Paléoenvironnements et diagénèse dans un réservoir gréseux d'âge crétacé du Fossé de la Bénoué au Nord Cameroun : les grès de Garoua

Le fosse de la Benoue qui debute au niveau du golfe de Guinee se divise en deux branches dans sa partie septentrionale: la branche de Gongola qui va jusqu’au Niger et la branche de Yola-Garoua qui se prolonge en territoire camerounais et dans laquelle de part et d’autre du fleuve Benoue se trouvent les buttes de gres dits « gres de Garoua ». En depit de son importance en termes de reservoir, les travaux anterieurs, tres peu nombreux dans la partie camerounaise, n’ont pas souligne les paleoenvironnements, la lithologie, la mineralogie, les evenements diagenetiques et les deformations ayant affecte ces gres. Des etudes faciologiques, petrographiques, mineralogiques et geochimiques y ont ete conduites afin de reconstituer les paleoenvironnements de depots a partir des informations tirees de la succession lithologique, de caracteriser les differentes sources d’apports, d’evaluer l’intensite les processus d’alteration chimique ayant affecte ces gres depuis la sedimentation et enfin de dresser un repertoire des evenements et mecanismes des processus majeurs de la diagenese. Sur le plan faciologique, il s’agit des quartz-wacke pour la plupart associes a une faible proportion d’arkosique wacke et de mudstone, issus de blocs continentaux matures et immatures et de formations orogeniques recyclees. Ces facies consolides sont a stratifications entrecroisees et/ou obliques avec une alternance de niveaux grossiers et fins souvent intercales par des lits de conglomerats plus epais dans les chenaux. Les niveaux argileux lamines de faible epaisseur se retrouvent sous forme de lentilles et de galets mous ou simplement en lits fins intercales dans les gres grossiers. Les elements figures sont pour la plupart constitues de quartz, de feldspath de micas, de mineraux lourds (zircon, rutile …) et des fragments de roche du socle (granite) dans les conglomerats. Les phenocristaux sont pour la plupart sub-emousses tandis que les cristaux plus petits sont sub anguleux a anguleux. Les quartz et les feldspaths potassiques (microcline avec des reliques de macles polysynthetiques encore conservees dans certains cas) sont ubiquistes dans la plupart des secteurs etudies. On note l’absence de feldspaths dans les secteurs de Tinguelin, Douli et Mourbeli. La serie est traversee par des roches volcaniques et des intrusions plutoniques et repose de facon discordante sur le socle granitique visible a « Hossere » Tinguelin dans la partie Nord du bassin. Les lithofacies decrits ici traduisent l’evolution des paleoenvironnements de type fluviatile sous influence tidale. Les evenements diagenetiques recenses en petrographie integrent la compaction (contacts entre les grains de quartz), la cimentation (carbonate, silice et hematite), la dissolution des feldspaths, la transformation et la neoformation de certains mineraux argileux (kaolins et illites) et la micro-fracturation. La presence d’oxydes de fer dans les micro- fractures et autour des elements figures ainsi que les surcroissances de quartz attestent la circulation des paleofluides dans les sediments au cours de la diagenese. L’analyse des elements majeurs, mineurs et traces montrent que les gres de Garoua ont ete alimentes par des produits d’erosion d’un socle granito-gneissique appartenant a une marge passive donc la composition est celle des roches acides ou felsiques et qui ont donne des wackes, des arkoses, des litharenites et de gres ferrugineux parcourus par des fluides chauds au cours de la diagenese. La porosite primaire est reduite par la calcite, la silice et les mineraux argileux par dissolution des feldspaths. Cette dissolution, ainsi que la corrosion des quartz et la fracturation sont responsables de la mise en place de la porosite secondaire. La presence de la smectite dans les secteurs a activite volcanique a un lien possible avec ce volcanisme. L’illitisation des kaolinites bien que discrete, la dissolution des feldspaths partielle ou totale, les contacts entre les grains de quartz (plans, concavo-convexes plus ou moins stylolithiques) ainsi que la presence de la dickite sont revelateurs d’une diagenese d’enfouissement. Ceci montre que les gres de Garoua ont atteint probablement un stade avance de la diagenese avant de connaitre a nouveau une diagenese d’exhumation avec des phenomenes d’oxydation et de kaolinisation generalises. Ces observations confortent l’hypothese d’un taux d’enfouissement relativement important pour un gradient geothermique moyen avec des temperatures avoisinant les 100° C.