’érosion/dépôt, avec
une érosion continentale beaucoup plus marquée et des dépôts de sédiments se faisant sur la
marge, le talus et le début de la plaine abyssale atlantique. Le changement climatique majeur
de la limite Éocène – Oligocène serait responsable de cette évolution (Séranne, 1999 ;
Séranne & Anka, 2005).
Cette transition climatique fut un évènement planétaire démontré par des indices tels que
les variations de δ18
O des foraminifères issus de données de forages dans les océans
Pacifique, Atlantique et Indien (Zachos et al, 2001 ; Zachos et al, 2008) et les variations
isotopiques du Strontium (Lear et al, 2003 ; Elderfield, 1986) (Fig. 2-2). L’une et l’autre de
ces variations isotopiques témoignent d’un changement climatique global survenu à cette
époque et par conséquent d’une augmentation de l’apport de sédiments terrigènes aux
systèmes marins. On est ainsi passé d’une période « greenhouse » au climat globalement
chaud à une période « icehouse » au climat plus froid.
Figure 2-2 : Corrélations entre données sédimentaires de la marge ouest-africaine, variabilité climatique et
des conditions d’érosion/dépôt pour le Congo et l’Ogooué. Compilation de Séranne, 2009, comm. pers.
- 5 -
2.3. Géologie des aires de drainage de l’Ogooué et du Congo.
La géologie de la région drainée par ces deux fleuves présente l’organisation suivante, du
plus ancien au plus récent (Fig. 2-3):
► Un socle de granitoïdes datés de l’Archéen (3,3 à 2,7 Ga, Carte Géologique de l’Afrique,
UNESCO, 1990) correspondant au craton du Congo et qui constitue le soubassement des
formations plus récentes sur quasiment toute la zone d’étude. Ce socle affleure principalement
au Gabon, au fond de vallées incisées de la région du Kasaï et au Sud-Est du bassin versant du
Congo. Ailleurs, il est recouvert par des formations sédimentaires plus récentes.
► Dans le bassin versant de l’Ogooué le craton Archéen est recouvert par des formations
volcano-sédimentaires du Francevillien d’âge Protérozoïque moyen (2,5 à 1,6 Ga) (Carte
géologique de la République Gabonaise, 2002). Cette formation géologique sera par la suite
associée au socle, étant donné le grand écart de temps entre celles-ci et le reste des formations
étudiées.
► Au Sud-ouest et à l’Est, ainsi qu’au nord du bassin versant du Congo, les bordures du
craton Archéen sont remaniées par l’orogénèse du Panafricain (600 à 700 Ma).
► Des sédiments détritiques Précambrien supérieur et Paléozoïque dans la cuvette du Congo
et essentiellement recouverts par des séries plus récentes (Daly et al, 1992).
Figure 2-3 : Carte géologique de l’Afrique équatoriale de l’Ouest, Carte géologique de l’Afrique au 1/5000000, 3ème
édition (1990), UNESCO.
- 6 -
► Des sédiments détritiques fluviatiles, lacustres ou lagunaires d’âge Mésozoïque et surtout
Crétacé déposés dans le bassin du Congo (Giresse, 2005) recouvrent ces terrains cristallins
anciens sur quasiment toute la zone d’étude. Les sédiments fluviatiles du Crétacé supérieur
sont communément regroupés sous le terme de « formation Stanley-Pool » (au sud-ouest du
Congo et à l’est du Gabon) et plus généralement appelés « formation des Grès Polymorphes »
(Giresse, 2005).
► Enfin, une formation sédimentaire détritique de sables éoliens probablement déposés au
Paléocène-Eocène. Cette formation (Séries des Sables Ocres, qui avec les séries des Grès
Polymorphes sont regroupées dans le Système du Kalahari) s’étale depuis les Plateaux Batéké
au Nord (Gabon et Congo) à travers la majeure partie de l’aire de drainage du Congo (régions
des rivières Kwango, Kasaï…) au Sud et sont reliées à une formation plus vaste présente
jusqu’au désert du Kalahari (Cahen & Lepersonne, 1952 ; Giresse, 2005).
3. Méthodologie et description des données utilisées.
3.1 : Données extérieures utilisées – outil logiciel.
L’analyse morphologique des formations géologiques présentes dans les bassins versants
de l’Ogooué et de l’Ouest du Congo a plus particulièrement porté sur la formation des sables
éoliens d’âge Tertiaire. En effet, c’est l’affleurement le plus étendu et la seule formation qui
puisse être facilement contrainte dans les trois dimensions.
Cette étude géomorphologique a été réalisée grâce à l’utilisation de Modèles Numériques
de Terrain (MNT) mis à disposition par la NASA. Deux types de données ont été utilisés : les
données SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) de résolution 90 m par pixel, et les
données ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection radiometer) de
résolution 30 m par pixel. Ces MNT ont été projetés et analysés au moyen du logiciel de
Système d’Information Géographique (SIG) ArcGIS, et plus particulièrement grâce au
module ArcMap et à ses utilitaires de calcul associés.
3.2 : Acquisition de données : Stratégie d’échantillonnage.
La première étape a consisté à coupler MNT et cartes géologiques (Carte géologique de la
République Gabonaise au 1 :1000000, 2002 ; Carte géologique internationale de l’Afrique au
1/5000000, 1990). Le principal objectif était de caractériser la morphologie des sables éoliens
tertiaires afin de déterminer leurs surfaces de base, de sommet avant érosion et leur extension
spatiale dans la zone d’étude.
Pour définir la surface de base, on échantillonna des points situés au contact entre base du
Tertiaire et son soubassement (fluviatile Mésozoïque, socle…). Ces points ont été relevés
principalement dans les vallées incisant ce Tertiaire jusqu’à son soubassement, puis leur
position géographique et leurs altitudes ont été consignées dans une base de données. Le
premier problème était l’hétérogénéité de répartition de ces points car de grandes zones
- 7 -
d’affleurement du
Tertiaire ne laissaient
apparaître aucune
information sur
l’altitude de leur base.
Cet obstacle fut
surmonté au moyen de
coupes géologiques
levées entre zones
d’affleurements de la
base du Tertiaire sur
lesquelles on extrapole
des points
supplémentaires dans
les zones où les données
manquaient (Fig. 3-4 &
3-5).
Il est plus difficile de
définir la surface
initiale du sommet du
Tertiaire, car celle-ci a
souvent été érodée. On
s’appuie sur une
Figure 3-1 : Carte de répartition des surfaces d’abandon. MNT : Données SRTM
NASA.
Figure 3-2 a : Draas fossiles au niveau du Plateau
Kwango, SW de la R.D.C. et NE de l’Angola. MNT :
Données ASTER NASA.
Figure 3-2 b : Draas actifs dans l’Ouest du Sahara,
SW de l’Algérie. MNT : Données ASTER NASA.
- 8 -
structure caractéristique de cette
formation : des surfaces d’abandon, qui
correspondent à des lambeaux de la
paléosurface préservée localement sur
certains plateaux. Le MNT à haute
résolution (Fig. 3-2a) présente sur la
surface des plateaux de l’Ouest et du Sud
de la zone étudiée (Fig. 3-1) des structures
parallèles, linéaires de 2 km de large, de
20 à 50 km de long et de quelques mètres
de haut, visibles malgré la superposition
d’un réseau hydrographique, et
comparables à des structures actuelles
observées dans le SW du Sahara (Fig. 3-
2b). Il s’agit de mégadunes éoliennes
longitudinales fossiles (ou draas,
Bubenzer & Bolten, 2008) visibles sur les
MNT (Fig.3-2a) et les cartes d’orientation
des pentes (Fig. 3-3).
Ces draas paléogènes marquent la
surface de dépôt au moment où l’incision
a débuté dans les vallées. Par analogie
avec des champs de draas actuels (Fig. 3-2b) on déduit la direction des paléo-vents dominants
ayant déposé les sables. Là où elle est visible, la surface d’abandon enregistre des vents
dominants orientés parallèlement à l’axe des draas (WNW-ESE). Le sens est donné par la
progradation vers l’Ouest des foresets de dunes éoliennes observées dans les Batéké au Gabon
(M. Séranne, comm. orale).
Cependant, la surface d’abandon est inégalement répartie dans la zone d’étude.
L’exploration de la zone d’étude a permis d’identifier de petits affleurements de surface
d’abandon dans l’Est du bassin. La surface du sommet du Tertiaire a été extrapolée entre les
surfaces d’abandon cartographiées. Dans les zones où il n’existe plus de surface d’abandon,
l’extrapolation est plus délicate : on prolonge les pentes moyennes, en maintenant la surface
au-dessus des affleurements de Tertiaire les plus élevés (Fig. 3-5). Cela permet de définir des
points supplémentaires (positions géographiques et altitudes respectives) dans des zones
auparavant lacunaires. Les coupes réalisées pour échantillonner ces points supplémentaires
sont contrôlées mutuellement par des points de croisement, afin d’assurer la cohérence de
l’ensemble des données.
Figure 3-3 : Carte d’orientation des pentes, Plateaux
Kwango. Les draas sont soulignés par les pentes
d’orientation Nord (rouge) et Sud (bleu clair). Les draas
sont orientés N035E/N040E.
- 9 -
Malgré tout, une
incertitude subsiste pour
l’extrapolation de la
surface-enveloppe du
sommet du Tertiaire, surtout
lorsque les points extrapolés
sont éloignés des
affleurements de surface
d’abandon : l’incertitude sur
l’altitude peut atteindre 50
m.
La réalisation des profils
topographiques permet
également de contraindre la
limite d’extension des
sables tertiaires. Au Sud-
Ouest, au Sud et à
l’Est/Sud-Est celle-ci
correspond à la limite du
bassin versant du Congo.
Par contre, à l’Ouest, au
Nord et au Nord-Est de la
zone d’étude, les sables tertiaires s’étendaient jusqu’à un haut topographique. Les coupes
géologiques – surtout les coupes CD et EF - (Fig. 3-5) montrent effectivement que la surface
enveloppe du sommet du Tertiaire vient buter sur des barrières topographiques (relief côtier
de l’Ouest du Bassin du Congo, le Massif du Chaillu au Gabon/ Nord-Ouest du Congo et sur
un faible relief en République Centrafricaine).
Cependant, ces barrières topographiques ont évolué depuis le début de l’érosion des sables
tertiaires et dans certains secteurs il est difficile de préciser la paléo-altitude de ces barrières.
Cela rend d’autant plus difficile la limitation de la zone d’étude qui correspond aux zones
d’affleurements passés des sables du Cénozoïque : l’extension maximale des sables peut avoir
été plus grande que celle qui a été finalement retenue. Nous verrons ultérieurement en quoi
cette valeur de l’aire de répartition a été très utile pour réaliser ce travail. Une fois ce travail
réalisé pour le Tertiaire dans les deux bassins étudiés, nous avons réalisé un échantillonnage
de la paléo-surface du socle archéen dans le bassin versant de l’Ogooué en utilisant la même
méthode que pour le Tertiaire. Les formations d’âge Protérozoïque du Bassin Francevillien
ont été jointes au socle Archéen étant donné la difficulté de discriminer par la suite les
produits d’érosion de l’une et l’autre formation.
Figure 3-4 : Carte des traits de coupes utilisées pour les échantillonnages
successifs (traits noirs). Les traits de coupes de la figure 3-5 sont figurés par
des traits rouges. MNT : Données SRTM NASA.
- 10 -
3.3 : Méthodes d’interpolation – synthèse des surfaces enveloppes.
L’interpolation des points échantillonnés dans ArcGIS permet de recréer les surfaces
enveloppes de la base et du sommet du Tertiaire dans les deux bassins versants ainsi que le
sommet du Protérozoïque-Archéen dans le bassin versant de l’Ogooué. L’interpolation de
données est une opération mathématique qui permet la création de surfaces enveloppes
virtuelles passant par tous ces points : ce sont ces surfaces qui ont ensuite été utilisées dans les
calculs de volumes.
Dans les interpolations réalisées pour ce travail, le logiciel replace d’abord chaque point en
fonction de sa position géographique. Il crée ensuite des points supplémentaires entre les
points de la base de données en leur assignant des valeurs intermédiaires aux points de départ.
Le nombre de
points
supplémentaires
peut-être réglé
avant le calcul ;
leurs valeurs
assignées seront
d’autant plus
proches de la
réalité que le
nombre de points
de la base de
données sera grand
et que ces derniers
seront répartis de
façon homogène.
Deux types
d’interpolations
ont été testés :
l’interpolation
linéaire et
l’interpolation
cubique. Cette
dernière crée des
valeurs aberrantes
et localisées,
faussant ainsi les
calculs. On retient
donc
l’interpolation
linéaire. De plus,
elle suffit pour les
Figure 3-5 : Coupes sériées W – E Vallée du Kwango. Les traits de coupe sont
renseignés en rouge dans la figure 3-4.
- 11 -
calculs à effectuer. Les surfaces enveloppes résultant des interpolations figurent dans la partie
« Résultats ».
Une fois que l’on dispose des altitudes de ces différentes surfaces enveloppes on peut
mener les calculs suivants :
► Puissance des sables tertiaires avant érosion (différence entre la surface enveloppe du
sommet et la surface enveloppe de la base).
► Isopaques de sables tertiaires érodés pour chacun des bassins versants (différence entre
surface enveloppe du sommet et topographie actuelle si l’érosion n’a pas atteint la formation
sous-jacente aux sables tertiaires).
► Isopaques de roches totales érodées (sables tertiaires + soubassement) dans le bassin
versant du Congo (différence entre surface du sommet du Tertiaire et topographie actuelle).
► Isopaques de formations anciennes (Protérozoïque à Archéen) érodées dans le bassin
versant de l’Ogooué (différence entre surface du sommet du socle et topographie actuelle).
La calculatrice d’ArcGIS fournit une analyse statistique, dont la valeur moyenne de
l’isopaque de formation érodée. La carte isopaque permet également de voir quelles zones
avaient le plus fourni de sédiments et d’essayer d’en comprendre les causes.
Comme les interpolations ne peuvent se faire que sur des surfaces rectangulaires, des
valeurs aberrantes (situées hors de la zone d’étude, par exemple dans des secteurs où il n’y a
jamais eu de Tertiaire déposé) sont prises en compte dans les calculs : ces valeurs aberrantes
sont la plupart du temps négatives. Il est donc nécessaire de retirer ces données (de façon
mathématique) pour ne garder que celles situées dans la zone d’étude. On exclut par exemple
les valeurs négatives : on demande à la calculatrice d’ArcGIS de n’effectuer le calcul de
l’isopaque moyen érodé qu’à partir des valeurs des isopaques érodés des points situés dans la
zone d’étude, donc en n’utilisant que les valeurs positives.
Cette opération est loin d’être négligeable car, dans le cas du Tertiaire sur les deux bassins
versants la valeur moyenne de l’isopaque érodé est de 100 m si l’on filtre les données, et 140
m si on ne les filtre pas. Ce filtrage est effectué à chaque calcul d’isopaque moyen érodé afin
d’obtenir les valeurs les plus représentatives et les plus proches possibles de la réalité. Ces
isopaques moyens érodés ont ensuite été multipliés par les aires d’extension de chaque
formation pour estimer les volumes érodés pour chaque formation.
- 12 -
4. Résultats.
4.1 : Surfaces enveloppes du Tertiaire.
La figure 4-1 présente la surface
enveloppe du sommet du Tertiaire
dans les deux bassins versants sur
laquelle on a superposé le réseau de
drainage. Les altitudes s’étagent
d’environ 500 m au niveau de la
cuvette du Congo, 600 à 900 m dans
les régions des Plateaux Batéké, du
bas-Kwango et du Bas-Kasaï, et de
900 à plus de 1400 m au Sud de la
zone étudiée (haut-Kwango, haut-
Kasaï, ligne de partage des eaux
entre Congo, Kwanza et Zambèze).
On observe que le réseau de
drainage est globalement contrôlé
par la topographie de cette surface
enveloppe.
Cela suggère que les réseaux de drainage du
Congo et de l’Ogooué ont peu varié depuis le début
de la phase d’érosion. Le réseau hydrographique
général a donc repris les structures initiales présentes
en surface du Tertiaire avant qu’il ne s’érode, c’est-à-
dire suivant l’orientation des draas (cf partie
Méthodologie) tout en suivant les lignes de plus
grandes pentes locales.
La figure 4-2 montre que les altitudes de la
surface-enveloppe du sommet du Tertiaire
reconstituée pour le bassin versant de l’Ogooué
Figure 4-1 : Altitudes (en m) de la surface enveloppe reconstituée
du sommet du Tertiaire dans les bassins versants de l’Ogooué et
du Congo.
Figure 4-2 : Altitudes de la surface enveloppe
du sommet du Tertiaire dans le bassin versant
de l’Ogooué.
- 13 -
varient de 750 à 860 m d’Ouest en Est. On y observe également que la répartition des sables
tertiaires s’étendait 150 km à l’Ouest des Plateaux Batéké, où ils affleurent aujourd’hui.
4.2 : Surface enveloppe de la base du Tertiaire.
La figure 4-3 nous informe sur les
altitudes de la surface enveloppe de la
base du Tertiaire dans les deux bassins
versants associés. Celle-ci correspond de
ce fait à la topographie de la surface de
contact entre sables tertiaires et leur
soubassement.
On observe deux zones principales,
séparées par le parallèle 5°S:
► Une zone caractérisée par des
altitudes faibles (de moins de 400 m à
600 m) et un relief peu tourmenté au
Nord de la zone d’étude (cuvette
congolaise et Plateaux Batéké).
► Une zone caractérisée par un relief
plus variable et des altitudes plus importantes (de
600 à 1300 m) au Sud de la zone d’étude
(Kwango, Kasaï, Sud-Est de la zone). On y
remarque la présence de deux « vallées » d’axe
Nord-Sud (méridiens 17°E et 21°E) étendues de
5°S à 10°S, soit sur plus de 500 km. Celles-ci
occupent la même place que les rivières actuelles
Kwango et Kasaï, affluents majeurs du fleuve
Congo. Cela pourrait signifier que ces deux
rivières principales ont une orientation et donc une
existence antérieures au dépôt des sables éoliens
tertiaires, donc ante-Paléogène inférieur.
Les altitudes de la surface-enveloppe de la base
du Tertiaire dans le bassin versant de l’Ogooué
Figure 4-3 : Altitudes (en m) de la surface enveloppe de la
base du Tertiaire (ensembles des deux bassins).
Figure 4-4 : Altitudes de la surface enveloppe de la
base du Tertiaire, bassin de l’Ogooué.
- 14 -
(Fig. 4-4) vont de moins de 400 m à l’Est pour dépasser les 800 m vers le massif du Chaillu à
l’Ouest.
4.3 : Isopaques du Tertiaire avant érosion.
Les isopaques du Tertiaire varient de 0 à plus de 600 m (Fig. 4-5) , avec 5 zones présentant
des épaisseurs importantes (régions de
l’Oubangui (1-3°N ;17-20°E), Plateaux
Batéké (0°-5°S ; 13-16°E), Vallée du
Kwango (5,5-9°S ; 15,5-18°E), Kwilu-
Kasaï (2-5°S ; 17-21°E) et extrême Est de
la zone étudiée (5°S ; 26°E)). Ces régions
présentent des épaisseurs allant de 200 à
650 m (couleurs vert foncé à rouge
sombre), et deux d’entre elles (Batékés
Ouest et Haut-Kwango) révèlent même
des isopaques allant de 350 à 650 m
(orange à rouge sombre).
Ces deux dernières zones (ainsi que
dans une moindre mesure les trois autres)
ont dû constituer des pièges sédimentaires
où les sables éoliens se sont accumulés.
Cela a ainsi constitué des zones réserves
de sables potentiellement fournisseuses par la
suite de la majeure partie des produits d’érosion.
Le volume de formation tertiaire avant érosion
sur les deux bassins versants est de 330000 km3
(isopaque moyen d’environ 170 m et surface de
2.106 km
2).
La figure 4-6 nous montre que la puissance du
Tertiaire dans le bassin versant de l’Ogooué
avant érosion va de 0 à plus de 400 m, croissant
d’Ouest en Est. Le volume de Tertiaire ante-
érosion dans le bassin de l’Ogooué est de 11750
km3
(isopaque moyen de 235 m et surface de
50000 km2). Par différence, on déduit que le
volume de Tertiaire ante-érosion du bassin du
Figure 4-5 : Isopaques du Tertiaire sur les deux bassins
versants avant érosion.
Figure 4-6 : Isopaques du Tertiaire avant érosion,
bassin versant de l’Ogooué.
- 15 -
Congo est de 318250 km3 (330000 – 11750). L’amincissement du Tertiaire provient d’un
abaissement régional du socle sous l’Est des Plateaux Batéké (Fig. 4-4). Comme pour les
isopaques de la figure 4-5, les secteurs les plus susceptibles de fournir une importante quantité
de sédiments sont donc ceux situés les plus à l’Est.
4.4 : Isopaques de Tertiaire érodé.
La carte représente ici les isopaques de Tertiaire érodé dans les deux bassins versants (Fig.
4-7). Le réseau hydrographique a été superposé car c’est grâce aux cours d’eau que se produit
l’érosion et que les sédiments sont
évacués.
On distingue deux populations
d’isopaques de Tertiaire :
- Une première à faibles valeurs (blanc
à bleu clair, de -21m (du fait des
incertitudes de mesure) à 150 m
d’épaisseur, situées au niveau des
surfaces d’abandon et de leur
périphérie. En effet, ces surfaces
d’abandon sont des surfaces
préservées de l’érosion.
- Une seconde à fortes valeurs
d’isopaques (de couleurs vert pâle à
rouge sombre, 150 à 646 m) localisées
dans les mêmes zones où l’on avait la
plus grande puissance de Tertiaire
avant érosion (Haut-Kwango, Plateaux
Batéké, Bas Kwilu-Kasaï, Oubangui et
extrême Est de la zone étudiée).
Les zones présentant les isopaques
de Tertiaire érodé les plus importants
(supérieurs à 200 m) sont donc
localisés au niveau des secteurs où il y avait le plus de sable déposé et donc les secteurs les
plus à même de fournir une quantité importante de sédiments, ainsi que le long des fleuves et
de leurs principaux affluents. Ces derniers, par leur longueur, leur puissance, leur débit et leur
réseau de drainage propre peuvent ainsi éroder avec plus de force le Tertiaire sur lequel ils
coulent et également évacuer les produits d’érosion plus facilement vers l’océan Atlantique.
Le volume de Tertiaire érodé est de 255000 km3 (130 m d’épaisseur moyenne sur les 2.10
6
km2
de surface des bassins versants des deux fleuves). Sachant que le volume de Tertiaire
initial compris dans la zone d’étude était de 330000 km3 (Fig. 4-5), cela indique qu’une
Figure 4-7 : Isopaques de Tertiaire érodé sur l’ensemble de la
zone d’étude.
- 16 -
proportion très importante de cette
formation a été remaniée par érosion ; soit
un taux de déstockage (volume de
formation Tertiaire érodée sur volume
initial de formation) de 77 %.
Les isopaques du Tertiaire érodé du
bassin versant de l’Ogooué (Fig. 4-8) vont
de 0 à 415 m, du Massif du Chaillu aux
Plateaux Batéké, et notamment dans la
rivière Léconi, affluent de l’Ogooué. On
retrouve une carte où les valeurs les plus
fortes se concentrent le long des rivières
mais aussi là où le Tertiaire n’affleure plus
de nos jours.
Le volume de Tertiaire érodé est de
10000 km3. Ramené au volume de Tertiaire
initial (Fig. 4-6), le taux de déstockage
atteint 85 %, étant ainsi légèrement
supérieur à celui de l’ensemble de la zone
d’étude (77 %).
Ce volume de formation érodé permet de
distinguer la part relative du Tertiaire dans
chaque bassin versant de la zone d’étude.
Ainsi, ce sont 245000 km3 (255000 – 10000)
de formation Tertiaire qui a été érodée dans le
bassin versant du Congo.
4.5 : Isopaques de formation totale
érodée (ensemble de la zone
d’étude).
La carte d’isopaques de l’ensemble des
formations érodées (Fig. 4-9) a été calculée
par différence entre la surface enveloppe du
sommet du Tertiaire et la topographie
actuelle. Les valeurs sont ainsi proches de
celles de la carte des isopaques de l’érosion
de la formation Tertiaire (Fig. 4-7), allant de
0 à plus de 600 m de formation totale érodée.
Le volume de formation totale érodée dans
Figure 4-8 : Isopaques de Tertiaire érodé dans le
bassin versant de l’Ogooué.
Figure 4-9 : Isopaques de formation totale érodée (en
m) sur l’ensemble de la zone d’étude.
- 17 -
le périmètre de la zone d’étude est donc de 300000 km3, ce qui signifie que 45000 km
3
(300000 – 255000) de formation autre que du Tertiaire ont été érodées dans cette zone
(Ogooué et Congo confondus).
Le réseau hydrographique a là-aussi été ajouté en filigrane à cette carte afin de mieux
mettre en évidence la contribution essentielle des cours d’eau au démantèlement des
formations géologiques, que ce soit du Tertiaire ou des formations plus âgées et de nature
différente. Les isopaques de formation érodée les plus forts se trouvent ainsi au pied des
Plateaux Batéké (secteurs Ouest et Est), autour de l’Oubangui, au niveau des principaux
affluents du Congo (Kwango, Kasaï) et à l’extrême Est de la zone d’étude.
4.6 : Isopaques de socle érodé dans le bassin versant de l’Ogooué.
Les résultats suivants (Fig 4-10 et 4-11) décrivent les isopaques de formations anciennes
érodées (Bassin Francevillien d’âge Protérozoïque ; socle d’âge Archéen) dans le haut bassin
versant de l’Ogooué, c’est-à-dire en amont de Lambaréné (car on exclut la contribution de la
rivière Ngounié qui se jette dans l’Ogooué après cette ville). Ces deux formations ont été
étudiées séparément pour mieux distinguer leur surface enveloppe de sommet respective.
Étant donné le hiatus important entre sables tertiaires des Batéké d’une part et le Craton –
sédiments francevilliens d’autre part, les volumes érodés de ces deux dernières formations ont
été regroupés : 15000 km3 pour le Craton et 10000 km
3 pour les sédiments du Francevillien.
Le volume de formations anciennes érodées au sein du bassin versant de l’Haut-Ogooué est
Figure 4-10 : Isopaques de socle Archéen érodé dans
le bassin versant de l’Ogooué.
Figure 4-11 : Isopaques de Protérozoïque érodé
dans le bassin versant de l’Ogooué.
- 18 -
ainsi de 25000 km3, portant le total de formation érodée pour cette même zone (en ajoutant la
contribution de l’érosion du Tertiaire) à 35000 km3.
Ce chiffre nous permet une fois encore d’individualiser les sources de produits d’érosion
entre les deux fleuves. Ainsi, 45000 km3 de formation autre que les sables tertiaires ont été
érodés à l’intérieur de la zone d’étude, avec 25000 km3 pour le bassin versant de l’Ogooué
(Fig. 4-10 et 4-11). Par conséquent, le volume de formation érodée autre que le Tertiaire dans
le bassin versant du Congo est de 20000 km3 (45000 – 25000).
4.7 : Synthèse des volumes érodés dans les bassins versants.
5. Discussion :
5.1 Rappels des objectifs – problématique de travail.
La question initiale était de quantifier l’érosion Oligocène + Néogène au sein des bassins
versants de l’Ogooué et du Congo afin d’estimer le volume de sédiments produits par les
processus d’érosion continentale de cette région. Il s’agit de lier ces apports au volume de
sédiments effectivement déposés dans les systèmes sédimentaires de ces fleuves. La réponse à
cette question devrait nous permettre (par un raisonnement indirect) de mieux contraindre
l’intervalle de dépôt de ces sables.
Le premier objectif consistait à discriminer la contribution des sables éoliens tertiaires des
autres formations géologiques. Une analyse géomorphologique couplée à un SIG et à des
coupes géologiques nous a permis de contraindre la répartition de chaque formation dans les
trois dimensions. L’objectif suivant était de savoir quel volume de formation avait été érodé
au cours de cette période, et plus particulièrement la contribution propre des sables du
Tertiaire. Le postulat est le suivant : les roches érodées sur le continent voient ces produits
d’érosion emportés et charriés par les cours d’eau et les fleuves jusqu’aux dépôts-centres
respectifs de ces fleuves (Harrison, 2000 ; Clift et al, 2001 ; Lucazeau et al, 2003). Ces
sédiments s’accumulent alors sur la marge continentale et la plaine abyssale pour les deux
fleuves Ogooué et Congo : quelle part de ces sédiments est due à l’apport de ces produits
d’érosion du Tertiaire ?
Volume de
Cénozoïque
initial
(en km3)
Volume de
Cénozoïque
érodé
(en km3)
Volume érodé
d’autres
formations (en
km3)
Volume total
érodé
(en km3)
Part de
cénozoïque
déstocké
lors de
l’érosion
B-V Congo 318250±40000 245 000±45000 20 000±5000 265 000±50000 77%
B-V Ogooué 11 750±1500 10 000±1000 25 000±2500 35 000±6000 85%
Congo+Ogooué 330 000±41500 255 000±46000 45 000±75000 300 000±56000 77%
Figure 4-12 : Tableau récapitulatif des différents volumes érodés en fonction des formations et des régions étudiées.
- 19 -
5.2 Contribution des formations et des zones à l’apport sédimentaire de la marge.
Concernant les volumes de formation érodée dans le bassin versant de l’Ogooué, nous
avons trouvé les résultats suivants dans la zone définie cette fois dans le bassin versant du
Haut-Ogooué: 10000 km3 de sables éoliens tertiaires ont été érodés et 25000 km
3 de socle
Archéen - Protérozoïque a été érodé. Au sein du périmètre défini au départ (zone d’étude dans
l’aire de drainage du Congo), les résultats nous ont donné les volumes de formations érodés
suivants : 245000 km3 de la formation des sables éoliens tertiaires et 20000 km
3 d’autres
formations ont été érodées depuis le début de l’Oligocène au présent, donnant un total de
265000 km3 de roches érodées (Fig. 4-12).
On convertit les volumes de roches érodées en volumes de sédiments correspondants : il
faut tenir compte d’une densité différente entre roche en place et sédiments non consolidé. On
a utilisé les densités de 2,7 pour la roche dans la zone source (sans faire de distinction entre
roches de natures différentes) et de 2,4 pour les sédiments déposés après l’Oligocène (Dupré,
2003). Le volume de sédiments issus des produits d’érosion est ainsi supérieur au volume de
roche érodée de 12,5 % (Fig. 5-1).
On
compare les
volumes de
formations
érodés aux
volumes de
sédiments
présents dans
les dépôts-
centres des
fleuves. On
s’intéresse
premièrement
au système de
l’Ogooué : les
dépôts de Figure 5-2 : Aires de dépôt des unités sédimentaires et taux moyens d’accumulation, modifié
d’après Mougamba, 1999.
Volume de
Tertiaire érodé
(km3)
Volume de
sédiments
correspondants
(km3)
Volume d'autres
formations
érodées (km3)
Volume de
sédiments
correspondants
(km3)
Volume total
de sédiments
(km3)
Bassin versant
du Congo
245000±45000 275000±45000 20000±5000 25000±5000 300000±50000
Bassin versant
de l'Ogooué
10000±1000 12500±1000 25000±2500 31250±2500 43750±3500
Figure 5-1 : Tableau comparatif de volumes de roches érodées et de sédiments produits, en fonction de la lithologie et de la zone
étudiée, en prenant en compte l’écart de densité entre formation continentale en place et sédiments marins.
- 20 -
sédiments de l’Ogooué sur la marge du Gabon ne sont bien renseignés que pour la partie la
plus proximale du dépôt-centre, c’est-à-dire la marge gabonaise (Mougamba, 1999). Aucune
information précise n’a été collectée sur les données sédimentaires de l’éventail profond de ce
fleuve.
Néanmoins, on s’appuie sur les données sédimentaires de la marge gabonaise pour calculer
(à partir des données de Mougamba, 1999) le volume de sédiments déposés sur la marge
depuis le début de l’Oligocène. Celui-ci fut calculé en tenant compte des taux d’accumulation
sédimentaire et des surfaces de zones d’accumulation pour chaque période (Fig 5-2). Les
lacunes sédimentaires et/ou d’aires de dépôt ont été extrapolées (en gris) afin d’avoir une
séquence continue depuis le début de l’Oligocène.
Les taux moyens d’accumulations (en volume) pour chaque sous-période ont été multipliés
par leurs aires de dépôt respectives. Ce calcul nous a donné un volume de sédiments déposés
depuis le début de l’Oligocène à l’actuel de 72000 km3. Il faut cependant garder à l’esprit que
ce volume ne concerne qu’une partie de l’ensemble du prisme sédimentaire de la marge, car il
manque la partie de l’éventail profond : le volume total de sédiments déposés doit donc très
probablement être supérieur.
En comparaison avec le volume de sédiments produits par l’érosion du bassin versant du
Haut-Ogooué, on ne trouve que 40000 km3 de sédiments, soit un peu plus de la moitié de ce
qui a été échantillonné, et probablement moins du quart du volume total de sédiments du
prisme. Ceci implique qu’il existe une source supplémentaire de sédiments en plus des sables
des Plateaux Batéké et du socle. Il est à noter
que le sous-bassin versant de la Ngounié
(affluent de l’Ogooué, au niveau de la Plaine
Côtière) n’a pas été pris en compte dans
l’érosion et donc son apport potentiel de
sédiments à la marge a été négligé. Cependant,
sa superficie est bien trop faible (33000 km2)
pour expliquer un tel écart de volumes de
sédiments déposés dans le dépôt-centre de
l’Ogooué.
Des analyses de traces de fission sur apatite
dans les formations sédimentaires de la marge
ont permis de déterminer des taux de
dénudation de la Plaine Côtière du Gabon
(Walgenwitz et al, 1990 ; Walgenwitz et al,
1992), repris par la suite dans d’autres travaux
de représentation de hauteurs exhumées
(Séranne, 1999 ; Anka, 2004). La Plaine
Côtière du Gabon a subi un uplift à partir du
Miocène inférieur jusqu’à nos jours. Cet uplift
a exhumé des formations qui ont été érodées,
Figure 5-3 : Isopaques de formations érodées dans
la Plaine Côtière du Gabon au cours de l’uplift
Miocène moyen – actuel.
- 21 -
fournissant ainsi des sédiments en plus de ce que l’Ogooué charriait déjà. Cette exhumation
est également renseignée par des coupes géologiques et des profils sismiques Sud-Ouest –
Nord-Est : ceux-ci montrent que les unités post-rift ont été érodées dans la partie on-shore, de
part et d’autre du horst de Lambaréné (Mounguengui M.M. et al, 2008 ; Mounguengui M.M.
& Guiraud, 2009). En extrapolant les épaisseurs de séries post-rift déposées, on s’attend à une
érosion de 1500 m à l’extrémité Est des coupes.
On teste l’hypothèse d’une production de sédiments terrigènes par dénudation de la zone
côtière en réalisant un travail proche de celui réalisé pour les formations géologiques du
Congo et de l’Ogooué. Les données des épaisseurs érodées au Néogène (Walgenwitz et al,
1990 ; Walgenwitz et al, 1992 ; Anka, 2004) ont été compilées afin de créer une carte
d’isopaques du volume érodé (Fig. 5-3). Cette opération nous a permis de définir l’isopaque
moyen érodé (environ 1000 m) qui multiplié par l’aire d’alimentation probable du prisme
sédimentaire de l’Ogooué donne le volume de roches érodées.
Le volume de formation érodée dans la Plaine Côtière du Gabon depuis le Miocène moyen
est donc de 180000 ±20000 km3, soit environ 200000 km
3 de sédiments après prise en compte
du différentiel de densité. Ces 200000 km3 s’ajoutent donc aux 40000 km
3 issus de l’érosion
des formations de l’amont de l’Ogooué, donnant un apport total de 240000 km3 de sédiments
au prisme sédimentaire de la marge gabonaise. Cependant, seul le volume de sédiments sur la
marge est connu : on ne prend pas en compte le volume de sédiments de l’éventail sous-marin
profond car il n’a pas encore fait l’objet d’études approfondies (Mougamba, 1999).
Ces 240000 km3
de sédiments sont largement supérieurs aux 72000 km3
de sédiments
déposés sur la marge gabonaise, calculé selon les taux de sédimentation de Mougamba
(1999), confirmant le fait que l’érosion de la Plaine Côtière constitue une source de sédiments
supplémentaire crédible. De plus, Mougamba (1999) observe (Fig. 5-2) que le taux moyen
d’accumulation en volume augmente de façon importante à partir du milieu du Miocène
inférieur (20 Ma) passant de 1200 km3/an à 2500 km
3/an en ne cessant d’augmenter vers
l’actuel. Ceci corrobore l’hypothèse selon laquelle une source supplémentaire de sédiments
apparaît à cette période en lien avec un uplift tectonique localisé dans la zone côtière de cette
région. Les causes de cet uplift sont discutées (Lavier et al, 2001 ; Lucazeau et al, 2003),
peut-être celui-ci est connecté au superpanache sud-africain situé bien plus au Sud (Nyblade
& Robinson, 1994).
Contrairement au prisme sédimentaire de
l’Ogooué, les volumes de sédiments sur
l’ensemble des dépôts (marge+plaine abyssale)
du Congo sont bien connus (Anka, 2004) et
clairement datés. Ainsi, le volume de sédiments
déposés dans l’ensemble du dépôt-centre du
Congo depuis le début de l’Oligocène a été
estimé à 730000 km3
- répartis entre 500000 km3
dans la plaine abyssale – éventail profond et
230000 km3
sur la marge – (Anka, 2004). Les
Figure 5-4 : Diagramme des parts respectives
d’érosion des différentes formations et volumes
associés au sein de la zone d’étude.
275000 km3
92%
25000 km3 8% Volume de
sédiments issus de l'érosion des sables tertiaires
Volume de sédiments issus de l'érosion du soubassement des sables tertiaires
- 22 -
produits d’érosion continentale étant emportés et charriés par les cours d’eau jusqu’à l’océan
(Clift et al, 2001), ce volume de sédiments doit correspondre (en tenant compte du différentiel
de densités) au volume de roche érodée dans l’aire de drainage du fleuve étudié. Nous avons
obtenu comme résultats (Fig. 5-1) un volume total érodé depuis le début de l’Oligocène de
265000 km3
soit 300000 km3
de sédiments directement issus du remaniement des sables
tertiaires et de leur soubassement dans la zone d’étude définie dès le départ (superficie de
1,9.106 km
2). Les sables tertiaires ont de plus fourni la quasi-totalité de ces sédiments : 92%
contre 8% pour les autres formations sous-jacentes de la zone d’étude définie (Fig 5-4).
Un rapide calcul révèle que 430000 km3
des sédiments accumulés dans le prisme
sédimentaire du Congo depuis l’Oligocène
proviendraient de l’érosion des formations
géologiques situées en dehors de la zone
d’étude (définie par l’extension du Tertiaire
éolien avant érosion) mais néanmoins
comprises dans l’aire de drainage du Congo
(soit une superficie de 1,8.106 km
2). Ces
zones correspondent au Nord, à l’Est et au
Sud-Est du bassin versant du Congo (Rift
Occidental), auquel il faut probablement
ajouter la zone côtière dont l’uplift au Miocène inférieur est estimé à environ 500 m (Lavier et
al, 2001 ; Leturmy et al, 2003 ; Lucazeau et al, 2003). On obtient donc le ratio suivant : 41 %
des sédiments Oligocène-actuel proviennent de l’érosion des sables tertiaires plus leur
soubassement (donc de la zone d’étude) et 59 % proviennent de régions hors de la zone
d’étude (extrême Nord, Est et Sud-Est du bassin du Congo, Rift Occidental, Katanga, zone
côtière) (Fig. 5-5).
Les sédiments issus du déstockage des
formations de sables tertiaires représentent 38 %
des sédiments déposés dans le prisme du Congo,
depuis l’Oligocène, alors que 62 % proviennent
de l’érosion des formations plus anciennes (Fig.
5-6). Il faut tenir compte du fait que ces chiffres
sont estimés au sein de bassins versants dont les
limites sont les mêmes qu’actuellement : une
migration de celles-ci a été invoquée (Leturmy et
al, 2003 ; Lucazeau et al, 2003) pour expliquer la
taille importante du dépôt-centre de l’Ogooué
dont la superficie du bassin versant est
relativement faible comparée à celle du Congo.
Figure 5-5 : Diagramme de provenances des sédiments
en fonction des régions situées dans et hors de la zone
d’étude (ensemble du bassin versant du Congo).
300000 km3
41%430000
km3
59%
Volume de sédiments issus de la zone d'étude
Volume de sédiments issus de l'extérieur de la zone d'étude
Figure 5-6 : Diagramme de comparaison des sources
sédimentaires alimentant le prisme du Congo pour
l’ensemble du bassin versant du Congo.
275000 km3
38%455000
km3
62%
Volume de sédiments issus de l'érosion des sables éoliens tertiairesVolume de sédiments issus de l'érosion de formations ante-Tertiaire
- 23 -
5.3 Chronologie relative des phases de dépôt et d’érosion.
Les surfaces enveloppes de base (Fig. 4-3) et de sommet (Fig. 4-1) du Tertiaire nous
révèlent que cette formation a subi une déformation. D’une part, l’épaisseur variable du
Tertiaire caractérise une déformation pendant le dépôt, d’autre part les altitudes de la surface-
enveloppe du sommet du Tertiaire (présentant des dépôts éoliens habituellement sub-
horizontaux) varient de plusieurs centaines de mètres, surtout au Sud du parallèle 5°S,
indiquant une phase de déformation postérieure au dépôt des sables.
Les rivières s’écoulent systématiquement suivant la ligne de plus grande pente, elles sont
donc d’excellents marqueurs des directions des pentes au moment de leur formation. Si la
région où elles se trouvent ne subit aucune déformation verticale, la ligne de plus grande
pente n’évolue pas et les rivières n’incisent pas leur lit ; si par contre cette région subit un
uplift, les rivières vont inciser la formation sur laquelle elles s’écoulent. Elles creusent un
canyon tant que l’uplift se poursuit et que l’érosion régressive n’a pas détruit le canyon (car
celui-ci contraint l’écoulement des rivières): l’orientation de ce canyon reste la même que la
ligne de pente pré-uplift, même si un nouvel uplift impose une ligne de pente régionale de
direction différente. Lorsque les bords du canyon sont complètement arasés et qu’un second
uplift de direction différente bascule une région, l’aval des rivières n’est plus contraint par le
canyon et celles-ci suivent alors la nouvelle ligne de pente provoquée par ce second uplift.
Une région localisée au Sud du parallèle 5°S (5 à 11°S ; 16 à 25°E) montre des rivières
qui ont pour la plupart la même orientation (Nord-Sud) et où celle-ci ne semble pas avoir
changé au cours de l’incision Néogène. Ces rivières suivent ainsi la ligne de plus grande pente
initiale qui est proche de l’actuelle. Ces orientations conjuguées aux altitudes de la surface
enveloppe de la base du Tertiaire permettent de dire que cette région a subi un basculement
vers le Nord suivant une orientation globalement Est-Ouest (N090E).
Le basculement de la partie Sud de la formation des sables tertiaires serait l’expression
septentrionale de l’uplift généralisé du Sud de l’Afrique, résultat de la mise en place du
superpanache sudafricain (Nyblade & Robinson, 1994) : on a en effet une variation d’altitude
faible en regard de la distance (quelques centaines de mètres sur plusieurs centaines de kms),
typique d’un uplift régional dû à un panache. La mise en place de ce superpanache serait en
partie due à une perturbation thermique de la lithosphère consécutive au fonctionnement du
Rift Est-Africain (Nyblade & Robinson, 1994 ; Lithgow-Bertelloni & Silver, 1998) : cette
perturbation thermique influe ainsi sur l’épaisseur de la lithosphère élastique (ou Te) (Pérez-
Gussinyé et al, 2009).
En effet, Pérez-Gussinyé et al (2009) observent dans leur modèle deux zones dans le
craton du Congo : une au Nord du parallèle 5°S, avec une Te de 90 à plus de 100 km, et une
au Sud de ce même parallèle, avec une Te de 10 à 70 km. Or, plus la Te est faible et plus la
perturbation thermique est grande, et inversement. Ainsi, l’accident EW du parallèle 5°S,
montré par une variation de l’épaisseur de la Te (Pérez-Gussinyé et al, 2009) et une variation
- 24 -
d’altitude sur les cartes de base du Tertiaire (Fig. 4-3), marquerait la limite Nord de la
perturbation thermique du superpanache sudafricain. Cet évènement géodynamique régional a
débuté au Cénozoïque il y a 30 Ma (Morgan, 1983) et entre 25 et 5 Ma pour les régions
côtières de l’Angola et du Congo (Lavier et al, 2001) : la déformation étant postérieure au
dépôt de ces sables, la mise en place des dépôts éoliens au Sud du bassin du Congo s’est
achevée au plus tard il y a 30 à 25 Ma.
Au Nord de 5°S, l’orientation générale des rivières est d’environ N120E (s’écoulant de
l’ESE vers l’WNW) : les rivières sont hors des canyons des plateaux tertiaires des plateaux
Sud du bassin du Congo. Elles tiennent alors compte d’une nouvelle ligne de pente
probablement due à la mise en place du Rift Occidental, d’axe globalement N-S, et ayant
basculé la Cuvette du Congo vers l’Ouest au cours du Cénozoïque.
Une autre région de la zone
d’étude présente un
changement de la direction de
la ligne de plus grande pente
au cours du fonctionnement
des rivières : la partie orientale
des Plateaux Batéké (de 14°E à
17°E ; de 1°S à 3°S).
L’orientation des rivières
présente ainsi deux
organisations différentes dans
cette zone (Fig. 5-7) :
- Une première partie localisée
à proximité des surfaces d’abandon des Plateaux Batéké (2°S ; 14 à 15°E), où l’on voit que les
cours d’eau parallèles ne suivent pas la ligne de
plus grande pente actuelle mais celle qui prévalait
lorsque ces rivières sont apparues et ont
commencé à inciser les plateaux. L’orientation de
ces rivières est de N30E (LGP1) correspondant à
un premier basculement d’orientation N120E à
pendage vers le N/NE.
- Une deuxième partie localisée au piémont Est
des Plateaux Batéké (1 à 3°S ; 15,5 à 17°E) où
l’orientation des rivières est très différente :
N120E (LGP2); à noter que la formation sur
laquelle les rivières coulent à changé (alluvions
quaternaires). Cette orientation, mise en place
après un second basculement d’orientation
N200E à pendage vers l’E/SE (Fig. 5-8), tient
cette fois-ci compte de la ligne de plus grande
pente actuelle et du fait que les rivières ne sont
Figure 5-7 : Schémas simplifiés de l’évolution du réseau hydrographique
de l’Est des Plateaux Batéké, suite aux basculements tectoniques
successifs.
Figure 5-8 : Stéréogramme représentant les deux
basculements observés dans la région des Plateaux
Batéké.
- 25 -
plus contraintes par les canyons qu’elles avaient préalablement creusés : les rivières suivent la
ligne de plus grande pente actuelle (LGP2).
Ces deux basculements témoignent de deux phases d’uplift dans cette région, le premier de
direction N120E, conséquence probable de l’uplift côtier du Miocène inférieur (Walgenwitz
et al, 1990 ; Walgenwitz et al, 1992 ; Lavier et al, 2001 ; Anka, 2004), le second de direction
N200E (peut-être une deuxième phase de l’uplift côtier). On a ainsi une première contrainte
de temps sur l’âge des sables éoliens car ceux-ci se sont déposés avant la phase de
déformation, c’est-à-dire au plus tard à la transition Oligocène-Miocène (24 Ma). De plus, le
Tertiaire repose dans cette région (et pour une majeure partie de l’ensemble des dépôts
éoliens) sur des formations d’âge Crétacé supérieur (« Formation Stanley-Pool » ou
« Formation des Grès Polymorphes », Cahen & Lepersonne, 1952 ; Giresse, 2005). Cela
signifie que ces sables ont commencé à se déposer au moins après la transition Crétacé
Supérieur-Paléocène (65 Ma).
Les datations des phases de déformation et l’âge des formations les plus récentes
constituant le soubassement des sables tertiaires nous révèlent que ces dépôts d’éolianites se
sont au moins faits entre la transition
Crétacé-Paléocène (65 Ma) et la
transition Oligocène-Miocène (24
Ma). On dispose donc d’une période
de dépôt potentielle longue d’environ
quarante millions d’années et la
question est la suivante : peut-on
mieux contraindre les limites
temporelles de cette phase de dépôt ?
Nous nous intéressons cette fois-ci
aux données d’accumulation
sédimentaire sur la marge de
l’Afrique équatoriale : on constate
trois phases (au moins pour le
Congo) avec des taux d’accumulation
différents (Mougamba, 1999 ;
Séranne & Anka, 2005) (Fig. 5-9):
- Une première phase de l’Albien au
Maastrichtien (Crétacé Supérieur ;
105-65 Ma) où les taux d’accumulation sont importants (30 à 70 m/Ma), à l’exception du
Campanien.
- Une seconde phase au Paléocène – Eocène (65 à 34 Ma) où les taux d’accumulation sont
faibles (5 à 20 m/Ma).
- Une troisième phase du début de l’Oligocène à l’actuel (34 Ma à 0) où les taux
d’accumulation sont plus importants (40 à 100 m/Ma).
Figure 5-9 : Taux moyens d’accumulation des sédiments dans
les dépôts-centres du Congo (Anka, 2004 ; Séranne et Anka,
2005) et de l’Ogooué (Mougamba, 1999) depuis l’Albien
(Crétacé supérieur) à l’actuel.
- 26 -
L’argument invoqué (Séranne, 1999 ; Séranne & Anka, 2005) pour expliquer ces
variations d’apports sédimentaires à la marge est le suivant : lorsque le taux d’accumulation
sédimentaire sur la marge est important, cela signifie que l’érosion continentale est forte.
Inversement, si le taux d’accumulation sédimentaire sur la marge est faible, cela signifie que
l’érosion continentale est faible et que les dépôts se font sur le continent. On a vu grâce aux
résultats (cf. partie 4) que le déstockage des formations d’âge tertiaire (plus leur
soubassement) au sein d’une zone d’étude, dont la superficie couvre 57 % de la superficie
totale du bassin versant du Congo, contribue à environ 40 % de l’apport sédimentaire du
dépôt-centre du Congo depuis l’Oligocène. Le reste provient de l’érosion des formations
extérieures à la zone d’étude : Rift Occidental, zone côtière du Congo et de l’Angola soumise
à l’uplift Miocène (Lavier et al, 2001), extrême Nord et Sud-Est du bassin versant du Congo.
Cela montre que le Tertiaire dans cette région a connu deux périodes très différentes : la
première au Paléocène-Éocène, où se sont déposées les éolianites, caractérisant un climat sec
et désertique, et la seconde de la transition Éocène-Oligocène à l’actuel où l’incision des
formations d’éolianites a pu débuter et déstocker les sables vers les fleuves et donc la marge,
à la faveur d’un climat plus humide. Cette transition sédimentaire est due à une transition
climatique globale (Séranne, 1999 ; Lavier et al, 2001 ; Séranne & Anka, 2005) survenue à la
fin de l’Éocène (Zachos et al, 2001 ; Zachos et al, 2008).
A noter que Lucazeau et al, 2003 expliquent ces faibles taux d’accumulation (pour le
Congo) par l’existence d’un bassin endoréique localisé dans le Cuvette du Congo entre 67 et
34 Ma. Cette hypothèse n’explique cependant pas la vaste zone de dépôts éoliens localisés au
même endroit, car ces dépôts n’ont pu se faire qu’au sein d’un grand désert. De plus, la
courbe de l’apport sédimentaire de l’Ogooué, proche de celle du Congo, montre également un
très faible apport au dépôt-centre de l’Ogooué au Paléocène-Éocène, alors que la morphologie
de son bassin versant ne suggère pas que celui-ci était endoréique à ce moment-là.
La transition climatique de la fin de l’Éocène serait une conséquence de l’ouverture du
Passage de Drake entre l’Amérique du Sud et l’Antarctique, permettant la mise en place du
Courant Circumpolaire Antarctique (Lagabrielle et al, 2009). Celui-ci aurait isolé
climatiquement l’Antarctique qui se serait refroidie et aurait vu le développement d’une
calotte glaciaire sur ce continent (Zachos & Kump, 2005): le gradient thermique entre pôle et
équateur aurait été renforcé, créant des conditions climatiques plus favorables à une érosion
continentale (Elderfied, 1986). L’incision des surfaces d’abandon tertiaires put ainsi débuter
sous ce nouveau climat au début de l’Oligocène, contribuant à la création des réseaux
hydrographiques des deux fleuves (en tenant compte des lignes de plus grandes pentes
contrôlées par les uplifts successifs).
Le cas des rivières proto-Kwango et proto-Kasaï est particulier, car on voit la trace de leurs
vallées dans la surface enveloppe de la base du Tertiaire (Fig. 4.3), suggérant que ce Tertiaire
est venu les remplir lors de la phase de dépôts éoliens. Ces vallées existaient donc avant le
début de ces dépôts, c’est-à-dire au moins avant le début du Paléocène. Comme on retrouve
des sédiments fluviatiles datés du Crétacé supérieur (Giresse, 2005) à l’affleurement dans le
fond de ces vallées, cela implique que ces rivières existaient déjà à cette période ou qu’elles se
- 27 -
sont formées à l’extrême fin du Crétacé supérieur. On retrouve de plus leurs traces dans les
modèles d’épaisseurs de lithosphère élastique (Pérez-Gussinyé et al, 2009) comme des
prolongements vers le Sud de la zone de fortes Te (100 km) de la Cuvette du Congo.
La période pendant laquelle les sables éoliens se sont déposés dans cette région est
resserrée du début du Paléocène à la fin de l’Éocène (65-34 Ma) grâce aux données
suivantes : la très faible érosion continentale du Paléocène-Éocène, conjuguée aux phases
régionales d’uplifts Miocène (Lavier et al, 2001), la chronologie relative des dépôts
continentaux du Crétacé Supérieur et du Tertiaire et l’incision des sables alimentant les
dépôts-centres des fleuves qui débute à l’Oligocène.
6. Conclusion
L’objectif était de quantifier l’érosion cénozoïque des formations géologiques et plus
particulièrement des sables éoliens du Tertiaire dans la région drainée par les fleuves Congo
et Ogooué. Il s’agissait de voir les implications de ce remaniement sur l’apport de sédiments
détritiques sur la marge d’Afrique équatoriale de l’Ouest au cours du Cénozoïque. Ce travail
devait définir la chronologie des évènements ayant permis le stockage/déstockage des sables
éoliens du continent vers l’océan, permettant une comparaison entre volumes érodés et
volumes de sédiments estimés dans les dépôts-centres des fleuves.
Une étude géomorphologique couplant MNT, SIG et réseau hydrographique a révélé
l’existence de structures éoliennes (draas) fossiles sur les surfaces des formations tertiaires,
caractérisant une surface d’abandon. Des échantillonnages de points en base et sommet de
cette formation grâce à des coupes géologiques ont permis la synthèse de surfaces-enveloppes
de base et de sommet. On a ensuite calculé les volumes de sables tertiaires avant érosion et les
volumes de formation érodés au cours du Cénozoïque dans les deux bassins versants.
330000 km3 de sables tertiaires se sont déposés dans la zone d’étude avant érosion ;
265000 km3 de sables ont été évacués pendant l’incision Néogène, correspondant à 300000
km3 de sédiments et un taux de déstockage de 80 % (Leturmy et al, 2003 estimaient le volume
de Tertiaire érodé entre 300000 et 400000 km3par une méthode différente de celle utilisée ici).
Dans le bassin versant de l’Ogooué, le volume de formation érodée atteint 35000 km3
(10000
km3 issus de l’érosion des sables tertiaires et 25000 km
3 issus de l’érosion des formations plus
anciennes), correspondant à 40000 km3 de sédiments.
Environ 40% du volume de sédiments du dépôt-centre Oligocène-actuel du Congo est issu
du déstockage des sables éoliens tertiaires présents dans l’aire de drainage de ce fleuve. La
maturité élevée de ces sables et leur fort remaniement font qu’ils constituent de très bons
réservoirs géologiques au sein de ce dépôt-centre. Le cas de l’Ogooué est différent : moins de
20% du volume de sédiments du dépôt-centre de ce fleuve proviendrait de l’érosion des
formations en amont de Lambaréné. La région côtière du Gabon, en ayant subi un uplift
Miocène-actuel, apporte 200000 km3 de sédiments supplémentaires au dépôt-centre de
l’Ogooué, expliquant la différence. La moindre contribution du remaniement des sables
- 28 -
tertiaires dans ce bassin fait qu’on peut s’attendre à une moindre qualité des réservoirs
présents dans le dépôt-centre de l’Ogooué (réservoirs formés davantage grâce aux produits
d’érosion du socle, des formations côtières etc.…).
Si l’on additionne les volumes de sédiments accumulés au cours du Tertiaire (surtout
depuis l’Oligocène) pour le Congo (Anka, 2004) et l’Ogooué (Mougamba, 1999 ; cette étude),
on arrive à un total de 1.106 km
3 de sédiments déposés sur la marge au Sud du Golfe de
Guinée (de 3°N à 13°S). Leturmy et al, 2003, estimaient également ce volume à 1.106 km
3
pour la même région, seulement leur étude quantifiait non seulement la contribution de
l’Ogooué et du Congo, mais également celle d’autres fleuves plus petits (Kwanza, Kouilou).
La prise en compte de l’apport sédimentaire de ces fleuves, potentiellement important car ils
sont situés en zone côtière (laquelle subit un uplift depuis le Miocène), donnerait
probablement un volume de sédiments accumulés au Tertiaire supérieur au million de km3.
L’analyse de l’orientation des cours d’eau a mis en évidence 3 basculements tectoniques
d’ampleur régionale (directions : N090E, N120E et N200E), conséquence de plusieurs uplifts
d’âge Miocène. Ceux-ci ont déformé les sables tertiaires, ce qui permet de dire que leur dépôt
est ante-Miocène. Un couplage entre coupes géologiques, datations des basculements et
augmentation brutale des taux d’accumulation sédimentaire sur la marge au début de
l’Oligocène (liée au changement climatique de la transition Éocène-Oligocène) ont permis de
restreindre l’intervalle de dépôt de ces sables de la fin du Crétacé terminal à la fin de l’Éocène
(65 à 34 Ma). L’incision des sables débute après cette période, au début de l’Oligocène, et se
poursuit jusqu’à aujourd’hui, à la faveur d’un climat plus tropical à cette période.
- 29 -
Références bibliographiques:
Anka Z. (2004). Évolution de l’éventail sous-marin du Zaïre (Congo) depuis le Crétacé.
Interactions avec la marge continentale du Golfe de Guinée. Thèse de doctorat, Univ.
Montpellier 2.
Bubenzer O. & Bolten A. (2008). The use of new elevation data (SRTM/ASTER) for the
detection and morphometric quantification of Pleistocene megadunes (draa) in the eastern
Sahara and the southern Namib. Geomorphology, 102, 2, 221-231.
Cahen L., Lepersonne J. (1952). Équivalence entre le Système du Kalahari du Congo belge
et les Kalahari beds d’Afrique australe. Mém. Soc. Belge Géol., Pal., Hydrol., Série in -
8°4, 63p.
Carte géologique internationale de l’Afrique au 1/5000000, 3ème
édition (1985-1990),
Commission de la Carte Géologique du Monde – UNESCO.
Carte géologique de la république gabonaise au 1/1000000 (2002), Direction Générale des
Mines et de la Géologie, Libreville, Gabon.
Clift P. D., Shimizu N., Layne G., Blusztajn J. S., Gaedicke C., Schlüter H.-U., Clark M.
K. & Amjad S. (2001). Development of the Indus fan and its significance for erosional
history of the western Himalaya and Karakoram. Geol. Soc. Amer. Bull., 113, 8, 1039-
1051.
CGIAR Consortium for Spatial Information (CGIAR-CSI) (2004). Données SRTM de la
NASA, http://srtm.csi.cgiar.org/.
Daly, M.C., S.R. Lawrence, K. Diemu-Tshiband, and B. Matouana. (1992). Tectonic
evolution of the Cuvette Centrale, Zaire, J. of the Geol. Soc. of London, 149, 539-546.
Dupré S. (2003). Integrated tectonic study of the South Gabon Margin. Insights on the rifting
style from seismic, well and gravity data analysis and numerical modeling. Thèse de
doctorat Vrije Universiteit Amsterdam, 51.
Elderfield H. (1986). Strontium isotope stratigraphy. Palaeogeography, Palaeoclimatology,
Palaeoecology, 57, 71-90.
ERSDAC GDEM ASTER (2009). Données ASTER de la NASA,
http://www.gdem.aster.ersdac.or.jp/.
Giresse P. (2005).Meso-Cenozoic history of the Congo Basin. J. Afr. Earth Sci.,43, 301-315.
Harrison C.G.A. (2000). What factors control mechanical erosion rates ? Internat. J. Earth
Sci., 88, 752-763.
Lagabrielle Y., Goddéris Y., Donnadieu Y., Malavieille J. & Suarez M. (2009). The
tectonic history of Drake Passage and its possible impacts on global climate. Earth and
Plan. Sci. Letters, 279, 197-211.
Lavier L., Steckler M. S. & Brigaud F. (2001). Climatic and tectonic control on the
Cenozoic evolution of the West African margin. Mar. Geol., 178, 63-80.
Lear C.H., Elderfield H. & Wilson P.A. (2003). A Cenozoic seawater Sr/Ca record from
benthic foraminiferal calcite and its application in determining global weathering fluxes.
Earth and Plan. Sci. Letters, 208, 69-84.
Leturmy P., Lucazeau F. & Brigaud F. (2003). Dynamic interactions between the Gulf of
Guinea passive margin and the Congo River drainage basin: 1. Morphology and mass
balance. J. Geophys. Res., 108, B8, ETG 8-1.
Lithgow-Bertelloni C. & Silver P.G. (1998). Dynamic topography, plate driving forces and
the African superswell. Nature, 395, 269-272.
- 30 -
Lucazeau F., Brigaud F. & Leturmy P. (2003). Dynamic interactions between the Gulf of
Guinea passive margin and the Congo River drainage basin: 2. Isostasy and uplift. J.
Geophys. Res., 108, B8, ETG 9-1.
Mahé G., Lerique J. & Oolivry J.-C. (1990). Le fleuve Ogooué au Gabon. Reconstitution
des débits manquants et mise en évidence de variations climatiques à l’équateur. Hydrol.
Continent., 5, 2, 105-124.
Mbina Mounguengui M., Lang J. & Guiraud M. (2008). Sedimentary dynamics and
extensional structuring related to early Cretaceous rifting of Neocomian and Barremian
deposits of the interior basin of Gabon. J. African Earth Sci., 51, 239-256.
Mbina Mounguengui M. & Guiraud M. (2009). Neocomian to early Aptian syn-rift
evolution of the normal to oblique-rifted North Gabon Margin (Interior and N’Komi
Basins). Mar. and Petroleum Geology, 26, 1000-1017.
Morgan W.J. (1983). Hotspot tracks and early rifting of the Atlantic. Tectonophysics, 94,
123-139.
Mougamba R. (1999). Chronologie et architecture des systèmes turbiditiques cénozoïques du
prisme sédimentaire de l’Ogooué (marge Nord-Gabon).Thèse de doctorat, Univ. Lille 1.
Nyblade A. A. & Robinson S. W. (1994). The African Superswell. Geophys. Res. Letters,
21, 765-768.
Pérez-Gussinyé M., Metois M., Fernández M., Vergès J., Fullea J. & Lowry A.R. (2009).
Effective elastic thickness of Africa and its relationship to other proxies for lithospheric
structure and surface tectonics. Earth and Plan. Sci. Letters, 287, 152- 167.
Rust D. J. & Summerfield M. A. (1990). Isopach and borehole data as indicators of rifted
margin evolution in southwestern Africa, Mar. Pet. Geol., 7, 277-287.
Séranne M., Seguret M. & Fauchier M. (1992). Seismic super-units and post-rift evolution
of the continental passive margin of Southern Gabon. Bull. Soc. Géol. Fr., 163, 135- 146.
Séranne M. (1999). Early Oligocene stratigraphic turnover on the west Africa continental
margin : a signature of the Tertiary grennhouse-to-icehouse transition ? Terra Nova, 11,
135-140.
Séranne M. & Anka Z. (2005). South Atlantic continental margins of Africa: a comparison
of the tectonics vs climate interplay on the evolution of equatorial west Africa and SW
Africa margins. J. African Earth Sci., 43, 283-300.
Walgenwitz F., Pagel M., Meyer A., Maluski H. & Monié P. (1990). Thermo-
chronological approach to reservoir diagenesis of the offshore Angola basin: a fluid
inclusion, 40Ar- 39Ar and K-Ar investigation: AAPG Bull., v. 74, 547-563.
Walgenwitz F., Richert J. P. & Charpentier P. (1992).Southwest border of African plate;
thermal history and geodynamical implications, in C.W.Poag, and P.C.de Graciansky
eds.,Geologic evolution of Atlantic continental rises: New-York,Van Nostrand Reinhold,
20-45.
Zachos J., Pagani M., Sloan L., Thomas E. & Billups K. (2001). Trends, rythms and
aberrations in global climate 65 Ma to Present. Science, 292, 686-693.
Zachos J.C. & Kump L.R. (2005). Carbon cycle feedbacks and the initiation of Antarctic
glaciations in the earliest Oligocene. Glob. Planet. Change, 47, 51-66.
Zachos J.C., Dickens G.R. & Zeebe R.E. (2008). An early Cenozoic perspective on
greenhouse warming and carbon-cycle dynamics, Nature, 451, 17.
Résumé :
L’analyse géomorphologique des formations présentes dans les bassins versants du Congo
et de l’Ogooué s’appuie sur l’identification des surfaces enveloppes qui limitent les unités
stratigraphiques cénozoïques des unités plus anciennes (sédiments Mésozoïque et craton
Archéen). Cette étude utilise les MNT de la NASA (données SRTM/ASTER) et un système
d’information géographique (SIG) : elle révèle l’existence de mégadunes longitudinales
fossiles (draas) sur les plateaux des formations tertiaires, caractérisant ainsi des surfaces
d’abandon antérieures au début de l’incision.
Celles-ci définissent la surface-enveloppe du sommet de la formation cénozoïque dont la
présence est constatée dans plusieurs régions de la zone d’étude. Des coupes géologiques
levées dans l’ensemble de l’aire de répartition actuelle des formations tertiaires et leur
périphérie permettent d’extrapoler les surfaces-enveloppes de base et de sommet au sein des
aires de drainage du Congo et de l’Ogooué. L’extension maximale ante-érosion des zones de
dépôt des sables tertiaires est définie au moyen de ces coupes géologiques : elles mettent en
évidence des paléosurfaces d’aplanissement pré-cénozoïques sur le craton et des barrières
topographiques qui délimitent la cuvette du Congo.
Les résultats interprétés des cartes d’isopaques érodés révèlent que 40 % du volume du
dépôt-centre Oligocène-actuel du Congo provient de l’érosion des formations tertiaires
présentes dans l’aire de drainage de ce fleuve. La contribution du déstockage de ces
formations détritiques dans le bassin versant de l’Ogooué est par contre d’un ordre de
grandeur inférieur à celle du bassin versant du Congo. Le principal apport de sédiments vient
de l’érosion de la zone côtière du Gabon, soumise à un uplift et une dénudation depuis le
Miocène inférieur à l’actuel (200000 km3 de sédiments proviennent de la zone côtière du
Gabon contre 40000 km3 pour le bassin versant de l’Haut-Ogooué).
Les résultats montrent de plus qu’au Tertiaire, 330000 km3 de sables éoliens ont été
déposés sur le continent au niveau du bassin du Congo. Par des recoupements entre
chronologie relative des dépôts, datations de déformations régionales ayant affecté ces sables
(uplifts Miocène) et augmentation brutale de l’apport sédimentaire sur la marge d’Afrique
Équatoriale issu du déstockage de ces formations (environ 80 %), on définit deux périodes :
- Paléocène-Éocène : dépôt éolien des sables sur le continent, avec un climat désertique.
- Oligocène-actuel : incision et remaniement de ces sables vers la marge, avec un climat plus
humide.
Mots-clés : marge d’Afrique Équatoriale de l’Ouest ; Cénozoïque ; MNT ; mégadunes
fossiles ; surface d’abandon ; surfaces-enveloppes ; Congo ; Ogooué ; érosion.