Importance des bauchites et des granites et migmatites associés dans la formation et la différenciation du socle panafricain au centre du Nigéria

Soutenance de thèse de Isah Yahuza

Composition du jury :

• M. Philippe GONCALVES, Rapporteur, Université Marie & Louis Pasteur, Besançon, CE
• Mme Delphine BOSCH, Rapportrice, CNRS-GM
• M. Marc POUJOL, Rapporteur, Université de Rennes, GR
• Mme Stéphanie DUCHENE, Examinatrice, Université de Toulouse, GET 
• Mme Fleurice PARAT, Examinatrice, Université de Montpellier, GM
• Mme Véronique GARDIEN, Examinatrice, Université de Lyon 1, LGL-EPE 
• M. Olivier VANDERHAEGHE, Directeur de Thèse, Université de Toulouse, GET
• M. Michel GRÉGOIRE, Co-Directeur de Thèse, CNRS-GET
• M. Ahmad ISAH HARUNA, Invité, ATBU Bauchi – Nigeria
• M. Stefano SALVI, Invité, CNRS-GET

Résumé : 

Le complexe panafricain de Bauchi, situé dans le socle centre-nord du Nigéria, présente un paradoxe pétrologique apparent : la coexistence de la fayalite (olivine) et du quartz. Leur présence dans les monzonites à « bauchite » suggère soit un déséquilibre chimique extrême, soit une évolution magmatique unique impliquant des fluides riches en fer et saturés en silice. Situé à la jonction de la ceinture transsaharienne (CTS), orientée nord-sud, et de la ceinture orogénique d’Afrique centrale (COAC), orientée est-ouest, ce complexe constitue un témoignage structural et géochimique de la croissance et/ou du remaniement de la croûte africaine. Les modèles antérieurs relatifs au complexe de Bauchi ont débattu de son origine, principalement mantellique ou crustale, la plupart des théories invoquant la cristallisation fractionnée comme processus dominant, modifiée par divers degrés de métasomatisme. En intégrant les études de terrain, la géophysique aéroportée (magnétique et radiométrique), la pétrologie, la minéralogie, la géochronologie U-Pb sur zircon, la géochimie isotopique de la roche totale et Sr-Nd, nous définissons le complexe de Bauchi comme un système plutonique polyphasé et zoné, formé au cours d’une histoire de 31 Ma de réalimentation magmatique, d’hybridation et de cristallisation. Nos résultats révèlent une polarité spatiale et géochimique. Le contact diffus entre le paragneiss migmatitique encaissant et le granite hétérogène à biotite, passant progressivement à des monzogranites à hornblende-biotite et à biotite, reflète un gradient métamorphique progressif. Ce gradient est marqué par une augmentation de la proportion de magma en profondeur, via une anatexie crustale in situ, comme en témoignent les signatures calco-alcalines de type S, hyperalumineuses (A/CNK > 1), magnésiennes, des unités migmatitiques encaissantes. La limite de ce domaine purement métamorphique/anatectique est définie par le contact intrusif de la suite monzonite-diorite trans-alcaline métalumineuse (A/CNK < 1), intermédiaire à fémique, caractéristique des magmas de type I ou A, issus d’une source mafique de la croûte inférieure ou d’un manteau lithosphérique enrichi et métasomatisé (SCLM), en conditions réductrices. À cette limite, l’interaction entre les magmas anatectiques crustaux profonds et locaux favorise le mélange et l’hybridation, expliquant la polarité spatiale observée entre la roche hôte felsique et le cœur fémique. La mise en place syntectonique des magmas monzonitiques-dioritiques du complexe de Bauchi dans la racine partiellement fondue de la chaîne orogénique panafricaine est indiquée par la transposition de la foliation syn-migmatitique à faible pendage, d’orientation NO-SE, des migmatites, en une fabrique magmatique à faible pendage, d’orientation NE-SO, des roches plutoniques. Cette fabrique recoupe les limites lithologiques tout en enveloppant le complexe de Bauchi. La morphologie des zircons varie le long de cette zonation structurale, allant de structures complexes à cœur et bordure et de structures prismatiques allongées dans les migmatites encaissantes et les monzogranites de transition, à des grains aciculaires et équants dans le cœur ferroan. La datation U-Pb révèle une mémoire lithosphérique profonde au sein des migmatites encaissantes, avec des cœurs hérités présentant des âges paléoprotérozoïques (ca. 2,0 Ga) et mésoprotérozoïques (ca. 1,1–0,8 Ga). En revanche, les cœurs de monzonite et de diorite présentent un héritage néoprotérozoïque mineur, compatible avec une source plus primitive, influencée par le manteau. Nous proposons donc une évolution en trois étapes pour le complexe : (I) Pic de l’événement magmatique et anatexie (ca. 590 Ma) : Cette étape est définie par la mise en place synchrone de la diorite et la formation anatectique du granite hétérogène encaissant. (II) Hybridation (ca. 585 Ma) : Mélange intense entre les magmas fécaux et crustaux, établissant une zone de transition de monzogranites. (III) Cristallisation progressive (ca. 559 Ma) : Lors d’un écoulement latéral tardif, la phase la plus évoluée, riche en fer (la monzonite Fa-Qz), cristallise finalement. Cette transition des suites magnésiennes aux suites ferro-anévriques remet en question les classifications anorogéniques traditionnelles, suggérant que le complexe de Bauchi représente un marqueur syntectonique à tardi-orogénique. En définitive, le complexe de Bauchi et ses migmatites hôtes ont enregistré un flux latéral de la racine orogénique panafricaine partiellement fondue parallèlement au craton du Congo, marquant une étape cruciale dans l’assemblage final du Gondwana.