EVOLUTION DU LAC MBAWANE AU QUATERNAIRE RECENT

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CADRE GEOLOGIQUE

La presqu’île du Cap Vert dans laquelle se situe le lac Mbawane appartient à la partie la plus occidentale du bassin sénégalo-mauritanien (figure 2). Ce bassin est le plus occidental et le plus étendu des bassins méso-cénozoïques de la marge atlantique africaine. Les affleurements sont rares et situés essentiellement au Cap Vert et dans la région de Thiès. La stratigraphie du bassin est donc surtout connue grâce aux données fournies par les forages pétroliers et de recherche d’eau.

Le Mésozoïque et le Cénozoïque du bassin

Les travaux qui ont servi de base à cette présentation géologique sont ceux de Tessier (1952), Castelain (1965), Spengler et al. (1966), Monciardini (1966), Brancart (1977), Ducasse et al. (1978), ainsi que les synthèses stratigraphiques de Bellion & Guiraud (1984) et de Bellion (1987).
Le Mésozoïque débute dans le bassin par des dépôts de sels d’âge Trias ou Lias rencontrés au large de la Casamance et de la Mauritanie dans des structures diapiriques. A Dakar le Lias pourrait correspondre aux calcaires à intercalations de dolomie et nodules d’anhydrite du forage pétrolier DKM2. Au Jurassique moyen et supérieur se déposent des calcaires dolomitiques, oolithiques et biodétritiques dans la partie occidentale, les sédiments devenant détritiques grossiers à l’Est.
Le passage du Jurassique au Crétacé se traduit par la venue de matériel détritique à l’Ouest du bassin mais les dépôts carbonatés sont prédominants. Le Crétacé inférieur de la marge occidentale est constitué de calcaires souvent karstiques, de dolomies et de calcaires sableux qui alternent parfois avec des passages gréseux ; il se termine par des dépôts de calcaires, d’argiles, de silts et de grès. Au centre du bassin la série comporte surtout des grès et des argiles dont l’épaisseur diminue vers la bordure orientale. A Dakar et dans le horst de Diass, on observe une lacune du sommet du Crétacé inférieur (Aptien et Albien) et du début du Crétacé supérieur (Cénomanien)).
La base du Crétacé supérieur (Turonien) présente un faciès argileux homogène dans tout le bassin. Le Sénonien (Coniacien à Campanien) correspond à des dépôts argilo- sableux comportant des passages carbonatés à l’Ouest alors qu’à l’Est on trouve des argiles versicolores et des sables grossiers. Le Maastrichtien est dominé par des sables admettant des niveaux de lignite au sommet dans le centre et l’Est du bassin, ainsi que des passages conglomératiques vers la bordure orientale. A l’Ouest du horst de Diass les sables disparaissent et passent à des faciès sablo-argileux à Diamniadio puis à des argiles très épaisses au voisinage du lac Retba. Une lacune d’érosion du sommet du Maastrichtien a été observée autour du horst de Diass, dans la presqu’île de Cap Vert et dans le dôme Flore de Casamance, traduisant ainsi la régression survenue à la fin du Crétacé. Le Paléocène est transgressif et souvent discordant sur le Crétacé. Il est sableux ou gréseux à la base, mais les faciès argilo-marneux et calcaires dominent à l’Ouest du bassin. A l’Est on trouve surtout des calcaires, des grès calcaires et des sables. La fin du Paléocène est marquée par la régression et l’émersion dans la région du horst de Diass accompagnée de la karstification des calcaires coquilliers du Paléocène supérieur. L’Eocène inférieur correspond à une transgression avec l’extension maximale des dépôts marno-calcaires et argileux à l’Est. On y trouve des passages de silex et de phosphates fréquents, surtout à la base. L’Eocène moyen est également représenté par des argiles, des marnes, des calcaires parfois phosphatés et des grès calcaires. La mer amorce un retrait du bassin dès la fin de l’Eocène inférieur (Ly & Anglada, 1991 ; Sarr, 1995) et ce phénomène s’accentue surtout à l’Eocène supérieur et à l’Oligocène. Les premières manifestations volcaniques débutent dans le bassin au Sud du horst de Diass (Toubab Dialaw) dès le Lutétien (Sarr et al, 2000) et s’étendront au plateau de Thiès (Bandia) à l’Eocène supérieur (Cantagrel et al, 1976 ; Crévola, 1978 ; Crévola et al, 1994). Les dépôts de l’Eocène supérieur se localisent en Mauritanie, dans les régions du Cap Vert et de Thiès, en Casamance, à Tambaconuda et dans le Ferlo : ils sont constitués d’argiles, de calcaire argileux, de marno-calcaires souvent phosphatés et de grès. Les dépôts de l’Oligocène se retrouvent sensiblement dans les mêmes régions que ceux de l’Eocène supérieur. Ils comprennent des calcaires à Lépidocyclines, des marnes, des phosphates et des calcaires gréseux lumachelliques. Le Miocène marin est souvent difficile à individualiser dans le bassin. Il est connu en Casamance, au Sine-Saloum, à Tambacounda, dans le Ferlo, le delta du fleuve Sénégal, au NW de la Mauritanie et dans la presqu’île du Cap Vert (au large de Cayar). Les dépôts de calcaires argileux, de calcaires sableux coquilliers, de marnes et d’argiles à lignite sont rares. On trouve plus fréquemment des argiles, des sables et des grès. Ils sont pour l’essentiel datés du Miocène inférieur à moyen. La partie supérieure argilo-sableuse ou gréseuse de ces dépôts située sous la cuirasse latéritique et ayant subi une altération continentale forme le « Continental Terminal » (Lappartient, 1985). Le Miocène correspond aussi à une importante activité volcanique dans les régions de Thiès et du Cap Vert. Le Miocène supérieur et le Pliocène correspondent surtout à l’évolution du bassin en régime continental et sous un climat chaud et humide. La cuirasse ferrugineuse de la fin du Tertiaire est rattachée à cette période et s’observe notamment à Dakar, dans le massif de Diass et le plateau de Thiès (Demoulin, 1970). Le Quaternaire forme la majeure partie des affleurements du bassin et comporte surtout des dépôts sableux et argileux surtout d’origine continentale, plus rarement d’origine marine. Il comprend également des coulées volcaniques dans la ville de Dakar.

Le Quaternaire des Niaye

Les dépôts du Quaternaire sont constitués principalement de sables plus ou moins argileux qui reposent sur un substratum formé par les calcaires et marno-calcaires de Bargny datant de l’Eocène inférieur à moyen. Leur épaisseur moyenne est de 30 à 50 m dans les forages pétroliers des lacs Tanma (Ta 1) et Retba (Rt 1) situés à quelques km respectivement au SE et au SW du lac Mbawane. Les travaux qui ont servi de base principale à la présentation du Quaternaire de la région sont ceux de Hébrard (1966), Faure et Elouard (1967) et Elouard et al. (1977). A la suite des auteurs nous subdiviserons le Quaternaire des Niayes en trois périodes principales : le Quaternaire ancien et moyen, l’Holocène, le Subactuel et l’Actuel.

Le Quaternaire ancien et moyen

a) le Tafaritien (1 000 000 à 500 000 ans ? B. P.)
Au Sénégal, le Tafaritien est la plus ancienne des transgressions du Quaternaire et affecte l’isthme et la tête de la presqu’île du Cap Vert. Les dépôts correspondants, intercalés entre une cuirasse ferrugineuse pliocène et des formations dunaires quaternaires ont été rencontrés par sondage. Ce sont des sables et des argiles à faune marine qui paraissent plus anciens que les coulées volcaniques (basanites et dolérites) des Mamelles datées à environ 1 million d’années.
b) l’Akcharien (500 000 à 200 000 ans ? B. P.) D’après Michel (1969) et Hébrard (1978) (in Riffault, 1980) l’Akcharien correspond à une période régressive aride. Au maximum d’aridité les alizés auraient édifié des ergs dans les régions les plus septentrionales du bassin du Sénégal. Ces dépôts seraient probablement masqués par les formations postérieures car ils n’ont pas pu être mis en évidence.
c) l’Aïoujien (200 000 à 100 000 ans ? B. P.) Cette transgression se situe vers la fin d’une longue période humide il y aurait 200 000 ans et paraît plus limitée dans ses incursions que le Tafaritien. En Mauritanie les dépôts sont constitués par des grés calcaires à stratifications entrecroisées ou par des calcaires très fossilifères qui passent au sommet à des grés fins à débris coquilliers également à stratifications entrecroisées. Au Sénégal, des faciès analogues ont été rencontrés autour de la presqu’île du Cap Vert.
d) le Trarzien (100 000 à 40 000 ans B. P.) Le Trarzien correspond à une période régressive au cours de laquelle les actions des vents se sont intensifiées avec l’accroissement de l’aridité. Il se forme un erg orienté NE-SW sur le plateau du Ferlo septentrional et peut- être sur le Cayor. Au cours de cette période surviennent des déformations tectoniques dans le delta du Sénégal accompagnées du rejeu des failles de l’anticlinal du lac de Guiers. Cela a eu pour conséquence de dévier le cours du Sénégal d’une direction NW à une direction Ouest en aval de Bogué (Michel, 1970 ; in Riffault, 1980).
e) l’Inchirien (40 000 à 20 000 ans B. P.) L’Inchirien est une période transgressive dont la base correspond à un climat humide. En Mauritanie les dépôts sont constitués de grès de plages coquilliers et de lumachelles encroûtées. La faune est de type médio ou infralittorale de fonds sableux et se développe actuellement au Sud de la presqu’île du Cap Vert. Au Sénégal, les dépôts sont des sables argileux et correspondent aux limons de la Pointe de Fann, du Champ de Tir et de Yoff ainsi qu’aux grès ferrugineux et aux croûtes calcaires de Bargny (Diaw, 1997 ; in Fofana, 2004).
f) l’Ogolien (20 000 à 11 000 ans B. P.) Cette période est marquée par une aridité climatique très prononcée associée à une importante régression marine. Au maximum d’aridité, les vents édifient des ergs orientés NE-SW dans la partie occidentale du Sénégal jusqu’au Saloum. Au maximum de la régression, le niveau marin pourrait avoir atteint la cote -120 m par rapport à l’Actuel. A partir de 17 000 et jusqu’à 11 000 ans B. P. le niveau marin commence à remonter rapidement, ce phénomène s’accompagnant d’un climat plus humide.

L’Holocène

La période est marquée par des variations climatiques importantes associées aux fluctuations glacio-eustatiques du niveau marin. On la subdivise en Holocène inférieur, moyen et supérieur.
a) l’Holocène inférieur (11 000 à 7000 ans B. P.) Il débute par une phase de ralentissement de la transgression favorisant l’établissement d’un littoral entre -30 et -20 m vers 9000 ans B. P. La progression marine continue et le domaine marin déborde sur le domaine lagunaire. Dans ces lagunes se déposent des vases silteuses à débris ligneux caractérisant une végétation ligneuse et qui formeront la tourbe. Vers 8400 ans B. P. le niveau marin atteint la cote de -23 m. Le ralentissement de la transgression permet l’installation d’une mangrove à palétuviers à la périphérie des lagunes. Vers 8100 ans B. P. la mer envahit progressivement les lagunes et cette période correspond au Tchadien. Après 8000 ans les lagunes sont largement recouvertes par la mer. Les dépôts sont surtout sableux et la ligne de rivage se situe alors vers -20 m par rapport au niveau actuel (Legigan et al, 1983). A la fin de l’Holocène inférieur, vers 7000 ans B. P., un épisode aride affecte toute la région et permet le remaniement des dunes rouges. Le niveau marin se situerait alors vers -5 m (Faure et al, 1982).
b) l’Holocène moyen et supérieur (7000 à 2000 ans B. P.) La transgression qui a débuté au Tchadien se poursuit et le niveau marin passe de la cote -20 m à -5 m pour atteindre 0 m vers 6000 ans B. P.
La transgression du Nouakchottien survient entre 6000 et 4000 ans B. P. et atteint son maximum vers 5500 ans B. P. Le niveau marin a alors atteint la cote +3,5 m sur le littoral sénégalo-mauritanien. A cette transgression correspond une ingression dans les vallées et les interdunes bordant la côte, aboutissant à la formation de nombreux golfes sur le continent inondé. Les dépôts nouakchottiens sont des sables argileux de plage épais de 1 à 2 m. Ils sont caractérisés par une faune « sénégalienne » de type médiolittoral de fonds sableux où abondent Anadara senilis, Cardium edule et Dosinia isocardia.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : PRESENTATION PHYSIQUE DU SECTEUR
1. SITUATION GEOGRAPIQUE
2. LE RELIEF
2.1. Les Dunes vives récentes
2.2. Les Dunes jaunes semi fixées
2.3. Les Dunes jaunes ravivées
2.4. Les Dunes rouges ogoliennes
3. LE CLIMAT
4. HYDROLOGIE
4.1. Contexte hydrologique actuel des Niayes
4.2. Modèles lacustres
5. CADRE GEOLOGIQUE
5.1. Le Mésozoïque et le Cénozoïque du bassin
5.2. Le Quaternaire des Niayes
5.2.1. Le Quaternaire ancien et moyen
a) le Tafaritien
b) l’Akcharien
c) l’Aïoujien
d) le Trarzien
e) l’Inchirien
f) l’Ogolien
5.2.2. L’Holocène
a) l’Holocène inférieur
b) l’Holocène moyen et supérieur
5.2.3. Le Subactuel et l’Actuel
CHAPITRE 2 : MATERIEL ET METHODES D’ETUDE
1. LE TRAVAIL DE TERRAIN
2. LE TRAVAIL DE LABORATOIRE
2.1. Le lavage
2.2. Le tri
2.3. La détermination et les illustrationsµ
CHAPITRE 3 : ETUDE SYSTEMATIQUE DES FORAMINIFERES OSTRACODES
1. LES FORAMINIFERES
2. LES OSTRACODES
CHAPITRE 4 : STRATIGRAPHIE ET MICROPALEONTOLOGIE
1. LITHOSTRATIGRAPHIE ET MICROPALEONTOLOGIE
1.1. Vase argileuse
1.2. Vase argilo sableuse à niveaux coquilliers
2. ANALYSE SEDIMENTOLOGIQUE
2.1. Evolution du pourcentage des arénites et des coquilles
2.2. Signification de l’évolution du pourcentage des arénites et des coquilles
3. ANALYSE MICROPALEONTOLOGIQUE
3.1. Evolution des populations de microfaunes
3.1.1. Les associations de foraminifères
a) l’association A
b) l’association B
c) l’association C
d) l’association D
3.1.2. Les associations d’ostracodes
a) l’association 1
b) l’association 2
c) l’association 3
3.2. Abondance relative des principales espèces
3.2.1. abondance relative des genres de foraminifères
3.2.2. abondance relative des espèces d’ostracodes
CHAPITRE 5 : DISCUSSION ET SYNTHESE DES RESULTATS
1. SYNTHESE DES RESULTATS
2. EVOLUTION DU LAC MBAWANE AU QUATERNAIRE RECENT
3. DISCUSSION SUR L’AGE PROBABLE DES HAUTS NIVEAUX MARINS
CHAPITRE 6 : CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES
1. CONCLUSIONS
2. PERSPECTIVES
BIBLIOGRAPHIE
PLANCHE
LISTE DES FIGURES