Influence des événements tectoniques lointains sur l’évolution des bassins sédimentaires de la marge ouest-africaine

La déformation qui affecte les unités géologiques d’une région n’est pas nécessairement liée à des épisodes tectoniques régionaux. Elle peut aussi être causée par des événements très lointains, via un mécanisme de transfert de contraintes. Un mécanisme mis en avant par une nouvelle étude réalisée sur la marge angolaise. 

Des épisodes tectoniques qui se répercutent sur plusieurs milliers de kilomètres

Les plaques tectoniques sont, à première vue, considérées comme des ensembles rigides, ce qui implique que la déformation se fasse principalement au niveau de leurs limites. On voit cependant que la réalité est plus complexe, l’intérieur des plaques pouvant également subir de la déformation tectonique. Celle-ci s’explique notamment par le transfert, parfois sur plus de 2 000 km, de contraintes générées lors d’événement lointains, comme des épisodes de collision, ou tout simplement par l’accrétion océanique au niveau des dorsales. Des transferts de contraintes qui ont déjà été documentés au niveau des marges de l’Atlantique Sud. 

Si une partie de cette déformation peut être observée dans les structures à terre, comprendre l’histoire tectonique de ces marges nécessite de compléter ces données par l’observation des structures de déformation présentes dans le domaine offshore également. Ce qui s’avère être bien plus compliqué. Dans certaines régions, les chercheurs peuvent toutefois s’appuyer sur les données obtenues lors de forages pétroliers réalisés dans les bassins sédimentaires. 

De la micro-déformation qui témoigne d’événements tectoniques régionaux et lointains

Grâce à des forages réalisés dans le bassin du Kwanza, au large de l’Angola, Boubacar Bah et ses collègues de l’ISTeP, de TotalEnergie et de l’Université de Pau ont ainsi pu observer les fractures et microstructures affectant les dépôts carbonatés déposés pendant l’extension continentale qui a conduit à la formation de la marge passive angolaise il y a 130 à 115 millions d’années.

Plus spécifiquement, les chercheurs se sont intéressés aux macles des cristaux de calcite de la matrice des carbonates (les macles sont des microstructures de déformation à l’intérieur des cristaux) ainsi qu’aux fractures et aux stylolites sédimentaires (ces derniers sont de très fines structures en dents de scie résultant de mécanismes de pression-dissolution au sein des roches sédimentaires en réponse à la compaction durant l’enfouissement). Ces différentes structures à petite échelle ont permis de reconstruire l’évolution des paléo-contraintes qui ont affecté ce bassin sédimentaire au cours du temps.

Les résultats, publiés dans la revue Journal of African Earth Sciences, révèlent ainsi que cette marge de l’ouest de l’Afrique a connu plusieurs épisodes de contraintes tectoniques. Le premier est d’origine régionale, puisqu’il s’agit d’une phase d’extension avec plusieurs directions successives associée au rifting et au début de l’ouverture de l’Atlantique Sud il y a 130 à 112 millions d’années. Cet épisode tectonique majeur a entrainé la réactivation d’anciennes structures dans le socle et le développement de nouvelles grandes failles normales. Mais les analyses révèlent d’autres phases de déformations, plus récentes, qui se sont superposées à cette déformation extensive. 

Accrétion océanique et collision influencent l’évolution des bassins sédimentaires offshore

Ainsi, la marge angolaise semble avoir subi un régime compressif et/ou décrochant bien plus tard, vers 67-60 millions d’années. Cet épisode serait cette fois-ci lié au transfert de contraintes engendrées bien plus au nord au niveau de la frontière en collision entre les plaques Afrique et Eurasie. Enfin, un dernier épisode compressif et/ou décrochant prévaut depuis 17-15 millions d’années (et peut-être même depuis 34-30 Ma) et serait quant à lui lié à la poussée exercée par la dorsale médio-Atlantique.

Ces résultats sont en accord avec de précédentes reconstructions de paléo-contraintes réalisées plus au nord sur la marge congolaise (lire la brève en question ici). La cohérence des résultats à l’échelle régionale établit la validité de l’approche adoptée et montre que l’histoire d’une marge passive n’est pas (toujours) un long fleuve tranquille : outre l’extension qui lui a donné naissance, la marge passive ouest-africaine a ainsi subi, et ce jusqu’à l’actuel, l’influence de contraintes compressives transmises à très grande distance depuis les différentes frontières de plaques.

Brève rédigée par Morgane Gillard

Pour en savoir plus : Boubacar Bah, Olivier Lacombe, Nicolas E. Beaudoin, Pierre-Alexandre Teboul, Jean-Pierre Girard, Claude Gout, Paleostress evolution of the Outer Kwanza basin (offshore Angola); comparison with the Congo basin and implications for the tectonic history of the Central segment of the West Africa passive margin, Journal of African Earth Sciences, Volume 218, 2024, 105382, ISSN 1464-343X

Photographie présentant les carottes de forages étudiées et les différentes structures (fractures cimentées, fracturation des grains de calcite et stylolites) © Bah et al. 2024, Journal of African Earth Sciences