MADAGASCAR, géologie

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Les grands cycles orogéniques précambriens à Madagascar

La complexité de la géologie du socle malgache réside dans le fait que celle-ci résulte d'une succession d’événements tectono-métamorphiques, magmatiques et sédimentaires, qui se sont succédé de 3,2 Ga à 500 Ma. Dans ce contexte, les interprétations géodynamiques des événements les plus anciens (de l’Archéen au Mésoprotérozoïque) ne sont pas sans équivoque et restent donc encore largement débattues. En revanche, les périodes couvrant la fin de la consolidation du supercontinent Rodinia (de 800 à 750 Ma) et la formation du Gondwana (~650-500 Ma) sont désormais bien connues.

L'Archéen : une période d'importante croissance crustale

L'Archéen correspond à une période d'importante croissance crustale à l'échelle du globe, dont Madagascar, avec la formation caractéristique de roches de type tonalite-trondhjémite-granodiorite (T.T.G.) produites par fusion de basalte dans les conditions de haute pression au cours d'une subduction ou à la base d'une croûte continentale épaissie.

Antongil-Masora constituent les domaines les plus anciens de Madagascar avec des migmatites et des gneiss de type T.T.G. datés à 3,2-3,1 Ga, traversés par des granites mis en place à 2,55-2,51 Ga. Le domaine archéen d'Antongil-Masora correspondrait à un fragment du craton de Darwhar, situé au sud-ouest de l'Inde et formé lui aussi entre 3,2 et 2,5 Ga. Ainsi, le nord-est de Madagascar et une partie de l'Inde auraient subi la même évolution depuis le Néo-Archéen (2,5 Ga) jusqu'au Crétacé (environ 80 Ma) avec l'ouverture de l'océan Indien.

Carte géologique du socle de Madagascar 

Dessin : Carte géologique du socle de Madagascar 

Carte géologique simplifiée de Madagascar montrant les cinq grands domaines du socle précambrien et les traits structuraux majeurs. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Le large domaine d'Antananarivo préserve aussi une histoire géologique néo-archéenne. Il se constitue de gneiss quartzo-feldspathiques à biotite et/ou amphibole de composition granitique à tonalitique d'âge néo-archéen (environ 2,5 Ga) associés à des gneiss migmatitiques et des paragneiss probablement plus anciens (2,7 Ga). Au nord d'Antananarivo, les gneiss quartzo-feldspathiques sont surmontés par les unités basiques-ultrabasiques de Maevatanana, d'Andriamena et d'Aloatra-Beforona qui s'organisent en de larges synformes orientés nord-sud. Ces unités comportent des roches méta-sédimentaires et une proportion importante de roches de composition basique (amphibolites et gabbros) à ultrabasique mises en place à environ 2,7 Ga. Ces unités sont parfois interprétées comme l'équivalent des ceintures de roches vertes qui sont caractéristiques de l'Archéen. Une des caractéristiques de l'unité basique-ultrabasique d'Andriamena est la présence sous forme de rares boudins (de taille inférieure à 1 m) de roches métamorphiques magnésio-alumineuses à sapphirine, quartz, grenat, sillimanite avec plus ou moins de cordiérite. Cette assemblage minéralogique témoigne de conditions métamorphiques d'ultra-hautes températures (1 000 ± 50 0C et 10 ± 1,5 kbar) ; il est daté à 2,54-2,50 Ga.

Carte géologique du socle de Madagascar 

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Carte géologique simplifiée de Madagascar montrant les cinq grands domaines du socle précambrien et les traits structuraux majeurs. 

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Le Mésoprotérozoïque : une période de sédimentation silico-clastique

Le Paléoprotérozoïque et le Mésoprotérozoïque (entre 2,5 et 1,0 Ga) correspondent à une période de faible activité tectono-métamorphique et magmatique à Madagascar. Toutefois, le Mésoprotérozoïque (entre 1,8 et 1,0 Ga) est marqué par le dépôt de sédiments détritiques probablement dans un environnement de plate-forme continentale (marge passive).

Ces sédiments détritiques sont particulièrement bien développés à l'ouest de Finarantsoa, dans le domaine de l'Itremo-Ikalamavony. Le sous-groupe de l'Itremo se compose de quartzites très purs, de marbres dolomitiques et plus rarement de micaschistes qui se seraient déposés entre 1,75 et 1,60 Ga. Le sous-groupe de l'Ikalamavony est aussi constitué de roches sédimentaires (quartzites surmontés par des gneiss quartzo-feldspathiques d'origine volcano-sédimentaire et des marbres) dont l'âge de dépôt serait significativement plus récent (environ 1,0 Ga). La question de la source des sédiments de l'Itremo-Ikalamavony est cruciale car elle permettrait de mieux comprendre la paléogéographie de Madagascar au cours du Paléoprotérozoïque et du Mésoprotérozoïque. Deux hypothèses antagonistes sont proposées et reposent principalement sur des âges obtenus sur des zircons détritiques contenus dans les méta-sédiments du domaine de l'Itremo-Ikalamavony et aussi du Sud. Le spectre d'âge obtenu suggère que la source de la quasi-totalité des sédiments des domaines de l'Itremo, de l'Ikalamavony et du Sud correspond à un socle archéen à paléoprotérozoïque composé de roches d'âges variés entre 1,8 et 2,7 Ga.

Paléogéographie de Madagascar à la fin de la consolidation du Rodinia 

Dessin : Paléogéographie de Madagascar à la fin de la consolidation du Rodinia 

Deux hypothèses sont avancées concernant la position géographique de Madagascar à la fin de la consolidation du Rodinia il y a environ 1,0 ou 0,9 Ga. La première hypothèse (a) montre les domaines d'Antongil, d'Antananarivo et du sud-est de Madagascar réunis en une entité cohérente... 

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La première hypothèse repose sur la reconnaissance récente dans les domaines du sud-est de Madagascar de roches archéennes (2,8 et 2,5 Ga) et surtout paléoprotérozoïques (2,2, 1,9-1,8 Ga) qui sont caractéristiques des sédiments détritiques. Ainsi les sédiments de plate-forme de l'Itremo-Ikalamavony pourraient avoir une source proximale malgache (les domaines de l'Antongil-Masora, Antananarivo et le sud-est de Madagascar). Des âges identiques archéens et paléoprotérozoïques sont connus aussi au sud du craton archéen du Dharwar en Inde, au Sri Lanka et en Antarctique. Les sédiments se seraient donc déposés au Mésoprotérozoïque (entre 1,8 et 1,0 Ga) en discordance sur le domaine d'Antananarivo et le sud-est de Madagascar qui était alors rattaché au sud de l'Inde, le Sri Lanka, l'Antarctique et le craton Indien du Dharwar. Il est donc vraisemblable qu'une large partie de Madagascar (et non seulement le nord-est avec le bloc Antogil-Masora) et l'Inde ont subi la même évolution depuis le Néo-Archéen (2,5 Ga) jusqu'au Crétacé.

Dans le second scénario, la source de la sédimentation serait africaine, et plus spécifiquement du Congo et de Tanzanie, où des roches magmatiques et métamorphiques d'âges paléoprotérozoïques (2,2, 1,9-1,8 Ga) sont connues. Les partisans de cette hypothèse soulignent que les méta-sédiments du domaine sud de Madagascar (Androyen) ne préservent que trop peu de traces de zircons détritiques néo-archéens (environ 2,5 Ga) pour que la source soit le domaine néo-archéen d'Antananarivo. Ainsi, ils suggèrent que les sédiments de l'Itremo-Ikalamavony et du Sud de Madagascar se sont déposés sur la marge passive du Congo et de Tanzanie au Mésoprotérozoïque. À cette période, le domaine d'Antananarivo constituait un microcontinent isolé (nommé Azania) séparé du craton du Congo-Tanzanie mais aussi du craton de Dharwar-Antongil-Masora par des domaines océaniques. Ensuite, la fermeture de ces paléo-océans par subduction au cours de l'assemblage du supercontinent Gondwana au Néoprotérozoïque (à partir d'environ 750 Ma) aurait permis de rapprocher et de « souder » les différents domaines de Madagascar au craton du Dharwar. Dans ce scénario, la totalité de Madagascar et l'Inde auraient une histoire commune relativement « courte », du Néoprotérozoïque (630 Ma) [...]

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Carte géologique du socle de Madagascar 

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Paléogéographie de Madagascar à la fin de la consolidation du Rodinia 

Paléogéographie de Madagascar à la fin de la consolidation du Rodinia 
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Gondwana 

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Granites « stratoïdes » à Madagascar

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AFRIQUE (Structure et milieu) - Géologie

  • Écrit par 
  • Anne FAURE-MURET
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Dans le chapitre « Évolution des marges orientales de l'Afrique »  : […] Nous avons vu, au cours du Karoo, se manifester, dès la fin du Permien et au Trias, des influences marines, mais relativement brèves. La véritable transgression n'a lieu qu'à partir du Lias supérieur et elle ne prend toute sa valeur qu'au Jurassique moyen. La mer du Lias à Bouleiceras (une Ammonite caractéristique de la faune mésogéenne indo-malgache) a sans doute couvert toute l'île de Madagasca […] Lire la suite

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Pour citer l’article

Philippe GONCALVES, Christian NICOLLET, « MADAGASCAR, géologie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/madagascar-geologie/