DÉPARTEMENT DES SCIENCES DE LA TERRE
DEPARTMENT OF EARTH SCIENCES
LABORATOIRE DE GÉOSCIENCES DES FORMATIONS PROFONDES
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RÉSUMÉ
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ABSTRACT
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I.1. CADRE GÉOGRAPH...
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I.1.2. Géomorpholog...
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I.1.2.2. Hydrograph...
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Tableau 1: Relevés ...
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  1. 1. DÉPARTEMENT DES SCIENCES DE LA TERRE DEPARTMENT OF EARTH SCIENCES LABORATOIRE DE GÉOSCIENCES DES FORMATIONS PROFONDES MÉMOIRE Présenté et soutenu en vue de l’obtention du diplôme de Master en Sciences de la Terre Parcours : Géosciences des Formations Profondes et Applications Option : Pétrologie et Géologie Structurale Par FOSSI Donald Hermann Mle : 08X0136 Licencié ès-Sciences Sous la direction de BILONG Paul Professeur REPUBLIQUE DU CAMEROUN ********** UNIVERSITE DE YAOUNDE I ********** CENTRE DE RECHERCHE ET DE FORMATION DOCTORALE EN SCIENCES TECHNOLOGIE ET GÉOSCIENCES ******* REPUBLIC OF CAMEROON ********** UNIVERSITY OF YAOUNDE I ********** POSTGRADUATE PROGRAMME SCIENCES-TECHNOLOGY AND GEOSCIENCES ******* évolution TECTONIQUE DE LA Localité DE DENG-DENG (est-Cameroun) Année académique 2014-2015
  2. 2. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page i DÉDICACES  À ma mère, FOSSI TSINGANG Marie Noëlle ;  À ma tante, FOSSI MABE Anastasie ;  À mon frère TCHEUTHOUA FOSSI Donat Omer ;  À mon neveu, FOSSI Jerry.
  3. 3. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page ii REMERCIEMENTS Quelle que soit l’enthousiasme et la détermination, un travail comme celui-ci n’a été possible que grâce à la collaboration et au soutien de nombreuses personnes à qui je tiens à marquer ma reconnaissance. J’adresse ma profonde gratitude au Professeur Paul BILONG qui, malgré ses multiples occupations, a guidé mes premiers pas dans la recherche en acceptant de diriger ce travail. Il a stimulé en moi le sens de la recherche et l’ardeur au travail. Qu’il trouve ici l’expression de ma reconnaissance. Mes remerciements les plus distingués vont à l'endroit du Dr GANNO Sylvestre qui a fait preuve d'une disponibilité, d'une patience, d'un soutien au cours de mon initiation à la recherche. Sa rigueur au travail, ses conseils et critiques toujours appropriés m’ont permis d’évoluer rapidement dans le cadre de mes travaux de recherches. J’exprime ma très grande reconnaissance au Dr NGNOTUE Timoléon pour son aide lors de mes campagnes de terrain et au Dr METANG Victor pour avoir guidé mes premiers pas dans la géomatique. Mes remerciements s’adressent aussi à l’ensemble du corps enseignant du Département des Sciences de la Terre. Je pense au Professeur NZENTI Jean Paul, chef du Laboratoire de Géosciences des Formations Profondes, aux Professeurs KAMGANG P., NJILAH I. K., NDAM NGOUPAYOU J.R., NDJIGUI P.D, NKOUMBOU C., aux Drs TCHOUANKOUE J.P, NJOM B.D., MOUAFO L., KANKEU B. Il m'est également agréable d'exprimer ma gratitude à mes aînés de Laboratoire notamment à MOUDIOH Cyriel et KAMGUIA WOGUIA Brice. Nos discussions scientifiques ont contribué à éclairer plusieurs points d'ombre favorisant la compréhension de certains phénomènes géologiques. À mes camarades de Laboratoire de Géosciences des Formations Profondes, je pense à DADJO DJOMO Habib, NKAMENI Didas, DJOUKOUO SOH Arlette, DJOMO Adrien, pour tout leur soutien et encouragements multiformes, ces moments passés ensemble resteront à jamais gravés dans ma mémoire. Merci ne suffit pas pour témoigner ma reconnaissance envers ceux-là sans qui j’aurai sombré dans le désarroi. Je pense particulièrement à DAPNET Marc, TANKEU Ornelle, DTIOGO Franknath, TANGA Cedrick, TEDOM Yannick, MANI Malgoire, TIEMBOU Maxime, LEUKOUE Linda, HAGBE Stephane et à tous ceux qui, de près ou de loin, ont
  4. 4. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page iii contribué à la réalisation de ce mémoire, qu’ils trouvent ici l’expression de mes sincères remerciements. Je n’oublie pas tous mes cadets de laboratoire (TAKAM. G, MBITA. A) pour l’ambiance chaleureuse et amicale. À mes frères et sœurs : TCHEUTCHOUA FOSSI.D, FOSSI. M, FOSSI. D. C, pour leurs encouragements et l'aide inestimable qu'ils n'ont jamais cessé de m'apporter en temps de besoin.
  5. 5. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page iv TABLE DES MATIERES DÉDICACES ................................................................................................................................... i REMERCIEMENTS.......................................................................................................................ii TABLE DES MATIERES ............................................................................................................. iv LISTES DES FIGURES ...............................................................................................................vii LISTE DES TABLEAUX.............................................................................................................. ix LISTE DES ABRÉVIATIONS....................................................................................................... x RÉSUMÉ ....................................................................................................................................... xi ABSTRACT.................................................................................................................................xiii INTRODUCTION GÉNÉRALE .................................................................................................1 CHAPITRE I : CADRE NATUREL ET GÉNÉRALITÉS....................................................... 4 I.1. CADRE GÉOGRAPHIQUE .................................................................................................... 5 I.1.1. Localisation ........................................................................................................................ 5 I.1.2. Géomorphologie................................................................................................................. 6 I.1.3. Climat ................................................................................................................................. 7 I.1.4. Végétation .......................................................................................................................... 8 I.1.5. Faune .................................................................................................................................. 8 I.1.6. Sols ..................................................................................................................................... 9 I.1.7. Géographie humaine et économique .................................................................................. 9 I.2. CADRE GÉOLOGIQUE.......................................................................................................... 9 I.3. SYNTHÈSE GÉOLOGIQUE DE L’EST CAMEROUN....................................................... 14 CHAPITRE II : MATÉRIEL ET MÉTHODES......................................................................16 II.1. TRAVAUX PRÉLIMINAIRES............................................................................................ 17 II.2. TRAVAUX DE TERRAIN................................................................................................... 17 II.3 TRAVAUX EN LABORATOIRE......................................................................................... 18
  6. 6. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page v II.3.1. Confection et étude des lames minces ............................................................................ 18 II.3.2. Traitement des images satellitaires ................................................................................. 18 CHAPITRE III : INVENTAIRE LITHOLOGIQUE ET ÉTUDE PÉTROGRAPHIQUE .21 III.1. ENSEMBLE MAGMATIQUE............................................................................................ 22 III.1.1. Granites.......................................................................................................................... 23 III.1.2. Les Orthogneiss ............................................................................................................. 27 III.1.2.1. Orthogneiss à mégacristaux de feldspath ................................................................... 29 III.2. ENSEMBLE MÉTAMORPHIQUE .................................................................................... 31 III.2.1. Gneiss à biotite et amphibole......................................................................................... 31 III.2.2. Amphibolites.................................................................................................................. 33 CHAPITRE IV : ÉTUDE STRUCTURALE............................................................................35 IV.1. ANALYSE MORPHOSTRUCTURALE............................................................................ 36 IV.1.1. Analyse de la carte topographique ................................................................................ 36 IV.1.1.1. Agencement spatial des reliefs ................................................................................... 36 IV.1.2. Analyse de l’image SRTM ............................................................................................ 37 IV.2. ANALYSE STRUCTURALE.......................................................................................... 43 IV.2.1. Analyse mésoscopique de la déformation ..................................................................... 43 IV.2.1.3. Phase de déformation D3 ............................................................................................ 46 IV.2.2. Analyse microstructurale............................................................................................... 49 CHAPITRE V : INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS ET DISCUSSION ....................................................................................................................................................... 54 V.1-LITHOLOGIE ....................................................................................................................... 55 V.2-EVOLUTION STRUCTURALE........................................................................................... 55 CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES .............................................................. 56
  7. 7. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page vi RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES.................................................................................. 56 ANNEXES....................................................................................................................................56
  8. 8. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page vii LISTES DES FIGURES Figure 1: Carte de localisation....................................................................................................... 5 Figure 2: Bloc diagramme de la zone étudiée (réalisé à l’aide du logiciel Surfer 10; 32 bits)...... 6 Figure 3: Carte hydrographique de la zone étudiée (Cours d’eau digitalisés à partir du logiciel arcgis 10, 32 bits)..................................................................................................................... 7 Figure 4: Diagramme ombrothermique de Bagnouls et Gaussen (1957) appliqué aux données recueillies à la station de Bertoua. ........................................................................................... 8 Figure 5 : Carte de reconstitution des domaines panafricains NE brésilien et Ouest africain montrant la continuité entre les chaînes de Sergipano et Nord Équatoriale (d’après Castaing et al., 1994, modifié par Ganno et al., 2010).. ....................................................................... 10 Figure 6: Carte géologique du Cameroun (Nzenti et al., 2011) montrant la localisation de la localité de Deng-Deng et les principaux domaines lithotectoniques 12 Figure 7: Carte d’échantillonnage du secteur exploré. ................................................................ 22 Figure 8: Aspects macroscopique et microscopique des granites à mégacristaux de feldspath de Deng-Deng............................................................................................................................. 24 Figure 9: Aspects macroscopique et microscopique des granites à biotite de Mansa ................. 26 Figure 10 : Aspects macroscopique et microscopique des orthogneiss à grain moyen de Deng- Deng....................................................................................................................................... 28 Figure 11 : Aspects macroscopique et microscopique des orthogneiss à mégacristaux de feldspath de Deng-Deng ........................................................................................................ 30 Figure 12: Aspect macroscopique et microphotographies des gneiss à biotite de Goyoun......... 32 Figure 13: Aspect macroscopique des amphibolites de Deng-Deng. .......................................... 33 Figure 14: A- Carte des lignes de crête du secteur d’étude ; B- Carte des unités géomorphologiques du secteur d‘étude, extraite de l‘image SRTM...................................... 37 Figure 15: Localisation (A) de l’image SRTM (B) et principales caractéristiques (C). Image SRTM brute du secteur de Deng-Deng (D)........................................................................... 39 Figure 16: Anomalies linéaires obtenues à partir des images SRTM filtrées.............................. 40 Figure 17: Linéament obtenus en fonction de la variation de l’azimut d’illumination du soleil des positions N315°, N45°, N135° à N225°.......................................................................... 41
  9. 9. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page viii Figure 18: Carte synthétique des linéaments du secteur.............................................................. 41 Figure 19: Trajectoires de foliation et des failles obtenues après un mélange de filtre directionnel de SOBEL horizontal et de filtre directionnel de Gradient NW dont l’ensemble a été ensuite filtré à l’aide de l’opérateur SOBEL vertical. ................................................... 42 Figure 20: Quelques structures de la phase D1 ............................................................................ 44 Figure 21: Quelques structures de la D2. ..................................................................................... 45 Figure 22: Diagrammes stéréographiques de la S2 : (a) Stéréogramme des pôles de la foliation ; (b) diagramme de densité de la S2.......................................................................................... 46 Figure 23: a- Plan de diaclase, b-stéréogramme des plan de diaclases dans les orthogneiss de Deng-Deng............................................................................................................................. 47 Figure 24: Linéaments et rosace de directions des cours d’eau. A : Ordre 1 ; B : Ordre 2 ; C : Ordre 3. .................................................................................................................................. 48 Figure 25 : Carte synthétique des linéaments des cours d’eau. ................................................... 49 Figure 26: Rosace de direction des linéaments hydrologiques.................................................... 49 Figure 27: Microstructures de déformation du secteur de Deng-Deng........................................ 52 Figure 28: Carte géologique de la localité de Deng-Deng (modifiée de Gazel et Gerad, 1951). 53
  10. 10. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page ix LISTE DES TABLEAUX Tableau 1: Relevés climatiques moyens de Bertoua pour une période de 113 ans (1901 - 2014). 8 Tableau 2: Matrice de convolution de dimension 3 x 3 ............................................................. 20 Tableau 3: Caractéristiques pétrographiques des formations géologiques du secteur de DENG- DENG. ................................................................................................................................... 34
  11. 11. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page x LISTE DES ABRÉVIATIONS ABRÉVIATION DES MINÉRAUX (d’après Kretz, 1983 ) Amp : Amphibole Bt : Biotite Chl : Chlorite Hbl : Hornblende Kfs : Feldspath potassique Pl : Plagioclase Qtz : Quartz Spn : Sphène AUTRES ABRÉVIATIONS CCC : Cisaillement Central Camerounais CPNE : Chaîne Panafricaine Nord Équatoriale D1 : Première phase de déformation D2 : Deuxième phase de déformation D3 : Troisième phase de déformation DEM: Digital Elevation Model fig. Figure GPS : Global positioning system LPA : Lumière Polarisée Analysée LPNA : Lumière Polarisée Non Analysée SRTM : Shuttle Radar Topography Mission Tab: Tableau USGS/GLCF: United States Geological Survey / Global Land Cover Facility UTM: Universal Transverse Mercator WGS 84: World Geodesic System 84
  12. 12. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page xi RÉSUMÉ Située au Nord de Bertoua, la localité de Deng-Deng est comprise entre les parallèles 5°7' et 5°14' de latitude Nord et les méridiens 13°22' et 13°40' de longitude Est. Cette localité appartient à l’extension SW de la série du Lom. Les études détaillées de pétrographie, d’analyses morphostucturale et structurale permettent de mettre en évidence ses principaux traits distinctifs et son évolution tectonique. Du point de vue pétrographique, le secteur d'étude est constitué de six types pétrographiques distincts affleurant en dalles, en dômes et en blocs dont deux pour l’ensemble métamorphique et quatre pour l’ensemble magmatique. Ce sont : les gneiss à biotite et amphibole et les amphibolites pour l'ensemble métamorphique ; les granites à mégacristaux de feldspath ; les granites à biotite ; les orthogneiss à mégacristaux de feldspath et les orthogneiss à grains moyens pour l'ensemble magmatique. Les roches métamorphiques sont caractérisées par : des assemblages de faciès amphibolite de haut degré à Qtz + Kfs + Hbl + Pl dans les gneiss à biotite et amphibole et présente une microstructure granoblastique hétérogranulaire. Les roches magmatiques sont quant à eux caractérisées par des associations minérales suivantes : (1) Qtz + Kfs + Pl + Bt dans les granites à biotite, (2) Kfs + Pl + Qtz + Bt dans les granites à mégacristaux de feldspath, (3) Kfs + Pl + Bt + Qtz dans les orthogneiss à grains moyens et orthogneiss à mégacristaux de feldspath. Ces roches présentent des microstructures grenue porphyroïde pour les granites et granoblastique hétérogranulaire pour les orthogneiss. Sur le plan morphostructurale, l’hydrographie est à guidage structural. L’utilisation des techniques de la télédétection à travers les images SRTM a permis de mettre en évidence les réseaux de fractures d’échelle kilométrique. Ces différentes anomalies linéaires ont été ensuite validées en carte structurale sur la base des données de terrain. L’analyse de cette carte structurale indique une famille de failles orientée N-S. L’analyse structurale a révélé que les roches du secteur de Deng-Deng portent l’empreinte de trois (03) phases de déformation : - la première phase de déformation est caractérisée par la foliation et la schistosité S1. Cette phase s’observe uniquement dans les roches de l’ensemble métamorphique et se déroule dans les conditions du faciès amphibolite de haut degré ; - la seconde phase de déformation, essentiellement compressive est marquée par les structures S-C et la schistosité S2. Le régime tectonique associé à cette phase est également le cisaillement simple en contexte transpressif. Nous avons interprétée cette phase comme l’événement majeur de la déformation dans la localité de Deng-Deng ;
  13. 13. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page xii - la troisième phase de déformation D3 est une tectonique cassante marquée par les fractures (diaclases et linéaments hydrographiques). Dans l’ensemble, les marqueurs cinématiques (porphyroclastes asymétriques de feldspath et de plagioclase, structures S-C) sont compatibles avec un mouvement dominant senestre. L’évolution tectono-métamorphique de la localité de Deng-Deng est donc monocyclique, monofaciale et polyphasée, compatible à l’évolution tectonique du domaine centre de la CPNE. Mots clés : Orthogneiss ; Tectonique compressive ; Structures S-C ; Télédétection ; Monocyclique ; Polyphasée ; Deng-Deng ; CPNE.
  14. 14. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page xiii ABSTRACT The Deng-Deng area is situated at the north of Bertoua town and corresponds to the SW extension of the Lom series. This area lies between latitudes 5°7' and 5°14' N and longitudes 13°22' and 13°40'E of meridians east. Detailed petrographical and structural studies have allowed to constraint the main geological features and the tectonic evolution of the Deng-Deng area. Petrographically, the study area is composed of six rocks types which crops as slabs, domes and boulders. These rocks belong to two rock suites namely magmatic unit and metamorphic unit. The magmatic suite is composed of biotite-rich granite, coarse-grained k-feldspar rich granite, medium-grained k-feldspar rich orthogneiss and coarse-grained k-feldspar rich granite; and the metamorphic unit is made up of amphibole and biotite-rich gneiss and amphibolite. The metamorphic suit is characterized by amphibolite facies assemblages of Kfs+Hb+Pl+Qtz and show granoblastic heterogranular microstructure. Magmatic rocks are characterized by the following minerals associations: (1) Qtz + Kfs + Pl + Bt (biotite-rich granite); (2) Kfs + Pl + Qtz + Bt (coarse-grained k-feldspar rich granite) (3) Kfs + Pl + Bt + Qtz (orthogneiss). The geomorphological study reveals that the hydrography is structurally controlled. The use of remote sensing technics through the SRTM imagery has led to the determination of a kilometric scale fracture networks. These linear anomalies were then validated as structural map based on field data. The analysis of this structural map shows a family faults oriented N-S Structurally, the region has been affected by three main deformation phases: - the first tectonic stage D1 is made up of the foliation and schistosity S1. This phase is observed only in the metamorphic unit and has occurred under amphibolite facies metamorphic conditions; - the second stage of deformation D2 of compressional tectonic is the major deformational event in the Deng-Deng area. It is composed of S-C structures, S2 mylonitic foliation. - the third phase of deformation D3 is marked by brittle tectonic fractures (joints and lineaments). The kinematic markers (asymmetric feldspar porphyroclast and S-C structures) are consistent with dominant sinistral movement. The tectonic evolution of the Deng-Deng is monocyclic and polyphase, similar to the tectonic evolution of the central domain of the CPNE. Keywords: Deng-Deng, CPNE, Orthogneiss, S-C structure, Compressive tectonics, Remote sensing.
  15. 15. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 1 INTRODUCTION GÉNÉRALE
  16. 16. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 2 Le district aurifère de l’Est-Cameroun se situe dans la zone interne de la Chaîne Panafricaine-Brésilienne (CPB). La situation du Cameroun au sein de CPB est très importante parce qu’il constitue le lien entre les chaînes d’Afrique de l’Ouest ou Chaîne Transsaharienne, d’Afrique Centrale et du NE Brésil (Kankeu et al., 2009). Au Cameroun, divers modèles d’évolution tectonique sont proposés pour la chaîne panafricaine d’Afrique centrale : (i) rifts continentaux associés à l’ouverture de l’océan dahomeyen (Castaing et al., 1994), (ii) double poinçonnement (Ngako, 1999), (iii) dualité marge active et marge passive (Penaye et al., 1993 ; Toteu et al., 2001), (iv) domaine intracratonique (Nzenti et al., 1988), (v) tectonique transpressive (Kankeu et al., 2009 ; Ganno et al., 2010). Cette diversité de modèles montre que l’évolution tectonique de la Chaîne reste d’actualité. La localité de Deng-Deng, objet de la présente étude appartient au domaine centre de la chaîne panafricaine, au Sud-ouest de la Série de Lom. Les travaux entrepris à Deng-Deng s’inscrivent donc dans l’amélioration des connaissances géologiques sur la chaîne panafricaine de la série de Lom. C’est ainsi qu’en dehors des travaux de Kankeu et al. (2009) à la suite de ceux de Soba (1989), l’évolution tectonique de la région de l’Est a été très peu abordée. Dès lors, il s’avère nécessaire d’y effectuer des études pétrographiques et structurales détaillées. L’objectif principal de ce travail est la cartographie du secteur à travers l’approche classique combinée au traitement de l’imagerie satellitaire. Les objectifs spécifiques reviennent à : - faire l’inventaire des unités lithologiques du site et procéder à leur étude pétrographique ; - effectuer une analyse morphostructurale pour déterminer les relations entre les structures et la géomorphologie ; - faire une analyse structurale des formations géologiques dudit secteur dans l’optique de caractériser la déformation qui les a affecté. Outre l’introduction générale, le présent travail s’articule en cinq chapitres : - le chapitre I présente les cadres géographique et géologique du secteur ainsi que les travaux antérieurs qui y ont été déjà réalisés ; - le chapitre II porte sur le matériel et les méthodes utilisées tant sur le terrain qu’en laboratoire ; - le chapitre III traite de l’inventaire lithologique, ainsi que de l’étude pétrographique des différentes formations géologiques rencontrées à l’affleurement ;
  17. 17. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 3 - le chapitre IV aborde non seulement l’organisation morpho-structurale du secteur de Deng-Deng à travers l’analyse de l’imagerie satellitaire et de la carte topographique, mais aussi, il présente les résultats de l’étude de la déformation du secteur exploré à travers l’analyse structurale ; - le chapitre V porte sur l’interprétation et la discussion des résultats. Le mémoire s’achève par une conclusion générale avec la formulation des perspectives.
  18. 18. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 4 CHAPITRE I : CADRE NATUREL ET GÉNÉRALITÉS
  19. 19. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 5 I.1. CADRE GÉOGRAPHIQUE I.1.1. Localisation La localité de Deng-Deng est située dans la région de l’Est Cameroun, département de Lom et Djerem, arrondissement de Belabo. Le secteur d’étude comprend la ville de Deng-Deng au Centre, les villages Déolé au Nord, Mansa au Sud et Goyoum à l’Ouest. Sur le plan géographique, ce secteur est compris entre les parallèles 5°7’ et 5°14’ de latitude Nord et les méridiens 13°22’ et 13°40’ de longitude Est (fig. 1) et couvre une superficie de 490 km2 . Figure 1: Carte de localisation. A) Localisation de la région de l’Est sur la carte administrative du Cameroun ; B) Localisation de la ville de Deng-Deng sur la carte administrative de la région de l’Est ; C) Carte topographique du secteur d’étude (extraite de la carte forestière de Bertoua). Courbes de niveau générées à partir de l’image SRTM N°f03_n005e013. 0 100Km A 0 100Km B C
  20. 20. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 6 I.1.2. Géomorphologie I.1.2.1. Orographie Segalen (1967) et Kamgang Kabeyene (1998) ont présenté une esquisse géomorphologique du Cameroun qui permet de distinguer quatre grandes unités caractéristiques à savoir : les régions de basses altitudes, les reliefs intermédiaires, la surface d’aplanissement et les montagnes. La localité de Deng-Deng, avec des altitudes comprises entre 610 et 800 m, appartient au relief intermédiaire. Dans l’ensemble, le relief est perturbé par les collines et les dépressions. Les collines sont globalement allongées NNE-SSE à NE-SE. Les observations faites sur le terrain couplées aux analyses des cartes topographiques (fig. 1C) et du bloc diagramme (fig. 2) permettent de distinguer trois unités géomorphologiques :  l’unité morphologique basse (610 - 650 m) rencontrée principalement à l’Ouest ;  l’unité morphologique intermédiaire (650 - 710 m) qui couvre le Nord-Ouest ;  l’unité morphologique haute (710 - 800 m) qui couvre la partie Est du secteur d’étude. Dans cette unité, les altitudes varient très peu, et les interfluves très resserrées entre elles, ont des pentes raides. Figure 2: Bloc diagramme de la zone étudiée (réalisé à l’aide du logiciel Surfer 10; 32 bits).
  21. 21. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 7 I.1.2.2. Hydrographie Notre secteur d’étude est situé dans le bassin versant de la Sanaga. Ce bassin se caractérise par un réseau hydrographique dense et dendritique constitué de cours d’eau orientés majoritairement NE-SW (fig. 3). L’intensité de drainage est très élevée à cause de la grande humidité du climat et la faible perméabilité des sols. Les cours d’eau ont un régime saisonnier avec des lits en crue en période pluvieuse et secs pendant la saison sèche. Les principaux cours d’eaux sont Mbolo, Dido, Akidi, Mesomo et Géndi (fig. 3). Figure 3: Carte hydrographique de la zone étudiée (Cours d’eau digitalisés à partir du logiciel ArcGis 10, 32 bits). I.1.3. Climat Le climat soudano-guinéen qui règne dans la région de l’Est appartient au domaine qualifié de subéquatorial (Olivry, 1986 ; Suchel, 1987). Les données climatiques enregistrées par la station météorologique de Bertoua pour une période de 113 ans (1901-2014) sont consignées dans le tableau I ci-dessous. D’après ces données, les précipitations moyennes annuelles s’élèvent à 1490,7 mm et la température oscille entre 23 et 25,5°C. La température moyenne annuelle est de 24,33°C. Ces variations de température sont fortement influencées par la présence de la forêt équatoriale. L’analyse du diagramme ombrothermique (fig. 4) montre que la région est soumise à un régime climatique à deux saisons :  une grande saison des pluies (avril – octobre) ; une grande saison sèche (novembre – mars).
  22. 22. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 8 Tableau 1: Relevés climatiques moyens de Bertoua pour une période de 113 ans (1901 - 2014). Source : http//www.weatherbase.com consulté le 19/09/2015 à 22h50’. Figure 4: Diagramme ombrothermique de Bagnouls et Gaussen (1957) appliqué aux données recueillies à la station de Bertoua. I.1.4. Végétation Le secteur d’étude est situé en plein cœur de la zone forestière de l’Est-Cameroun qui est caractérisé par une forêt dense et humide. La végétation présente deux aspects : - une forêt primaire (Criaud, 1985) à sous-bois pauvre et à accès difficile. Elle abrite une végétation herbeuse et des arbres de tailles et formes variées de plus de 10 m de diamètre ; - une forêt secondaire due à l’anthropisation et contenant des arbustes, des bambous de chines (Bambusa vulgaris) et de lianes (Clematis Vitalba). I.1.5. Faune La faune du secteur est représentative des caractéristiques biogéographiques des zones de forêt-savane. Les espèces fauniques rencontrées sont : porc-épic (Atherurus macrourus), singe macaque (Macaca fascicularis), antilope (Aepyceros melampus), chimpanzé (Pan troglodyte), Mois J F M A M J Jt A S O N D Moyenne Précipitation (mm) 17,7 27,4 105,2 125,8 166,3 151,6 108,2 157,1 246,8 268,6 93 23 1490,7 Température (°C) 23,6 24,4 25,5 25,1 24,9 24,1 23 23,5 23,9 24,1 24,1 23,4 24,33
  23. 23. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 9 gorille (Bradypus variegatus), biche (Mazama sp.) et en grande majorité les rongeurs (rats, écureuils). I.1.6. Sols La couverture pédologique du Sud-Cameroun est constituée de trois principaux types de sols (Muller et Gauvaud, 1979 ; Nyeck, 1988 ; Bilong et al., 1992; Robain, 1993 ; Bitom et Volkoff, 1995 ; Robain et al., 1995; Kamgang Kabeyene Beyala, 1998): les sols ferralitiques rouges ou jaunes dans la partie amont des versants, les sols sableux argileux jaunâtre ou sols hydromorphes au niveau des bas-fonds et les sols peu évolués sur les reliefs montagneux. La localité de Deng-Deng fait partie du domaine des sols ferralitiques qui couvrent près des deux tiers du pays au Sud du huitième parallèle. I.1.7. Géographie humaine et économique La population du Cameroun est repartie en plus de deux cents (200) ethnies, dont la classification courante se fait essentiellement sur la base linguistique. A Deng-Deng, l’on rencontre essentiellement les populations autochtones composées des Képeré (plus de 50%). Les peuples allochtones sont représentés ici par les Bororo (40%) et les Haoussa (moins de 10%). L’on retrouve néanmoins une autre minorité (< 20%) venue des diverses régions du Cameroun. Les principaux secteurs d’activités dans cette région sont : l’agriculture, le petit élevage, le commerce et l’exploitation du bois. Cette dernière étant l’activité prépondérante, est pratiquée essentiellement par les allochtones. Les fonctions administratives sont principalement occupées par les halogènes. La population locale pratique les cultures de rente comme le café et le cacao qui sont la plupart du temps exportées vers le marché extérieur. L’on y pratique également des cultures vivrières pour la consommation locale. Il s’agit du manioc, du maïs, des arachides. La pisciculture et l’élevage du petit bétail y sont aussi pratiqués. I.2. CADRE GÉOLOGIQUE Le secteur de Deng-Deng appartient à la Chaîne Panafricaine d’Afrique Centrale (Penaye et al., 2006) encore appelée Chaîne des Oubanguides (Podevin, 1983 ; Trompette, 1994) ou Chaîne Panafricaine Nord Equatoriale (CNPE : Nzenti et al., 1988 ; Ngnotué et al., 2000). La Chaîne Panafricaine au Cameroun appartient à la ceinture orogénique d’Afrique Centrale. C’est une mégachaîne orientée E-W, d’une longueur supérieure à 5000 Km sur une largeur de 300 Km. Elle est limitée à l’Ouest par la Chaîne Panafricaine Trans-Saharienne et au Sud par le
  24. 24. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 10 craton du Congo. Elle se prolonge jusqu’au Nord-Est du Brésil (province de Borborema) où elle forme la Chaîne Néoprotérozoïque de Sergipano, l’ensemble formant la Chaîne Panafricano- Brésilienne (Almeida et al., 1981 ; Davison et Reginaldo, 1989 ; Castaing et al., 1994 ; Brito de Neves et al., 2001). La situation du Cameroun au sein de la chaîne panafricaine (fig. 5) est très importante parce qu’il constitue le lien entre la chaîne d’Afrique de l’Ouest, d’Afrique centrale et du NE du Brésil (Kankeu, 2008 ; Kankeu et al., 2010). Figure 5 : Carte de reconstitution des domaines panafricains NE brésilien et Ouest africain montrant la continuité entre les chaînes de Sergipano et Nord Équatoriale (d’après Castaing et al., 1994, modifié par Ganno et al., 2010). CA : Cisaillement de l’Adamawa ; FS : Faille de la Sanaga ; CTB : Cisaillement de Tibati-Banyo; Pa: Cisaillement de Patos; Pe : Cisaillement de Pernambuco; CBO : Cisaillement de Bétaré Oya. Les principaux caractères de la CPNE au Cameroun ont été mis en évidence dans les travaux de Nzenti et al. (1998) ; Ngnotué et al. (2000) ; Toteu et al. (2004) ; Tanko Njiosseu et al. (2005). Au Cameroun, la Chaîne Panafricaine Nord Équatoriale comporte trois grands
  25. 25. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 11 domaines géodynamiques distincts (fig. 6) : (1) un domaine Nord ; (2) un domaine Centre ; (3) un domaine Sud. - Le domaine Nord-Cameroun, s’étend du Sud de Poli jusqu’à l’extrémité Nord du Cameroun. Il est caractérisé par une évolution polyphasée et polycyclique (Toteu et al., 1987 ; Ngako, 1999), marquée par trois phases de déformations étagées de D1 à D3 :  La première phase D1, précoce et tangentielle (datée à 800-700 Ma, âge U/Pb sur zircon, Toteu et al., 1990) est liée à des structures qui sont le plus souvent oblitérées par des phases ultérieures D2 et D3. Le métamorphisme d’âge Néoprotérozoïque associé à cette phase D1 est marqué par des assemblages du faciès des amphibolites (650°C, 6-7 Kb, Nzenti et al., 1992) auquel correspond les assemblages suivants : Crd + Grt + Sill + Qtz + Kfs +Pl ; Hbl +Grt +Pl + Qtz.  La deuxième phase D2, est synchrone d’un magmatisme intense (Njel, 1988 ; Nzenti et al., 1992) et d’une granitisation (granitoides calco-alcalins syntectoniques D2 datés à 580 Ma, âge U/Pb sur zircon (Toteu et al., 1987). La phase D2 développe également des décrochements senestres N-S ou NW-SE, associés à des chevauchements et à des antiformes et synformes en échelon E-W à WSW-ENE. À cette phase, correspond un métamorphisme du faciès amphibolite (700°C, 5-7 Kb) et de schiste vert (550°C, 5 Kb), avec les assemblages minéralogiques suivantes :Qtz + Pl + Hbl + Bt + Spn + Ilm + Epi, Qtz + Pl + Bt + Spn + Ms + Grt (faciès à amphibolite) :Qtz + Alb + Ch + Ms + Cc, Qtz + Pl + Ms + Bt + Grt + St (faciès schiste vert) .  La phase de déformation D3 est cassante. Elle est à l’origine de nombreux décrochements dextres E-W et des plis d’entrainements E-W et N-S. Des granitoïdes syn-D3 datés à 545 Ma (âge U/Pb sur zircon, Toteu et al., 1987) ont pu être observés. - Le domaine Centre-Cameroun, domaine auquel appartient notre zone d’étude, correspond à une zone géographique orientée NE-SW s’étendant du Sud de Bafia au Sud de Poli. C’est un domaine intermédiaire, car il constitue le lien entre les parties nord et sud de la chaîne. Il est marqué par de multiples décrochements d’importance régionale, et Il comporte de nombreux plutons syntectoniques hyperpotassiques à affinité calco-alcaline et d’âge panafricain, dans un encaissant fortement métamorphique formé de gneiss archéens à paléoprotérozoiques de haut degré et d’amphibolites (Nzenti, 1998a ; Nguiessi et al., 1997; Tagne Kamga et al., 1999; Tagne Kamga, 2003; Tanko Njiosseu et al., 2005; Njanko et al., 2006; Nzenti et al., 2006; Ganwa et al., 2008 ; Kouankap Nono et al., 2010 ; Nzina Ncharé et al., 2010 ; Chebeu et al., 2011). 04 phases de déformation ont été mises en évidence dans ce domaine par les travaux de Ganno et al. (2010) et Kouankap Nono (2011).
  26. 26. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 12 Figure 6: Carte géologique du Cameroun (Nzenti et al., 2011) montrant la localisation de la localité de Deng-Deng et les principaux domaines lithotectoniques : (1) domaine sud ; (2) domaine central ; (3) domaine nord ; CCC : Cisaillement Central Camerounais ; FS : Faille de la Sanaga; FTB: Faille de Tibati-Banyo ; NT: Complexe du Ntem ; SD: Série du Dja; SN: Série du Nyong ; FA : Faille l’Adamaoua. La phase de déformation D1 est marquée par une schistosité S1 qui porte une linéation minérale L1 ; des plans de cisaillement C1, des plis P1 et des structures S-C. Le métamorphisme
  27. 27. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 13 associé à cette phase est caractérisé par des assemblages du faciès amphibolite de faible degré à moyen : Qtz +Kfs +Bt +Hbl + Spn, Qtz +Kfs +Bt +Pl + Spn, Qtz +Kfs +Bt + Spn + Grt + Ox. La phase de déformation D2 présente des cisaillements C2, des plis P2, une schistosité S2 de plan axial et une linéation L2. Le métamorphisme qui lui est associé est caractérisé par des assemblages du faciès des amphibolites de moyen degré. La D2 est une phase de tectonique transcurente au cours de laquelle les granitoïdes se mettent en place parallèlement aux structures régionales. La phase de déformation D3 est phase tectonique transcurente, marquée par des mouvements de transpression dextre et senestre. Le métamorphisme qui lui est associé est caractérisé par des assemblages du faciès des amphibolites de moyen degré. La phase de déformation D4 est une phase fragile responsable de la mise en place des veines granitiques. Les travaux de Nzenti et al. (1998, 2007), Tanko Njiosseu et al. (2005), Ganwa et al. (2008) montrent la présence dans le domaine centre des gneiss de haut degré d’âge paléoproterozoique (2100 Ma) intrudés par les plutonites syntectoniques d’âge néoprotérozoïque (550 ± 50 Ma). D’après ces auteurs, ce domaine est un ensemble continental d’âge paléoprotérozoïque repris au panafricain. - Le domaine Sud est limité dans sa partie australe par le craton du Congo et est représenté par le groupe de Yaoundé. Il comprend un ensemble de séries métasédimentaires (Ntui–Betamba, Yaoundé, Ayos–Mbalmayo–Bengbis), intrudées par des diorites et des granodiorites (Nzenti, 1998a). Ces métasédiments ont subi un métamorphisme de haute pression et haute température (T = 750˚C-800˚C, P = 0,9 – 1,3 GPa ; Nzenti et al., 1984, Nzenti et al., 1988) à 620 ± 10 Ma (âge U-Pb sur zircon ; Penaye et al., 1993), à 616 Ma (âge U-Pb sur zircon et Sm-Nd ; Toteu et al., 1994) et/ou entre 613 ± 33 Ma et 586 ± 15 Ma (âge Th-U-Pb sur monazite ; Owona et al., 2011a). Ngnotué et al. (2012) révèlent l’existence dans la série de Yaoundé d’un nouvel événement métamorphique d’âge Tonien à Sténien (911 Ma à 1122 Ma ; âge U-Pb sur zircon des métapélites) interprété comme le début du métamorphisme dans la série de Yaoundé. Les formations ont subi ici une évolution polyphasée et monocyclique (Nzenti et al., 1998a ; Ngnotué et al., 2000) avec deux (02) phases principales de déformation dont : la première phase D1 qui a mis en place un rubanement compositionnel et une deuxième phase D2 qui est marquée par une tectonique tangentielle avec chevauchement des formations de la chaîne sur le craton du Congo (Nzenti et al., 1992 ; Nzenti et al., 1998 ; Ngnotué et al., 2000 ; Tadjou, 2004). Les protolithes de ces roches sont des grauwackes et des shales déposés dans un contexte
  28. 28. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 14 de rift intracontinental ou de marge amincie (Nzenti et al., 1988 ; Ngnotué et al., 2000). Les travaux de Mvondo et al. (2007), Mvondo Ondoa (2009), Owona et al. (2011a, 2011b) et Metang (2015) mettent en évidence quatre (04) phases de déformation dans ce domaine ;  La phase de déformation D1 est caractérisée par une schistosité S1 totalement transposée par une schistosité S2.  Les phases de déformation D2 et D3 correspondent au charriage de la nappe de Yaoundé sur un autochtone archéen (craton du Congo). Les éléments structuraux associés à cette phase de déformation suggèrent que : (1) la déformation majeure est contrôlée par les cisaillements subhorizontaux en régime non coaxial, (2) la linéation régionale correspond à la direction de transport, (3) ces roches ont été impliquées dans une tectonique tangentielle majeure vers l’Ouest ou vers le Sud-Ouest.  La phase de déformation D4 correspond à des cisaillements dextre de direction moyenne N80E, associés à des mégaplis de direction N-S à NE-SW. Dans l’ensemble, quatre phases tectoniques sont reconnues dans la chaîne panafricaine au Cameroun (Toteu et al., 2004) : (1) une phase D1 d’aplatissement correspondant aux nappes tectoniques panafricaines vers l’Est; (2) une phase D2 considérée comme le résultat d’un raccourcissement E-W, induisant un mouvement transcurrent NE-SW (les phases D1 et D2 sont associées aux linéations d’étirement N100-140°E et sont datées entre 635-615 Ma) ; (3) une phase D3 liée aux mouvements de cisaillement senestres N-S et NE-SW, datée entre 600-520 Ma et (4) une phase D4 caractérisée par des cisaillements dextres N80-110°E et senestres N160- 180°E, datée à 570 Ma. Ngako et al. (2008) ont identifié trois principaux événements tectoniques successifs associés à l’évolution tectonique du domaine centre camerounais (collision et post-collision) : (1) un épaississement crustal (ca. 630-620 Ma) résultant de la poussée (correspondant à la phase D1) et du raccourcissement (D2) au cours de l’évolution tectonique panafricaine ; (2) un mouvement de torsion latéral gauche (ca. 613-585 Ma) avec pour faille ductile majeure la faille de la Sanaga de direction N70°E (D3) et (3) un mouvement de torsion latéral droit (ca. 585-540 Ma) marqué par le CCC et correspondant à la phase D4. I.3. SYNTHÈSE GÉOLOGIQUE DE L’EST CAMEROUN La région de l’Est-Cameroun a fait l’objet de levées géologiques de reconnaissance au 1/500.000 (Gazel et Gérad, 1951 ; Gazel, 1952) et de travaux de cartographies géologiques partiels (Vairon et al., 1986 ; Soba, 1989 ; Kankeu et al., 2009, 2010). Les travaux de Soba (1989) dans la série du Lom ont mis en exergue trois ensemble lithologiques à savoir : 1- les
  29. 29. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 15 métavolcanoclastites, volcanites basiques et schistes tuffacés ; 2- les métasédiments ; 3- les leucogranites, diorites et granites syn-D2. Ces formations ont été affectées par deux phases de déformation dont la première est mal connue car totalement transposée par la phase D2. Cette dernière est caractérisée par une S2 orientée NE-SW. L’étude géochronologique (U/Pb sur zircon) montre que cette série est d’âge protérozoique supérieur et que les granites d’anatexie sont datés à 614 et 621 Ma . Les données isotopiques Sm-Nd montrent que les schistes sont constitués de matériaux provenant du démantèlement d’un vieux socle et volcanites mises en place vers 700Ma (Soba, 1989). Les travaux récents (Kankeu, et al., 2009) à la suite de ceux de Soba (1989) mettent en évidence l’existence au Sud dans la région de Garga-Sarali et au Nord de Bétaré-Oya des terrains granitiques et des gneiss para- et orthoderivés dont l’origine est difficilement reconnaissable et des unités volcano-sédimentaires confinées dans la vallée du Lom. Ces roches ont été affectées par un métamorphisme de degré faible à moyen. Du point de vue structural, les travaux de Kankeu (2008) montrent que la région de l’Est (secteur de Garga-Sarali et Bétaré-Oya) a été affectée par 03 phases de déformations dont la première D1 précoce est tel que défini par Soba (1989) mal connu, car les structures associées ont été oblitérées et transposées par la phase D2. La deuxième phase D2 crée la structure régionale caractérisée par la S2. Cette S2 est orientée NE-SW dans la zone mylonitique et NE-SW à WNW- SSE dans les gneiss et les migmatites avec des pendages soit vers le NW, soit vers le SE. La phase D3 est caractérisée par des zones de déformation intense mylonitique qui déterminent des surfaces de cisaillement.
  30. 30. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 16 CHAPITRE II : MATÉRIEL ET MÉTHODES
  31. 31. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 17 Pour atteindre les objectifs fixés dans le cadre de ce mémoire, les travaux ont été menés aussi bien sur le terrain qu’en laboratoire. Ce chapitre présente le matériel et les différentes techniques utilisées. II.1. TRAVAUX PRÉLIMINAIRES Tout travail de recherche commence par la revue de littérature en relation à la thématique à développer. Dans le cas précis de notre mémoire, nous avons fait la synthèse des travaux sur la chaîne panafricaine en général et sur la zone d’étude en particulier. La recherche bibliographique s’est poursuivi par l’acquisition des cartes, plus précisément des cartes topographiques (feuille NB33III2C), géologique et structurale et les images satellites (SRTM_f03_n005e013) du domaine d’étude. Les données satellites acquises sont des Modèles Numériques de Terrain (MNT) du type SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). II.2. TRAVAUX DE TERRAIN Le travail de terrain a été rendu possible grâce aux outils tels : la boussole, le GPS (Système de Positionnement Global) qui ont servi respectivement à la prise des mesures structurales et des coordonnées géographiques sur le terrain, de l’appareil de photos numériques pour la prise de vue, des marqueurs indélébiles pour l’étiquetage des échantillons, un carnet de notes, un crayon pour la prise des notes et l’esquisse des structures rencontrées, une machette pour le layonnage, une massette et un sac du géologue destinés respectivement au prélèvement et au transport des échantillons, et enfin un équipement vestimentaire approprié. Sur le terrain, la méthode de travail s’est basée sur les observations de l’échelle de l’affleurement et l’échelle de l’échantillon. Il s’est agi d’apprécier la couleur de l’ensemble et la structuration de l’affleurement. Chaque affleurement a été ensuite étudié sous les aspects pétrographiques et structuraux : - sur le plan pétrographique, il a été question de prélever et de décrire les échantillons représentatifs de tous les types lithologiques que renferme chaque affleurement ; - sur le plan structural, il a été question d’identifier, de décrire et de dessiner des objets géologiques visibles sur les affleurements. Le relevé systématique à l’aide d’une boussole, d’un GPS et d’un marqueur de tous les éléments structuraux rencontrés et une esquisse de ces derniers. Les éléments structuraux ont été classés en phases de déformation sur la base de leur chronologie relative.
  32. 32. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 18 II.3 TRAVAUX EN LABORATOIRE II.3.1. Confection et étude des lames minces Le travail de laboratoire a consisté à la confection et à l’analyse des lames minces de roches au microscope polarisant. Pour ce faire, sept (07) lames minces ont été confectionnées au Laboratoire de Traitement des Minerais (LTM) de Nkolbisson. Ces lames ont été observées au microscope polarisant du Laboratoire de Géosciences des Formations Profondes de l’Université de Yaoundé I. Les observations microscopiques ont permis de déterminer les microstructures, les compositions minéralogiques et les associations minérales. Des prises de vue au microscope y ont également été réalisées. II.3.2. Traitement des images satellitaires Les méthodes utilisées dans le cadre de ce mémoire concernent la classification et le filtrage. II.3.2.1. Classification La classification est une opération qui consiste à disposer, suivant le logiciel GIS utilisé, une image en classe. Une classe correspond à une différence d’altitude générée par le logiciel en fonction des attributs. Les classes sont générées automatiquement par le logiciel mais leur nombre est un paramètre choisi par l’utilisateur. Plusieurs classifications ainsi ont été produites et exploitées en fonction de leur intérêt pour une portion donnée de l’image étudiée. En effet, en fonction du nombre de classes et de la composition colorée utilisée, les résultats présentent globalement (échelle de la scène 180-079) ou localement (zoom sur des zones particulières) des intérêts très différents. Plusieurs images classifiées ont donc été utilisées pour améliorer l’extraction des contours lithologiques et des discontinuités. II.3.2.2.Filtrage Le filtrage est une technique visant à éliminer le bruit contenu dans les données. Le bruit étant défini comme toute donnée non utile qui masque l’information. En géologie, l’on s’intéresse à la découverte dans l’image, des discontinuités dans les textures comme par exemple les contours de zones relativement homogènes, ce qui peut révéler la présence de failles ou de fractures. Deux modes de filtrage ont été utilisés. Il s’agit du filtrage spatial et du filtrage de directionnel de sobel.
  33. 33. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 19 II.3.2.2.1. Filtrage spatial Le filtrage spatial par convolution permet de modifier la valeur numérique d’un pixel selon sa relation avec les valeurs des pixels voisins. Le niveau de gris de chaque pixel à l’intérieur de la fenêtre mobile sur l’image est multiplié par la valeur correspondante de la matrice de convolution. La valeur finale attribuée au pixel central représente la somme de ces produits divisée par le nombre d’éléments de la fenêtre. L’image résultant provient de la convolution de la fenêtre sur l’image entière (Moore, 1983). La dimension de la fenêtre, en pixels, est directement proportionnelle à l’ordre de grandeur des changements spatiaux reliés aux linéaments à détecter. Plusieurs autres auteurs tels que Homsby et Bruce (1985) ont retenu des fenêtres de 5 x 5 sur les images Landsat-TM dont la résolution au sol est de 30 m pour des études structurales à l’échelle régionale. Dans le cadre de ce mémoire, compte tenu de la superficie de notre secteur d’étude et de l’ordre de grandeur des structures, nous retiendrons une fenêtre de 3 x 3 pour détecter les linéaments majeurs et pour générer les structures plus fines. II.3.2.2.2. Filtrage directionnel de SOBEL Les filtres directionnels améliorent la perception des linéaments en provoquant un effet optique d’ombres porté sur l’image comme si elle était éclairée par une lumière rasante (Marion, 1987). De plus, ce type de filtre permet de rehausser les linéaments qui ne sont pas favorisés par la source d’éclairement (Drury, 1986). Le rehaussement des linéaments a donc été effectué à partir des filtres directionnels utilisant l’opérateur de SOBEL. Ce filtre de SOBEL est une variété plus sélective de filtres directionnels où les valeurs de la matrice de convolution sont déterminées selon la distance par rapport au pixel central. En d’autres termes, les points les plus près du centre dans la matrice (en ligne ou en colonne) interviennent avec un poids supérieur à ceux des extrémités dans la mesure du gradient directionnel (Deslandes, 1983). Il a été démontré par Abdou et Partt (1979) que la réponse de l’impulsion de ce filtre était relativement indépendante de l’orientation des linéaments. Celui-ci peut détecter aussi bien les linéaments orientés verticalement, horizontalement et à 45° par rapport au gradient du filtre. La dimension des filtres varie selon les besoins. Seuls les linéaments dont la dimension est supérieure à la fenêtre de convolution sont détectés (Colwell, 1983). La matrice de convolution (tab. 2) est calculée automatiquement par le logiciel ArcGIS à partir des caractéristiques de l’image source.
  34. 34. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 20 Tableau 2: Matrice de convolution de dimension 3 x 3 : (a) opérateur SOBEl, (b) opérateur Point Spead -1 0 1 -2 0 2 -1 0 1 -0.627 0.352 -0.627 0.352 2.352 0.352 -0.627 0.352 -0.627 L’utilisation des différentes méthodes présentées ci-dessus nous a permis d’obtenir les résultats consignés dans les chapitre III et IV de se mémoire. a) b)
  35. 35. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 21 CHAPITRE III : INVENTAIRE LITHOLOGIQUE ET ÉTUDE PÉTROGRAPHIQUE
  36. 36. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 22 Le présent chapitre a pour but de caractériser pétrographiquement les entités géologiques du secteur d’étude, les relations mutuelles entre les différents types lithologiques ainsi que les microstructures et les associations minérales, tout ceci dans l’optique de produire la carte géologique de la zone étudiée. Pour y parvenir, nous nous sommes appuyés sur les observations de terrain et l’étude des lames minces, ce qui nous a permis de mettre en évidence deux ensembles lithologiques : un ensemble magmatique et un ensemble métamorphique. L’ensemble magmatique est composé de granites et d’orthogneiss, tandis que l’ensemble métamorphique est fait de gneiss et d’amphibolites. Dans cette étude, la nomenclature utilisée pour la description des microstrucrures est de Bard (1980). Les abréviations utilisées pour les minéraux sont celles proposées par Kretz (1983). III.1. ENSEMBLE MAGMATIQUE L’ensemble magmatique est l’ensemble pétrographique le plus représenté dans le secteur d’étude. Il affleure aussi bien à Mansa qu’à Deng-Deng et est constitué de granites et d’orthogneiss (fig. 7). Figure 7: Carte d’échantillonnage du secteur exploré.
  37. 37. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 23 III.1.1. Granites Sur la base de la composition minéralogique et de la taille du grain, deux principaux types de granites ont été distingués. Ce sont : les granites à mégacristaux de feldspath et les granites à biotite. III.1.1.1. Granites à mégacristaux de feldspath Les granites à mégacristaux de feldspaths affleurent à Deng-Deng et à Deolé (fig. 7) respectivement en dalles et en dômes. L’affleurement de Deolé est un vaste dôme de plus de 200 m de diamètre (fig. 8A). Cet affleurement est en cours d’exploitation pour la production de granulats par une société chinoise (fig. 8B). À l’affleurement, le caractère distinctif de la roche est la prédominance des grands cristaux de feldspaths, certains atteignant plus 10cm de long (fig. 8C) Au microscope, les granites à mégacristaux de feldspath ont une microstructure grenue porphyroïque composée de feldspath alcalin, plagioclase, quartz, biotite et minéraux opaques (fig. 8D). - Le feldspath potassique (40-50%) est l’orthose. Ses cristaux sont sub-automorphes et xénomorphes et de très grande taille (un cristal à lui seul occupe tout le champ du microscope). Les cristaux de feldspath sont fréquemment perthitiques et renferment des inclusions de biotite et de quartz. Certains mégacristaux de feldspath présentent des granulations de quartz en bordure tandis que d’autres sont fracturés, et ces fractures sont remplies de petits grains de quartz (fig. 8E). Les feldspaths montrent fréquemment des marques d’altération donnant un aspect trouble aux cristaux. - Le plagioclase (30%) est la deuxième phase minérale après le feldspath potassique. Il se présente sous la forme de cristaux sub-automorphes en association fréquente avec le feldspath potassique. La taille des plages est variable, mais inférieure à celle des feldspaths potassiques. Ici les plus gros cristaux peuvent atteindre 03 mm de grand axe. Certains cristaux de plagioclase se rencontrent en inclusion dans les feldspaths potassiques, tandis que d’autres renferment les inclusions de minéraux opaques. - Le quartz (20-25%) est sous forme de petits cristaux sub-automorphes rencontrés soit dans les interstices de mégacristaux de feldspath et de plagioclase, soit sous forme de granulations autour des mégacristaux, soit comme matériel de colmatage des fissures dans mégacristaux de feldspath potassique. La taille des cristaux est variable, comprise entre l’infra- millimètre et le millimètre.
  38. 38. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 24 A C B E 0,25 mm Kfs Kfs Kfs Kfs D 0,8 mm Kfs Qtz Kfs Bt Pl F 0,25 mm Pl Qtz Kfs A) Affleurement en dôme des granites à mégacristaux de feldspath de Deng-Deng ; B) Front de carrière ouverte sur l’affleurement ; C) Détail de l’échantillon de granite à mégacristaux de feldspath. Notez l’abondance des phénocristaux de feldspath ; D) Microstructure grenue porphyroïde et composition minéralogique des granites à mégacristaux de feldspath de Deng- Deng ; E) Phénocristal de feldspath potassique fracturé. Notez le colmatage des fractures par les grains de quartz ; F) Association minérale Kfs+Pl+Qtz+Bt dans les granites à mégacristaux de feldspath de Deng-Deng. Figure 8: Aspects macroscopique et microscopique des granites à mégacristaux de feldspath de Deng-Deng.
  39. 39. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 25 - La biotite (5-10%) est le principal minéral ferromagnésien de la roche. Elle est sous forme de lamelles sub-automorphes et xénomorphes éparses dans la roche, la taille de ces lamelles est variable comprise entre 0,5 et 03 mm de long. La biotite est fréquemment en inclusions dans les feldspaths potassiques (fig. 8F) et certains cristaux montrent des transformations en minéraux opaques. - Les minéraux opaques (<2%) sont des petits cristaux automorphes en inclusion dans d’autres minéraux. III.1.1.2. Granite à biotite Les granites à biotite (Ech Maf01) affleurent en bloc d’environ 05 m de diamètre dans la localité de Mansa (fig. 7). La roche, de couleur grise, présente une structure grenue et est composée de quartz, de feldspath et de biotite. La biotite est en quantité notable dans la roche et se présente sous forme de cristaux automorphes de taille moyenne 2 x 5 mm. L’étude microscopique montre un cortège minéralogique composé de quartz, de feldspath potassique, de plagioclase, de biotite et d’amphibole (fig. 9C). Le sphène et les oxydes opaques forment la phase accessoire. - Le quartz (30-40%) est sous forme de cristaux sub-automorphes et xénomorphes de taille comprise entre 0,5 et 1 mm. - Le feldspath potassique (30%) est l’orthose. ses cristaux sont sub-automorphes et xénomorphes. Leur taille est comprise entre 0,5 et 3 mm. - La biotite (15-20%) est le minéral ferromagnésien le plus représenté et est sous forme de cristaux sub-automorphes et xénomorphes. La taille de ces cristaux de biotite varie entre 1 et 3 mm. Elle est en association fréquente avec l’amphibole et le sphène (fig. 9F). - Le plagioclase (10-15%) est sous forme de cristaux sub-automorphes à xénomorphes avec plusieurs habitus. Certains cristaux sont sous forme de larges plages de longueur supérieure à 4 mm tandis que d’autres sont sous forme de petits cristaux de taille comprise entre 1 et 2 mm. - L’amphibole est une hornblende (5-10%) verte. Elle est sous forme de phénocristaux xénomorphes de taille atteignant parfois 2 x 2 mm. Certaines sections montrent des déstabilisations en biotite et en opaques tandis que d’autres montrent des déstabilisations en biotite et en opaques tandis que d’autres montrent les inclusions de sphène (fig. 9E) - Le sphène (5%) se présente sous cristaux sublosangiques disséminés dans la roche, leur taille est comprise entre 0,1 et 1 mm. Certains cristaux de sphène renferme des minéraux opaques tandis que d’autres sont en inclusion dans l’amphibole (fig. 9E).
  40. 40. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 26 - Les minéraux opaques (<5%) sont automorphes et sub-automorphes et sont en inclusion dans le sphène (fig. 9D) - A) Affleurement en blocs de granite à biotite de Mansa ; B) Détail d’un échantillon de granite à biotite de Mansa ; C) Microstructure grenue porphyroïde et composition minéralogique des granites à biotite de Mansa ; D) Association minérale Bt+Spn+Amp avec inclusion de minéraux opaques dans le sphène ; E) Phénocristal d’amphibole présentant des inclusions de sphène et montrant la déstabilisation en biotite en bordure ; F) Déstabilisation de la biotite en sphène et en minéraux opaques ; G) Association minéral Qtz+Kfs+Pl+Bt dans les granites à biotite de Mansa Figure 9: Aspects macroscopique et microscopique des granites à biotite de Mansa BA C0,18mm Qtz Qtz Qtz Pl Pl Bt Bt BtKfs Kfs Kfs Amp D 0,25 mm Spn Bt Spn Bt Qtz Kfs 0,25 mm F Spn Amp Bt Kfs 0,25 mmE Bt Bt Kfs Qtz
  41. 41. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 27 III.1.2. Les Orthogneiss Les orthogneiss sont des roches situées à l’interface magmatisme-métamorphisme. Ils ont un caractère plus ou moins déformé, caractère qui est lié à l’organisation mécanique des minéraux. Les roches orthogneisssifiées sont particulièrement représentées dans la localité de Deng-Deng où elles affleurent en dômes. Deux types ont été distingués sur la base de la taille des minéraux. Ce sont : les orthogneiss à grains moyens et les orthogneiss à mégacristaux de feldspath. III.1.2.1. Orthogneiss à grains moyens Les orthogneiss à grains moyens (Ech Def22) affleurent en bordure du dôme de granite à mégacristaux de feldspath de Deng-Deng (fig.7). La roche présente un aspect gris sombre et est à grains moyens à fins. L’on n’observe une orientation préférentielle des cristaux de quartz et de feldspath (fig. 10B). Au microscope, les orthogneiss à grains moyens sont caractérisés par une microstructure granoblastique hétérogranulaire composée de quartz, feldspath, biotite, plagioclase et minéraux opaques (fig. 10C). - Le quartz (30-35%) est sous de cristaux xénomorphes présentant deux habitus. Les petits cristaux en grains sont automorphes et s’observent en nombre élevé autour des larges plages de feldspath et de plagioclase dont ils forment les granulations de bordure (fig.10D). La plupart de ces petits cristaux de quartz sont à extinction roulante. Les grands cristaux sont sous forme de rubans de taille comprise entre 1 et 2 mm, associés aux cristaux de feldspath et de plagioclase. - Le feldspath potassique (25-30%) est l’orthose. Ses cristaux forment de larges plages xénomorphes. Les plus gros cristaux atteignent 4 mm et parfois dépassent 6 mm de grand axe. Les cristaux de feldspath sont fréquemment perthitiques et renferment des inclusions de biotite et de minéraux opaques. Certains mégacristaux de feldspath présentent des granulations de quartz en bordure (fig. 10D) tandis que d’autres sont moulés par la biotite (fig. 10E). Dans l’ensemble, les cristaux de feldspath sont de forme sigmoïde, ce qui traduit la déformation qui a affecté la roche. - La biotite (15-20%) apparaît dans la roche sous forme de lamelles sub-automorphes de taille variable. Les petits cristaux sont de taille micrométrique (3 µm) et les gros cristaux sont millimétriques (0,5–1 mm). La biotite est en association fréquente avec l’amphibole et certains cristaux forment des couronnes autour des cristaux de feldspath alcalin. Des inclusions de biotite et de minéraux opaques y sont fréquentes (fig. 10E).
  42. 42. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 28 A) Affleurement en dalles des orthogneiss à grains moyens de Deng-Deng ; B) Détail de l’échantillon d’orthogneiss à grain moyen de Deng-Deng ; B) Microstructure granoblastique hétérogranulaire et composition minéralogique des orthogneiss à grains moyens de Deng-Deng ; C) Phénocristal de feldspath potassique sous forme sigmoïde. Notez les granulations de quartz à la bordure du cristal. ; D) Porphyroclaste de feldspath alcalin moulés par les lamelles de biotite ; E) Inclusion de biotite dans un phénocristal de feldspath Figure 10 : Aspects macroscopique et microscopique des orthogneiss à grain moyen de Deng- Deng C Kfs Kfs Kfs Qtz Bt Qtz Bt 0,14 mm 0,28 mm E Kfs Kfs Bt Bt D 0,28 mm Kfs Bt Qtz F 0,28 mm Kfs Bt A B
  43. 43. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 29 - Le plagioclase (5%) est sous forme de plages sub-automorphes de dimension moyenne de 2 mm de long. Il est en association fréquente avec le feldspath potassique et la biotite. - Les minéraux opaques (< 2%) sont de petits minéraux automorphes issus de la déstabilisation de la biotite. III.1.2.1. Orthogneiss à mégacristaux de feldspath Les orthogneiss à mégacristaux de feldspath (Ech Def01) affleurent en dômes dans la localité de Deng-Deng (fig.7). La roche présente un aspect gris sombre et est à grains grossiers. L’on observe une orientation préférentielle des cristaux de quartz et de feldspath (fig. 11A). Au microscope, les Orthogneiss à mégacristaux de feldspath sont caractérisés par une microstructure granoblastique hétérogranulaire composée de quartz, feldspath, biotite, plagioclase et minéraux opaques (fig. 11B). - Le quartz (35-40%) est sous forme de cristaux xénomorphes présentant deux formes. Il s’agit du quartz en rubans et du quartz en grains. Les rubans sont de taille variable comprise entre 1 et 3 mm et sont très représentés dans la roche. Les cristaux en grains fins sont infra- millimétriques. Certains cristaux de quartz se rencontrent en inclusion dans les feldspaths tandis que d’autres colmatent les microfractures intracristallins (fig. 11C). - Le feldspath potassique (25-30%) est représenté par l’orthose et le microcline. Ses cristaux sont géants sub-automorphes et xénomorphes. Les plus grandes peuvent atteindre 4 mm de long et 2 mm de large (moyenne 0,5 x 2 mm). Certains cristaux de feldspath sont perthitiques (fig. 11D), tandis que d’autres sont fracturés, et ces fractures sont remplies de petits grains de quartz et de lamelles de biotite (fig. 11C). - La biotite (15-20%) est sous forme de cristaux sub-automorphes en forme de paillettes. Ces paillettes sont enchevêtrées et disposées préférentiellement. Leur taille moyenne est de 0,5 x 2 mm. et les plages montrent des signes de déstabilisation (fig. 11F). - Le plagioclase (5%) est sous forme de plages de plages sub-automorphes de dimension moyenne de 2 mm de long. Il est en association fréquente avec le feldspath potassique et la biotite (fig. 11F) et renferme les inclusions de minéraux opaques. Les plagioclases sont fréquement antiperthitiques (fig. 11E) - Les minéraux opaques (< 2%) sont les petits minéraux automorphes provenant de la déstabilisation de la biotite.
  44. 44. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 30 A) Détail de l’échantillon d’orthogneiss à grains moyens de Deng-Deng ; B) Microstructure granoblastique hétérogranulaire et composition minéralogique des orthogneiss à grains moyens de Deng-Deng ; C) Phenocristal de feldspath potassique fracturé. Notez le colmatage des fractures par les grains de quartz et de lamelles de biotite ; D) Phénocristal de plagioclase antiperthitique ; E) Phénocristal de feldspath perthitique ; F) Déstabilisation de la biotite en minéraux opaques Figure 11 : Aspects macroscopique et microscopique des orthogneiss à mégacristaux de feldspath de Deng-Deng B Qtz Bt Bt Kfs 0,14mm 0,28 mm C Kfs Kfs Qtz Bt 0,28 mmD Kfs Pl 0,28mm Bt Qtz Kfs FE 0,28 mm Pl Bt Qtz Kfs A
  45. 45. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 31 III.2. ENSEMBLE MÉTAMORPHIQUE L’ensemble métamorphique est le moins représenté des deux ensembles lithologiques dans le secteur d’étude. Les roches de cet ensemble sont altérées et affleurent principalement au village Goyoum. Ces roches comprennent gneiss à biotite et amphibole et les amphibolites. III.2.1. Gneiss à biotite et amphibole Les gneiss à biotite (Ech Gof01) affleurent en blocs d’environ 10 m de diamètre dans la localité de Goyoum, en bordure du fleuve Sanaga (fig. 7). L’aspect général de la roche à l’affleurement est gris clair. Les minéraux visibles à l’œil nu sont le quartz et la biotite. La taille du grain est fine à moyenne (fig. 12B). Au microscope, la roche présente une microstructure granoblastique hétérogranulaire constituée de quartz, de la biotite, des feldspaths, du plagioclase, et des minéraux opaques (fig. 12C). - Le quartz (30%) se présente sous forme de cristaux sub-automorphes et xénomorphes présentant deux habitus. Le premier habitus est celui du quartz en grains. Ces derniers sont de taille infra- millimétrique et forment des granulations autour des mégacristaux de feldspaths. Le deuxième habitus est celui du quartz en rubans qui est la forme dominante du quartz dans la roche. Ces rubans s’associent aux cristaux de quartz en grains et aux feldspaths pour former des niveaux clairs de la roche. La taille des rubans est variable. Les plus étirés font 0,5 x 1,5 mm tandis que les petits rubans sont de dimension moyenne 0,1 x 1 mm (fig. 12D). - Le feldspath potassique est l’orthose. L’orthose représente 20 à 25% des minéraux dans la roche. Ces cristaux sont sub-automorphes sous forme de plages. Toutefois on observe généralement des cristaux de forme sigmoïde traduisant la déformation qu’a subie la roche (fig. 12D). - La biotite (20%) est le minéral ferromagnésien le plus abondant dans la roche. Elle est sous forme de lamelles xénomorphes disposées en lits alternant avec les niveaux riches en quartz. Ses dimensions sont variables allant de l’infra-millimétrique à 2 mm de grand axe. Certains cristaux de biotite sont en inclusion dans les feldspaths, tandis que d’autres montrent des déstabilisations en minéraux opaques (fig. 12E). - Le plagioclase (10-15%) se présente sous forme de cristaux sub-automorphes en association fréquente avec le feldspath potassique et le quartz. La dimension moyenne des cristaux de plagioclase est de 0,2 x 1 mm. Les plagioclases renferment des inclusions de biotite et de quartz et sont en association fréquentes avec le feldspath, l’amphibole et le quartz (fig. 12E).
  46. 46. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 32 A-Affleurement en dalle de gneiss à biotite de Goyoun ; B- Détail d’un échantillon de gneiss à biotite ; C- Microstructure granoblastique hétérogranulaire et composition minéralogique ; D- Cristaux de feldspath potassique de forme sigmoïde. Notez les granulations de quartz en bordure ; E- déstabilisation de l’amphibole en biotite ; F- Association minérale Pl+Kfs+Amp+Qtz Figure 12: Aspect macroscopique et microphotographies des gneiss à biotite de Goyoun A B 0,12 mmC Bt Bt Bt Bt Kfs Pl Pl Kfs Qtz Qtz 0,48 mmD Kfs Bt Qtz Bt F 0,24 mm Qtz Pl Kfs Amp 0,24 mmE Hbl Bt Qtz Hbl
  47. 47. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 33 - L’amphibole (5-10%) est la hornblende verte. Elle est sous forme de cristaux xénomorphes et s’associent à la biotite dans les niveaux ferromagnésiens. Les cristaux d’amphibole sont de dimensions moyennes de 0,2 x 0,5 mm. Certains cristaux montrent une déstabilisation poussée en biotite (fig. 12E). - Les minéraux opaques (<2%) sont des cristaux xénomorphes provenant de la déstabilisation des biotites. III.2.2. Amphibolites Les amphibolites affleurent sous forme de poches lenticulaires enclaves dans les granites et les orthogneiss de Deng-Deng. Le plus grand axe de ces amphibolites varie de 10 cm à 1 m tandis que le petit axe varie de 5 cm à 50 cm. Leur mode d’affleurement n’a pas favorisé l’échantillonnage. . Figure 13: Aspect macroscopique des amphibolites de Deng-Deng.
  48. 48. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 34 L'étude pétrographique nous a permis d’inventorier les différentes entités lithologiques dont les caractéristiques sont résumées dans le tableau synoptique ci-dessous : Tableau III : Caractéristiques pétrographiques des formations géologiques du secteur de Deng- Deng. Types pétrographiques Modes d’affleurement Microstructures Associations minérales Faciès Ensemble magmatique Granite à biotite Dômes Grenue porphyroïde Qtz +Kfs +Pl + Bt - Granite à méga- cristaux de feldspath Dalles et Dômes Grenue porphyroïde Kfs + Pl + Qtz + Bt - Orthogneiss à grains moyens Dômes Granoblastique hétérogranulaire Kfs + Pl + Bt + Qtz - Orthogneiss à mégacristaux de feldspath Dalles Granoblastique hétérogranulaire Kfs + Pl + Bt + Qtz - Ensemble métamorphique Gneiss à biotite et à amphibole Dalles Granoblastique hétérogranulaire Qtz + Kfs + Hbl+Pl Amphibolite de haut degré L’étude pétrographique de la localité de Deng-Deng nous a permis de distinguer six principaux types lithologiques appartenant aux ensembles métamorphique et magmatique. Il s'agit des gneiss à biotite et à amphibole et des amphibolites (ensemble métamorphique) et des granites à biotite, des granites à mégacristaux de feldspath, des orthogneiss à mégacristaux de feldspath et des orthogneiss à grains moyens (ensemble magmatique). Les roches gneiss à biotite et à amphibole présentent une microstructure granoblastique hétérogranulaire. Les granites à biotite et les granites à mégacristaux de feldspath présentent des microstructures grenues porphyroïdes et les orthogneiss à mégacristaux de feldspath et les orthogneiss à grains moyens présentent des microstructures grenues.
  49. 49. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 35 CHAPITRE IV : ÉTUDE STRUCTURALE
  50. 50. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 36 Le présent chapitre se propose de faire une étude de la déformation qui affecte le secteur de Deng-Deng. Cette étude qui comprend d’une part une analyse morphostructurale et d’autre part une analyse structurale qui permettra, à terme de définir et de caractériser les différents épisodes de déformation ayant affecté les formations géologiques du secteur exploré. IV.1. ANALYSE MORPHOSTRUCTURALE L’approche morphostructurale est abordée à travers le volet orographique (relief) et l’analyse linéamentaire. IV.1.1. Analyse de la carte topographique IV.1.1.1. Agencement spatial des reliefs  Orographie La carte des unités géomorphologiques (fig. 14b) couplée à la carte orographique (fig. 3) met en évidence la prédominance de reliefs élevés sur la partie nord et sur la bordure est, et des dépressions sur la partie de sud-ouest. Ces dépressions sont soulignées par les cours d’eau Mbolo, Dido, Akidi de direction moyenne NNE-SSW, et Gèndi de direction moyenne NNW-SSE et de la Sanaga. En effet, les courbes de niveau d’altitude supérieur 720 m sont réparties de manière spatiale au Nord et à l’extrémité Est du secteur d’étude. Par contre, les courbes de niveau d’altitude inférieur à 720 m se retrouvent concentrées à l’Ouest et au SW du secteur d’étude et s’ordonnent quelque fois de manière linéaire suivant la direction NNE-SSW. La succession de reliefs ainsi que l’alternance des formes dans le paysage permettent de tracer des lignes de crêtes (fig. 14a) dont les directions préferentielles dans l’ordre d’importance sont NE- SW, NW-SE, et la mise en évidence de trois unités morphologiques recouvrant l’ensemble du secteur d’étude.  Modelé des reliefs Le modelé en plan de la carte orographique de la figure 1C fait état de ce que le type de relief existant dans le secteur d‘étude est la colline. Deux variétés de colline se distinguent à savoir les collines subcirculaires (en demi-orange) et les collines allongées. Les collines allongées sont les plus représentées dans le secteur d’étude et sont inégalement réparties de part et d’autre des cours d’eaux Dido, Mbolo, Akidi, Mesomo et Gèndi). Les collines subcircurlaires quant à elles sont uniquement rencontrées du côté de la rive droite de la Sanaga.
  51. 51. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 37 Figure 14: A- Carte des lignes de crête du secteur d’étude ; B- Carte des unités géomorphologiques du secteur d‘étude, extraite de l‘image SRTM. IV.1.2. Analyse de l’image SRTM Le secteur de Deng-Deng est caractérisé par une végétation forestière et une rareté des affleurements. L’accès difficile dans ce milieu forestier et la rareté des affleurements constituent un problème majeur pour une meilleure cartographie du socle. Pour pallier à ces difficultés, une A B
  52. 52. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 38 approche combinant les données Google Earth (SRTM : Shuttle Radar Topography Mission) et celles de terrain a été appliquée pour la cartographie du secteur de Deng-Deng et ses environs. Le traitement des images a été fait à l’aide du logiciel SIG (Système d’Information Géographique) ArcGis10 et complété par des logiciels de dessin tels qu’Adobe Illustrator. L’objectif de ce paragraphe est d’utiliser cette approche combinant la télédétection et les levés de terrain pour établir une carte lithostructurale précise favorisant ainsi une meilleure compréhension de l’évolution tectonique de la chaîne panafricaine dans la série du Lom. IV.1.2.1. Localisation et choix de la feuille d’image SRTM L’image SRTM (Fig. 15B) a été importée dans le logiciel ArcGIS 10 où nous avons délimité notre zone d’étude (Fig. 15D). Le choix de cette zone est de mieux apprécier et de faire des comparaisons entre les différentes structures générées par traitement d’images et ceux observées sur le terrain. IV.1.2.2. Images filtrées La figure 16 montre les anomalies linéaires générées à partir du filtrage utilisant deux opérateurs : Sobel Horizontal et Point Spread. Cette image a été obtenue avec un azimut N300°et une altitude de 85, un écart-type (StdDev = 1), un effet de la hauteur de nuance (Z = 25), une application de l’étirement des contrastes (AGS = 0,7) et une inversion symétrique des anomalies linéaires. Une analyse de cette image filtrée (Fig. 16) nous montre cinq failles kilométriques orientées à NE-SW.
  53. 53. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 39 A Figure 15: Localisation (A) de l’image SRTM (B) et principales caractéristiques (C). Image SRTM brute du secteur de Deng-Deng (D). D SRTM, WRS2 Tiles WRS-2, Path 185, Row 057, 2000 USGS/GLCF 3 arcsec, Filled Finished-B Cameroon Online: 180-079 Compressed Size: 1, 5 MB; Actual Size: 3 MB WGS_84_UTM_zone_33N Projection : Transverse_Mercator false_easting: 500000,000000 false_northing: 0,000000 central_meridian: 9,000000 scale_factor: 1,000000 latitude_of_origin: 0,000000 Linear unit: Meter GCS_WGS_1984 Datum : D_WGS_1984 C B
  54. 54. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 40 Figure 16: Anomalies linéaires obtenues à partir des images SRTM filtrées. IV.1.2.3. Cartographie du secteur Le travail de cartographie est une suite d’opérations logiques effectuées de proche en proche sur le terrain comme à l’ordinateur avec des logiciels de dessin tels qu’Adobe Illustrator et ArcGis 10. Après la délimitation du secteur d’étude sur l’image SRTM brute, ce dernier est importé à ArcGis 10 (Fig. 15), nous avons grâce à deux méthodes de traitement, généré respectivement les linéaments visibles en surface et les linéaments pénétratifs.  Linéaments visibles en surface Dans un premier temps, l’image brute du secteur d’étude a été reéchantillonnée par la méthode de convolution cubique. Ensuite, nous avons fait une inversion symétrique du relief dans le but de visualiser les anomalies linéaires visibles en surface qui peuvent ne pas être pénétratives. Les images ainsi traitées ont été vectorisées à l’aide du logiciel Adobe Illustrator. Une variation de l’azimut d’illumination du soleil des positions N315°, N45°, N135° à N225° (Figs.17a à 17d, respectivement) permet de générer avec précision les linéaments du secteur d’étude. La superposition des linéaments issus des différentes positions d’illumination du soleil nous a permis de réaliser la carte synthétique des linéaments du secteur de Deng-Deng. Sanaga
  55. 55. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 41 Figure 17: Linéament obtenus en fonction de la variation de l’azimut d’illumination du soleil des positions N315°, N45°, N135° à N225° (a, b, c, d, respectivement). Figure 18: Carte synthétique des linéaments du secteur. a d c b
  56. 56. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 42  Anomalies linéaires pénétratives Dans l’optique de rehausser toutes les anomalies linéaires (foliation, cisaillement ductile et faille), nous avons utilisé des filtres directionnels de SOBEL et de Gradient NW. L’utilisation de l'opérateur « Sobel vertical », a permis d’obtenir une multitude d’anomalies linéaires continues. Le désavantage de ce mode de filtrage est qu’il ne permet pas de différencier les catégories d’éléments structuraux. Pour pallier à cette situation, nous avons fait un mélange du filtre directionnel de « Sobel horizontal » et du filtre directionnel de « Gradient NW » où l’ensemble, préalablement soumis à une combinaison en mode RGB (Red Green Blue), a été ensuite filtré à l’aide de l’opérateur « Sobel vertical ». Les trajectoires de la foliation deviennent alors discontinues et les failles (linéaments pénétratifs) deviennent nettement visibles et décelables grâce aux traits rectilignes qui décalent la foliation (Fig. 19). Figure 19: Trajectoires de foliation et des failles obtenues après un mélange de filtre directionnel de SOBEL horizontal et de filtre directionnel de Gradient NW dont l’ensemble a été ensuite filtré à l’aide de l’opérateur SOBEL vertical.
  57. 57. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 43 IV.2. ANALYSE STRUCTURALE L’étude de la déformation abordée dans ce paragraphe analyse et décrit les différents éléments structuraux qui ont affecté les ensembles lithologiques de notre secteur d’étude. Les observations de terrain et l’étude pétrographique nous ont permis de mettre en évidence, à différentes échelles, plusieurs éléments structuraux, chacun ayant ses caractéristiques propres. L’analyse géométrique, cinématique et chronologique détaillée de ces structures permet de les regrouper en trois principales phases de déformation, dont les deux premiers sont ductiles et associées à des recristallisations métamorphiques et la dernière fragile. Les éléments structuraux recensés dans la localité de Deng-Deng sont des structures planaires (foliation, schistosité, plan de cisaillement) et des structures ubiquistes (diaclases). Nous nous proposons d’étudier cette déformation polyphasée à l’échelle mésoscopique et microscopique. Cette étude va donc contribuer à une meilleure connaissance de la configuration structurale du secteur de Deng-Deng afin de l’intégrer dans l’évolution tectonique de la CNPE. Les projections stéréographiques illustrées dans cette section sont construites dans l’hémisphère inferieur du canevas de Schmidt. IV.2.1. Analyse mésoscopique de la déformation IV.2.1.1. Phase de déformation D1 La phase de déformation D1 affecte uniquement les roches de l’ensemble métamorphique. C’est une phase relictuelle car ses structures sont fortement transposées par les phases de déformations plus intenses D2 et D3. Les éléments structuraux associés à la phase D1 sont néanmoins reconnaissables dans les gneiss et certains amphibolites et marqués essentiellement par des structures planaires. Il s’agit de la foliation S1. Dans les gneiss à biotite et amphibole, la foliation S1 est définie d’une part par une alternance de minces bandes claires riches en rubans de quartz et en amandes asymétriques de feldspath et de bandes sombres riches en paillettes de biotite et en lamelles d’amphiboles (foliation de type « litage compositionnel » (Bard, 1980)), et d’autre part, par l’orientation préférentielle des rubans de quartz, des sigmoïdes de feldspath et des paillettes de biotite, soulignant ainsi la schistosité S1. Nous constatons dès lors que la schistosité S1 pourrait correspondre à une schistosité de flux produite par cristallisation et recristallisation métamorphique le long du plan d’aplatissement ; ce qui aboutit à une différenciation minéralogique sous forme de lits. Cette schistosité est parallèle à la foliation S1 et s’observe dans presque toutes les roches métamorphiques de la région d’étude. Toutefois, elle est beaucoup plus marquée dans les gneiss où elle se traduit par l’orientation préférentielle des cristaux de quartz
  58. 58. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 44 étirés et des sigmoïdes de feldspath dans les lits quartzo-feldspathiques et par les paillettes de biotite et dans les lits ferromagnésiens. Dans les amphibolites, la foliation S1 est soulignée par une alternance compositionnelle caractérisée par un rubanement de lits clairs et des lits sombres composés de minéraux ferromagnésiens (biotite et amphibole). La schistosité associée est soulignée par une orientation préférentielle des cristaux d’amphibole et de biotite (fig. 20). Figure 20: Foliation S1 dans les amphibolites de Deng-Deng. IV.2.1.2. Deuxième phase de déformation D2 La phase de déformation D2 est la phase tectonique majeure du secteur d’étude. Elle affecte aussi bien les roches de l’ensemble magmatique que celles de l’ensemble métamorphique. La phase D2 comporte des structures planaires (schistosité S2 mylonitique (Sm), structures S-C) (fig. 21). IV.2.1.2.1. Structures S-C Le terme « S-C mylonite » a été proposé pour la première fois par Berthé et al. (1979) pour décrire les mylonites ayant des plans de schistosité (S) associés aux plans de cisaillement (C) dans les orthogneiss du cisaillement sud armoricain. Les structures S-C sont observées dans les orthogneiss à mégacristaux de feldspaths de la localité de Deng-Deng. Elles sont caractérisées par des plans (S) parallèles à la Sm et formant avec les plans de cisaillement (C) un angle inférieur à 40° (fig. 21B).  Les plans (S) de schistosité sont marqués par l’orientation des amandes et sigmoïdes asymétriques de feldspaths, des poissons d'amphibole et des agrégats étirés de quartz. S1 Orthogneiss Amphibolite
  59. 59. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 45 L'asymétrie des sigmoïdes de mégacristaux de feldspaths disposés obliquement par rapport au plan (C) permet d’apprécier le sens sénestre du mouvement cisaillant (fig. 21B).  Les plans (C) de cisaillement sont marqués par la disposition à l’oblique sur les plans de schistosité des paillettes de biotite, des lamelles d'amphibole et des cristaux de quartz. Ces plans (C) forment deux familles sécantes : les plans C' et les plans C proprement dits ; les plans C ont une direction moyenne de N45°E, et les plans C’ une direction moyenne de N130°E. D’autres éléments de la déformation sont marqués par les structures en coronitique (fig. 21E) Figure 21: Quelques structures de la D2. A E D Sm C S C B A et B : Structure S-C ; C- Schistosité S2 mylonitique ; D- Sigmoïde de feldspath à cinématique senestre ; E-Structure coronitique d’un feldspath potassique.
  60. 60. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 46 IV.2.1.2.2. Schistosité S2 Dans l’ensemble magmatique, la schistosité S2 s’observe dans les orthogneiss et est soulignée par la disposition planaire et/ou par l’orientation préférentielle des sigmoïdes de feldspaths alcalins et des rubans de quartz (Fig.21C). La forme, sigmoïde dans l’ensemble, des minéraux qui soulignent la schistosité S2 dans les orthogneiss indique que cette dernière est une schistosité mylonitique Sm (fig.21D). Quelques mesures ont été prises sur l’affleurement de Deng-Deng. La projection stéréographique de ces dernières (Fig. 22) montre une concentration des pôles des surfaces S2 dans le quart SE du stéréogramme, la direction dominante de ces plans étant N72E48NW. Figure 22: Diagrammes stéréographiques de la S2 : (a) Stéréogramme des pôles de la foliation ; (b) diagramme de densité de la S2. IV.2.1.3. Phase de déformation D3 La phase de déformation D3 est essentiellement cassante. Elle comporte les diaclases et les linéaments hydrologiques. IV.2.1.3.1. Diaclases Les diaclases sont des joints secs n’impliquant pas de déplacement. A Deng-Deng, les diaclases s’observent aussi bien dans les roches magmatiques et métamorphiques. Ils traduisent soit un retrait thermique (roche magmatique), soit d’un anet ou d’un relâchement des efforts tectoniques (cas des roches métamorphiques) (fig. 23a). Quelques plans de diaclases ont été mesurés sur le terrain et l’analyse statistique directionnelle de tous ces linéaments nous a permis de construire une rosace de direction (fig. 23b). NN
  61. 61. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 47 Figure 23: a- Plan de diaclase, b-stéréogramme des plan de diaclases dans les orthogneiss de Deng-Deng. IV.2.1.3.2. Les linéaments hydrologiques Le traitement du réseau hydrographique de notre secteur d’étude a été fait grâce au logiciel « Global Mapper », ce qui nous a permis de ressortir les différentes familles de linéaments hydrographiques selon le principe que les portions rectilignes des cours d’eau correspondent à d’anciennes lignes de fractures. L’analyse statistique directionnelle des linéaments obtenus à l’aide du logiciel Géoplot1_2 nous a permis de construire la rosace de direction des linéaments pour chaque ordre des cours d’eau du secteur d’étude (fig. 24).  Pour les linéaments des cours d’eau d’ordre 1, trois (03) principales familles de directions ont été distinguées : N30°-40°E ; N140°-150°E ; N160°-180°E (Fig. 24A).  Pour les linéaments des cours d’eau d’ordre 2, une (01) direction majeure a été distinguée : N45°-60°E (Fig. 24B).  La rosace de direction des linéaments des cours d’eau d’ordre 3 présente une (01) principale famille de direction : N60°-80°E (Fig. 24C). Diaclase a b
  62. 62. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 48 Figure 24: Linéaments et rosace de directions des cours d’eau. A : Ordre 1 ; B : Ordre 2 ; C : Ordre 3. La figure 25 est la carte synthétique de tous les linéaments du secteur d’étude. L’analyse statistique directionnelle de tous ces linéaments nous a permis de construire une rosace de direction (Fig. 26) dont les directions majeure, intermédiaire et mineure sont respectivement N150-170°E; N60-80°E et N45-60°E. N N60-80°E C N N160-180°E N140- 150°E N30-40°E A N N45-60°E B
  63. 63. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 49 Figure 25 : Carte synthétique des linéaments des cours d’eau. Figure 26: Rosace de direction des linéaments hydrologiques. IV.2.2. Analyse microstructurale Cette étude a pour but de mettre en évidence les marqueurs de la déformation à l’échelle microscopique et leur apport dans la reconstitution du contexte de mise en place des roches. L’analyse porte sur le comportement des minéraux au cours de la cristallisation du magma. Cela N N150-170°E N60-80°E N45-60°E
  64. 64. ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN) Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 50 permettra de distinguer les différents stades d’évolution subie par le magma depuis l’état magmatique jusqu’à l’état solide en passant par l’état transitoire dit submagmatique. D’après Tommasi et al. (1994) une déformation à l’état magmatique est celle que subit un bain silicaté contenant des cristaux et où la quantité du liquide est suffisamment grande pour minimiser l’interaction entre les grains et empêcher la formation des charpentes solides, ceci se traduisant par des fluidalités. Une déformation à l’état submagmatique permet une interaction entre les grains en présence d’une quantité de liquide, suffisante pour éviter la formation des charpentes solides continues. À l’état submagmatique, le magma n’est pas encore entièrement cristallisé. Ce stade marque une transition entre l’état magmatique et l’état solide (Van der Molen et Paterson, 1979). Une déformation à l’état solide est celle qui affecte la roche entièrement cristallisée et qui par son comportement rhéologique peut subir une mylonitisation. Dans le secteur de Deng-Deng, seules les déformations à l’état submagmatique et à l’état solide ont été observées. IV.2.2.1. Microstructures de déformation à l’état submagmatique Les marqueurs de déformation à l’état submagmatique dans les roches de la localité de Deng-Deng sont marqués par des cristaux précoces de feldspath, biotite et plagioclase qui enregistrent des déformations ductiles et fragiles. Ces marqueurs sont : - des sigmoïdes à asymétrie dextre des cristaux de feldspath potassique (fig. 27B) dans les orthogneiss ; - les agrégats polycristallins composés essentiellement du quartz et du feldspath alcalin ; - les cristaux de feldspaths et de plagioclase affectés par la fracturation et présentant des microfractures transversales (fig. 27C). Ces microfractures, qui sont remplies par des microcristaux (granulation) de quartz, indiquent probablement que les contraintes n’ont pas été annulées avant la cristallisation totale de la roche, ce qui peut, d’après Berthé et al. (1979), provoquer la déformation et la transformation du granite solidifié en orthogneiss. IV.2.2.2. Déformation à l’état solide Les microstructures de la déformation à l’état solide de haute température (Tommasi et al., 1994) sont marquées par des rubans de quartz polycristallins (fig. 27A) montrant une structure en mosaïque caractérisée par une forte interpénétration des grains, due à la migration de leurs bordures affectant les bordures des feldspaths potassiques et disposées parallèlement à la schistosité.

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