Lithostratigraphie des terrains panafricains du sud du Tchad (région du lac de Léré) et signification géodynamique des formations magmatiques

La région (provinces du Mayo Kebbi et du Mayo Dala) située au sud du Tchad et au Nord du Cameroun est constituée par un substratum cristallin protérozoïque (roches para et orthométamorphiques et corps plutoniques) accidenté de bassins d'effondrements à sédimentation crétacé entre failles décro-normales orientées N.70°, N.100° et N170°. Le substratum cristallin appartient au vaste domaine panafricain, essentiellement néoprotérozoïque, d'Afrique du centre-ouest localisé entre différents cratons archéens à paléoprotérozoïques. Dans la région du lac de Léré, les données pétro-géochimiques et structurales permettent de distinguer trois grands ensembles lithostructuraux : 1) les formations volcaniques et sédimentaires épimétamorphiques et plissées constituant la série de Zalbi dite VSZ, 2) les intrusions gabbro-dioritiques à tonalitiques, dites G1, de la bordure orientale de la série de Zalbi (nous ne traitons pas ici le cas de l'orthogneiss tonalitique des Chutes Gauthiot), et 3) les granitoïdes batholitiques, dits G2, intrudant les G1. La Série de Zalbi comprend, de bas en haut, des métavolcanites basiques, des méta-argilosiltites, des méta-argilites ampélitiques et des méta-spilites. Les métavolcanites massives alternant avec des niveaux de chloritoschistes renferment des amas de minéraux hydrothermaux pyriteux et des amandes de talcschistes. Les laves montrent des textures reliques hyalo-microlitiques, microgrenues et grenues cumulatives. La paragenèse magmatique est entièrement pseudomorphosée dans le faciès "schistes verts". Ces roches sont interprétées comme des laves en coulées alternant avec des niveaux de pyroclastites et renfermant des restes de cheminées hydrothermales. Les faciès cumulatifs sont de type infra-crustaux, ce qui suggère un contexte de plancher volcanique disloqué. La signature chimique, faiblement enrichie avec anomalies négatives modérées en Nb et Ti est comparable à celle de tholéiites de marge continentale non enrichies, ou, plus probablement, de mer marginale. Les méta-argilites constituées de laminites avec des microséquences granoclassées normales sont des sédiments terrigènes épicontinentaux. Les méta-argilites ampélitiques ont un cachet plus franchement océanique. Les méta-spilites sont des basaltes microlitiques porphyriques à microdoléritiques à phénocristaux d'olivine altérée, de CPX chloritisée et de plagioclases albitisés. Métamorphisées dans le faciès "schistes verts", elles sont en outre enrichies en calcite, albite et épidote. Leur chimisme est celui de tholéiites à olivine faiblement enrichies avec légère anomalie négative en Nb, de contexte extensif encore indéterminé. Les intrusions de type G1 forment deux groupes : des petits plutons intrudant la série de Zalbi et des plutons plus volumineux vers l'est. Il s'agit de gabbros quartziques à pyroxène ou amphibole, de diorites quartziques, de tonalites et de granodiorites. Ces roches sont calco-alcalines modérément enrichies à anomalies négatives en Nb-Ta. Elles ont une signature orogénique comparable à celles des marges continentales actives actuelles. Les granitoïdes batholitiques G2 intrudent l'ensemble des formations précédentes. Il s'agit de granites à biotite, et de leucogranites. Les caractères pétrologiques et chimiques indiqueraient un contexte convergent évoluant vers la collision avec fusion crustale anatectique. Les marqueurs cinématiques traduisent un mouvement vers l'Est de la Série de Zalbi et d'une partie des intrusions G1, en liaison avec une déformation ductile faible en régime cisaillant non coaxial. Nous suggérons une évolution géodynamique des formations de Zalbi avec création puis fermeture d'une mer marginale par convergence de l'Ouest vers l'Est. Cette première convergence génère un arc volcanique. La présence d'une nouvelle convergence, de vergence encore indéterminée, est discutée, qui conduit à une collision entre blocs continentaux