PROTÉROZOÏQUE

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Paléoprotérozoïque (de — 2,5 Ga à — 1,6 Ga)

Les terrains attribués au Paléoprotérozoïque sont conservés dans quelques régions du monde, notamment en Afrique, au Brésil, en Chine...

Au Brésil central, l'Archéen de la bordure sud-est du craton de São Francisco s'ennoie sous une épaisse série sédimentaire peu déformée et peu métamorphique : le supergroupe de Minas, d'une épaisseur de plus de 12 000 mètres. Les premiers sédiments débutent par un niveau régulier de grès-quartzite, suivi par des shales, l'ensemble présentant des structures sédimentaires caractéristiques d'une plate-forme stable de mer peu profonde. Au-dessus apparaissent progressivement les formations ferrifères du groupe Itabira, qui sont activement exploitées dans le « Quadrilatère ferrifère ». Ces roches, finement rubanées à l'échelle de 2 à 5 millimètres, appelées itabirites, sont semblables aux Banded Iron Formations (B.I.F.), de l'Achéen (cf. archéen). Cette formation ferrifère comprend également, à son sommet, des pélites alumineuses et des carbonates ferrifères passant vers le haut à des calcaires et dolomies qui contiennent localement des stromatolites. Au-dessus, le groupe de Piracicaba est constitué de grès-quartzites et de pélites pauvres en fer et enrichies en alumine. Concordantes, les formations détritiques du sommet contiennent des zircons détritiques âgés de — 2,12 à — 2 Ga. Au nord-est du même craton, le groupe de Jacobina (Bahia) s'est déposé après — 2,085 Ga. Cette série, minéralisée en or, chrome et uranium, est constituée de conglomérats, de schistes manganésifères et de quartzites alumineux et ferrifères recoupés par des intrusions de roches ultramafiques. Ce bassin résiduel a été impliqué dans une chaîne linéaire (Jacobina-Contendas Mirante) datée de — 1,98 à — 1,9 Ga. Le Paléoprotérozoïque terminal est connu tout le long de la marge orientale de ce craton. Il est représenté par le supergroupe Espinhaço, qui repose en discordance angulaire sur le supergroupe de Minas ou sur l'Archéen. Ce supergroupe est formé d'une épaisse série de quartzites continentaux d'origine fluviatile et éolienne, de shales et de formations volcaniques qui traduisent un magmatisme de type rift. Il s'agit de rhyolites, de porphyres acides subalcalins et de vastes plutons granitiques anorogéniques datés de — 1,74 Ga qui sont le siège de minéralisations d'uranium. Il existe aussi de vastes affleurements de roches vertes, dont la composition chimique est proche des basaltes alcalins, provenant de la fusion du manteau asthénosphérique (profond). Toujours très altérées, ces roches datées de — 1,71 Ga représenteraient la source des diamants qui ont fait la richesse du Brésil central. Ces pierres précieuses sont extraites depuis plusieurs siècles dans d'anciennes éluvions et d'anciens chenaux à galets fossilisés dans les quartzites cristallins de l'Espinhaço. Le craton amazonien contient des roches magmatiques datées de — 2,2 à — 2,14 Ga qui traduisent la genèse de la croûte juvénile. Le métamorphisme et l'anatexie y sont datés de — 2,09 à — 2,08 Ga.

Le Congo est l'une des rares régions d'Afrique où une évolution succédant immédiatement à l'Archéen est identifiée par des gneiss datés de — 2,43 à — 2,37 Ga. Les sédiments constituant le supergroupe Francevillien sont formés de séries fluviatiles à marines qui se sont déposées entre — 2,14 et — 2,05 Ga. Ils renferment des carbonates manganésifères et, à leur sommet, une formation volcano-sédimentaire. C'est au sein des zones minéralisées en uranium qu'a été découverte la « pile nucléaire naturelle » d'Oklo (Gabon) qui a fonctionné il y a 1,95 Ga (Gauthier-Lafaye et al., 1989).

Le craton ouest africain est constitué de ceintures volcaniques, volcano-sédimentaires et de granitoïdes qui forment le Birimien à l'est des noyaux archéens de Guinée-Liberia et de Mauritanie. Les formations les plus vieilles semblent être partout représentées par des basaltes en « coussins » (pillow lavas), géochimiquement comparables à ceux des plateaux océaniques et des dorsales océaniques modernes (Boher et al., 1992). Par endroits, on trouve de rares basaltes komatiitiques ainsi que des complexes intrusifs gabbro-péridotitiques. Les données isotopiques Nd-Sm et Pb-Pb indiquent que les basaltes ont été extraits d'un manteau primitif vers — 2,3-— 2,2 Ga. Des shales riches en matière organique et des sédiments manganésifères de mer profonde surmontent les basaltes. Il existe aussi de puissants complexes andésitiques, rhyolitiques et dacitiques qui traduisent d'anciens sites d'arcs insulaires ou d'arrières arcs. Des dépôts sédimentaires et volcano-sédimentaires présentant des faciès de turbidites ont aussi été décrits en Guinée et en Côte d'Ivoire. Les relations entre toutes ces formations, qui sont le plus souvent peu métamorphiques et modérément déformées, sont encore incertaines, divers auteurs ayant suggéré l'existence de chevauchements. Au contraire, d'autres auteurs ont décrit l'omniprésence d'une tectonique verticale contemporaine de la mise en place des plutons, suivie de décrochements tardifs. Cette tectonique verticale, appelée sagduction, est contemporaine de la mise en place diapirique des plutons syn-orogéniques. De nombreux gisements d'or sont associés au volcanisme, aux produits de démantèlement tels que les grauwackes et aux sédiments gréso-pélitiques immatures. Les premiers granitoïdes présentant des analogies avec ceux de l'Archéen se sont mis en place avant les déformations, aux environs de — 2,20 Ga dans un contexte d'arc. Cependant, la plupart des plutons et des batholites granitiques, qui représentent plus de 50 p. 100 des affleurements, sont contemporains des déformations verticales et en décrochement, et sont datés de — 2,16 à — 2,09 Ga. Dans de nombreux cas, le développement du métamorphisme de haute température, qui atteint les conditions anatectiques à basse pression (profondeur de = 10-12 km), est étroitement calqué sur la géométrie des plutons. Au Ghana, qui est le deuxième producteur d'or d'Afrique, le gisement filonien d'or d'Ashanti, qui a fourni plus de 800 tonnes d'or, est étroitement contrôlé par le fonctionnement de zones de cisaillement tardives.

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Pour citer l’article

Janine BERTRAND-SARFATI, Renaud CABY, « PROTÉROZOÏQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/proterozoique/