Géologie du Cameroun

Le fleuve Ntem dans le Sud du Cameroun qui a donné son nom à l'Unité de Ntem.

L’Unité du Ntem occupe la plus grande surface du craton, elle est chevauchée à l'Ouest par l'unité déformée du Nyong[2]. Elle est constituée de ceintures de roches vertes, metabasites, BIF et d'autres metasédiments, gneiss de faciès granulite et granitoïdes archéens[1].

Cette unité comprend les roches les plus anciennes du Cameroun, il s'agit d'élements résiduels d'une protocroute datée entre -3,1 et -3,6 Ga[2] (Paléoarchéen à la base du Mesoarchéen). Dans ce premier encaissant, un bassin sédimentaire se met en place vers -3 Ga (base du mésoarchéen) qui se manifeste par une première ceinture de roches vertes : celle de Lolodorf-Ngomezap. Cette ceinture ancienne est constituée de roches volcaniques basiques mise en place sous forme de sills dans d'anciens sédiments (grès ferrifères et argilites)[2]. Ces roches ont été métamorphisées pour donner des orthoamphibolite à grenats, clino et orthopyroxènes (metabasite), des quartzites, BIF et paragneiss (métasédiments) et quelques orthogneiss[2].

Au Mésoarchéen, une phase d'intrusions de TTG (Tonalite-Trondjhémite-Granodiorite) ainsi que des charnokites est daté à -2,9 Ga[2].

Au Néoarchéen, se met en place la Série Rubanée, daté à -2,6 Ga (dernière phase de l'orogénése libérienne)[2]. La Série Rubanée, est principalement constituée d'intrusion de charnockite gneissifiée et de gneiss à silicates d'alumine[2]. Les charnokites sont des granitoïdes à orthopyroxènes mis en place en contexte granulitique qui présente au Cameroun des quartz bleutés caractéristiques.

A cette méme période (-2,6 Ga), se met en place des tonalites (Tonalite de Soo) et des granites calco-alcalins potassiques[2].

Cette unité présente un fort degré de métamorphisme mais est faiblement déformée par une foliation libérienne N130°E[3].

Le fleuve Nyong a donné son nom à l'unité géologique sur lequel il coule dans sa partie amont.

L’Unité du Nyong est la partie nord-ouest du craton d'âge paléoprotérozoïque, cette unité est définie par son niveau de déformation : c'est la partie affecté par la déformation panafricaine sur la bordure ouest du craton[2]. Toutefois, compte tenu que l'Unité du Nyong est affectée par les orogenèses ultérieures, on ne peut parle de craton au sens strict.

Cette unité a été très déformée et mylonitisée dans un contexte de haute-pression, lors de plusieurs phases tectoniques majeures[2] :

• la première libérienne à structures Est-Ouest (D1)[4] ;
• la deuxième éburnéenne daté à -2 Ga, à foliation N40°E[note 1] et cisaillements senestres verticaux (D2)[4] - [5] - [6] ;
• puis l'orogène panafricain[7] - [8].

Cette unité très souvent mylonitisée est composée de[1] :

• ceinture de roche vertes (amphibolites) identique à l'Unité de Ntem avec en plus, la présence d'ultrabasites retromorphosés en serpentinite et chloritoschistes à amphiboles ;
• métasédiments paléoprotérozoïques (gneiss éburnéens).

L’Unité de l’Ayina est la partie Est du craton en contact avec la couverture. Elle est composée de roches identiques à l'Unité du Ntem mais avec une passe de déformation N-E plus postérieure aux cycles libériens (éburnéen) orienté N40°E avec des couloirs mylonitiques N50°E[3]. La Série de Mbalam associée à cette unité constitue sans doute un sillon paléoprotérozoïque mis en place : il s'agit d'une série volcano-sédimentaire gneissifié à l'éburnéen[3]. Des granodiorites associées sont datées de -2 à 2,1 Ga[1].

Le craton archéen est recoupé par des intrusions paléoprotérozoïques de syénites (dont le massif de Syénite de Lolodorf daté à -2,4 Ga)[1].

Deux phases d'intrusions basiques à ultrabasiques tardives recoupent également le craton[3] :

• Une première datée à -2 Ga recoupant l'Unité du Ntem. Elle est constituée de filons de dolérites et gabbro, probablement associés aux peridotites d'Abiété et de Méka'a, et en relation avec l'ouverture du bassin du Nyong au Paléoprotérozoïque.
• Une deuxième datée à -1 Ga recoupant principalement l'Unité du Nyong, en relation avec l'ouverture du bassin de Yaoundé au Néoprotérozoïque, avant le cycle panafricain.

Le craton stable depuis l'Éburnéen s'est démantelé au Néoprotérozoïque en rift, bassin intracontinental de grande taille, bassin de zone de subduction où se sont mis en place des dépôts volcano-sédimentaires associés à un magmatisme très varié[11]. Très localement des péridotites sont mentionnées, évoquant un reliquat d'une possible suture océanique[1] ou un écaillage profond du manteau au niveau d'une croute amincie. Des reliquats de cratons inclus dans des lambeaux de cisaillement affleurent dans la région de Poli[11].

Une phase de déformation néoprotérozoïque a conduit à la formation d'une chaîne de montagne qui a déformé et métamorphisé les formations. Les restes de cette chaine de montagne, observables au Cameroun correspondent à la chaine des Oubanguides parfois appelée chaine Nord-Équatoriale. Il s'agit d'une chaine de collision importante, des nappes ont recouvert le craton du Congo au sud et le craton de l'Adamaoua-Yadé au Nord. L'érosion a partiellement démantelé ces nappes et fait affleurer les cratons, qui se prolongent sous la racine de la chaine érodée[11].

Le Cameroun est traversé par deux anciens couloirs de cisaillements majeurs dextres[1] :

• CCC : Cisaillement Centre Camerounais appartenant à la zone de cisaillement d'Afrique centrale ;
• SF : Faille de Sanaga.

Ces cisaillements majeurs sont marqués par de larges bandes mylonitisées. Il s’agit d’anciennes structures d’échelle continentale orientées SO-NE qui parcouraient la Pangée et la chaîne des Oubanguides du Brésil au golfe d’Aden en passant par l’Afrique centrale[11] avant l’éclatement de la Pangée.

Le métamorphisme et l'anatexie est daté vers 600 Ma (Néoprotérozoïque terminal) environ dans le secteur camerounais de la chaine[11].

Le mont Mvog Bétsi, est l'un des pains de sucre autour de la ville de Yaoundé composés de gneiss à grenats : Les gneiss de la Série de Yaoundé appartiennent au cycle panafricain.

L'interprétation et la subdivision des ensembles a évolué, un ancien concept définissait un "socle remobilisé", un "complexe de base" regroupant des granitoïdes, migmatites et gneiss et une "série intermédiaire" composée de schiste et micaschistes ; ces définitions, principalement basées sur la lithologie sont obsolètes[11]. Ce regroupement a été remplacé par une unité structurale géographique définie comme des séries associant des roches liées à un même contexte géodynamique, indépendamment de leur degré de métamorphisme et de déformation.

5 unités sont définies, toutes d'âge néoprotérozoïque (les trois premières appartiennent à un même ensemble)[11] :

• Série de Yaoundé, située au centre du pays, au Nord de la ville de Yaoundé.
• Série AMB (Ayos-Mbalmayo-Bengbis), située au centre-Sud du Cameroun, correspondant à un même ensemble sédimentaire que la Série de Yaoundé.
• Série de Yokadouma, située au Sud-Est du Cameroun, correspondant à une méga-écaille à la base de Série de Yaoundé.
• Série de Lom, située à l'Est du Caperoun, au contexte distinct des trois premières séries.
• Série de Poli, située au Nord du Cameroun, très différente des séries précédentes.

Un tableau récapitulatif reprend les détails de ces séries[11] :

Les massifs de granitoïdes panafricains syn-orogénique et post-orogénique sont très représentés à l'affleurement[11]. Les types de granitoïdes sont très variés, les granites calco-alcalins à biotite et amphiboles prédominent, avec les granites alcalins et des syénites. Ils sont datés entre -630 Ma (Néoprotérozoïque III) et -510 Ma (fin du Cambrien, au Paléozoïque)[11].

La Série de Poli présente spécifiquement un magmatisme syn-tectonique peralumineux et un magmatique post-tectonique alcalin[11].

Des épanchements volcaniques affleurent largement dans l'ouest et le centre du Pays. Ce volcanisme s'étend du golfe de Guinée en mer, parcourt le sud-ouest du Cameroun, le plateau volcanique de l'Adamaoua dans le centre du pays, jusqu'au lac Tchad selon une orientation N30°E[13].

En mer cette ligne volcanique est marquée par une ligne d’iles et de hauts-fonds volcaniques (du Nord au Sud) :

• île de Bioko (Guinée équatoriale) ;
• haut-fond de Santarém-Escobar ;
• île de Principe (Sao Tomé et Principe) ;
• île de Sao Tomé (Sao Tomé et Principe) ;
• petite île d'Annobon (Guinée équatoriale).

Des intrusions magmatiques d'origine mantellique variées : granite, diorite, syénite, gabbro ont commencé leur mise en place au Crétacé supérieur (73 Ma)[13]. Ces magmas alcalins et hyper-alcalins ont été associés à un volcanisme, de même chimie, observé à partir du Bartonien (40 Ma), l'activité volcanique est toujours présente[1].

Une soixantaine de complexes anorogéniques sont alignés parallélement au fossé de la Bénoué. Ce volcanisme serait lié à la réactivation d'anciennes structures panafricaines[13] en extension (rifting), ou transtension dans un contexte faisant débat : l'alignement des volcans a fait penser un temps qu'il pourrait s'agir de la trace d'un point chaud mais l'alignement n'est pas dans un ordre chronologique. La Ligne du Cameroun est plutôt semblable à la chaîne des Puys, en France.

Route barrée par une coulée de lave de l'éruption du mont Cameroun de 1999.

Le mont Cameroun est un des plus grands stratovolcans africains culminant à 4 070 m et le seul volcan actif de la Ligne du Cameroun. Il est composé de laves basaltiques à trachy-basaltiques[14] - [15] telles des océanites, des hawaiites, des trachytes ainsi que des laves sous-saturées : téphrites et phonolites[16]. Ces éruptions hawaïennes ou stromboliennes se traduisent par l'ouverture de fissures volcaniques qui émettent des coulées de lave. Il est le volcan le plus actif de l'Afrique de l'Ouest[14] avec neuf éruptions au cours du XX^e siècle[17]. La première éruption observée remonte au V^e siècle avant J.C. par l'explorateur carthaginois Hannon[14]. Ces coulées de lave atteignent parfois l'océan Atlantique comme c'est le cas en 1922[18] tandis qu'en 1999, la lave s'est arrêtée à 200 mètres du rivage[14] - [19]. Celle de 1982 a produit des lahars et celle de 2000 un lac de lave[17] - [19].

Le lac Nyos (ou lac Lwi) est un lac de cratère volcanique situé dans la province du Nord-Ouest à 1 091 mètres d’altitude[20], sur le flanc d’un volcan inactif près du mont Oku. Le lac a connu le 21 août 1986 une éruption limnique qui a causé la mort de 1746 personnes dans les villes environnantes. Un séisme ou un glissement de terrain a libéré subitement dans l'atmosphère environ 1 km³ de dioxyde de carbone (CO₂) accumulé dans le fond du lac, durant de nombreuses années, par l'activité volcanique sous-jacente. La forte densité du CO₂ l'a largement plaqué au sol, le transformant en nappe asphyxiante par privation d'oxygène.

Un autre lac présente au Cameroun les mêmes caractéristiques que le lac Nyos : le lac Monoun. Il contient dans ses eaux 10 millions de m³ de CO₂, à comparer aux 300 millions de m³ contenus dans le lac Nyos. En 1984, une éruption se produisit et tua au moins 37 personnes. Une opération de dégazage est aussi menée sur le lac Monoun depuis 2003[21] - [22].

• Vicat Jean Paul, Esquisse géologique du Cameroun, Press univ. Yaoundé I, coll. « GEOCAM », 1998, 9 p.

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