BOUCLIER, géomorphologie

Les socles précambriens

Les socles précambriens se caractérisent par un matériel rocheux essentiellement cristallin d'origine magmatique et métamorphique. Les schistes y occupent une place importante, à côté des granites, des gneiss et des quartzites, mais aussi d'ensembles de roches basiques, telles les anorthosites et les charnockites. Leur agencement résulte d'une évolution qui s'étale sur une durée supérieure à 3 milliards d'années, pendant laquelle se succèdent des cycles orogéniques comportant chacun une période de sédimentation, l'édification d'une chaîne de plissement, puis sa destruction lors d'une longue phase d' érosion. La complexité des structures résultantes tient à la superposition des tectoniques successives, ainsi qu'à une érosion prolongée qui ne laisse subsister que les racines des édifices montagneux, elles-mêmes recristallisées et pénétrées par des intrusions de roches éruptives à plusieurs reprises. Par ailleurs, de grands accidents développés lors des différentes orogenèses ont souvent rompu la continuité de ces structures, rendant délicate toute corrélation. En définitive, les socles précambriens sont constitués de fragments difficiles à déchiffrer. Leurs éléments les plus récents, relativement les moins perturbés, présentent des structures appalachiennes typiques, qui opposent généralement des bandes de schistes et des bandes de quartzites. À titre d'exemples, on citera celles qui correspondent aux séries de l'Atakorien en Afrique de l'Ouest, de l'Amsaga au Sahara mauritanien, de l'Aravallien au nord-ouest de l'Inde, et de Ramah au Labrador. Ces dernières décennies, la possibilité d'obtenir des datations radiométriques des roches de ces vieux socles a grandement facilité leur analyse structurale.

Les couvertures sédimentaires

Sur ces socles reposent en discordance des couvertures sédimentaires originales, principalement primaires. Elles présentent, en général, des faciès détritiques et continentaux liés à une longue émersion, illustrés par des séries gréseuses et conglomératiques : les plus puissantes caractérisent les socles des basses latitudes. On connaît, par exemple, le complexe sédimentaire gréseux du Karoo en Afrique du Sud, les grès de Botucatu du Brésil et ceux du Dekkan, les tillites et les conglomérats glaciaires africains et sud-américains. Les formations marines d'âge secondaire, calcaires, marneuses ou argileuses, restent peu épaisses et localisées.

Dans l'ensemble, les couvertures des socles des hautes latitudes sont moins remarquables. Les séries gréseuses continentales du Primaire y apparaissent beaucoup moins développées par rapport aux formations marines secondaires et tertiaires. Aussi restent-elles généralement minces. Cependant, celle qui recouvre en discordance la marge occidentale du bouclier canadien montre d'épaisses séries de calcaires primaires et, surtout, des grès du Crétacé. En revanche, à l'ouest du bouclier russo-sibérien, il s'agit seulement de quelque 150 mètres de marno-calcaires du Carbonifère, puis d'argiles et de sables du Jurassique et du Crétacé.

Toutes ces formations sédimentaires, comme les éventuels recouvrements volcaniques, ont enregistré les effets de déformations à très grands rayons de courbure qui caractérisent les unités structurales rigides, parce que fortement indurées. Il en résulte une différenciation des socles en bombements définissant les boucliers, et en affaissements délimitant les bassins sédimentaires.

La fracturation et le volcanisme

Aux bombements et aux affaissements s'ajoute une fracturation typique affectant les socles comme les couvertures sédimentaires discordantes. Elle se manifeste, localement, par l'existence d'accidents grandioses, systèmes de failles ou de flexures, qui peuvent se développer sur des milliers de kilomètres et provoquer des rejets de plusieurs milliers de mètres. De toute évidence d'origine ancienne, ils ont rejoué par intermittence, jusqu'aux époques récentes, certains d'entre eux paraissant encore actifs. Parmi les plus importants, il faut citer ceux qui limitent les socles au-dessus des océans, le long du Brésil oriental, de l'Afrique du Sud, de Madagascar, de l'Arabie et du Dekkan, par exemple. Mais, à l'intérieur même des masses continentales, ils déterminent aussi de grandes déchirures – les rifts – jalonnées par des alignements de fossés et de lacs. Les plus célèbres sont en Afrique équatoriale, au Cameroun et, surtout, en Afrique centrale et orientale, avec la Rift Valley. On trouve des accidents comparables dans le secteur du lac Baïkal et de Zaïsan (Kazakhstan).

Des manifestations volcaniques originales accompagnent généralement cette fracturation, du Secondaire au Quaternaire récent. Il s'agit souvent d'éruptions fissurales ou effusives, qui ont pu enfouir les socles précambriens sous des épanchements de 1 000 à plus de 2 000 mètres de basaltes ou de dolérites. Ces trapps, étalés sur des milliers de kilomètres carrés, caractérisent la Guinée, l'Afrique du Sud, Madagascar et le Dekkan, notamment. Avec eux se combinent, localement, des protrusions de phonolite et de trachyte (Hoggar), et des cônes de types divers (Kilimandjaro, mont Cameroun).