Séquence 2: Les couvertures sédimentaires malgache

Les caractères pétrographiques et stratigraphiques des formations du socle cristallin et leurs répartitions suivant la ligne de dislocation Bongolava-Ranotsara, orientée NW-SE, sont :

A- Au Nord de la ligne Bongolava-Ranotsara

Les terrains précambriens sont d’âge Archéen et Katarchéen (entre 3000 et 2600 MA). Ils sont plissés et métamorphisés lors de l’orogenèse Schamwaïenne de 2600 MA. L’Extrême Nord fait exception car les complexes de Vohémar-Ambohipato et de Daraina-Milanoa sont d’âge protérozoïque moyen et ont été affectés par un métamorphisme de 1300 MA, donc par l’orogenèse Kibarienne.

L’ensemble Archéen et Katarchéen comporte deux systèmes organisés en rides anticlinoriales et synclinoriales sub-méridiennes.

Ces deux systèmes sont :

1.      A la base, le système Antongilien essentiellement granitique et magmatique.

2.      Au-dessus, un système Andriamena-Manampotsy, comprenant à la base une série Silico-alumineuse souvent graphiteuse, le groupe Manampotsy qui présente un grand développement de migmatites et de granites stratoïdes dans la zone centrale d’Ambatolampy-Andriba.

Au sommet de ce système, on rencontre des faciès à dominance calcitique avec des roches basiques et ultra-basiques dans les sillons d’Andriamena, Alaotra, Beforona et Maevatanàna.

B- Au niveau de la ligne Bongolava-Ranotsara :

De part et d’autre de cette ligne, la série Schisto-Quartzo-Calcaire (SQC) à stromatolites, de caractère littoral, est discordante sur les terrains archéens.

Les équivalents latéraux de la SQC à caractère épicontinental et géosynclinal, la série Amborompotsy-Ikalamavony, constituent un ensemble plus récent que les formations archéennes précédentes.

Les données géochronologiques indiquent que :

         L’ensemble SQC Amborompotsy – Ikalamavony peuvent correspondre à des formations du protérozoïque moyen rajeuni par l’orogenèse Kibarienne de 1200 MA.

         Ses noyaux plus anciens du Protérozoïque inférieur sont affectés, par l’orogenèse Eburnéenne entre 2600 et 2000 MA.

C- Au Sud de la ligne Bongolava-Ranotsara :

Le système Androyen à dominance ultra-métamorphique (leptynite-charnockite) succède aux formations d’Amborompotsy-Ikalamavony et comporte des noyaux archéens.

         A l’ouest, l’Androyen est recouvert par la série de gneiss, de leptynites à graphite d’Ampanihy.

         Au Sud-Ouest, la série amphibolique de Vohibory à caractère volcan-sédimentaire succède à la série d’Ampanihy

L’ensemble du cristallin malgache est repris par l’événement thermo-tectonique panafricain des 550 MA accompagné d’un métamorphisme d’intensités variables entraînant la rajeunissement des biotites et la formation de migmatites (Brickaville) et des granites (Anosyens)

Elles comprennent :

         Les formations Karroo (ères I^aire et II^aire)

         Les formations Post-Karroo (Crétacé, Tertiaire,volcanismes quaternaires,volcanismes récents)

A-     Les formations du Karroo

Le Karroo est le nom du système géologique qui comprend :

         Le groupe de la Sakoa correspondant au Carbonifère supérieur et Permien inférieur,

         Le groupe de Sakamena correspondant au passage du Permien au secondaire.

Le groupe de la Sakoa.

1) Stratigraphie ; il est formé de 4 couches qui seront détaillées dans l’ordre du dépôt.

a) Schistes noirs à tillites d’épaisseur de 45cm.

Ils sont plus ou moins argileux. Ils contiennent d’anciennes moraines glaciaires et ne renferment pas de fossiles.

b) Grès et couches à charbon

Les grès sont durs et forment un relief ; e= 50 m à 200m

Au milieu de ces grès se trouvent 5 couches à charbon dont l’épaisseur est de 0.3 à 3m :

La flore de ces charbons est une flore de climat froid. On a trouvé quelques échantillons de plantes fossiles typiques du continent du Gondwana : Gangamopteris, Glossopteris.

c) La Série rouge inférieure : e = plusieurs centaines de mètres.

C’est un complexe très argileux, transgressif sur le précédent. Les grès sont formés de feldspath rose. Le climat est encore froid. Les fossiles rencontrés sont : Glossoptéris, Bois silicifiés.

d) Les calcaires de Vohitolia.

Ils traduisent la 1^ère avancée marine. Leurs caractères parfois gréseux, parfois construits, montrent leur origine néritique c’est à dire formation en bord de mer. Fossiles rencontrés : Mollusques Brachiopodes comme Spirifer, Productus. Ils sont typiquement marins, ils traduisent une avancée d’un bras de mer dans le canal de Mozambique.

2) Climat : le glacier donnant des dépôts de tillites correspondent à un climat nettement froid. Les calcaires construits par des coraux, qui vivent dans les mers chaudes, traduisent un surchauffement de climat.

3) Tectonique : les couches ont été fortement taillées après leur dépôt.

Le groupe de la sakamena

1) Stratigraphie 

La sakamena affleure beaucoup mieux que la Sakoa, du sud au nord de Madagascar. Dans la région Sud où la série est complète, l’ordre de dépôt est le suivant ;

a) Les couches de la Sakamena inférieure e=60 à 2000m

Les calcaires et conglomérats de base e=100m. Les conglomérats sont formés de blocs et calcaires provenant de l’érosion de la Sakoa.

Juste au dessus apparaissent des formations calcaires contenant des fossiles marins : Productus, Spirifer.

Les grès et schistes inférieurs e=1500m. Ce sont des grès durs contenant quelques débris végétaux.

Une série calcaire : les calcaires de Vohiparara marins plus épais. Les schistes supérieurs épais contenant des grès-micas appelés psammites.

On rencontre des fossiles d’animaux terrestres : amphibiens, reptiles

Des fossiles végétaux : Glossopteris, Schizoneura, Phylloteca.

b) Les argiles à nodule de la Sakamena moyenne e=100 à 400m

Le faciès est très variable du Sud au Nord

- dans le sud : faciès néritique

- dans le centre : faciès benthique

- dans l’extrême Nord : le faciès est parfois typiquement marin, avec des fossiles d’animaux : poisson, Ammonites.

Il est parfois continental avec des fossiles d’animaux et des fossiles végétaux : Protobatrachus, Massinoti qui est l’ancêtre de la grenouille.

c) La série rouge supérieure de la Sakamena supérieure e= 250 à 600m

Elle est formée de grès, de schistes et d’argiles rouges.

2) La tectonique 

Tectonique de la faille.

3) Le climat

Les dépôts lessivés de la Sakamena inférieure traduisent un climat chaud.

Le groupe de l’Isalo.

L’Isalo désigne des formations continentales essentiellement gréseuses.

1)Stratigraphie

a) L’Isalo I : e= quelques centaines à 1000

Il est formé de grès grossiers qui sont transgressifs et discordants sur la Sakamena, avec des conglomérats de base. Fossile : bois silicifiés.

b) L’Isalo II

Il est formé de grès moins grossiers et d’argiles rouges. L’Isalo II dans les bassins de :

- Morondava, avec deux types de faciès :

   Faciès continentaux avec des fossiles d’animaux marins : Ammonites de Mandevy

   Faciès continentaux avec des fossiles végétaux : bois silicifiés de Folakara.

- Majunga

   Au sud, vers Kandreho : faciès marin avec des argiles et calcaires marins, fossiles : ammonites (Bouleiceras)

   Au centre, au niveau de la Betsiboka : faciès continental.

   Vers le Nord : faciès marin caractérisé par les calcaires dolomitiques marins avec des fossiles marins (Spiriferina rostrata)

c) L’Isalo III

C’est la fin du comblement des bassins de Majunga et de Morondava. Les grès et argiles sont fins. La transgression marine amorcée à L’Isalo I se généralise.

Coupe dans l’Isalo III : région de Sakaraha

Les faciès de l’Isalo III passent vers l’Ouest à des formations mixtes lagunaires puis à des formations marines. Il y variation latérale de faciès.

   Au nord de la Tsiribihina, faciès marin constituant le plateau calcaire de Bemaraha.

   Dans le bassin de Majunga, au nord de Maevatanàna, les formations continentales de l’Isalo II passent vers le Sud à des faciès mixtes lagunaires à des formations marines du Jurassique moyen de l’Ankara.

   Dans le bassin de Diègo, faciès essentiellement marins dans cet ensemble du Jurassique moyen de faciès continentaux : grès entrecroisés avec argiles rouges contenant des Dinosaures.

   Des faciès marins calcaires à ammonites, Rhynchonelles et oursins avec présence de reptiles (Plésiosaurus = Dinosaures dans l’eau)

   Le Jurassique supérieur : formations marines marneuses ou glauconieuses très riches en Ammonites, Belemnites et Oursins.

B- Les formations Post-Karroo

1°) Crétacé :

         Essentiellement marin, correspond à des argiles, marnes et calcaires,

         Se termine au sommet par des grès calcaires (Maestrichtien) marque la régression.

         Est marqué par l’abondance des Ammonites avec apparition et développement des Ammonites déroulées (Cénomanien) alors que les Bélemnites régressent et disparaissent.

         Riche en Lamellibranches, Gastéropodes, Echinides, Crustacés.

         Les formations continentales riches en reptiles dinosauriens sont marquées par de grandes manifestations volcaniques au Turonien et à la base, au Campanien entraînant de vastes coulées côtières avec d’innombrables filons de Dolérites.

         A la fin du Campanien, le morcellement du Gondwana s’accentue (grande faille orientale) et Madagascar devient une île et la mer envahit pour la première fois la côte Nord-Ouest au Maestrichtien.

2°) Le tertiaire :

         Le Paléogène connu est marin et est représenté par les calcaires riches en Foraminifère.

         De l’Oligocène : manifestation volcaniques qui se poursuivent jusqu’au quaternaire : éruption de l’Ankaratra, montagne d’Ambre, d’Ankaizina avec intrusion subvolcanique dans la presqu’île d’Ampasindava.

         Début Miocène : il se produit des dépôts de calcaires à l’épidocyclines (Foraminifères)

         Dès le Miocène supérieur : nouvelle régression se prolongeant tout le Pliocène : dépôts continentaux : grès, argiles à bois silicifiés sans autres fossiles.

3°) Le quaternaire :

         La régression se poursuit au Quaternaire et est suivie d’une transgression qui envahit les basses vallées de Betsiboka jusqu’au-delà d’Ambato-Boéni.

         enfin une régression amène à la situation actuelle, caractérisée par une faune subfossile de Lémuriens, d’Hyppopotamus nains, de petits carnivores et des oiseaux géants : Aepyornis.

         dans le sud, le quaternaire est marqué par 3 transgressions qui ont laissé des dunes.

         Les acticités volcaniques se poursuivent au Quaternaire et ont édifié la montagne d’Ambre, le complexe volcanique d’Ankaizina-Tsaratananien, le massif volcanique de l’Itasy et de l’Ankaratra.

4°) Les formations intrusives récentes du socle.

Outre les intrusions volcaniques et subvolcaniques précédentes, le socle antécambrien malgache est traversé par des intrusions récentes :

         massif d’Ambohibiby et de Bevato

         antampombato (Ambatovy) au Nord-Ouest de Moramanga

         filons doléritiques crétacés de la côte Est.

         Le cortège filonien d’Ankaimbelo.

a) Les massifs de Bevato et d’Ambohibiby.

 Les gneiss et migmatites de tsiroanomandidy sont traversés par de nombreuses intrusions basiques (gabbros = roches grenues à Labrador, augite et parfois olivine).

 Près de Tsiroanomandidy, Bevato est un dôme circulaire de 6km de diamètre à diorite quartzique, augite, aégyrine sodique, diopside, hypersthène et hornblende brune.

 A côté de Bevato, le massif d’Ambohibiby plus développé de 14 km de diamètre, est une composition plus complexe. C’est un granite alcalin à albite, microcline sodique, aégyrine, hornblendebrune, associé à des syénites, des microgranites, des diorites et des gabbros à augite et olivine. Un cortège filonien important entoure les massifs de Bevato et Ambohibiby : rhyolites, trachytes, mi crogranites, syénites (micro), le plus souvent à aégyrine et également constitué de gabbros.

Le caractère dominant de l’ensemble de toutes les roches des massifs ou des filons est leur tendance alcaline marquée par la présence d’aégyrine. Ces intrusions ne sont pas datées mais probablement récentes (Crétacé ou Eocène).

b) Le massif Manama à l’ouest de Vohipeno.

A 90km à l’Ouest de Manakara, correspondant à une grande intrusion de16x10km, un gabbroïque avec quelques différenciations ultrabasiques et une seinture granito-syénitiqye. Les argiles latéritiques résultant de l’altération des masses ultra-basiques (péridotites, pyroxènolites) semblant être pauvres en nickel (0.1 à 1.4% de Ni dans la latérite)

c) Le massif d’Antampombato

Situé à une quinzaine de km au Nord-Ouest de Moramanga, le massif intrusif 12x7 km recoupe nettement le socle cristallin et montre un bel exemple de différenciation magmatique avec syénites au Nord, et dans l’Est et au sud on a les masses différenciées de péridotites (plateau d’Ambatovy et Analamay). Les péridotites sont fortement latérisées et constituent un gisement nickélifère important (1.5 à 3%=

d) Les filons doléritiques crétacés

De nombreux filons recoupent le socle cristallin ; particulièrement nombreux dans la région côtière suivant une direction N 15° E, c'est-à-dire parallèle à la côte Est, ont des épaisseurs variables métriques à décametriques parfois hectometriques et des longueurs kilométriques, s’épaississent localement pour former des amas, sont rapportés au grand cycle volcanique du Crétacé moyen qui a affecté Madagascar.

e) Le cortège filonien d’Ankarimbelo

Au nord du massif de Manama, de nombreuses cassures orientés N 60° E sont remplies de roches allant des rhyolites aux gabbros (syénites, syénites néphéliniques, microsyénites, microdiocrites, théralites, dolérites et basaltes)

1°) Volcanisme crétacé

Dans les bassin sédimentaires, il y a des coulées inter stratifiées du Turonien et du Campanien. Nous allons voir les coulées du socle cristallin.

a) Volcanisme de la côte orientale.

Datant du Turonien entre Vohémar et la pointe sud de la presqu’île Masoala, il est surtout constitué de basaltes, sakalavites (basalte à silice), tholéites (basalte à quartz sursaturé). Mais au Sud de Vohémar, il existe quelques basaltes néphéliniques. Les coulées sont parfois recouvertes de coulées rhyolitiques.

b) Le massif de l’Androy

C’est le massif du Nummulitique allongé sur 80 km dans la partie sud, recouvert par les sables des grandes dunes Tatsimiennes d’Ambovombe. Il résulte de l’emplacement de bas en haut de :

- basaltes inférieurs, rhyolites inférieurs et basaltes supérieurs

- rhyolites supérieures

L’épaisseur total des coulées atteint près de 2000m recoupée de petits massifs de microdiorites et de microgranites (ankaratrite = basalte alcalin)

2°) Volcanisme tertiaire et quaternaire.

A partir du sommet d’Ambre ; les volcans du tertiaire et quaternaire sont représentés dans les îles de Nosy-Be, de Nosy Mitsio, le massif de l’Ankaizina ; de Tsaratanàna, de l’Itasy et de l’Ankaratra.

a) Le volcan des îles

A Nosy-be ; il y a deux types d’émissions, ce sont les plus anciennes

- la première est de type hawaïen avec de longs épanchements très fluides.

- la deuxième donnant de nombreux cônes stromboliens ; les laves sont surtout des ankaratrites. Les projections sont certainement abondantes, les cratères-lacs sont tellement nombreux.

A Nosy Mitsio, on a les coulées de basaltes, de basanites et d’andésites sans appareils conservés

b) Le volcan d’Ankaizina-Tsaratanàna.

L’Ankaizina constitue un puissant ensemble volcanique où l’on peut séparer le massif de Tsaratanàna at le massif d’Ambondro. A l’ouest de ce dernier le massif de Manongarivo.

Cet ensemble résulte d’importantes manifestations de l’Eocène comme celle de Manongarivo, de la presqu’île de Manangaka.

Les manifestations volcaniques sont suivies de nombreuses émissions de laves, Le Tertiaire très récent qui en partant de la base représente :

- des rhyolites, trachytes, ignimbrites ;

- des basaltes, basanitoïdes ;

- des trachy-phonolites, phonolites ;

- des basaltes, basanites de plateau.

- des basaltes, basanites récents.

La région de Bealanana représente une belle série de cône strombolien avec des coulées dans les vallées.