Géochronologie U-Pb par ablation laser et ICP-MS (LA-ICP-MS ...

Bull. Soc. géol. Fr., 2008, t. 179, n o 1, pp. 29-40
U-Pb single zircon grain dating of Present fluvial and Cenozoic aeolian
sediments from Gabon: consequences on sediment provenance, reworking, and
erosion processes on the equatorial West African margin
MICHEL SERANNE 1 ,OLIVIER BRUGUIER 1 and MATHIEU MOUSSAVOU 2
Key-words. – West Africa margin, Continental margin, Denudation, Cenozoic, Sedimentary sources, Detrital sediment.
Abstract. – U-Pb ages obtained from detrital zircon from terrigenous sediments are used to determine the sources. Present
fluvial sand-bars of the Ogooué river yield age spectra of detrital zircons in agreement with Archean and Early Proterozoic
sources found in the drainage. The large proportion of Late Proterozoic zircons cannot be derived from primary
erosion of the watershed basement rocks, since there is no formation of that age in the area.
This later group of zircons is in good agreement with reworking of the aeolian Paleogene Batéké Sands, by regressive
erosion in the upper reaches of the Ogooué river, as they contain a majority of Late Proterozoic age zircons.
The sources of Late Proterozoic zircons in the Batéké Sand are very distant, and transported and reworked – at least in
part – by aeolian processes. Our results, together with the widely distributed Paleogene sediments over continental Africa,
suggests that Paleogene was a time of subdued erosion of the cratonic areas and extensive reworking, transport and
deposition within continental Africa. In contrast, our results from the Ogooué river indicate active present incision of
the cratonic area, erosion of the previous continental sediments, and export of the river bed-load to the continental margin.
This temporal evolution of erosion-transport-deposition is correlated with the drastic climate change that occurred
during the Cenozoic, leading to a more efficient mechanical erosion, and it correlates with the increase of terrigenous
flux to the margin, observed during the Neogene.
Datations U-Pb de zircons détritiques d’alluvions actuelles et de sables éoliens cénozoïques
au Gabon : conséquences sur les sources sédimentaires, le remaniement et l’érosion sur la
marge équatoriale d’Afrique de l’ouest
Mots-clés. – Marge Afrique de l’Ouest, Marge continentale, Dénudation, Cénozoïque, Sources sédimentaires, Sédiments détritiques.
Résumé. – Les ages U-Pb obtenus sur zircons détritiques extraits de sédiments terrigènes sont utilisés pour déterminer
les sources. Les zircons issus des barres sableuses fluviatiles actuelles du fleuve Ogooué révèlent un spectre d’âge compatible
avec des sources archéennes et paléoprotérozoïques, existant dans le bassin de drainage. La proportion élevée de
zircons néoprotérozoïques ne peut provenir de l’érosion primaire du substratum du bassin versant car il ne comprend
pas de formations de cet âge. Ce dernier groupe de zircons peut provenir du remaniement de la formation éolienne des
Sables Batékés, d’âge paléogène, affleurant à l’amont du bassin versant, car elle contient une majorité des zircons d’âge
néoprotérozoïque. La source des zircons néoprotérozoïques trouvés dans les Sables Batékés sont distantes ; ils ont été
remaniés et transportés par des processus éoliens. À la lumière de la grande extension des dépôts paléogènes sur le
continent africain, nos résultats suggèrent que le Paléogène était une période de très faible érosion du craton pendant laquelle
dominaient remaniement et transport de sédiments sur de vastes parties de l’Afrique. Au contraire, nos résultats
sur les alluvions actuelles de l’Ogooué indiquent une incision très active du craton, une érosion des dépôts continentaux
antérieurs, et l’évacuation de la charge détritique des rivières vers la marge continentale. Ce changement de processus
d’érosion-transport-dépôt est corrélé au changement climatique majeur survenu pendant le Tertiaire, induisant une érosion
mécanique plus efficace, et correspond à l’augmentation du flux terrigène observé sur la marge continentale, au
cours du Néogène.
INTRODUCTION
The occurrence of large terrigenous depocenters on continental
passive margins give rise to the question of sediment
provenance. Erosion of elevated and active orogens can easily
account for large sediment flux to continental margins,
as for example the erosion of the active Himalaya feeds the
Indian continental margins and the Indus and Bengal
deep-sea fans (e.g. [Clift et al., 2001]. On the equatorial
west African margin, the size of the Congo deepsea fan and
associated passive margin sedimentary sequences, is surprisingly
large with respect to the tectonically stable hinter-
1. Géosciences Montpellier, cc.060, CNRS-Université Montpellier 2, 34095 Montpellier, France. Michel.Seranne@gm.univ-montp2.fr
2. Dépt de géologie, Université des sciences et techniques Masuku, B.P. 943, Franceville, Gabon.
Manuscrit déposé le 9 mars 2007; accepté après révision le 3 septembre 2007.
Bull. Soc. géol. Fr., 2008, n o 1