Caractérisation lithostratigraphique et pétrographique des formations sédimentaires de la vallée de Walidiala

Les formations sédimentaires non déformées et non métamorphisées du Sénégal Oriental d’âge Protérozoïque supérieur à Paléozoïque inférieur, constituent les plus anciennes formations du Sénégal. Nickles (1936) a publié les premiers travaux de synthèse de la géologie du Sénégal Oriental. Il sera suivi par des géologues pétroliers Arnould et al (1959). Cependant l’étude géologique proprement dite de cette région sera l’œuvre de Bassot (1966). Ce dernier effectue les premiers découpages stratigraphiques en séries et publie sept feuilles géologiques au 1/200.000 couvrant le Sénégal Oriental. Depuis lors, plusieurs géologues se sont intéressés davantage à cette partie du Sénégal. Parmi eux Villeneuve (1984 et 1989), Deynoux (1980), Deynoux et al, (1985), Deynoux et al. (1992), Culver et al, (1988), Culver et Hunt (1991), Culver (1994). Ces différents travaux ont permis une bonne connaissance de la lithostratigraphie de la zone. Le présent travail a été réalisé au sein du Département de Géologie de la faculté des Sciences et Techniques de l’Université Cheikh Anta Diop de Dakar. Ses principaux objectifs sont les suivants :
❖ effectuer une étude lithostratigraphique afin de proposer un schéma de corrélation, d’établir une carte de faciès et un log synthétique du secteur de Walidiala;
❖ étudier certains microfaciès pour mieux préciser les caractères pétrographiques ;
❖ proposer une esquisse paléoenvironnementale expliquant les conditions de sédimentation.

CADRE GEOLOGIQUE

Le bassin de Taoudéni , constitué de sédiments non déformés et non métamorphisés d’âge Protérozoïque supérieur à Paléozoïque, couvre l’essentiel du craton ouest africain (Trompette, 1973).

Le bassin de Taoudéni est prolongé à l’Ouest du continent africain par le bassin de Madina Kouta  qui est orienté Est-Ouest. Le bassin de Madina Kouta est limité au Nord par la boutonnière Kédougou-Kéniéba, au Sud par la dorsale Léo et à l’extrême Ouest, il butte sur la ceinture plissée panafricaine constituée par les chaînes des Mauritanides et des Bassarides. C’est un petit bassin intracratonique de 30.000 km2 de superficie, long de 250 km de Walidiala à l’Ouest jusqu’à la pointe orientale de la boutonnière de KédougouKéniéba. Sa largeur est de 180 km en partant de Fongolimbi au Nord jusqu’au village de Ditin au Sud. Il est discordant sur le socle cristallin représenté au Sénégal oriental par les super groupes de Mako et celui de Dialé-Daléma (Bassot et Caen Vachette, 1984). Il représente des séquences sédimentaires non déformées et non métamorphisées fréquemment interrompues ou surmontées par des dolérites et les éboulis qui en dérivent. Au niveau de la zone étudiée nous avons principalement la Formation de Pelléle du Groupe de Ségou et deux autres formations appartenant au Groupe de Mali :
➤ la Formation de Hassanah Diallo, à la base, débute par la tillite éocambrienne qui constitue un niveau de repère dans toute l’Afrique de l’Ouest (Bassot, 1966) ; elle repose en discordance sur la Formation de Pelléle (Villeneuve, 1984) ;
➤ la Formation de Nandoumari qui se trouve au sommet du Groupe de Mali, a livré sur le plan paléontologique des fossiles datés du Cambrien inférieur à moyen (Culver et Hunt, 1996).

Synthèse lithostratigraphique des travaux antérieurs

Le bassin de Madina Kouta (Supergroupe I)

Bassot (1966) a proposé un découpage lithostratigraphique des formations sédimentaires à partir de plusieurs coupes levées dans le bassin de Madina Kouta. Les géologues de la COGEMA (1984) ont distingués à la base la série de Ségou, discordante sur le socle birrimien et recouverte par la série de Madina Kouta. Ces travaux seront complétés par Villeneuve (1989), qui a confirmé une discordance cartographique et stratigraphique déjà identifiée par les géologues de la COGEMA. Cette discordance lui a permis de définir dans le groupe de Ségou deux formations:
-la formation de Pelléle qui est pélitico-gréseuse à dominante pélitique rouge. Elle débute localement par un conglomérat de base en certains endroits ou directement par les pélites rouges en d’autres ;
-la formation de Dindéfello à dominante gréseuse, est formée de trois membres (Deynoux, et al 1992). Quant au groupe de Madina Kouta, il comprend trois formations :
-la Formation de Fongolimbi pélitico-gréseuse rouge, caractérisée par la présence de niveaux carbonatés et stromatholitiques ;
-la Formation de Kanta constituée de grés fins à moyens, arkosiques de couleur rose;
-la Formation de Dira constituée d’une alternance de grés à litage oblique ou entrecroisé et rides de courant, d’argilites ou de pélites à fente de dessiccation, de calcaires et de calcaires gréseux à litage arqué. Toutes ces formations sont regroupées sous le terme de super groupe I, qui est situé à l’Est du méridien 12°25 et occupe la partie Nord-Est du massif de Mali. Il est rapporté au Protérozoïque supérieur (Infracambrien) Bassot (1966).

Le groupe de MALI (Le Supergroupe II)

Ce groupe débute par la tillite, qui repose en discordance sur la formation de Pelléle et constitue un marqueur important dans toute l’Afrique de l’Ouest (Bassot, 1966). A la suite des travaux de Culver et Hunt (1991), ce groupe est divisé en deux formations : Hassanah Diallo et Nandoumari  et cinq membres. Son âge se situe entre l’Eocambrien et le Paléozoïque inférieur plus précisément le Cambrien inférieur à moyen (Culver et Hunt, 1991). Ce groupe occupe la partie Nord-Ouest du massif de Mali, dont la majeure partie se trouve en Guinée. Ces auteurs distinguent la Formation de Hassanah Diallo, qui repose en discordance sur les pélites rouges de la Formation de Pelléle. Elle comprend deux membres :
-la tillite massive avec plusieurs éléments figurés (blocs, galets, graviers, granules) de tailles variables réunis par un ciment silto-gréso-carbonaté et les pélites laminées avec des galets tachés forment le Membre de Pélél ;
-les pélites verdâtres micacées avec intercalation de quelques bancs de grés qui reposent en concordance sur ces pélites laminées représentent le Membre de Diagoma. Ce faciès est très abondant dans la vallée de Walidiala avec une puissance pouvant atteindre 150 m. Culver et Hunt (1991) ont également mis en évidence la Formation de Nandoumari, avec trois membres :
-les quartzarénites et les pélites intercalées entre les bancs et chenaux de ce faciès forment le Membre de Tanagué ;
-la dolomie sparitique ou micritique à veinules de silice représente le Membre de Bowal ;
-les pélites verdâtres situées au dessus de la dolomie, les cherts et les pélites violettes en plaquettes forment le Membre du Fougon. Le Groupe du Mali est gréso-pélitique avec des épisodes chimiques (dolomie et cherts).

Alternance pélites verdâtres micacées- bancs de grés

Cette alternance est au-dessus de la tillite, avec une puissance de 119 m. Nous avons noté un granoclassement positif des grains dans les bancs de grés qui sont visibles au début de l’alternance. Sur les pélites qui sont au-dessus des bancs de grés visibles au début de l’alternance, nous avons la fréquence des fentes de retrait au niveau des cotes 6, 12, 24 et 25 m juste après la tillite. A partir de la cote 25 m de l’alternance, les bancs de grés ne sont plus visibles et la pente de l’alternance devient faible. Le passage de cette alternance aux quartzarénites qui sont au-dessus est progressif avec des pélites qui deviennent de plus en plus dures.

Les quartzarénites

Ce faciès présentant un granoclassement positif a une puissance de 5,6 m. La fréquence de leurs éboulis est due à la présence des pélites intercalées entre les chenaux de quartzarénites. Ce faciès a été déposé par des courants unidirectionnels en milieu marin peu profond ou en domaine fluviatile. Dans ce secteur le passage entre quartzarénites et dolomie n’est pas direct, nous avons noté la présence d’une couche de pélites entre les deux faciès.

La dolomie
Dans ce secteur également la dolomie, se présente sous deux aspects, sparitique et micritique avec des veinules de silice (planche 2, G). C’est probablement une dolomie secondaire qui provient du remplacement partiel de la calcite par de la dolomite. Elle a une puissance de 3 m et est surmontée par une couche de pélites verdâtres d’une épaisseur de 12 m. Cette dolomie traduit une sédimentation à dominante chimique. Sur le plan morphologique les quartzarénites et les dolomies forment des falaises au niveau de la vallée de Walidiala.

Les cherts
Ce sont des roches siliceuses néoformées, cassure conchoïdale (silexites). Ils forment des bancs avec une alternance de lits sombres et de lits clairs (cherts rubanés) entre ces bancs nous avons noté la présence de lamines de pélites, ce qui rend l’érosion de ces cherts très facile avec la présence de plusieurs éboulis dans le secteur. Ils sont de couleurs grises blanchâtres ou jaunâtres avec une puissance de 3,21 m.

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Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : Cadre géographique et géologique
I. 1 Cadre géographique
I. 2 Cadre géologique
I. 3 Synthèse lithostratigraphique des travaux antérieurs
I. 3.1 Le bassin de Madina Kouta (super groupe I)
I. 3.2 Le Groupe de Mali ou super groupe II
Chapitre II : Etude lithostratigraphique
II. 1 Objectifs
II. 2 Méthodologie
II. 3 Description des coupes levées dans la vallée de Walidiala
II. 4 Corrélation lithostratigraphique
II. 5 Synthèse lithostratigraphique
Chapitre III : Etude pétrographique
III. 1 Objectifs
III. 2 Méthodologie
III. 3 Description pétrographique des lames mines
III. 4 Synthèse pétrographique
III. 5 Analyse paléoenvironnementale
Conclusion générale
Références bibliographiques
Table des matières
Liste des figures
Liste des tableaux
Annexes

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