Cadre géologique de la zone d’étude

La zone d’étude couvre une partie du socle Birimien du Liptako-Gourma et une grande

partie du bassin des Iullemmeden. Nous détaillerons dans les paragraphes suivants les

formations géologiques du socle Birimien et les séries sédimentaires du Bassin des

Iullemmeden, plus spécifiquement celles qui sont situées dans la zone d’étude.

2.3.2.1 Le socle du Liptako Gourma

Le socle du Liptako-Gourma d’âge Protérozoïque inférieur est situé sur la bordure

Nord-est du craton ouNord-est-Africain. Les déformations birimiennes de ce socle sont attribuées à 3 ou

4 phases D1, D2, D3 (Milési et al., 1989 ; Fabre, 1995) et D4 (St-Julien, 1992 ; Soumaila,

2000). Il comprend des ceintures de roches vertes constituées de métavolcanites (roches

basiques) et métasédiments associés au Birimien et de roches intermédiaires (métadacites et

métarhyodacites), avec des batholithes granitiques syn- et post-tectoniques liés à l’orogénèse

éburnéenne datée vers 2,1 GA (Reichelt, 1961 ; Machens, 1973 ; Bessoles, 1977 ; Milési et al.,

1989 ; Dupuis et al., 1990). Les formations qui recouvrant le Birimien, attribuées au Tarkwaien,

résultent de l’érosion de la chaîne birimienne ; ce sont des conglomérats et grès typiques de

dépôts de « Fan delta » (Milési et al., 1989). Les formations archéennes sont uniquement

représentées par des gneiss, des leptynites / amphibolites, des schistes et micaschistes sous

formes de reliques ou d’enclaves au sein des granitoïdes éburnéens.

2.3.2.2 Le bassin des Iullemmeden

2.3.2.2.1 Les contours naturels du Bassin

Décrit pour la première fois par Radier (1957), le bassin des Iullemmeden (Figure 2-3)

tire son nom de l’importante fédération Targuie qui peuplait sa partie centrale. Ce bassin est

délimité par les méridiens 1° et 9°E et les parallèles 10° et 21°N (Greigert, 1966a). Il est limité

au nord par le massif du Hoggar (Algérie) et ses prolongements méridionaux, l’Adrar des Iforas

au Mali et l’Aïr au Niger ; au nord-ouest par le fossé de Gao ou détroit soudanais ; à l’est par le

socle du Damagaram-Mounio et l’Aïr et au sud par le bouclier nigérian. Le bassin des

Iullemmeden couvre une surface de plus de 500.000 km

²

(Projet PNUD/DCTD -

NER86/001/NEX, 1997). Il s’étend sur une longueur de nord-sud d’environ 1100 km et une

largeur est-ouest de l’ordre de 800 km (Greigert, 1966b).

2.3.2.2.2 Les séries sédimentaires du bassin selon les données générales

La sédimentation dans le bassin des Iullemmeden datée du Silurien inférieur a débuté au

Nord du 17ème parallèle. Le remplissage sédimentaire est essentiellement constitué de grès, de

sables et de silts à intercalations argileuses datés du Silurien au Quaternaire et de calcaires et

marnes du Crétacé supérieur/Yprésien (Guero, 2003). Le bassin comprend de bas en haut

(Greigert, 1966) :

 Les formations du Paléozoïque : constituées de grès fins, de schistes et de grès fins argileux

respectivement du Dévonien inférieur, moyen et supérieur de 300 à 400 mètres d’épaisseur.

Au-dessus, se sont déposés des grès grossiers, argilites et argiles ligneuses du Viséen

inférieur sur 500 m d’épaisseur.

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Les dépôts du Namurien sont constitués par une alternance de séries marines et continentales

gréseuses, argilo-gréseuses, silteuses et calciteuses d’environ 400 mètres d’épaisseur. Au

sommet, la série des sédiments continentaux d’âge Permien sont représentés par des arkoses

fines à grossières avec un ciment argileux et calciteux. Ils constituent selon Greigert (1966)

la base du Continental Intercalaire.

 Les formations du Secondaire : du Trias au Cénomanien inférieur, la sédimentation est

uniquement continentale sur 1300 à 1600 mètres d’épaisseur fait de dépôts du domaine

fluvio-lacustre avec la série des argiles de L’Irhazer (500 m) et la Formation du Farak (300

à 800 m de grès et argiles) pour les deux plus importantes.

Au Cénomanien quatre transgressions marines ont envahi le territoire sur toute l’étendue

du bassin des Iullemmeden, (Greigert, 1966 ; Lang et al., 1980). Parallèlement à ces

transgressions se déposa suivant les secteurs, du Cénomanien supérieur à l’Eocène inférieur

la série lagunaire du Continental Hamadien (300 à 600 m d’épaisseur). Les dépôts du

secondaire sont constitués de bas en haut des :

o Dépôts continentaux allant du Continental Hamadien : ce sont les grès d’Agadez d’âge

Trias-Jurassique moyen, les argilites d’Irhazer, le groupe de Tégama d’âge Néocomien à

Albien et les dépôts continentaux du Crétacé supérieur, le Continental Hamadien.

Figure 2-3: Localisation du bassin paléozoïque à phanérozoïque des Iullemmeden (en grisé),

avec les principaux linéaments et fossés mésozoïques de l’Afrique de l’Ouest (Bellion et al.,

1989). 1 : Socle précambrien métamorphique ; 2 : chevauchement panafricain ou paléozoïque ;

3 : Linéament ou faille majeure ayant joué ou rejoué au Mésozoïque ; 4 : Dolérites liasiques ;

5 : Fossé jurassique de Nara ; 6 : Fossé crétacé. Le rectangle rouge est la zone d’étude.

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o Dépôts marins du Crétacé supérieur (Cénomanien supérieur – Masestrichtien) : il s’agit

des argiles grises ou vertes et de grès, à efflorescences salines et lentilles de gypse

surmontés par des grès, des grès calcaires glauconieux à gastéropodes et Nigericeras du

Cénomanien supérieur au Turonien inférieur. Au Turonien Supérieur, la série est

constituée de calcaires blancs (Greigert, 1966). Le Cénomanien inférieur est marqué par

le dépôt d’un ensemble argileux fossilifère. Au sommet, les dépôts du Maestrichtien sont

composés d’argilites, siltites, sables et une alternance marnes/grès/sables dans l’Ader

Doutchi. Ces formations finement détritiques se sont déposées en milieu réducteur

(Greigert, 1966).

 Les dépôts du Tertiaire : ils sont constitués :

o Dépôts marins du Paléocène à l’Eocène. Du Paléocène à l’Yprésien, une transgression

marine a permis le dépôt de roches calcaires, marno-calcaires à operculinoïdes, marnes et

schistes argileux.

o Dépôts continentaux du Tertiaire : le Continental Terminal. Il s’agit de formations

détritiques quartzo-kaoliniques à faciès sidérolithique. Dans ce complexe du Continental

Terminal, (Greigert ; 1966 ; Gavaud, 1969) distinguent trois séries, décrites de bas en

haut : série sidérolithique de l’Ader (CT1), la série argilo-sableuse à lignites (CT2) et la

série des grès argileux du moyen – Niger (CT3).

 Les dépôts du Quaternaire : les formations du Quaternaire sont essentiellement représentées

par des alluvions d’âges variés comblant les vallées fossiles ou en voie de fossilisation et des

sables éoliens fixés ou non, formant des ergs (Gavaud, 1970).

Le socle du bassin des Iullemmeden est affecté par des accidents régionaux. Le rejet de

certains de ces structures durant le Secondaire et le Tertiaire a induit, dans la couverture

sédimentaire, des plis et des flexures pouvant être localement importants.

2.3.2.2.3 Séries sédimentaires selon les coupes géologiques synthétiques

Nous détaillons dans ce paragraphe les traits de la géologie du socle du Liptako-Gourma

et les séries sédimentaires du bassin des Iullemmeden, spécifiquement celles situées dans la

zone d’étude. La description générale prend en compte les éléments existants sur la géologie du

secteur ainsi que les coupes lithologiques des forages réalisés dans le cadre des différents

programmes d’hydraulique villageoise (Projet FAO/SF : 281/NIR 8, 1970 ; Programme

hydraulique villageoise, 1997; FORACO, 2014) ou des reconnaissances hydrogéologiques.

Les différentes coupes synthétiques I, II, III et IV (Figure 2-5 à Figure 2-8) sont

matérialisées sur la Figure 2-4. Sur cette dernière, nous pouvons constater qu’une partie des

sites de la zone d’étude est située sur le socle Birimien (sites de Torodi et Tillabéry) et l’autre

partie (sites de Ouallam, Say, Fillingué, Dosso et Guéchémé) dans le bassin des Iullemmeden.

La présentation de la géologie est basée sur l’emplacement des différents sites constituant la

zone d’étude. Les dépôts concernent la partie sud-ouest du bassin des Iullemmeden. La

localisation de chaque gisement latéritique ainsi que la formation géologique qu’il surplombe

sont indiquées sur la Figure 2-4.

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Figure 2-4:Carte géologique de la bordure Sud-ouest du bassin des Iullemmeden et la position

des différents sites de la zone d’étude.

1 : socle précambrien, 2 : Continental Hamadien ou grès et calcaire Sénoniens. 3 : marnes et

calcaires du Paléocène-Yprésien. 4 : CT1 ; 5 : CT2 ; 6 : CT2/CT1 indifférenciés. 7 : CT3.

8 : Quaternaire (d’après Greigert & Pougnet, 1965 ; Lang et al., 1980 (in; Favreau, 2000)). Les

traits indiquent les traces des coupes synthétiques des Figure 2-5 à Figure 2-8.

Figure 2-5: Coupe géologique synthétique I de la bordure sud-ouest du bassin des Iullemmeden

montrant qu’à l’ouest de la coupe le site de Guéchémé se situe sur des sables oolithiques CT3.

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Figure 2-6: Coupe géologique synthétique II de la bordure sud-ouest du bassin des

Iullemmeden montrant qu’à l’ouest de la coupe le site de Dosso se situe sur des sables et silts

du CT3.

Figure 2-7 : Coupe géologique synthétique III de la bordure sud-ouest du bassin des

Iullemmeden montrant qu’au Nord le site de Fillingué se situe sur les argiles ligneuses et sables

fins moyens du CT2.

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Figure 2-8 : Coupe géologique synthétique IV de la bordure sud-ouest du bassin des

Iullemmeden montrant qu’au Sud-ouest de la coupe le site de Guéchémé se situe sur des sables

et argiles du CT3.

L’analyse et l’interprétation des différentes coupes de forage montrent une stratigraphie

comprenant de bas en haut (Figure 2-5 à Figure 2-8) :

 Le socle précambrien (granites et gneiss) sub-affleurant en bordure du fleuve Niger

(entre Koulou et Sia). En dehors de ce secteur, il n’est atteint par les forages qu’à Sambéra et à

Bengou à des profondeurs respectives de 375,0 et 342,0 m.

 La série du Continental Hamadien. Elle est constituée de grès fins à grossiers à ciment

kaolinique et de sables moyens à grossiers plus ou moins consolidés dans le Dallol Maouri

(Figure 2-5 et Figure 2-7). Le faciès paraît plus grossier et plus homogène vers le Sud. Dans la

partie centrale de la zone (secteur de Dogondoutchi ; Figure 2-7 et Figure 2-8) ainsi que dans

le Nord-dallol Bosso (secteur de Bonkoukou), le Continental Hamadien présente un faciès plus

fin et argileux constitué d’alternances de sables fins et d’argiles sableuses d’âge Sénonien

reposant sur des grès fins à grossiers du Continental Intercalaire.

 Les dépôts marins du Paléocène/Yprésien : Constitués de calcaires, marnes,

marno-calcaires et d’argilites (attapulgite) au sommet, la série Paléocène-Yprésienne est reconnue dans

tous les forages profonds de la zone d’étude. Le faciès lithologique essentiellement

marno-calcaire, passe verticalement ou latéralement à des marnes et argiles gris-bleues (attapulgites)

à l’Ouest du Dallol Foga, et vers le Nord (Nord dallols Maouri et Bosso). L’épaisseur de la série

varie de 0 m dans le sud-dallol Maouri (à la hauteur de Bana ; Figure 2-7) à 50 m et plus dans

les environs de Dogondoutchi et de Bonkoukou (Figure 2-7 et Figure 2-8).

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 La série du CT1 se caractérise également par des variations de faciès et d’épaisseur

dans la zone d’étude. Elle repose soit sur les calcaires et marno-calcaires, soit sur les argiles

gris-bleues (attapulgites). Le faciès essentiellement sableux moyen à grossier passe à des

alternances de sables fins argileux et d’argiles sableuses à traces d’oolithes ferrugineuses, de

pyrite dans la partie Nord du Dallol Maouri (entre Guéchémé et Koléfou) et dans le secteur de

Dosso (Figure 2-7 et Figure 2-8). À l’Ouest du Dallol Foga (Secteur Sabongari – Mamandeye ;

Figure 2-6 et Figure 2-7), la série du CT1 est constituée de grès tendres oolithiques tandis que

dans le Dallol Bosso (Bonkoukou - Gao Sabon Gari) elle est représentée par des graviers et des

oolithes dans une matrice argileuse et d’argiles peu silteuses à éléments détritiques et passées

charbonneuses.

 la série du CT2 est constituée par deux couches d’argiles grises à lignites et tourbes

contenu au sein d’une couche de sables et/ou d’oolithes ferrugineuses. La couche inférieure

d’argiles (base du CT2) présente un faciès sablo-argileux ou argilo-oolithique riche en lignites

et en pyrite et passe à des grès tendres oolithiques et lignites à l’ouest du Dallol Foga (secteur

de Mamandeye – Kigoudou Koira ; Figure 2-5 et Figure 2-6). Elle disparaît par biseautage dans

le bas-dallol Maouri (au sud de Yelou) et n’existe pas dans la partie Sud-ouest de la zone (à

l’Ouest de Sabongari), (Figure 2-5). L’épaisseur maximale de cette couche est observée entre

Tibiri et Dogondoutchi où elle atteint 65 m (Figure 2-7). La couche supérieure d’argiles grises

(sommet du CT2) est absente dans le bas-dallol Maouri (au Sud de Koutoumbou) et dans la

partie Sud-ouest de la zone d’étude (à l’ouest de Sabongari), (Figure 2-7). La couche intercalée

entre les deux niveaux d’argiles, est essentiellement formée de sables fins à moyens plus ou

moins argileux sur la majeure partie de la zone d’étude. Des lentilles argileuses y sont

fréquemment observées. Dans le Dallol Bosso (secteur de Bonkoukou – Gao Sabon Gari) cette

couche correspond à des argiles sableuses contenant des éléments détritiques grossiers et de

nombreux débris végétaux houillifiés. Le faciès passe à des grès friables et à des sables

oolithiques ou à des oolithes sablo- argileuses dans les environs de Baléyara (Dallol Bosso) et

au Sud de la latitude 13°.

 la série du CT3 est constituée essentiellement de sables, de grès hétéro-granulaires et

de silts plus ou moins argileux. Elle présente de brusques et fréquentes variations latérales et

verticales des faciès lithologiques. Le CT3 comporte une proportion importante d’argiles

silteuses bariolées et de latérites dans ses termes supérieurs et des sables et silts plus ou moins

argileux vers sa base. La série est constituée de sables fins à moyens consolidés ou non et de

silts plus ou moins argileux avec de rares oolithes ferrugineux disséminés en partie centrale de

la zone d’étude. La puissance de la série du CT3 varie de 0 m dans le bas-dallol Maouri et

175 m à l’aplomb du forage de Dogondoutchi (Km - 300), (Figure 2-5 à Figure 2-8).

2.3.2.2.4 Synthèse

Le contexte litho-stratigraphique de la zone d’étude est essentiellement représenté par des

sédiments continentaux crétacés supérieurs (Continental Hamadien) et tertiaires (Continental

Terminal) séparés par des marno-calcaires marins Paléocènes/Yprésiens.

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La série crétacée est constituée de sables et grès fins à grossiers d’épaisseur dépassant

600 m dans le secteur du forage de Dogondoutchi au point kilométrique 300. Les faciès

lithologiques des différents termes du Continental Terminal tels que livrés par les forages de la

région d’étude, montrent que:

 le CT1 est constitué pour l’essentiel de sables moyens à grossiers, le faciès sidérolithique

riche en oolithes ferrugineux ne s’observe que dans les secteurs de Kiessé, Say et Dosso et au

Sud-ouest du Dallol Foga. Dans les secteurs de Dogondoutchi et dans le Dallol Bosso, le CT1

présente un faciès plus fin et argileux.

 le CT2 est caractérisé par une abondance de débris végétaux et de lignite,

particulièrement dans les secteurs de Dogondoutchi et de Bonkoukou. La fraction détritique

grossière est essentiellement sableuse (sables fins à moyens), passant à des grès et sables

oolithiques ou à des oolithes sableux et argileux.

 le CT3 est essentiellement constitué de sables, de grès et de silts plus ou moins argileux

dans la majeure partie de la zone d’étude. Des faciès plus argileux sont observés dans les

secteurs de Gagila –Dogondoutchi et de Loga.

2.3.3 Description des séquences pédologiques retrouvées au droit des

Dans le document Caractérisation et valorisation des matérieux latéritiques utilisés en construction routière au Niger (Page 100-107)