Analyse de l’aimantation rémanente naturelle

Sur les 101 échantillons désaimantés, un ou deux spécimens de chaque carotte provenant de 36 niveaux stratigraphique ont été traités. Des diagrammes orthogonaux (Zijderveld, 1967) ainsi que des projections stéréographiques ont été utilisés pour l’analyse des directions de l’aimantation (Figure II.6 a). La plupart des échantillons portent deux composantes d’aimantation. La première a une température de déblocage comprise entre 100 °C et 250 °C. Cette composante à une direction

correspondant à celle du champ actuel, et de direction normale, et elle est considérée comme une aimantation secondaire acquise sur le terrain. Cette fraction d’aimantation est probablement portée par des minéraux à faible coercivité. Sur d’autres diagrammes cette aimantation secondaire n’apparait pas. La deuxième composante dite primaire est détruite à partir de 300 °C jusqu’à 500 °C (ou 15 mT et 40 mT) dans la majorité des cas (Figure II.6 b).

Figure II.6a. Projection orthogonale et stéréographique des échantillons de la section 1. Sur les

diagrammes orthogonaux, les points noirs et blancs représentent les projections des directions de l’aimantation sur les plans horizontal et vertical, respectivement (Zijderveld, 1967). Sur les diagrammes de désaimantation, l’intensité de l’aimantation est donnée en A/m.

Figure II.6b. Projection orthogonale et stéréographique des échantillons de la section 2. Sur les

diagrammes orthogonaux, les points noirs et blancs représentent les projections des directions de l’aimantation sur les plans horizontal et vertical, respectivement (Zijderveld, 1967). Sur les diagrammes de désaimantation, l’intensité de l’aimantation est donnée en A/m.

Pour définir les directions de la composante primaire de chaque échantillon, toutes les caractéristiques de son aimantation ont été examinées. Les directions finales sont établies sur la base des valeurs qui se reproduisent d’une étape à l’autre au-delà de 250 °C, en utilisant la méthode d’analyse en composantes principales de Kirschvink (1980).

Certains échantillons ont été éliminés en raison de l’incohérence des directions au moment de la désaimantation ou en raison de leur faible intensité. Les directions de l’aimantation caractéristiques, dirigées vers le Nord avec une inclinaison positive, sont de polarités normales, tandis que les directions dirigées vers le Sud avec une inclinaison négative, ont été interprétées comme polarités inverses.

La coupe prélevée pour la présente étude, s’étend depuis le Miocène supérieur jusqu’au Pliocène moyen. Afin de mieux interpréter les résultats, la coupe est divisée en deux sections :

Section 1 : cette section correspond à la formation miocène qui a livré les deux gisements

fossilifères, Amama 1 et Amama 2.

Section 2 : cette section est représentée par la formation lacustre d’âge pliocène moyen qui a

livré le site fossilifère d’Amama 3. Les deux sections sont séparées par une discordance angulaire. Les directions moyennes des deux sections ont été calculées avec les statistiques de Fisher (1953) et projetées sur des diagrammes stéréographiques (Figure II.7).

Pour la section 1, la direction moyenne des sites de polarité normale est : N = 28, déclinaison = 1,5°, inclinaison = 21,8°, α95 = 16 et pour les sites de polarité inverse : N = 13, déclinaison = 185,7°,

inclinaison = -23,8°, α95 = 20,9.

Comme la structure des couches échantillonnées est monoclinale, le test du pli ne peut pas être appliqué. Afin d’évaluer nos résultats et de connaitre l’origine de l’aimantation (primaire ou secondaire), le test d’inversion a été réalisé (McFadden et McElhinny, 1990).

Figure II.7.A. Projection stéréographique des directions primaires de chaque échantillon après

correction stratigraphique pour la section 1. Les points noirs représentent les inclinaisons positives et les points blancs représentent les inclinaisons négatives. B- Projections stéréographiques des directions caractéristiques pour tous les sites de la section 1 quand les sites de polarités inverses sont inversés. C- Projections stéréographiques de toutes les directions moyennes pour la section 1 représentées par le carré, l’étoile indique les directions moyennes estimées associées avec le pôle magnétique au Miocène de la zone étudiée (Besse et Courtillot, 2003).

Les directions moyennes des sites de polarité normale et de polarité inverse ne sont pas antipodales. L’angle entre les directions moyennes est de 4,4°. Cet angle est compris entre 1° et 5°, ce qui correspond à la classe A, selon la classification de McFadden et McElhinny (1990). Les données paléomagnétiques indiquent que le test est positif et que la section 1 a bien enregistré une aimantation primaire. La direction moyenne de l’aimantation primaire de la section 1 est : inclinaison = 53,38°, déclinaison = 8,32°et α95 = 12°. Les sites d’Amama se situent à une latitude de 36°N et une

longitude de 5°. Les directions moyennes estimées, associées avec le pôle magnétique au Miocène supérieur fourni par Besse et Courtillot (2003) à 11.9 Ma (coordonnées du pole λ = 85° et φ = 170.7°), sont : inclinaison = 54,5°, déclinaison = 6,0°. Les directions observées sont proches des directions attendues (Figure II. 8).

Concernant la section 2, les directions moyennes de polarité normale et inverse sont : pour les sites de polarité normale, N = 7, déclinaison = 31,96°, inclinaison = 55,71°, α95= 7,8 ; et pour les

sites de polarité inverse : N = 4, déclinaison = 176,4°, inclinaison = -51,2°, α95 = 14,2°. Ces résultats

ont été soumis au test d’inversion afin de confirmer l’origine primaire de l’aimantation (McFadden et McElhinny, 1990). Les directions moyennes des sites de polarité normale et de polarité inverse ne sont pas antipodales, et l’angle observé entre les directions des deux polarités est de 21,4°. Les directions moyennes de site de polarité opposée ont un angle critique. Les données paléomagnétiques passent le test d’inversion qui est positif avec une classification intermédiaire.

La direction moyenne du champ magnétique de la composante primaire des sites est : inclinaison = 55,71°, déclinaison = 31,96°, et α95 = 7,8°, elle est comparée avec la direction déduite à

partir du paléopôle à la latitude du site à 3.6 Ma (Besse et Courtillot, 2003). La direction attendue du champ paléomagnétique (déclinaison = 0,7°, inclinaison = 51,9°, α95 = 2,3°). Les directions moyennes

calculées, associées au pôle magnétique du Pliocène sont : déclinaison = 0,7°, inclinaison = 51,9°, α95

Figure II.8.D. Projection stéréographique des directions primaires de chaque échantillon après

correction stratigraphique pour la section 2. Les points noirs représentent les inclinaisons positives et les points blancs représentent les inclinaisons négatives. E- Projections stéréographiques des directions caractéristiques pour tous les sites de la section 2 quand les sites de polarité inverse sont inversés. F- Projections stéréographiques de toutes les directions moyennes pour la section 2 représentées par le carré, l’étoile indique les directions moyennes estimées associées avec le pôle magnétique au Pliocène moyen (Besse et Courtillot, 2003).

En effet, l’erreur de la déclinaison de la section 2 indique une rotation selon un axe vertical. L’angle de rotation estimé est de 31,2°. Cette rotation est donc apparemment liée à un mouvement de faille local, ou à un glissement de couches évoqué par la nature argileuse du terrain. En revanche, les erreurs des inclinaisons moyennes peuvent être interprétées comme un processus post-dépôt lié à la sédimentation (Krijgsman et Tauxe, 2004).