STRUCTURE OF THE FERKESSEDOUGOU BATHOLITH (SECTOR OF ZUENOULA, CÔTE D'IVOIRE) : IMPLICATIONS ON THE INTERPRETATION OF THE GEODYNAMIC OF WEST AFRICAN PALEOPROTEROZOIC AT 2.1 Ga
STRUCTURE DU BATHOLITE DE FERKESSEDOUGOU (SECTEUR DE ZUENOULA, CÔTE D'IVOIRE) : IMPLICATIONS SUR L'INTERPRETATION DE LA GEODYNAMIQUE DU PALEOPROTEROZOÏQUE D'AFRIQUE DE L'OUEST A 2.1 Ga
Résumé
In the West African Craton, the 2.1 Ga period is a major stage of leucogranite production. Because of its localization, its extension as much as its history in the geological literature, the batholith of Ferkessédougou (Côte d'Ivoire) is a main element for the interpretation of the Paleoproterozoic geodynamics. Interpreted as a typical granite of eugeosynclinal then as typical of collision of the modern type, it is in any case a NNE-SSW oriented significan crustal accident of Paleoproterozoic : the GFB (Greenville-Ferkessédougou-Bobodioulasso) lineament. Its study and its interpretation fall under the debate of the validity of plate tectonics at this period. As a matter of fact, by remote sensing, we show that this 400 km lenght batholith on about fifty broad consist in an important quantity of adjacent plutons which are petrographically relatively close. The general context of slightly deformed and epizonal metavolcanic and/or metasedimentary birimian age (2.2 Ga to 2.1 Ga) host rocks, as well as the absence of additional tangential deformations express the weakness of the crustal thickening synchronous of its genesis. Its fabric, determined by traditional structural analysis ans AMS (Anisotropy of Magnetic Susceptibility), is double. The first foliation (magmatic) is generally coaxial with varied orientation and dips. This foliation draws curved trajectories and expresses the intrusion of plutons. It is the equivalent of what was brought back to the D1 deformation around older granites. The second foliation (from magmatic to post-solidus), which is much better well-ordered and often constrictive or none coaxial, is the result of a regional strain transcurrent field which refers to the D2 deformation. This latter is well-known in the chrology of the birimian craton. The plutons of the granitic batholith of Ferké are syntectonic of the birimian main shortening (2.1 to 2.07 Ga). From the review of the various models of plutons emplacement, the analysis of the SW sector of Côte d'Ivoire showing two-micas granite dykes and metamorphic facies of higher range, a review of the Imata formations in Surinam, as well as the assessment of structural analysis, we propose a 3D model for the batholith of Ferké. This latter may correspond to a set of small plutons of laccolithic form intruded into the superficial crust between birimian epizonal metasediments known as "metasediments of basin" and gneiss and micaschists of age probably ranging between 2.2 and 2.1 Ga. The plutons may rise from dykes resulting of fracturing by pull-apart opening of the SASCA-Bandaman-Bobodioulasso sedimentary basin. The melting of the old greenstone-belts/TTG type crust (absence of traces of Archean basement), which occurs vertically compared to the subsident basin, will have incorporated material of sedimentary basin. The necessary contribution of heat for the compensation of the weakness of thickening would have been provided by the strike-slip faults of pull-aparts. The volume required for the emplacement of plutons needs a rise of these latters at the end of the extensive period thanks to many cauldron-subsidences. The conditions and modes of the two principal deformations imply a short time between the stabilization of the opening of the basins and thei closing. In addition, the variation of the structural level from North-East towards South-West, particulary towards the probable zone of the equivalent-root in Venezuela-Surinam, shows a deepening and the bringing together of an archean crust towards the SW whereas it was recognized only towards the West up to now (Guinea, Dorsale of Man) or was only suspected towards the East of Ghana.
La période à 2.1 Ga du Craton d'Afrique de l'Ouest est une période de production massive de leucogranites. Le batholite de Ferkessédougou (Côte d'Ivoire) est, tant du point de vue de sa localisation, de son extension, que de son histoire dans la littérature géologique, un élément majeur de l'interprétation de la géodynamique du Paléoprotérozoïque. Tour à tour considéré comme un granite de ride augéosynclinale puis un granite typique de collision de type moderne, il n'en demeure pas moins le jalon d'un accident crustal NNE-SSW important du Paléoprotérozoïque : le linéament GFB (Greenville-Ferkessédougou-Bobodioulasso). Son étude et son interprétation s'inscrivent dans le débat sur la validité de la tectonique des plaques à cette période. Par analyse satellitale, nous montrons que ce batholite de 400 km de long sur une cinquantaine de large est en fait constitué d'une grande quantité de plutons adjacents relativement proches pétrographiquement. Le contexte général de son encaissant métavolcanique et/ou métasédimentaire birimien (2.2 Ga à 2.1 Ga) faiblement déformé et épizonal ainsi que l'absence de déformations tangentielles additionnelles traduisent la faiblesse de l'épaississement crustal synchrone de sa genèse. Sa fabrique déterminée par analyse structurale classique et par analyse de susceptibilité magnétique est double. La première "magmatique" est le plus souvent coaxiale, d'orientation et de pendages variables. Elle dessine des trajectoires courbes et traduit la mise en place des plutons. Elle est l'équivalent de ce qui a été rapporté à la déformation D1 autour de granites anciens. La seconde, magmatique à post-solidus, beaucoup mieux réglée, souvent constrictive ou non-coaxiale, est l'image d'un champ de contrainte régional transcurrent qui se rapporte à la déformation D2 classique dans la chronologie du craton birimien. Les plutons du batholite granitique de Ferké sont syntectoniques de cette grande phase de raccourcissement (2.1 Ga à 2.07 Ga) du birimien. Le passage en revue des différents modèles de plutons, l'analyse du secteur SW de la Côte d'Ivoire présentant des dykes granites à deux micas et des faciès métamorphiques de plus haut grade, un survol des formations de l'Imataca au Surinam, ainsi que le bilan de l'analyse structurale, nous amènent à proposer un modèle 3D pour le batholite de Ferké. Il correspondrait à un ensemble de petits plutons de forme laccolithique engagés dans la croûte superficielle entre les métasédiments épizonaux birimiens dits "de bassin", des gneiss et micaschistes probablement d'âge compris entre 2.2 et 2.1 Ga. Ces plutons seraient alimentés par un faisceau de dykes issus de la fracturation par ouverture en pull-apart du bassin sédimentaire SASCA-Bandama-Bobodioulasso. La fusion de la croûte essentiellement de type ceinture verte/TTG (absence de traces de matériel archéen), à la verticale du bassin subsident, aura incorporé du matériel sédimentaire de bassin. L'apport de chaleur nécessaire à la compensation de la faiblesse de l'épaississement aurait été fourni par le jeu décrochant des fractures majeures des pull-aparts. La place nécessaire à la mise en place des plutons exige une montée de ces derniers à la fin de la période extensive à la faveur de multiples cauldron-subsidences. Les conditions et régimes des deux déformations principales impliquent un lapse de temps très court entre la stabilisation de l'ouverture des bassins et leur fermeture. Par ailleurs, la variation du niveau structural du Nord-Est vers le Sud-Ouest, en particulier vers la zone probable de l'équivalent-racine au Vénézuéla-Surinam, montre un approfondissement et le rapprochement d'une croûte archéenne vers le SW alors qu'elle n'était jusqu'à présent reconnue que vers l'Ouest (Guinée, Dorsale de Man) ou soupçonnée vers l'Est au Ghana.
Mots clés
West African Craton
Paleoproterozoic
Birimian
Eburnean
Ferkessédougou Batholith
Sasca domain
Two-micas granite
Remote sensing
Anisotropy of magnetic susceptibility
Periplutonic deformation
Magmatic foliation
Strike-slip
Laccolithic form
Craton Ouest Africain
Paléoprotérozoïque
Birimien
Eburnéen
Batholite de Ferkessédougou
Domaine Sasca
Imataca
Leucogranite
Granite à deux micas
Téléanalyse satellitale
Anisotropie de susceptibilité magnétique
Déformation périplutonique
Foliation magmatique
Décrochement
Collision
Forme laccolithique
Pull-apart
Multi-cauldron-subsidences