Cartographie, pétrologie et analyse structurale du complexe plutonique de Bocaranga, domaine nord de la Ceinture Orogénique d’Afrique Centrale en RCA

Résumé

Le complexe plutonique de Bocaranga est situé au nord-ouest du domaine Adamaoua-Yadé en République centrafricaine (RCA). Cette étude apporte de nouveaux résultats du traitement des images satellites Landsat 8-OLI et SRTM, des études pétrologiques, géochimiques et structurales détaillées du complexe plutonique de Bocaranga, visant à contraindre le contexte géodynamique de leur mise en place, et de l’intégrer dans le contexe géodynamique de la chaîne panafricaine au nord-ouest de la RCA. Le traitement d’images satellitaires et des travaux de terrain ont permis de mettre en évidence des ensembles mafiques (des amphibolo-pyroxénites, des amphibolites) et des ensembles granito-gneissiques (des gneiss à hornblende-biotite, gneiss à hornblende-grenat, des granites à hornblende-biotite (GHB), des granites à biotite à grain grossier (GBG), des granites à biotite à grain moyen et fin (GBF) et des granites à deux micas (GDM)) qui sont associés à des enclaves mafiques. Ces travaux nous ont permis également de proposer une chronologie relative croissante de mise en place suivante : (enclaves-amphibolo-pyroxénites-gneiss)-GHB-GDM-GBF-GBG. Les ensembles mafiques présentent une tendance sub-alcaline à affinité tholéiitique. Les amphibolo-pyroxènites correspondent à des basaltes tholeiitiques dérivés de la fusion partielle d’un manteau appauvri. Elles présentent un spectre relativement plat à appauvri en terres rares légères ([La/Sm]N = 0,53; [Gd/Yb]N = 1,04; [La/ Yb]N = 1,0). Le spectre multiéléments révèle des anomalies positives en Ta et négatives en Zr et Hf. Les amphibolites ont des affinités similaires des roches qui se sont formées dans un environnement d’arc à signature de MORB enrichi. Elles présentent des spectres des terres rares enrichis en terres rares légères par rapport aux terres rares lourdes ([La/Sm]N = 1,53-2,04; [Gd/Yb]N = 0,98-1,54; La/Yb]N = 1.60-3.80). Ces spectres ne présentent aucune anomalie en Eu (Eu/Eu*= 0,95-1,33) et présentent une légère anomalie négative en Nb. Le pluton de Bocaranga a été mis en place dans un socle métamorphique panafricain au faciès des amphibolites. Toutes les roches présentent des textures ignées et sont chimiquement alcalino-calciques à alcalines, toutes étant de type I, à affinité calco-alcaline à haut teneur en K et métallumineux (A/CNK<1), faiblement à hyperalumineux (A/CNK=1,02-1,14). En l’absence de données de la géochronologie absolue dans la zone d’étude, il a été possible de proposer une évolution structurale polyphasée, déduite de la chronologie relative des ensembles lithologiques de Bocaranga. Trois phases de déformation peuvent être définies : (i) la phase de déformation D1 (roches mafiques, gneiss, S1, NW-SE), (ii) la phase D2 (mafiques, gneiss, GHB, déformation progressive de (S2) NE-SW à (S3) ENE-WSW, GBG) et (iii) la phase D3 (fragile). La prédominance des structures ellipsoïdales observées dans la région de Bocaranga suggère que le mécanisme de cisaillement est la principale structure qui contrôle la mise en place du pluton de Bocaranga, qui peut être corrélée avec la mise en place de granitoïde de Tamkoro-Bossangoa en RCA et du domaine d’Adamaoua-Yadé au Cameroun, au Tchad et au NE du Brésil. Ces résultats impliquent une mise en place syntectonique du pluton de Bocaranga au cours d’un régime de cisaillement senestre lié à la déformation le long de la zone de Cisaillement de Mbéré (CMB) ou de Cisaillement Centre Camerounais (CCC). La coexistence d’enclaves mafiques et de xénolithes gneissiques dans le complexe plutonique de Bocaranga et leurs caractéristiques géochimiques (Mg# = 5 - 49) indiqueraient que le complexe plutonique de Bocaranga proviendraient très probablement d’un mélange de matières fondues issues de la croûte et du manteau, avec une forte proportion de croûte pour les GBG, les GBF et les GDM (Mg# = 5 -38 ˂ 40), et une forte implication de la composante mantellique pour le GBH (Mg # = 46-49>40). Le régime d’extension post-collision est lié au développement de grandes zones de cisaillement à travers les ceintures panafricaines et brésilienne, qui ont joué un rôle dans l’ascension et la mise en place de granitoïdes post-tectoniques en réponse à la délamination lithosphérique. Cet événement de délamination a induit la fusion partielle du manteau et de la croûte inférieure, et a facilité l’ascension des magmas. Nous proposons un modèle dans lequel une délamination lithosphérique linéaire s’est produite le long du CMB en réponse à la transpression post-collisionnelle.

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