Etude de la subsidence du Bassin de Morondava (Madagascar) dans le cadre de l'évolution géodynamique de la marge est-africaine

Abstract

(FRE) Madagascar présente sur son flanc ouest deux grands bassins sédimentaires : le bassin de Mahajanga, situé au Nord Ouest, mesure environ 50.000 kM2 ; celui de Morondava, localisé à l'Ouest et au Sud Ouest, a une superficie de l'ordre de 170.000 km2. Le présent travail traite de la subsidence et des mécanismes de mise en place du bassin de Morondava dans le cadre de l'évolution de la marge est-africaine. Les différentes analyses géologiques (stratigraphiques, tectoniques et cinématiques) et géophysiques (gravimétriques, subsidence) ont montré que la mise en place de ces bassins : - s'était effectuée pendant deux époques principales, Karroo et post-Karroo ; - résultait de mécanismes tectoniques associés principalement à l'extension de la croûte et à la surcharge sédimentaire. Du point de vue temporel, la série Karroo, qui va du Permo-Carbonifère au Jurassique inférieur, montre une évolution polyphasée de ces bassins est-africains ; celle-ci étant marquée par des phases tectoniques brèves mais intenses. Durant cette époque de rifting intracontinental, les bassins ont acquis leur aspect structural particulier de bassins asymétriques. La subsidence que l'on observe a donc une origine essentiellement tectonique. Le post-Karroo commence au Jurassique moyen par une discordance majeure et généralisée d'âge bajocien : c'est la "breakup unconformity". Cette époque réflète un phénomène régional plus vaste au cours duquel les bassins côtiers ont évolué en marges divergentes passives. La subsidence observée, dite subsidence thermique, traduit le retour vers un état d'équilibre isostatique de la lithosphère. Le Tertiaire montre des variations fréquentes et rapides de la subsidence qui soulignent une intense reprise de l'activité tectonique, dont témoignent les rifts continentaux est-africains. Dans le bassin de Morondava, ces différentes périodes tectoniques s'accompagnent d'une migration spatiale de la subsidence d'Est en Ouest. Par ailleurs, les processus géodynamiques de sa mise en place semblent avoir structuré le bassin de Morondava en deux domaines : une marge en coulissement dans la partie nord et une marge en arrachement dans la partie sud. Du point de vue structural, le modèle d'extension homogène instantanée de la lithosphère décrit parMc Kenzie (1978), appliqué au bassin de Morondava, donne une bonne approximation des amplitudes de la subsidence et des valeurs moyennes des coefficients d'extension de la croûte. Toutefois, le modèle d'extension non homogène à étirement progressif ( Jarvis et Mc Kenzie, 1980 ; Royden et Keen, 1980) traduit mieux les phénomènes qui sont à l'origine des variations de la subsidence observée. (ENG) Madagascar island presents two main basins in its west side : the Mahajanga basin in the North West is large of about 50.000 km2 ; the Morondava basin, located in the West and the South West, is spreading within of about 170.000 kM2. The present work concems the subsidence and the setting's mechanisms of the Morondava basin in the context of the east-african margins' évolution. Geological and geophysical analysis, taking in account stratigraphical, tectonical and kinematical aspects, show that the setting of those basins : - firstly, had been made during two main periods, the Karroo period and the post-Karroo's ; - secondly, corresponds to the mechanisms of crustal streching and sedimentary load models of basins formed mainly by extension. According to the temporal setting, the Karroo period, which extends from Permo-Carboniferous to Lower Jurassic time, shows polyphasic evolution of those basins with short but intensive tectonical phases. Those basins had taken their particular schemes of asymetrical basins during this intracontinental rifting period and the observed subsidence is assumed to have essentially a tectonical origin. The post-Karroo period begins since the middle Jurassic with a main and generalised unconformity at the Bajocian time : it is the breakup unconformity. This period conveys a regional phenomenon during which the coastal basins evoluated to passive margins basins. The observed subsidence, as a thermal subsidence, corresponds to a progressive return of the lithosphere to its isostatical equilibrium state. The Tertiary period shows many variations of the subsidence which indicate an important tectonical activity related to the continental east-african rifts. In the Morondava basin, those tectonical phases are accompanied by a spatial migration of the subsidence from East to West. In the other hand, the geodynamical processes of this basin's setting has favoured its structural segmentation as : an extensional fracturing segment in its southem part and a segment of a margin formed by a strike-slip motion in its northem part. According to the structural consideration, the Mc Kenzie model (1978) of instantaneous and homogeneous crustal streching, applied to the Morondava basin, gives a good approximation of the subsidence's magnitude and of the crustal streching's coefficient values. But the non homogeneous and progressive crustal streching model (Royden and Keen, 1980 ; Jarvis and Mc Kenzie, 1980) gives the best fit of the intensities and variations of the subsidence observed in this basin.