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Apports terrigènes et sédimentation épicontinentale en régime tropical-équatorial sud-américain (Guyanes, Colombie caraïbe et Pacifique) : paléogéographie et paléoclimatologie depuis le dernier Maximum Glaciaire.

Michel Pujos et Ana Pascual
p. 1-71

Résumés

Les marges continentales des Guyanes, de la Colombie caraïbe et pacifique présentent au Pléistocène supérieur et à l'Holocène des systèmes sédimentaires originaux. Le dernier Maximum Glaciaire (30000 à 20000 ans 14-C BP) est marqué sur les plates-formes par l'installation d'une barrière récifale ou de sables fluviatiles où se développent de caractéristiques processus d'authigenèse. Les séquences transgressives, essentiellement détritiques, du Pléistocène supérieur et de l'Holocène inférieur (20000 à 5000 ans BP) sont rares et discontinues, aux morphologies vivantes, en constante érosion, remaniements et re-sédimentations permanents. Lors des pauses apparentes de la transgression, des matériaux silicoclastiques et bioclastiques se déposent par vannage sur des littoraux éphémères. Vers 5000 ans BP, la transgression est quasiment achevée. Le remblaiement alluvial et la progradation deltaïque se concrétisent sur les plates-formes par des apports solides de matériaux fins issus majoritairement des fleuves andins qui constituent autant de systèmes dispersifs sous contrôle du climat et de l'hydrodynamique régionale. Ces prismes terrigènes sont personnalisés par les cortèges de minéraux argileux qui constituent l'essentiel de la fraction fine. Ils sont essentiels pour les reconstitutions stratigraphiques et paléogéographiques. Enfin, les variations significatives dans les cortèges argileux au cours de l'Holocène récent sont attribuées à des anomalies climatiques évolutives, marquées par la succession de périodes comparables à celles qui règnent de nos jours lorsqu'apparaît "El Niño Oscillation Australe" (ENOA).

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Texte intégral

Préambule

1Les grands deltas des zones intertropicales sont de délicats systèmes, tributaires de nombreux facteurs interactifs (géologie de l'arrière pays, végétation, climat, hydrologie et hydrodynamique marine…), harmonieusement équilibrés mais toujours vulnérables. Ces zones sont séduisantes pour tout géologue qui s'intéresse à l'environnement marin côtier et à son histoire dans un réel continuum continent-océan. C'est dans ce cadre qu'en 1976, pour comprendre le fonctionnement de ces systèmes complexes, le Département de Géologie et Océanographie de l'Université de Bordeaux lance un vaste projet d'étude de la plate-forme de la Guyane française qui reste un bel exemple de marge passive. Nous ne sommes pas les seuls : le BRGM, l'ORSTOM mais aussi les Hollandais dans l'actuel Surinam et les Américains sur l'Amapa poursuivent ou lancent de vastes programmes de recherche. C'est le temps d'une vaste coopération réaliste. Ce projet intéresse aussi des pays voisins de la Caraïbe qui souhaitent se joindre à nos recherches en raison de leur intérêt scientifique. D'autres intervenants collaborent : Vénézuéliens, Colombiens, Espagnols. Parmi eux, le Centre de recherches de la Marine colombienne (dans le cadre d'accords de coopération durables et productifs consentis entre la France et la Colombie) nous ouvre les côtes de la Caraïbe et du Pacifique. Quelle opportunité pour nous d'étendre nos recherches sur deux plates-formes tectoniquement actives et différentes des Guyanes de par la proximité de la cordillère des Andes. Entre 1976 et 2002, les organismes nationaux et internationaux soutiennent nos intentions par l'octroi de moyens matériels et logistiques. C'est dans ce contexte que nous avons développé une activité scientifique marquée par de nombreuses publications.

2Alors pourquoi cette parution tardive ?

31/ Notre intention première de comparer trois types de plates-formes est à ce jour inachevé. Toutes les publications sont spécifiques à chacune d'entre elles. Une synthèse de nos recherches est nécessaire pour nous conformer au but initialement envisagé.

42/ Un cadre stratigraphique est essentiel pour comparer les sédimentations des trois plates-formes. Les dernières datations (C14) ont été obtenues en 2005.

53/ Les 30 carottes proposées ne représentent que la partie visible de l'iceberg. Toutes les autres ont fait l'objet de longues études. Nous avons choisi les plus représentatives. Le précieux matériel récupéré lors des campagnes hauturières, sur le littoral et sur le continent a pour la plupart disparu. Restent les données brutes et les analyses des carottes que nous joignons en annexe. C'est un transfert que nous jugeons utile de mettre à disposition de prochains utilisateurs.

6Disposant du cadre stratigraphique, la comparaison entre les trois plates-formes est désormais réalisée. Nous présentons ici la synthèse de ces travaux "crépusculaires" et décrivons les points de recherche originaux.

Introduction

7En domaine marin tropical, les apports terrigènes sont abondants. Ils sont issus d'affleurements de produits primaires (roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires) et secondaires d'altération (altérites et sols). Ils résultent de l'agressivité du climat. Trois marges ont été retenues, l'une réputée stable en bordure de socle pénéplané (Guyanes), les deux autres sur des marges d'accrétion, proches de reliefs jeunes (Colombie caraïbe et Colombie Pacifique) (Fig. 1). Chacune porte l'empreinte de grands fleuves andins : l'Amazone sur les Guyanes ; le Magdalena, le Sinú et l'Atrato en Colombie caraïbe, le San Juan, le Patia et le Mira en Colombie Pacifique (O. JAVELAUD, 1987 ; P. MEIDINGER, 1991 ; M. PUJOS, 2003).

Figure 1 - Cadre géographique.

Figure 1 - Cadre géographique.

A : Atlantique septentrional et bassin de l'Amazone. B : Colombie caraïbe et Colombie Pacifique.

8Lors du dernier Maximum Glaciaire (entre 30000 et 20000 ans BP), le climat change avec l'extension des glaciers. Sur le continent Sud américain s'installe une période de rhexistasie ; les plates-formes continentales sont exondées en phase de régression. Au Pléistocène supérieur, avec la fonte des glaciers, survient la transgression, succession de remontées rapides et d'accalmies apparentes ; le climat actuel s'installe progressivement avec une longue période de biostasie. Lorsque le niveau de la mer est proche de l'Actuel, la charge solide des fleuves se dépose sur les plates-formes formant autant de systèmes dispersifs sous contrôle du climat et de l'hydrodynamique régionale.

9Les recherches sur les roches et les dépôts meubles affleurants, d'une part, les climats et paléoclimats, les aspects actuels des flux hydrosédimentaires et l'instabilité du littoral, d'autre part, sont le fondement de la reconstitution des paléoenvironnements en fonction du principe de l'actualisme : extension d'une barrière récifale en bordure de l'accore au cours du bas niveau marin datant du dernier Maximum Glaciaire, présence généralisée de corps sableux et vaseux (M. PUJOS, 1977, 1982, 1986, 1991 ; M. PUJOS et G. ODIN, 1986 ; O. JAVELAUD, 1987 ; J.M. FROIDEFOND et al. 1988 ; M. MIRMAND, 1988 ; M. PUJOS et al., 1989 ; P. MEIDINGER, 1991 ; M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND, 1995 ; M. PARRA et M. PUJOS, 1998 ; E. PALVADEAU, 1999).

10Nos résultats, souvent inédits, portent sur l'étude des corps sédimentaires et des modalités de leur sédimentation en fonction du contexte météorologique, hydrologique et hydrodynamique : séquences types et chronologie des dépôts, diagenèse et subsidence, recherche d'indicateurs climatiques. Ils mettent en œuvre des techniques d'analyse variées des sédiments, de surface ou carottés à l'aide d'un carottier KULLENBERG (Photo 1), prélevés lors de missions hauturières, côtières et continentales.

Photo 1 - Dépôts carottés au large de l'Oyapock (Guyane française). [cliché : M. PUJOS]

Photo 1 - Dépôts carottés au large de l'Oyapock (Guyane française). [cliché : M. PUJOS]

Sous un mètre de vases récentes homogènes, notez les alternances de sables fins, silts et vases sableuses à débris coquilliers de lamellibranches, gastéropodes…

11Le texte est subdivisé en trois parties :

12- La première rappelle les cadres morpho-structuraux régionaux et les différents facteurs qui contrôlent la sédimentation.

13- La deuxième décrit la nature et la provenance des minéraux argileux  constituants essentiels des terrigènes  sur les plates-formes, puis les mécanismes hydro-sédimentaires responsables de leur dispersion et de l'édification des vasières.

14- La troisième est consacrée aux reconstitutions paléogéographique et paléoclimatique depuis le dernier Maximum Glaciaire.

Chapitre I : Cadre morphostructural

I - Le plateau des Guyanes

15Le plateau des Guyanes fait partie d'un vaste ensemble de marges passives de l'Amérique du Sud septentrionale (J.R. CURRAY, 1980). En bordure d'un craton pénéplané, cette plate-forme, sismiquement inactive, n'en est pas pour autant complètement stable. B. CHOUBERT (1957, 1974) évoque un mouvement de bascule vers l'est dans les dépôts quaternaires, M. BOYÉ (1963) une flexure continentale liée à la subsidence provoquée par le poids des sédiments. E. PALVADEAU (1999) détermine en Guyane française des indices de mouvements verticaux et propose un modèle géodynamique de flexure de marge : depuis 330 Ka cette déformation non linéaire est ponctuée de périodes positives ou négatives, marquées par une subsidence de la partie marine sous le poids combiné des apports guyanais et amazoniens et le bombement concomitant du continent.

16Cette plate-forme, étendue et de pente régulière, est scindée en trois domaines morphologiques : côte, plate-forme interne et plate-forme externe, séparées par autant de discontinuités situées à -20, -50 et -80 m. La première correspond à la limite entre vases côtières et sables du large ; la seconde est marquée par de fortes teneurs en ilménite, minéral souvent concentré en zone intertidale ; la troisième est jalonnée à la limite de l'accore par les vestiges d'une barrière récifale (M. PUJOS et G. ODIN, 1986). Des réflecteurs acoustiques et l'existence de dépôts terrigènes sont visibles sur l'ensemble de la plate-forme (M. FRAPPA et M. PUJOS, 1994) (Fig. 2-A).

Figure 2 - Sismique (3,5 Khz) et bathymétrie des plate-formes (d'après M. FRAPPA et M. PUJOS, 1994, M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991, et P. MEIDINGER, 1991, modifié).

Figure 2 - Sismique (3,5 Khz) et bathymétrie des plate-formes (d'après M. FRAPPA et M. PUJOS, 1994, M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991, et P. MEIDINGER, 1991, modifié).

A : Guyane française  prismes terrigènes C et D sur substratum. B : Colombie caraïbe  au large du prisme terrigène (p) discordant par onlap (a), on discerne, dans sa partie septentrionale, des pointements récifaux (r), une couronne récifale (cr) et de petits coraux réticulés (rr) qui dominent un front (fr), une encoche d'érosion (n), le glacis récifal (gr), une surface d'abrasion (sa) et un dépôt de bord de plate-forme. C : Colombie Pacifique méridionale  prisme détritique (Pv) et compartiment surélevé (Cs) délimitant les vasières internes.

II - La Colombie caraïbe

17La Colombieest le lieu de convergence de cinq plaques lithosphériques : Cocos, Nazca, Caraïbe, sud-américaine et "bloc andin". La surrection de la cordillère exerce une influence majeure sur l'évolution morphologique régionale (P. MEIDINGER, 1991 ; M. PUJOS et al., 1995).

18Au nord, le plateau caraïbe, qui borde les contreforts septentrionaux andins, est une zone d'accrétion "atypique" (A. MASCLE et al. 1979) ou "pseudo-subductive" (J.F. STEPHAN et al., 1980) caractérisée par l'alternance de phases tectoniques compressives et cisaillantes et par un important diapirisme argileux, à terre comme en mer (G. VERNETTE, 1985).

19Les formations plio-pléistocènes confirment la puissance des apports terrigènes produits de l'érosion andine (O. JAVELAUD, 1987). Les profils sismiques et la bathymétrie montrent la juxtaposition de dépôts terrigènes et de formes construites organogènes. À terre affleurent des récifs fossiles (Photo 2).

Photo 2 - Récif fossile marqueur du plus haut niveau marin de l'Holocène (vers 3000/2500 ans BP) à Cartagena de Indias (Colombie caraïbe). [cliché : M. PUJOS]

Photo 2 - Récif fossile marqueur du plus haut niveau marin de l'Holocène (vers 3000/2500 ans BP) à Cartagena de Indias (Colombie caraïbe). [cliché : M. PUJOS]

20Le plateau continental entre le delta du Sinú et le golfe d'Urabá est peu accidenté, constitué de zones "lisses" jusqu'à -90 m. Au nord, la présence de hauts fonds récifaux (de ­55 à -60 m) représente le prolongement méridional d'un complexe corallien fossile (G. VERNETTE, 1985) (Fig. 2-B).

III - Le plateau Pacifique

21À l'ouest de la Colombie, le plateau Pacifique, élément de la ceinture orogénique de cet océan, est également soumis à une néotectonique contemporaine : volcanisme, séismicité importante et système de failles actives.

22L'organisation structurale liée à l'ossature andine induit la morphologie de la plate-forme. Au nord, les chaînons volcaniques tertiaires du Baudo se prolongent sur la plate-forme induisant une extrême étroitesse et une pente forte (voir Fig. 1-B). Au sud, elle est plus étendue, appendice sous marin des bassins fluviaux avec deux directions liées aux structures andines (N 30/40°) et aux mouvements méridiens qui affectent la fracture de Panama et la dorsale de Galapagos (N 90/100°). Un ensemble de réflecteurs révèle plusieurs corps sédimentaires (Fig. 2-C). Dans la partie distale de la plate-forme (zones méridionale et centrale) et jusqu'à l'accore (-120/-130 m), s'étalent des hauts fonds (P. MEIDINGER, 1991 ; M. PUJOS et al., 1995).

Chapitre II : Mécanismes hydro-sédimentaires et sédimentation épicontinentale : édification de prismes terrigènes

I - Nature et origine des minéraux argileux

23Les argiles ont été déterminées sur les matières en suspension et les matériaux sédimentés le long des fleuves et de leurs tributaires, dans les secteurs Atlantique (Amazone, fleuves guyanais, Orénoque), Caraïbe (Magdalena, Sinú, Atrato) et Pacifique (San Juan, Patia, Mira). Sur les plates-formes, plus de 1000 échantillons prélevés au toit des dépôts ont été étudiés (M. PUJOS, 1977, 1982, 1986, 1991 ; O. JAVELAUD, 1987 ; M. MIRMAND, 1988 ; P. MEIDINGER, 1991). Les méthodes d'analyse des minéraux argileux sont décrites dans C. LATOUCHE et N. MAILLET (1979). Toutes les teneurs indiquées portent sur la fraction < 2 µm.

24Quatre espèces minérales (illite, chlorite, kaolinite et smectites) composent l'essentiel des cortèges (Tab. I).

Tableau I - Cortèges argileux (en % de la fraction < 2 µm) au toit des sédiments et dans les suspensions (Sus.) en Amérique du Sud septentrionale (Atlantique, Caraïbe et Pacifique).

Tableau I - Cortèges argileux (en % de la fraction &lt; 2 µm) au toit des sédiments et dans les suspensions (Sus.) en Amérique du Sud septentrionale (Atlantique, Caraïbe et Pacifique).

(1) : Lawa, Ouaqui, Inini, Maroni, Comté, Orapu, Approuague, Oyapock, Camopi. (2) : Maroni, Mahury, Approuague, Oyapock.
Sm : smectites. K : kaolinite. I : illite. C : chlorite.
Méd. : médiane des valeurs.
Données extraites de C. BOLTENHAGEN et J. MARION (1975), R.J. GIBBS (1977), M. PUJOS (1986), M. PUJOS et G. ODIN (1986), O. JAVELAUD (1987), J.M. JOUANNEAU et M. PUJOS (1987, 1988-b), M. PUJOS (1988), M. MIRMAND (1988), M. PUJOS et al. (1989, 1990, 1995), P. MEIDINGER (1991), G. IRION (1991), M. PUJOS et O. JAVELAUD (1991, 1992), M. PARRA et M. PUJOS (1998).

25 En Atlantique l'origine des minéraux est bien individualisée. L'illite et la chlorite sont d'origine andine : Marañon (Photo 3), Urubamba, Madeira et ses tributaires boliviens…, avec des teneurs moyennes de 57 % et 22 % respectivement. La kaolinite est cardinale dans les llanos, les basses terres amazoniennes et les fleuves guyanais (souvent supérieure à 90 %). Les smectites sont représentatives des terres basses humides et des marais côtiers, avec des teneurs de l'ordre de 50 %. C'est le cas des marais de la Mana en Guyane française (M. PUJOS et al. 1996). Une couverture exhaustive du bassin amazonien confirme la relative mais typique signature illite/chlorite des fleuves andins (J.L. GUYOT et al. 2007).

Photo 3 - Le Marañon à Balsas (Pérou), un des importants tributaires de l'Amazone. [cliché : M. PUJOS]°

Photo 3 - Le Marañon à Balsas (Pérou), un des importants tributaires de l'Amazone. [cliché : M. PUJOS]°

26En Colombie caraïbe, la paragenèse argileuse des bassins de drainage des fleuves andins Magdalena et Sinú est caractérisée par le binôme illite (40 % en suspension, jusqu'à 60 % dans les dépôts) / chlorite (40 %). Le delta de l'Atrato est riche en chlorite (56 %) et illite (25 %) (O. JAVELAUD, 1987; M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991).

27En Colombie Pacifique, la proximité de la cordillère, les forts gradients de pente, la densité du couvert végétal tributaire de l'étagement climatique, le développement du réseau hydrographique et un drainage efficace contrôlent les apports en suspension (R. WEST, 1957 ; M.L. AGUIRRE, 1985). Au sud du cap Corrientes, les apports en suspension du Patia et du Mira proviennent de la proche cordillère : les charges spécifiques des deux fleuves sont importantes de l'ordre de 2000 t/km2/an. Une partie des suspensions se dépose dans la partie basse des fleuves (500 t/km2/an) soit un apport annuel proche de 25 106 t/an pour les bassins versants au sud de Buenaventura (P. MEIDINGER, 1991). Les chlorites sont cardinales dans le delta du San Juan (68 %).

28Illite et chlorite du domaine andin sont les produits de l'érosion mécanique des roches plutoniques et métamorphiques de la cordillère. Les roches basiques privilégient la formation de chlorite (ferromagnésienne) au détriment de l'illite (potassique). Ces dernières semblent mieux représentées dans les assemblages dérivés des provinces pétrographiques acides (M. PARRA et al., 1986 ; V. GANDAIS, 1987). Kaolinite et smectites des régions à faible relief sous climat tropical chaud et humide sont issues respectivement d'une hydrolyse météoritique intense des cuirasses latéritiques et de néoformations dans les plaines mal drainées du littoral. Les fleuves qui traversent le bouclier guyanais, par leur nombre élevé et leur vaste distribution, collectent la kaolinite puis assurent son transport à l'océan. La relative rareté des smectites dans les fleuves et les bassins versants suggère une formation par authigenèse.

29La Caraïbe est un archétype pour l'origine des minéraux argileux (Fig. 3).

Figure 3 - Nature, origine et distribution schématique du matériel argileux : exemple de la Caraïbe occidentale (d'après M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991, modifié).

Figure 3 - Nature, origine et distribution schématique du matériel argileux : exemple de la Caraïbe occidentale (d'après M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991, modifié).

II - Cortèges argileux sur les plates-formes : genèse des vasières

1 ) Le plateau des Guyanes

30Ce plateau est soumis à l'influence de l'Amazone qui libère annuellement de grandes quantités de matériaux terrigènes. Sur un total de 1,1-1,3 109 t/an de suspensions rejetées en mer, 1,5 108 t/an sont entraînées saisonnièrement vers le nord-ouest sous l'action du courant des Guyanes (Photo 4). Les apports solides des fleuves guyanais sont vite dilués dans la masse imposante des rejets amazoniens : ils ne représentent que 2 % des apports de l'Amazone et 5 à 10 % de la plume turbide (D. EISMA et H.W. VAN DER MAREL, 1971 ; J.M. JOUANNEAU et M. PUJOS, 1988-a), soit de l'ordre de 1,7 106 t/an selon M.T. PROST et M. LOINTIER (1988).

Photo 4 - L'embouchure de la Mana déjetée au nord-ouest (gauche de la photo) sous l'action du courant des Guyanes (Guyane française). [cliché : J.M. FROIDEFOND et M. PUJOS]

Photo 4 - L'embouchure de la Mana déjetée au nord-ouest (gauche de la photo) sous l'action du courant des Guyanes (Guyane française). [cliché : J.M. FROIDEFOND et M. PUJOS]

31De l'embouchure de l'Amazone à Trinidad, le cortège minéralogique évolue avec l'éloignement du fleuve, la proximité des estuaires guyanais et du delta de l'Orénoque, les conditions régionales/locales de marée, de houles et de courants (R. MEADE et al. 1985 ; M. PUJOS et G. ODIN, 1986 ; M. PUJOS et al. 1989 ; M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND, 1995), la cyclicité des alizés (M.A. ALLISON et al. 2000 ; P.G.E.F. AUGUSTINUS, 2004).

32Sur le littoral (zones tidale et infralittorale, inter-bancs, plateau interne), le cortège moyen est composé de smectites (26 %), kaolinite (28 %), illite (33 %) et chlorite (13 %). Sur la plate-forme externe, les teneurs en smectites augmentent (37 %) dans une région où les apports en suspension de l'Amazone sont les plus faibles (M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND, 1995) (Fig. 4 et 5). Les pourcentages de particules très fines (0-8 µm) dans les dépôts de surface du prodelta augmentent d'est en ouest sous l'action combinée du courant des Guyanes et des houles d'alizés (M. PUJOS et al., 2001) (Fig. 6). En revanche, la dispersion des smectites des sédiments de surface de la vasière est désordonnée depuis 1500 ans BP (Tab. II). La sédimentation différentielle de ce minéral, "plus petit et de meilleure flottabilité que les autres constituants du cortège", évoquée par R.J. GIBBS (1967, 1973, 1976, 1977) et H. CHAMLEY (1971), ne se manifeste pas sur le plateau des Guyanes.

Figure 4 - Cortèges argileux en Guyane (fraction < 2 µm) : situation des carottages.

Figure 4 - Cortèges argileux en Guyane (fraction &lt; 2 µm) : situation des carottages.

Figure 5 - Hydrodynamique et matières en suspension en Guyane française (d'après M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND, 1995, modifié).

Figure 5 - Hydrodynamique et matières en suspension en Guyane française (d'après M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND, 1995, modifié).

Figure 6 - Évolution des fractions granulométriques des sédiments de l'Amazone jusqu'au Maroni (d'après M. PUJOS et al., 2001, modifié).

Figure 6 - Évolution des fractions granulométriques des sédiments de l'Amazone jusqu'au Maroni (d'après M. PUJOS et al., 2001, modifié).

Vasières littorales : Amazone (1), Oyapock (2), Mahury (3). Zone des bancs et interbancs : Mahury (4).
Estuaires : Oyapock (5), Mahury (6), Maroni (7).
La limite entre argile et silts est exceptionnellement fixée ici à 8 µm. Dans tout le reste du texte, elle est de 2 µm.

Tableau II - Teneurs en smectites de la fraction inférieure à 2 µm au toit des sédiments carottés de l'embouchure de l'Amazone jusqu'aux côtes du Guyana.

Tableau II - Teneurs en smectites de la fraction inférieure à 2 µm au toit des sédiments carottés de l'embouchure de l'Amazone jusqu'aux côtes du Guyana.

N° : numéro de la carotte. * : fourchette pour plus de 100 échantillons (médiane= 33 %).

33Les suspensions de l'Orénoque proviennent pour l'essentiel des Andes colombiennes (R. MEADE et al., 1983, 1990). Le Méta, le Guaviare et l'Apure, trois des plus importants affluents andins de la rive gauche, fournissent 70 % du matériel particulaire (A. ZINK, 1982 ; F. WEIBEZAHN, 1990). Les teneurs en illite, importantes en saison des pluies (49 %), sont proportionnelles aux apports en MES. Les fortes décharges, liquide et particulaire, qui transitent par le delta pénètrent dans le golfe de Paria, la Caraïbe et le proche Atlantique où elles se mélangent aux suspensions d'origine amazonienne (M. PUJOS et al., 1997).

34Sur l'ensemble du système dispersif amazonien les vases sont tributaires de l'hydrologie et de la dynamique régionale. De la côte à la plate-forme externe, les eaux côtières turbides du plateau des Guyanes présentent un système hydrologique à deux couches discontinues, l'une marine inférieure (Smectites = 36,5 ‰), l'autre saumâtre supérieure (Smectites = 28 à 33,5 ‰) (Fig. 5). Sur le littoral, les pélites sont concentrées sur le fond en une couche néphéloïde entretenue par les remises en suspension sous l'effet des houles, vagues et courants (zone des bancs), de l'action tidale (inter-bancs). Sur la plate-forme, le courant des Guyanes est unidirectionnel en surface. Dans la couche inférieure, les courants sont faibles (vitesse inférieure à 0,25 cm/sec.), tidaux et alternatifs sur la plate-forme interne, semi-rotatifs sur la plate-forme externe. Lorsque la profondeur est supérieure à 50 m, s'installe un contre-courant (P. CASTAING et M. PUJOS, 1976 ; J.M. FROIDEFOND et al. 1988 ; M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND, 1995).

35Ainsi se construit une immense vasière prodeltaïque qui s'étend de l'embouchure de l'Amazone à Trinidad. On retrouve sa trace dans les dépôts vaseux du golfe de Paria et en partie en mer Caraïbe (M. PUJOS et al., 1989).

36La fraction non argileuse du substrat montre : 1/ une répartition désordonnée de silts grossiers locaux, conforme aux observations de J. STUIP (1982, 1984) qui note une décroissance des teneurs de l'embouchure du fleuve Surinam vers le large, et 2/ une diminution régulière des teneurs en silts moyens (qui passent de16 à 8 %) et une augmentation concomitante de l'argile (0-2 µm) et des silts fins, qui croissent de 81 à 90 %, ce qui traduit un dépôt graduel par excès de charge des éléments les plus grossiers des suspensions au cours de leur transit vers le nord-ouest. Ce matériel en suspension est effectivement composé d'argile et de silts fins à moyens (M. PUJOS et al., 2001).

2 ) Le plateau de la Colombie caraïbe

37Cette zone est le réceptacle des rejets des fleuves andins Magdalena, Sinú et Atrato. À l'ouest de l'embouchure du Sinú, le cortège minéralogique moyen est dominé par les smectites (50 % sur la plate-forme) et la chlorite (63 % dans le golfe d'Urabá) (Fig. 7). La plupart des smectites proviennent de l'érosion côtière et du volcanisme de boue, aérien (Photo 5) et sous-marin, omniprésent dans la région (G. VERNETTE, 1985 ; O. JAVELAUD, 1987) : la côte, à forte consonance néotectonique, est constituée de falaises vives en constante érosion sous l'action d'une hydrodynamique soutenue ; les teneurs en smectites des roches affleurantes y sont fortes (48 à 56 %) (M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991). Une autre partie, allochtone, d'origine méso-américaine, est dispersée sur les côtes colombiennes par le contre-courant de Panama (J.J. GRIFFIN et E.D. GOLDBERG, 1969).

Figure 7 - Cortèges argileux à l'embouchure du Sinú et dans le golfe d'Urabá (Colombie caraïbe) (d'après M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991).

Figure 7 - Cortèges argileux à l'embouchure du Sinú et dans le golfe d'Urabá (Colombie caraïbe) (d'après M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991).

Les chiffres indiquent la situation des carottages.

Photo 5 - Volcanisme de boue sur le littoral de la Colombie caraïbe. [cliché : M. PUJOS]

Photo 5 - Volcanisme de boue sur le littoral de la Colombie caraïbe. [cliché : M. PUJOS]

38Les alizés exercent une influence prépondérante sur la dynamique régionale des eaux superficielles, la distribution des suspensions et la remobilisation des dépôts meubles. C'est le cas de la plume turbide du Magdalena déviée saisonnièrement : 1/ vers le nord-est (saison humide), sous l'action du contre-courant de Panama dont l'activité à la faveur des calmes provoque un blocage des eaux océaniques dans le secteur oriental des archipels ; 2/ vers le sud-ouest (saison sèche), lorsque les alizés favorisent l'étalement des eaux turbides sur la plate-forme (M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991).

39L'Atrato draine la cordillère occidentale sur sa façade Pacifique, développant un delta dans le golfe d'Urabá.

40Les eaux turbides de ces fleuves induisent une stratification des eaux néritiques avec l'installation d'une structure hydrologique à deux couches (M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991 ; H.G. READING, 1996) (Fig. 8) : en saison sèche, l'advection, sous l'impulsion des houles d'alizés, est le processus de dispersion dominant et la dérive littorale l'élément majeur du transport vers le sud ; en saison humide, le contre-courant de Panama entraîne des perturbations de cette structure et une plus grande diffusion potentielle vers le large.

Figure 8 - Hydrodynamique saisonnière et matières en suspension en Colombie caraïbe (région du Sinú, dans le golfe d'Urabá) (d'après M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991).

Figure 8 - Hydrodynamique saisonnière et matières en suspension en Colombie caraïbe (région du Sinú, dans le golfe d'Urabá) (d'après M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991).

41L'isobathe 20 est la limite granulométrique séparant une zone interne silteuse, où les particules subissent périodiquement des cycles de dépôt et de remise en suspension, et une zone externe plus profonde, vaseuse, où la décroissance des conditions hydrodynamiques favorise le dépôt. Une couche néphéloïde, comme sur les Guyanes, est entretenue par les remises en suspension.

42Le transfert sédimentaire continent-océan de ces trois fleuves génère, sous contrôle hydrodynamique, unprisme progradant sur une grande partie de la plate-forme, alors que les silts grossiers et les sables restent circonscrits aux embouchures.

3 ) La façade Pacifique

43Sur la façade Pacifique, vases et vases sableuses constituent l'essentiel de la fraction fine déversée à l'océan, édifiant un prisme détritique épicontinental sensiblement parallèle à la côte.

44À l'influence directe du cadre structural sur la sédimentation s'ajoutent les conditions hydrodynamiques régionales. Aux embouchures, les terrigènes sont soumis à des houles et des courants de marée d'énergie modérée qui induisent une dérive littorale vers le nord. Un tri dimensionnel des éléments les plus fins se manifeste vers le large, puis vers le nord sous l'action du courant de Colombie, phénomène particulièrement évident lorsque la largeur du plateau permet d'en enregistrer les effets (M. MIRMAND, 1988 ; P. MEIDINGER, 1991 ; M. PUJOS et al., 1995).

45Trois cortèges sont mis en évidence (Fig. 9) :

  • Les smectites sont dominantes de Panama à Baudo et de l'embouchure du Mira à l'Équateur (teneur = 56 %).

  • Chlorite (59 %) et illite (30 %) forment l'essentiel du cortège entre Baudo et le delta du Patia. La zone septentrionale est riche en chlorite (68 %) ; l'autre, méridionale, est plus riche en illite (32 %).

  • Illite (27 %), chlorite (38 %) et smectites (22 %) caractérisent les deltas du Patia et du Mira.

Figure 9 - Cortèges argileux et hydrodynamique en Colombie Pacifique : situation des carottages (d'après M. PUJOS et al, 1995, modifié).

Figure 9 - Cortèges argileux et hydrodynamique en Colombie Pacifique : situation des carottages (d'après M. PUJOS et al, 1995, modifié).

46Trois sources sont distinguées :

  • Andine. L'association chlorite/illite reflète les paragenèses argileuses des fleuves andins. Kaolinite et smectites qui leur sont associées sont issues des plaines alluviales à mangrove (P. MEIDINGER, 1991). Le courant de Colombie reste le vecteur essentiel de dispersion vers le nord.

  • Équatorienne. Le courant de Colombie véhicule les smectites en provenance de la province d'Esmeraldas drainée par trois fleuves (M. de MIRO et al., 1977).

  • Méso-américaine. Cette région est une source de smectites. Ces dernières, cardinales dans le golfe de Tehuantepec (smectites =50/75 % ; illite =10/30 % ; chlorite = 10 %) (A.S. BARLETT et E.S. BARGHOORN, 1976 ; E.H. BOUMAGGARD, 1994), sont entraînées par le contre-courant du Choco jusqu'à la latitude du cap Corrientes (C. ANDRADE, 1986). Sur le littoral, les plaines alluviales à mangrove sont de trop faible extension pour envisager un apport local significatif. Nous avons vu que l'Amérique centrale alimente aussi la partie sud occidentale de la Caraïbe.

47L'absence des apports andins dans cette partie septentrionale de la Colombie, est liée au tracé de la vallée fluviale de l'Atrato dont le cours nord-sud, sensiblement parallèle à la cordillère, représente un obstacle naturel entre les Andes et la plate-forme adjacente. Le matériel particulaire andin qui aboutit au fleuve est canalisé vers le golfe d'Urabá et la mer Caraïbe. Illite et chlorite proviennent en partie seulement du drainage des chaînons du Baudo par les petits fleuves côtiers.

Chapitre III : Paléogéographie depuis le dernier Maximum Glaciaire : climat et environnement

48Les reconstitutions des enregistrements sédimentaires sont données en annexe, ainsi que sur les figures 13 et 14, et dans les tableaux III, IV et V.

I - Le dernier Maximum Glaciaire

1 ) Récifs et climat

49Entre 30000 et 20000 ans BP, les plates-formes sont exondées en Atlantique, Caraïbe et Pacifique. La ligne de rivage est proche de l'accore (-100 m environ) où s'installent récifs coralliens et organismes encroûtants (algues, bryozoaires…) (J. LABOREL, 1969 ; G. VERNETTE, 1985 ; M. PUJOS et G. ODIN, 1986 ; P. MEIDINGER, 1991 ; M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991, 1992). Leur essor confirme l'absence d'apports turbides. C'est particulièrement évident sur les Guyanes où les rejets amazoniens se déversent pour la plupart dans le canyon situé au droit de l'embouchure du fleuve (J.D. MILLIMAN et H.T. BARETTO, 1975 ; J. MOYES et al., 1975), alors que le courant des Guyanes et le reste des suspensions transite plus au large vers le nord-ouest, sans influence sur l'environnement littoral. L'absence de ces apports turbides, tout en favorisant le développement des récifs, réduit la croissance des mangroves (C. CARATINI et al., 1975).

50Au large des Guyanes, les témoins de cette formation sont nombreux : chicots récifaux, beach-rocks à Mélobésiées, tapis oolithiques, sables à Amphistegina affleurants ou recouverts de sables bioclastiques issus de la destruction des récifs (M. PUJOS et G. ODIN, 1986). Une partie d'entre eux glisse en masse en haut de pente (vers 25000/22000 ans BP, G18).

51En Caraïbe, le complexe récifal est le socle de formations organogènes dont les reliefs se détachent au large du Sinú (voir Fig. 2-B).

52Sur la façade Pacifique, les hauts fonds coralliens et les sables bioclastiques, produits de l'érosion des récifs, forment une bande discontinue vers -50/-70 m. La présence de récifs en période glaciaire – leur croissance nécessite une température des eaux supérieure à 20 °C  suggèrerait-elle une baisse de l'activité des upwellings dominants dans la région ?

53Sur tout l'Atlantique occidental, les datations au radiocarbone sont comprises entre 28000 (G 18) et 17000 ans BP (G. MOGUEDET, 1973). Au large du Brésil, dans le prolongement de cette ceinture corallienne, l'âge des oolithes est compris entre 21000 et 14000 ans BP, indice du dernier Maximum Glaciaire et de l'amorce de la transgression (J.D. MILLIMAN et K.O. EMERY, 1968 ; B.W. LOGAN et al., 1969 ; J.D. MILLIMAN et H.T. BARETTO, 1975 ; N. KUMAR et al., 1977 ; E. BARD et al., 1996). En Amérique du Nord, l'avancée glaciaire est maximale vers 20000/18000 ans BP (J. MALEY, 1976), époque pendant laquelle le climat apporte aux régions septentrionales de l'Amérique du Sud les principaux éléments de leur différenciation.

54Les glaces, qui s'étendent jusqu'au 40ème parallèle, épargnent les eaux guyanaises où les températures, proches de 26 °C, sont favorables à la croissance des récifs (W.L. GATES, 1976).

2 ) Érosion continentale et dépôts fluviaux

55En période glaciaire, l'extension des glaces provoque un retrait vers le sud de l'Équateur météorologique dans l'hémisphère boréal et une avancée corrélative de la sécheresse tropicale (R. FRÉCAUT et P. PAGNEY, 1983). Sur les Guyanes, le climat est plus contrasté et plus aride : les précipitations diminuent (-30 %), car les basses pressions relatives de la Zone Intertropicale de Convergence (ZIC), en partie responsables du climat actuel, s'éloignent de la région et demeurent toute l'année plus au sud (J. MALEY, 1976 ; S. MANABE et D.J. HAHN, 1977). Cette sécheresse entraîne une modification du couvert végétal : les basses terres d'Amazonie se transforment en plaines arides quasi désertiques, tandis que les régions plus élevées deviennent des îlots d'humidité (P.A. COLINVAUX, 1989) ; les spectres polliniques confirment l'extension de la savane en période sèche, de la forêt et des mangroves en période humide (C. CARATINI et al., 1975). Les nappes de matériaux grossiers dans les sols d'Amazonie apportent également la preuve de l'existence d'épisodes climatiques secs au cours desquels une "forte érosion est accentuée sous un couvert végétal raréfié" (F. SOUBIÈS, 1979). Il en résulte : 1/ un accroissement des altérations dont l'arénisation des roches mères est le caractère dominant, 2/ des ferruginisations dues au lessivage et/ou à la transformation des roches ou de ses produits d'altération et 3/ une reprise de l'érosion fluviale qui favorise l'extension d'un réseau de drainage susceptible d'exporter vers l'océan les produits de colluvionnement. Le climat agressif affecte l'érosion des bassins versants et conditionne l'importance des rejets en mer (J. HOOK, 1977). Enfin, le retrait des océans lié à la Glaciation entraîne une reprise de l'érosion et donc une modification des profils des cours d'eau, alors que s'installe une période de rhexistasie : la pente est accrue et la phase d'évacuation intense.

56La répartition des minéraux lourds est un bon exemple du transfert continent-océan des matériaux fluviaux.

57En Guyane française, il existe une parfaite continuité entre les cortèges minéralogiques des roches mères et des sols hérités, des sables fluviaux et des matériaux de plate-forme. Les cortèges de minéraux lourds des sables fins, moyens et grossiers situés au large des vases côtières et les indices de chenaux, décelés au sondeur 3,5 Khz, matérialisent les paléo-lits de l'Oyapock et des complexes Approuague-Mahury et Mana-Maroni (M. PUJOS et al., 1990 ; M. FRAPPA et M. PUJOS, 1994) (Fig. 10). Les sables et la phase minérale qu'ils renferment se déposent sur la plate-forme d'autant plus facilement que les échanges avec l'océan sont limités aux embouchures, situées pour la plupart à l'ouest de la barrière récifale. Cet apport terrigène entrave localement le développement des récifs, donnant à la barrière son aspect discontinu.

Figure 10 - Cortèges de minéraux lourds sur la plate-forme de la Guyane française (d'après M. PUJOS et al., 1990, modifié).

Figure 10 - Cortèges de minéraux lourds sur la plate-forme de la Guyane française (d'après M. PUJOS et al., 1990, modifié).

1 et 1' : staurotide-grenat-tourmaline. 2 : épidote-amphibole. 3 : amphibole.

58En Caraïbe, O. JAVELAUD (1987) signale la présence locale d'amphiboles, épidotes et pyroxènes, qui correspondraient à un paléo-tracé du Sinú.

59Sur la plate-forme du Pacifique, les rares données géophysiques et l'importance de la couverture pélitique ne nous permettent pas de reconnaître les paléo-vallées des fleuves San Juan, Patia et Mira, vraisemblablement fossilisées sous le prisme terrigène.

3 ) Sédimentation péri-récifale

60À l'arrière des récifs, à l'abri des houles et vagues, se déposent des sables bioclastiques grossiers et se développent des vasières lagunaires. En Caraïbe, ces dernières sont constituées d'argiles noires, de débris végétaux et d'argiles à huîtres (O. JAVELAUD, 1987). Au large des Guyanes, ce sont des dépôts argileux à microfaune d'herbier, localement évaporitiques comme en témoignent les cristaux de halite qui recouvrent les grains de quartz (G 19, 22000 ans BP) (P. LEGIGAN, 1985). En bordure de l'accore du Pacifique, l'exoscopie des grains révèle un environnement deltaïque, analogue à celui observé sur l'actuelle plaine côtière (P. MEIDINGER, 1991).

4 ) Authigenèses

61Les grains verts, caractéristiques des dépôts du plateau des Guyanes, se présentent sous deux formes : glauconie et verdine.

62La glauconie a été reconnue entre -100 et -150 m. Elle marque la présence d'un milieu océanique franc au delà de la zone d'influence de l'oxygène atmosphérique. Le fait qu'elle ait été localement oxydée indique qu'elle était présente lors de la dernière régression qui l'a altérée. Depuis cette époque (-18000 ans BP), cette glauconie altérée n'a pas été enfouie : le taux de sédimentation est donc resté nul au large de la vasière littorale. En outre, il semble, sur le plateau guyanais, qu'il n'y a pas eu de conditions favorables à la glauconitisation depuis 18000 ans BP (G. ODIN, 1985 ; M. PUJOS et G. ODIN, 1986 ; G. ODIN et al., 1988).

63La verdine est omniprésente au large des Guyanes, en une bande parallèle à la côte, de l'Amazone à l'Orénoque (de -20 à -150 m). Ce minéral – dont la disposition diffère de celle des fleuves africains où il est localisé aux proches deltas  présente une extension longitudinale similaire à celle de la glauconie. Les facteurs géochimiques responsables de la formation de verdine sont apportés par les fleuves locaux, puis par l'Amazone, respectivement lors des bas et hauts niveaux marins.

64Ainsi la glauconie antérieure à la dernière glaciation est-elle à sa place aux approches de l'accore et en haut de pente. En revanche, la verdine décrite à -100/-150 m est relique au large et plus récente sur la plate-forme. De plus, le processus d'authigenèse de la verdine par faible profondeur est compatible avec la présence voisine de récifs. La Nouvelle Calédonie constitue de nos jours un modèle comparable aux conditions environnementales qui régnaient au large des Guyanes vers 20000/18000 ans BP (M. PUJOS et G. ODIN, 1986 ; G. ODIN et al., 1988).

II - LES PREMIERS DÉPÔTS TRANSGRESSIFS (20000-18000 / 12000 ANS BP)

65La transgression est rapide. Les eaux envahissent les plates-formes ennoyant la barrière récifale dont la croissance est inférieure à la remontée du niveau marin. Des concrétions de Mélobésiées couvrent les récifs agonisants et les substrats durs affleurants (J. LABOREL, 1969).

66Les Guyanes sont toujours à l'écart des rejets turbides amazoniens : récifs et sables oolithiques, d'âge compris entre 21000 et 14000 ans BP le confirment (J.D. MILLIMAN et H.T. BARRETTO, 1975 ; N. KUMAR et al., 1977). Les dépôts sédimentaires attribués à cette époque sont rares. Les sables bioclastiques et les sables à Amphistegina y sont dispersés vers le nord-ouest par le courant côtier. Par faible profondeur, les débris carbonatés sont les supports des verdines (M. PUJOS et G. ODIN, 1986).

67En Caraïbe, un système récifal de deuxième génération s'installe sur les récifs de l'époque glaciaire. Avec la remontée du niveau marin, les coraux s'adaptent par le développement d'espèces madréporiques branchues à croissance accélérée (Acropora palmata et Acropora cervicornis). Néanmoins, comme la transgression est plus rapide que les possibilités de croissance du récif, sa disparition est inéluctable (O. JAVELAUD, 1987). À l'arrière de cette barrière, se développent des vasières où la richesse en matière organique témoigne d'une abondante végétation côtière (base des C 26 et C 91).

68Durant cette période les eaux océaniques envahissent les plates-formes externes. La croissance des récifs est, semble-t-il, stabilisée en Caraïbe et en fort déclin en Atlantique.

III - UNE PAUSE APPARENTE DANS LA TRANSGRESSION (12000/10000 ans BP)

1 ) En Guyane française

69Vers 12000 ans BP, une pause apparente dans la transgression favorise l'installation durable d'un littoral (-40/-50 m) caractérisé, en Guyane française, par une rupture de pente. Il est le réceptacle de l'ilménite, minéral détritique issu des cuirasses latéritiques et concentré par vannage en zone intertidale, et de débris carbonatés. Ces derniers, issus du démantèlement de la barrière récifale, sont entraînés vers l'ouest par le courant des Guyanes et les courants de marée, puis repris et concentrés par les vagues et les houles (P. CASTAING et M. PUJOS, 1976 ; M. PUJOS et G. ODIN, 1986 ; M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND, 1995).

70Sur la plate-forme externe submergée, les sables fins et les espèces minérales lourdes affleurent, attestant de l'absence ultérieure de dépôt. La polarité granulométrique des sables fins et les teneurs en carbonates décroissantes vers l'ouest (G. MOGUEDET, 1973 ; M. CHAGNAUD, 1984 ; M. PUJOS et G. ODIN, 1986) confirment la reprise de ces éléments et leur étalement différentiel orienté par la dynamique littorale, à l'exclusion des minéraux lourds, plus denses, stabilisés dans les paléo-lits fluviaux (M. PUJOS et al., 1990) (voir Fig. 10). Cette dispersion a probablement perduré dans les premiers temps de la transgression Holocène.

2 ) En Caraïbe

71À l'abri des rejets turbides du Magdalena, du Sinú et de l'Atrato, de petits édifices coralliens croissent sur quelques ressauts topographiques, aujourd'hui submergés à ­55 m. Le démantèlement de ces structures, concomitant à leur développement, fournit de gros volumes de bioclastes, dispersés par la dérive littorale. Ce biotope se maintient jusqu'à 8000 ans BP (O. JAVELAUD, 1987).

72Un environnement lagunaire s'installe dans la région du Sinú où les argiles noires sableuses à débris végétaux ont été datées de 12000 ans BP (C 26 et C 91). Au large des Guyanes, des vases à bioclastes sont d'âge comparable (12000/10500 ans BP, G 19) ; l'influence de l'arrière pays sur la sédimentation est toujours évidente au vu de la nature du matériel argileux (smectites = 39 % ; smectites + kaolinite = 65 %). Les rejets amazoniens croisent toujours au large sans effet marquant sur l'environnement littoral.

IV - LA SÉDIMENTATION À L'HOLOCÈNE INFÉRIEUR (10000/5000 ans BP)

73L'humidification du climat se poursuit et la transgression s'accélère provoquant la submersion des plates-formes et le recul des appareils deltaïques.

1 ) Au Surinam

74Des dépôts fins couvrent en discontinuité ceux du stade isotopique 3 (44500/33000 ans BP, G 23). Parfois affleurants (SHOM, 1998), ces derniers sont le plus souvent recouverts de vases et de sables fins (de quelques centimètres à plus de deux mètres d'épaisseur), témoignage d'une morphologie ondulée du toit de la formation (P. BOUYSSE et al., 1977).

75La répartition anarchique des datations sur les faunes (8900 à 5500 ans BP) indique d'importantes re-sédimentations dans un environnement côtier qui se maintient jusqu'à 5000 ans BP. Le cortège argileux de ces dépôts hétérogènes est toujours riche en smectites et kaolinite locales (smectites = 46 % ; smectites + kaolinite = 65 %).

2 ) En Guyane française

76Deux séquences sont individualisées :

  • Sur la plate-forme (de -45 à -57 m), les vases à fines strates de matière organique excluent tout remaniement généralisé. Le milieu marginolittoral (lagune d'arrière barrière et front de mangrove), à déficit d'oxygène et partiellement évaporitique, est le réceptacle de bioclastes remaniés, contemporains de la destruction de la barrière récifale (9100/8200 ans BP, G 39 et G 102). Les teneurs en smectites et kaolinite y sont élevées (smectites + kaolinite = 76 %), exprimant l'absence des rejets amazoniens.

  • En bordure de plate-forme; l'agencement des sables se poursuit. Vers 9000 ans BP (sommet des G 18 et G 19), un dépôt vaso-sableux est marqué par la richesse en Foraminifères planctoniques, qui confirme l'apparition des eaux océaniques. Une forte augmentation des illites (38 %, contre 18 % ; smectites + kaolinite = 51/55 %) valide l'arrivée des rejets turbides amazoniens. Cette phase transgressive, reconnue près de l'accore, symbolise la première étape de l'extension du système dispersif amazonien sur les Guyanes.

77Entre 8000 et 5000 ans BP (G 102), les Foraminifères benthiques indiquent une plus grande épaisseur de la tranche d'eau. Les teneurs en illite augmentent de 13 % dans un milieu exempt de matière organique mais toujours enclin aux apports bioclastiques du large. Ces fortes teneurs sur la plate-forme centrale (G 23, G 102 et G 39) montrent l'avancée lente et progressive des rejets turbides amazoniens, déjà perceptibles depuis près de 2000 ans en bordure de plate-forme (G 18 et G 19).

78Cette arrivée des eaux turbides entraîne l'apport toujours croissant de paillettes de biotite. Ces dernières, en l'absence d'autres substrats favorables (les carbonates se raréfient), constituent le support privilégié pour l'authigenèse de verdine (M. PUJOS et G. ODIN, 1986 ; G. ODIN et al., 1988).

3 ) En Caraïbe

79De 10000 à 8000 ans BP, les structures récifales (et périrécifales) disparaissent par étapes successives ; leur faible croissance ne peut concurrencer l'élévation eustatique. De 8000 à 5000 ans BP, l'inondation progressive de la plate-forme Sinú-Urabá provoque la submersion des derniers récifs et le recul des exutoires fluviaux. Durant cette phase transgressive, comme pour les Guyanes, le plateau continental est exempt d'apports terrigènes généralisés (O. JAVELAUD, 1987). Quelques dépôts apparaissent ponctuellement (C 26 et C 91).

V - LES PRISMES TERRIGÈNES CÔTIERS (5000 ans BP / Actuel)

80Dans les régions Atlantique, Caraïbe et Pacifique, le niveau marin atteint la côte actuelle vers 5000 ans BP (J.R. CURRAY, 1964 ; Atlas de la Guyane, 1978 ; T.E. WONG, 1992). Sous un climat tropical/équatorial, la forêt est dense et l'érosion faible. En cette période de biostasie, la stabilisation relative du niveau de base et le réajustement concomitant du profil des cours d'eau provoquent un remblaiement alluvial et une progradation deltaïque qui se traduisent par des apports particulaires fins sur les plates-formes internes et la construction de vastes prismes terrigènes.

1 ) En Atlantique

81Les dépôts sableux sommitaux riches en illite (28 à 38 % dans les G 23, G 39 et G 102) confirment l'avancée du système dispersif amazonien sur la plate-forme.

a. Sur le littoral (G 15, G 31b, G 34, G 40 et G 105)

82Trois périodes se succèdent :

831/ De 5000/4500 à 1850 ans BP, le littoral est soumis à des conditions réductrices à évaporitiques, dans un environnement côtier mal drainé. À l'abri de cheniers, les dépôts vaseux à smectites dominantes (37/45 %) développent une séquence régressive entre 4500 et 3900 ans BP (G 15). Celle-ci débute par un environnement lagunaire à déficit d'oxygène (sidérite, oxydes de fer) rapidement isolé de l'océan par la fermeture du cordon littoral, laquelle est confirmée par la disparition des Mélobésiées, la présence de débris racinaires épigénisés et de dépôts tourbeux, les variations en éléments traces annonçant une dessalure. Elle se termine par une phase évaporitique à smectites néoformées (35/41 %) dans un contexte forestier à mangroves (M. PUJOS et A. PASCUAL, 1992 ; M.P. LEDRU et al., 1977, 1996).
Avec l'élévation du niveau marin (+3 m vers 3000 ans BP), l'océan envahit les terres basses, détruisant le cordon littoral, ennoyant marécages et mangroves. Trois tourbes ont été datées à 3500, 3800 et 3900 ans BP, respectivement à la plage Degonde, à la rizière Caillou et dans la carotte G 15. Le transfert progressif vers le large de ces dépôts à matière organique et minéraux associés illustre cette période qui s'achève vers 1500 ans BP. Dans les régions côtières, ces vases riches en kaolinite et smectites (smectites + kaolinite = 66 %) soulignent la dualité des apports locaux et amazoniens. Les grains verts y sont peu évolués et les teneurs en strontium minimales (88 μg/g, G 105  M. PARRA et M. PUJOS, 1998).

842/ Les dépôts marins sableux surmontent, par contact érosif, les dépôts lagunaires. D'épaisseur variable (0,2 m dans les G 34 et G 105, plus de 1,5 m dans la G 40), cette séquence est riche en débris récifaux qui confirment l'ampleur des transports et des re-sédimentations. Cette instabilité intervient sur un littoral agité, lors du réajustement eustatique. Sur le continent, une période humide de reconquête forestière fait place à un épisode temporairement plus sec (M.P. LEDRU et al., 1977, 1996).

853/ De 1500/1000 ans BP à l'Actuel, les vases sont en majorité d'origine amazonienne à illite cardinale (illite = 37 % ; smectites + kaolinite = 48 %). Les espèces de Foraminifères opportunistes de milieux turbides côtiers (Ammonia tepida) et la présence de grains verts évolués issus d'une authigenèse aboutie par l'influence des eaux turbides (G. ODIN, communication personnelle) valident l'environnement. Les teneurs en strontium sont maximales (103 μg/g, G 105  M. PARRA et M. PUJOS, 1998).

b. Sur la plate-forme de la Guyane française

86Des cordons sableux, des silts et des argiles infratidaux de l'Holocène récent (4500/500 ans BP) sont retrouvés en forage. Ils couvrent localement les dépôts transgressifs du stade isotopique 3 (G 23 : 45000/36000 ans BP) marqués par une sédimentation marine intertidale (marais d'arrière mangrove), estuarienne ou fluviatile (E. PALVADEAU, 1999).

c. En résumé

87L'installation du prisme terrigène amazonien sur le plateau des Guyanes est concomitante d'un transfert de matériel local sur la plate-forme interne. Au Surinam et au Guyana, vers 1500 ans BP (G 105, G 40, G 31b, G 34), le cortège argileux, riche en smectites et en kaolinite (smectites + kaolinite = 62/75 %), est très différent du cortège amazonien moyen (smectites + kaolinite = 48/51 %). Au vu de la masse prédominante des rejets amazoniens, un apport local ne justifie pas de telles variations dans la nature du cortège. Ces fluctuations qualitative et quantitative des apports andins à l'océan sont liées, comme nous le verrons, à des variations climatiques régionales en Amazonie (M. PUJOS et al., 1996).

2 ) En Caraïbe

88Comme en Atlantique, la stabilisation du niveau marin est ici accompagnée d'une arrivée massive de rejets turbides sur la plate-forme.

89Dans la région du Sinú, la coupe C 2 est proche des débouchés fluviaux. Les vases sableuses contiennent deux cortèges argileux, l'un chloritique à la base (0,5-0,4 m : chlorite = 49 %), l'autre smectitique au sommet (smectites = 49 %). La séquence chloritique, anormale dans une région où les smectites sont cardinales dans les dépôts de surface (voir Fig. 7), est liée à une augmentation des apports turbides fluviaux consécutive à une plus forte pluviosité et des crues exceptionnelles. Ces dernières affectent temporairement l'érosion des bassins andins du Sinú et du Magdalena dont les plumes turbides s'étendent vers le sud-ouest, mais aussi de l'Atrato avec reprise des suspensions du fleuve par le contre-courant de Panama (voir Fig. 8). Cette hypothèse de crues génératrices d'apports particulaires par lessivage et érosion de zones inondables est corroborée par la présence de nombreux débris de matière organique. Les dépôts de la C 1 sont constitués d'une matrice silto-argileuse devenant vaseuse au sommet, à nombreux bioclastes et éléments récifaux. Les coraux sciaphiles (Agarica et Heleoseris, de 0,3 à 0,1 m) succèdent aux formes photophiles (Manicina, de 0,9 à 0,3 m), suggérant une plus forte turbidité (J. LABOREL, communication personnelle). Ces dépôts récents (70 ans BP) pourraient être corrélés avec ceux de la coupe C 2 (de 0,5 à 0,4 m).

90Vers le sud-ouest, la sédimentation est homogène : sables bioclastiques (C 26), vases silto-argileuses (C 9) et vases organiques (C 10, C 11 et C 17). Les smectites y sont cardinales avec des teneurs croissantes de la base (44 %) au sommet (57 %) des coupes. Cette évolution interviendrait dès 5000 ans BP, consécutive à une plus forte érosion des falaises littorales vives et serait même accentuée lors de l'oscillation eustatique positive vers 3000 ans BP (+ 3 m).

91Profils sismiques et dépôts carottés montrent que l'épaisseur du prisme augmente avec l'éloignement de l'embouchure du Sinú (> à 4 m dans la C 11), confirmant l'existence d'un transport sédimentaire vers le sud

92Le golfe d'Urabá est le réceptacle des apports de l'Atrato (illite et chlorite). La sédimentation récente y est importante et les dépôts vaseux globalement homogènes. À la sortie est du golfe, les rejets turbides du fleuve se mélangent à ceux du binôme Magdalena-Sinú, participant ainsi à la sédimentation holocène régionale (voir Fig. 7 et 8). À l'ouest, les rejets de l'Atrato, riches en illite (73 %, C 4), sédimentent le long des côtes de l'Amérique centrale. Cette contribution à l'élaboration d'une vasière (aux limites floues) diminue avec l'éloignement de l'exutoire et la baisse progressive de la turbidité des eaux. Le cortège argileux est riche en chlorite (49 %).

3 ) Sur la plate-forme de la Colombie Pacifique

93En Colombie Pacifique, le prisme terrigène holocène se développe probablement vers 5000 ans BP (par comparaison avec les deux autres régions). Sa puissance (> à 3 et 4 m dans les P 5 et P 16) n'est pas identifiée dans sa totalité. Elle est certainement grande, reflet d'un arrière pays andin très arrosé où le couvert végétal limite peu l'intense érosion et où l'action de fleuves puissants amène sur une courte distance le matériel particulaire et dissous à l'océan. Les dépôts, essentiellement constitués de vases homogènes, silteuses et coquillières, témoignent de constantes conditions de sédimentation.

DISCUSSION ET CONCLUSION

94La sédimentation épicontinentale en pays tropical au cours du Quaternaire récent est tributaire des variations eustatiques liées aux oscillations climatiques et aux spécificités géographique et géologique régionales. Les modèles établis en Amérique du Sud septentrionale (Atlantique, Caraïbe et Pacifique) mettent en évidence les traits généraux de cette sédimentogenèse (Fig. 11).

Figure 11 - Archétypes de séquences sédimentaires épicontinentales en Amérique du Sud septentrionale depuis le dernier épisode glaciaire.

Figure 11 - Archétypes de séquences sédimentaires épicontinentales en Amérique du Sud septentrionale depuis le dernier épisode glaciaire.

I - Paléogéographie depuis le dernier Glaciaire

95Lors du dernier bas niveau marin (30000-20000/18000 ans BP), la température et la qualité des eaux océaniques facilitent la croissance de récifs aujourd'hui reconnus en bordure de l'accore en forage (Guyanes, Caraïbe) et à l'affleurement (Guyanes, Caraïbe et Pacifique). La glauconie abonde dans ces eaux agitées au large du récif. La période de rhexistasie qui s'étend dans l'arrière pays privilégie les apports fluviaux grossiers (sables, minéraux lourds) sur les plates-formes exondées couvertes de vallées fluviales, lagunes et mangroves.

96La remontée du niveau marin débute à la fin de la glaciation du Pléistocène (A.L. BLOOM, 1977 ; E. BARD et al., 1996) et se poursuit à l'Holocène jusqu'à 5000 ans BP. Les étroits plateaux continentaux sont soumis localement à une forte énergie (Guyanes). Dans cet environnement postglaciaire (20000/12000 ans BP), les dépôts reconnus en forage sont rares. Les récifs sont en voie d'extinction ; localement les madrépores s'adaptent et subsistent temporairement (Caraïbe). Les débris remaniés de la végétation littorale en extinction sont nombreux dans les vasières clairsemées (Caraïbe).

97Entre 12000 et 10000 ans BP, le niveau marin se stabilise avec une ligne de rivage estimée à -40/-50 m. Les Guyanes et la Caraïbe sont caractérisées par le développement local de vasières, la redistribution d'éléments sédimentaires issus majoritairement de la destruction des récifs et la typique concentration d'oxydes de fer sur le littoral.

98Au début de l'Holocène, vers 10000 ans BP, la transgression reprend avec la même intensité qu'au Pléistocène terminal, provoquant le recul des appareils deltaïques et la faiblesse des apports terrigènes locaux dans un contexte climatique plus humide. Cette phase transgressive est sujette à d'importants remaniements, à l'extension de milieux margino-littoraux sur les Guyanes, à des lacunes de sédimentation et à la mort des récifs en Caraïbe. Les eaux de l'Amazone et des fleuves de la Caraïbe, chargées en matériel fin, envahissent progressivement les plates-formes externes puis centrales contiguës.

99Vers 5000 ans BP, la transgression est achevée : le niveau de la mer est proche de l'actuel. Sur le continent, la période de biostasie est marquée par une plus grande stabilité climatique et une augmentation du couvert végétal. Le remblaiement alluvial et la progradation deltaïque se traduisent par des apports fins à l'océan où l'hydrodynamique régionale contribue à la construction de prismes sédimentaires en Atlantique, Caraïbe et Pacifique. Au large des Guyanes, à l'Holocène récent, se développent un système lagunaire sur le littoral (5000/1500 ans BP), des vasières et des cordons sableux plus au large (4500/500 ans BP). L'installation du prisme terrigène amazonien est concomitante d'une érosion côtière et d'un transfert de matériel sur la plate-forme interne. Ce phénomène récurrent persiste aujourd'hui avec une forte érosion du littoral (Photo 6), localement et temporairement protégé par la présence cyclique de bancs de vase (Photo 7) en migration vers le nord-ouest (J.M. FROIDEFOND et al. 1988 ; F. BALTZER et al., 2004). En Caraïbe, les dépôts vaseux corroborent ces pulsations éphémères des apports andins, alors que le prisme terrigène Pacifique témoigne de conditions de sédimentation plus régulières. En Caraïbe, dans les régions exemptes d'apports terrigènes, croissent des peuplements algaires ou madréporiques (M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1992).

Photos 6 - Forte érosion du littoral dans la zone des inter-bancs, sous l'effet des houles d'alizés et des vagues (Guyane française). [cliché : M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND]

Photos 6 - Forte érosion du littoral dans la zone des inter-bancs, sous l'effet des houles d'alizés et des vagues (Guyane française). [cliché : M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND]

Photos 7 - Dépôts de vases dans la zone des bancs à l'abri des houles du large (Guyane française). [cliché : M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND]

Photos 7 - Dépôts de vases dans la zone des bancs à l'abri des houles du large (Guyane française). [cliché : M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND]

II - Caractères dominants des prismes terrigènes holocènes

1 ) Géographie

100Leur géographie est tributaire des conditions météorologiques et hydrodynamiques régionales. La dispersion des rejets turbides est saisonnièrement contrôlée par le courant des Guyanes et les houles d'alizés (Atlantique), le courant des Caraïbes, le contre-courant de Panama et les houles d'alizés (Caraïbe), le courant de Colombie, le contre-courant du Choco et les upwellings (Pacifique). L'extension de ces prismes est grande. En Atlantique, le prisme s'étend de l'embouchure de l'Amazone à Trinidad et sa surface décroît avec l'éloignement du fleuve. En Caraïbe (M. PUJOS et al., 1989), il croît de l'embouchure du Sinú aux côtes du Panama. Sur la façade Pacifique, il couvre une grande partie de la plate-forme.

2 ) Puissance

101Elle est variable, difficile à évaluer : l'érosion est constante, les remaniements importants et les conditions de diagenèse changeantes.

102En Guyane française, la compaction varie avec l'âge des dépôts (M. PUJOS et al. 1989). Elle est forte dans les vases pléistocènes (G 19) et holocènes jusqu'à 1500 ans BP (G 102, G 31, G 105). Celles-ci sont bien structurées, résistantes et à teneurs en eau minimales (mesures géotechniques : teneur en eau, W = 40/50 % ; cohésion non drainée de pic, ou résistance ultime du sol, Cu pic = 30/50 kPa ; sensibilité, ou état de remaniement du sol, St = 5). Depuis 1500 ans BP, elle est faible dans les vases molles (G 31 et G 105, W = 100 %, Cu pic = 10/20 kPa, St = 2). À ces raisons essentielles s'ajoutent l'importance des apports fluviaux et la distance parcourue sur le continent et en mer. Le contraste entre les plateaux Atlantique et Pacifique est significatif : les produits de l'érosion andine, qui représentent 90 % du matériel amazonien rejeté en Atlantique, se déposent en partie dans la vallée fluviale, parcourent plusieurs milliers de kilomètres jusqu'à l'embouchure pour les plus fins. Pour les Guyanes, et à un degré moindre en Caraïbe (où les vasières n'excèdent pas cinq mètres d'épaisseur), les conditions hydrodynamiques favorisent la dispersion des suspensions et une perte de charge progressive avec l'éloignement des embouchures. Sur la façade Pacifique, la majorité des rejets turbides atteint l'océan sur une courte distance (200 km environ) et s'accumule sur la surface limitée d'une plate-forme étroite. La puissance reconnue de ce prisme est de 4 m ; les études sismiques (3,5 Khz) laissent supposer une plus grande épaisseur.

3 ) Minéraux argileux des dépôts

103Dans la région centrale Pacifique, les minéraux argileux (illite et chlorite) traduisent une influence andine prépondérante, liée à la proximité de la cordillère et à la rareté des basses terres susceptibles de fournir de la kaolinite et des smectites.

104Cette influence est moindre :

  • Sur les Guyanes, où les minéraux andins (illite, chlorite) se mélangent à ceux des terres basses (kaolinite), des marais et des mangroves (smectites).

  • En Caraïbe, où l'érosion du littoral colombien et les apports de l'Amérique centrale libèrent de grosses quantités de smectites.

  • Sur le Pacifique Nord, où les smectites de l'Amérique centrale (liées à l'absence locale des apports andins) sont prépondérantes.

105De cette chronologie des évènements se dégagent les éléments essentiels de la sédimentation marine épicontinentale en modèle transgressif :

1061/ L'influence du niveau marin sur la sédimentation est équivalente dans toute l'Amérique du Sud septentrionale. En revanche, la charge sédimentaire et l'hydrodynamique s'inscrivent dans un contexte régional, voire local.

1072/ L'édification des corps sédimentaires sur les plates-formes, leur évolution morphostructurale, leur déplacement et leur destruction sont tributaires du climat, qui contrôle l'intensité des processus hydrodynamiques, les fluctuations du niveau marin, l'origine, la qualité et la quantité des terrigènes accumulés susceptibles d'être mobilisés et/ou remobilisés. Un véritable rapport de force s'installe entre apports terrigènes/stocks sédimentaires, d'une part, et énergie hydrodynamique, d'autre part.

1083/ L'impact régional de la transgression sur les plates-formes depuis le dernier Glaciaire est explicite :

  • Une rapide montée des eaux est en partie responsable de la topographie résultante. Sur les Guyanes, elle imprime des anomalies de pente, qui ont pour effet de condenser les dépôts littoraux lors des pauses de la transgression en autant de paléorivages, puis de les étaler localement lors des phases de remontée modérée.

  • Lors de la transgression, la préservation des corps sédimentaires est conditionnée par la rapidité de la remontée du niveau marin qui provoque la submersion des structures et l'arrivée de conditions hydrodynamiques en déséquilibre avec le nouveau milieu. En Guyane, il y a destruction des environnements et des corps sédimentaires qui y sont liés, puis remobilisation des stocks pour l'édification de nouvelles structures. En Caraïbe, et probablement en Colombie Pacifique, le facteur hydrodynamique est insuffisant pour remobiliser le matériel sédimentaire : l'érosion est moindre et les structures récifales mieux conservées.

1094/ Les apports sédimentaires sont liés à la nature géologique et pédologique de l'arrière pays, aux variations climatiques locales, à la morphologie de la plate-forme, à l'éloignement de la source.

1105/ En période d'Interglaciaire (haut niveau marin) :

  • Les apports décroissent en période de biostasie, entraînant majoritairement des particules fines sur les plates-formes responsables de l'édification de vasières.

  • Le facteur hydrodynamique reste essentiel, induisant, par son degré d'énergie, une morphologie littorale caractéristique : cheniers, environnements lagunaires d'arrière barrière, bancs de vase dont la présence cyclique est une protection éphémère contre l'érosion littorale.

4 ) Les cortèges argileux du système dispersif amazonien témoins d'évènements climatiques

111Les conditions climatiques liées à la migration saisonnière de la ZIC sont sporadiquement perturbées par des anomalies atmosphériques et océaniques associées à "El Niño oscillation australe" (ENOA) (J.E. RICHEY et al., 1989 ; J.A. MARENGO, 2005 ; H.B. VONHOF et R.J.G. KAANDORF, 2010). Cet épisode est marqué par des déficits pluviométriques (jusqu'à 30 %) et des sécheresses régionales dans le bassin amazonien et les Andes orientales, alors que de fortes pluies touchent la façade Pacifique (C. NOBRE et A. de OLIVEIRA, 1986 ; M.T. KAYANO et al., 1988 ; N. BESLEAGA, 1992 ; J.L. GUYOT et al., 1998 ; J. RONCHAIL, 1998 ; B. BOOKHAGEN et M.R. STECKER, 2010). Il appert une chute de la décharge liquide de l'Amazone (J.E. RICHEY et al., 1989). Lors de l'ENOA de décembre 1982, à Obidos (sis à l'aval des grands tributaires), Y. TARDY et al. (1993) relèvent une baisse de la pluviosité (­25 %), de la décharge liquide (-20 %) et de l'érosion mécanique (-55 %). La charge solide de l'Amazone est majoritairement d'origine andine (J.L. GUYOT, 1992 ; J.L. GUYOT et al., 1998, 2007), car l'érosion des sols est faible sous forêt, la couverture végétale y étant suffisamment dense pour empêcher toute érosion pluviale et tout ruissellement discontinu importants. Ainsi la forte réduction de l'érosion mécanique qui affecte essentiellement les roches de la cordillère lors de l'ENOA provoque-t-elle nécessairement une baisse concomitante des apports à l'océan et en particulier des illites et des chlorites.

112Au large du Brésil, l'ENOA entraîne une inversion régionale des courants côtiers et de la dérive littorale, ce qui induit une orientation spécifique des corps sableux. L. MARTIN et al. (1992, 1995) ont observé des cordons fossiles (7000 ans BP pour les plus anciens) de même orientation que les cordons actuels. Pour l'expliquer, ils évoquent un phénomème climatique analogue à l'ENOA, mais de plus grande durée unitaire (10 à 100 ans).

113Au large des Guyanes, le cortège des minéraux argileux varie temporellement dans les dépôts du prisme sédimentaire amazonien. De son installation (5000 ans BP) à 1800-1500 ans BP, smectites et kaolinite sont cardinales (62/75 %, contre 50 % dans le cortège actuel) avec une baisse synchrone des illites et chlorites. L'érosion côtière, importante à cette époque, ne justifie pas de tels écarts au vu de l'hégémonie des apports amazoniens. Ce déficit des apports andins à l'Holocène récent est analogue au modèle de l'actuel ENOA (M. PUJOS et al. 1996 ; M. PUJOS, 2012). Ces résultats corroborent ceux décrits à terre (N.A. MORNER, 1992 ; L. MARTIN et al., 1992, 1995).

114Nous confirmons, à l'évidence, la présence de "paleo-niños" au cours de l'Holocène récent. Dans les dépôts marins, les minéraux argileux peuvent être raisonnablement adoptés comme marqueurs de ce phénomène climatique (M. PUJOS et al., 1996) (Fig. 12).

Figure 12 - Évolution des apports argileux amazoniens à l'océan : a/ situation habituelle, b/ épisode ENOA.

Figure 12 - Évolution des apports argileux amazoniens à l'océan : a/ situation habituelle, b/ épisode ENOA.

P : précipitations. Dt : décharge liquide. Eméc : érosion mécanique.

115Sur la façade Pacifique, les débits du San Juan en année normale et en période ENOA sont proches (Atlas basico de Colombia, 1989 ; C.N. CAVIEDES, 1998) : les taux d'érosion et les apports à l'océan restent inchangés. Les cortèges de minéraux argileux sont constants dans les dépôts holocènes.

116En Caraïbe, l'ENOA engendre de faibles débits fluviaux (C.N. CAVIEDES, 1998). À l'Holocène récent les charges solides des fleuves andins (Magdalena et Sinú) participent à la construction du prisme terrigène. Toutefois les forts pourcentages de smectites (jusqu'à 50 %) masquent de probables fluctuations de ce flux andin, à l'instar de celles reconnues dans le système dispersif amazonien.

5 ) Stratigraphie régionale

117Dans un tel contexte de dépôts instables et de remaniements incessants, les séries marines sont-elles corrélables aux séries quaternaires de la plaine côtière ?

118Le Surinam et la Guyane française ont fait l'objet de nombreux travaux sur le continent (R. BRINKMAN et L.J. PONS, 1968 ; Atlas de la Guyane, 1978 ; A. VERSTEEG, 1985 ; T.E. WONG, 1992 ; E. PALVADEAU, 1999).

119Les formations du Pléistocène terminal et de l'Holocène inférieur (jusqu'à 6000-5000 ans BP) reconnues en mer seraient l'équivalent latéral de la séquence Mara (série du Démérara).

120Les dépôts amazoniens (5000 ans BP/Actuel) sont corrélables à la séquence Coronie, partie sommitale de la série du Démérara. Les environnements décrits en mer entre 1800 et 1000 ans BP n'ont pas d'équivalent à terre. Tout au plus peut on envisager que les dépôts marins dont l'âge est compris entre 5000 et 1800-1500 ans BP correspondraient en partie à la sous unité Wanica de la séquence Coronie (6000-5500/3500-3000 ans BP), tandis que les plus récents (1800-1500 ans BP/Actuel) seraient à relier aux sous-unités Moleson (2500/1300 ans BP) et Comowine (1300 ans BP/Actuel).

121En Colombie caraïbe, la sédimentation marine est corrélable aux époques Murillo (21000/14000 ans BP), Otun inférieur (14000/11000 ans BP), Otun supérieur (11000/7600 ans BP), Santa Isabel (7600/2800 ans BP) et Ruiz (2800 ans BP/Actuel) (J.C. THOURET et T. VAN DER HAMMEN, 1981).

6 ) Subsidence

122Le craton de la Guyane française, réputé stable, a fait l'objet de recherches sur l'activité néotectonique. Des indices de mouvements récents confirment la surrection de la partie terrestre de la marge depuis 120 Ka et une subsidence de sa partie marine depuis au moins 20 Ka. Depuis 5000 ans BP, date de la naissance et de l'extension du prisme dispersif amazonien sur les Guyanes, "c'est l'ensemble de la zone côtière comprise entre la rivière Commewijne et Cayenne qui est affecté par un mouvement de soulèvement. Le secteur des marais de Kaw au sud-est de Cayenne, au contraire, est en subsidence" (E. PALVADEAU, 1999). Un modèle de flexure de marge sous le poids des sédiments expliquerait cette déformation.

123Les paléoenvironnements et les paléobathymétries, reconnus en carottage au Pléistocène terminal, témoignent de la présence du haut niveau marin installé depuis 5000 ans BP. Une exception : la G 15 sur les côtes du Surinam, aujourd'hui située par 16 m de profondeur, développe un milieu marginolittoral qui disparaît vers 1500 ans BP, surmonté des vases actuelles. Certes, les mouvements structuraux récents entraînent une subsidence locale, mais celle-ci paraît insuffisante pour justifier l'existence d'un milieu côtier à de telles profondeurs à une époque où la transgression est achevée. Les milieux côtiers guyanais, localement soumis à de profonds remaniements, sont marqués d'une succession de cycles érosion-sédimentation-diagenèse où la dynamique littorale et la néotectonique ont joué un rôle significatif au Pléistocène terminal (J.M. FROIDEFOND et al., 1988 ; M. PUJOS et al., 1989). Il reste des incertitudes et il est difficile, en l'état actuel de nos connaissances, de faire la part entre les bouleversements morphologico-sédimentaires et la néotectonique qui ont affecté le littoral.

Annexe : Enregistrements sédimentaires du dernier épisode glaciaire à nos jours

124Les carottes ont été prélevées lors de campagnes hauturières françaises et colombiennes (M. PUJOS, 1977, 1982, 1986, 1991 ; O. JAVELAUD, 1987 ; P. MEIDINGER, 1991). Les méthodes d'étude géotechniques, sédimentologiques, géochimiques et micropaléontologiques figurent dans M. PUJOS et al., 1989 ; A. PASCUAL et M. PUJOS, 1996). Les datations par AMS 14C ont été effectuées par Beta Analysis Inc. (Miami), le Centre des Faibles Radio activités (Gif sur Yvette) et le Laboratoire de Géologie (Lyon), les teneurs en strontium et néodyme par le Laboratoire de Géochimie isotopique (Toulouse).

I - Les Guyanes (Fig. 13-A, Fig. 14, Tab. III)

Figure 13 - Successions sédimentaires relevées par carottage.

Figure 13 - Successions sédimentaires relevées par carottage.

A : Guyanes. B : Colombie caraïbe. C : Colombie Pacifique.

Figure 14 - Distribution des principales espèces de Foraminifères benthiques sur le plateau des Guyanes.

Figure 14 - Distribution des principales espèces de Foraminifères benthiques sur le plateau des Guyanes.

Tableau III - Cortèges argileux au toit des sédiments (T) et dans les carottes (G) de la plate-forme des Guyanes.

Tableau III - Cortèges argileux au toit des sédiments (T) et dans les carottes (G) de la plate-forme des Guyanes.

Sm : smectites. K : kaolinite. I : illite. C : chlorite.

1 ) L'épisode glaciaire et les dépôts transgressifs du passage Pléistocène-Holocène (G 19 : profondeur = 87 m ; G 18 : prof. = 200 m)

125Sur l'accore du plateau du Guyana, les vases basales de la G19  grises à lamines silteuses et beiges alternantes, toutes indurées (W = 30/50 % ; Cu pic = 45/60 pKa ; St = 4/5)  reposent sur des sables grossiers. Des Foraminifères benthiques d'herbier littoral (Ammonia tepida, Rosalina globularis, Haynesina germanica, Miliolinella subrotunda  M. PUJOS et A. PASCUAL, 1992) et un cortège argileux des terres basses et marais côtiers (smectites + kaolinite = 70 % ; smectites = 45 %) suggèrent la proximité d'un littoral. Ces dépôts d'arrière récif sont d'âge glaciaire (22100 à 18200 ans BP), époque où une imposante barrière récifale jalonnait les côtes de l'Amérique du Sud septentrionale, aujourd'hui immergée vers -80/-100 m (J.D. MILLIMAN et K.O. EMERY, 1968 ; I.G. MAC INTYRE et P.W. GLYNN, 1976 ; M. PUJOS et G. ODIN, 1986 ; M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991 ; P. MEIDINIER, 1991 ; E. BARD et al., 1996).

126De 0,90 à 0,32 m, les vases beiges indurées à passées sableuses coquillières du Pléistocène terminal (11800/10800 ans BP) proviennent du continent guyanais (smectites + kaolinite = 65 % ; Smectites = 39 %). Les Foraminifères benthiques (Angulogerina angulosa, Bulimina marginata, Trifarina bradyi, Uvigerina peregrina) et l'apparition d'espèces planctoniques témoignent de conditions environnementales océaniques (M. PUJOS et A. PASCUAL, 1992 ; A. PASCUAL, 1999). Les sables vaseux indurés sommitaux (médiane = 100 µm ; et médiane des sables = 310 µm) d'âge holocène inférieur (9000 ans BP) contiennent dans leur partie basale des copeaux de vases remaniés du terme sous jacent (0,32-0,20 m).

127L'absence de datation au sommet de la coupe ne nous permet pas d'évaluer le temps de mise en place de ces sables reliques, probablement assez bref. Un cortège argileux de plate-forme interne (smectites + kaolinite = 51 % ; illite/smectites = 1,9 ; (illite + kaolinite + chlorite)/smectites = 2,2) et l'abondance des Foraminifères planctoniques confirment l'extension d'un environnement épicontinental ouvert aux influences océaniques.

128La carotte G 18, proche de la précédente, est située sur le talus supérieur.

129De la base à 0,5 m, la vase (médiane = 8,5 µm) contient des débris récifaux (nombreux jusqu'à 1,5 m) d'âge glaciaire (28300/23800 ans BP) qui ont glissé sur la pente continentale à cette époque ou plus tardivement lors de la première phase de remontée du niveau marin du Pléistocène terminal. Smectites et kaolinite, cardinales (smectites + kaolinite = 75 % ; kaolinite/illite = 2,4 ; kaolinite/(illite + chlorite) = 1,4), confirment la pérennité des apports locaux sur l'accore et le probable glissement d'une partie d'entre eux sur le talus. Durant cette période de bas niveau marin, les fleuves, dont les embouchures sont proches du talus, déversent des sables sur la plate-forme et des dépôts fins plus au large (M. PUJOS et al., 1990).

130De 0,5 m. au sommet, le cortège argileux des silts vaso-sableux (médiane = 34 µm ; médiane des sables = 105 µm) est comparable à celui des dépôts sommitaux de la G 19. L'augmentation significative des teneurs en illite (qui passent de 16 à 37 %) affirme l'arrivée des rejets amazoniens sur la plate-forme des Guyanes au début de l'Holocène inférieur.

2 ) L'interglaciaire et les dépôts holocènes de la plate-forme centrale (G 23 : prof. = 47 m ; G 39 : prof. =57 m ; G 102 : prof. = 52 m)

131Au large du Surinam,les dépôts de la G 23 sont parmi les plus représentatifs de la partie centrale de la plate-forme.

132De la base à 1,03 m, les vases grises (médiane = 7 µm) à débris organiques contiennent des Foraminifères benthiques et une macrofaune (Lunulites) à caractère marin côtier. Le fort pourcentage de smectites et kaolinite (smectites + kaolinite = 65 % ; smectites = 46 %) marque la prédominance et la constance des apports guyanais. Ces vases, les plus anciennes prélevées par carottage, datées de l'Interglaciaire du stade isotopique 3 (44500 à 33000 ans BP), correspondent à une ligne de rivage située vers -50/-60 m (E. BARD et al., 1996). Les analyses minéralogiques et paléontologiques et la mauvaise conservation de la microfaune (tests roulés et usés) témoignent de l'existence d'un environnement littoral dans un contexte d'active dynamique côtière.

133Un lit centimétrique silto-sableux (tailles médianes = 20/60 µm) à bioclastes (Lorites, Balanus, Anadara) sépare les dépôts pléistocènes et holocènes (9000 à 5500 ans BP).

134De 1,03 à 0,3 m, les vases beiges contiennent des Foraminifères benthiques de type marin/côtier (jusqu'à 0,8 m) et un cortège argileux où les apports guyanais restent prépondérants. Postérieures à la pause de la transgression reconnue vers 12000/10000 ans BP, elles sédimentent en milieu marin littoral où les remaniements in situ sont importants, comme le montre la position anarchique des datations des tests de Foraminifères benthiques et des coquilles de Mollusques.

135Les carottes G 39 et G 102 (Guyane française) ont des caractères sédimentologiques communs. Les vases de la G 39 (de 2,8 à 1,9 m) et celles plus indurées de la G 102 (de 2,6 à 1,7 m : W = 30 % ; Cu pic = 150 kPa ; St = 4) sont d'âge holocène inférieur (9100 et 8200 ans BP respectivement), synchrones des dépôts transgressifs de la G 23. Le cortège à smectites et kaolinite (smectites + kaolinite = 75 % ; smectites = 48 % ; illite = 15 %) rappelle celui des marais côtiers. Ces vases sont riches en matière organique issue de la destruction d'une mangrove (débris épars de Rhizophora dans la G 102, lits centimétriques dans la G 39). Associées à la pyrite, au soufre et au gypse, elles évoquent un milieu marginolittoral confiné à déficit d'oxygène, partiellement évaporitique. Dans ces milieux souvent azoïques, de rares tests de Foraminifères benthiques usés, des débris coralliens (G 39) et des dinoflagellés (G 102) indiquent un transport de bioclastes (issus de la barrière récifale en cours de destruction) vers un milieu littoral où tous ces éléments sont repris et remaniés. Ce phénomène décrit au Guyana (G 23) semble étendu à l'ensemble des Guyanes.

136L'épisode suivant débute vers 8000 ans BP (deux datations à 8200 et 7400 ans BP encadrent cette limite dans la G 102). Les vases indurées (W = 40 % ; Cu pic = 50 kPa ; St = 4) contiennent soit des bioclastes et des grès de plage (G 102 de 1,75 à 0,34 m), soit de fins lits sableux (G 39 de 1,9 à 0,5 m).

137Les Foraminifères benthiques de plate-forme externe/haut de pente suggèrent une accentuation des conditions océaniques sur les trois sites. Si les apports de l'arrière pays sont toujours présents, l'augmentation des teneurs en illite (+13 % dans les G 23 et G 102) correspondrait à l'arrivée progressive des apports amazoniens sur la plate-forme des Guyanes. Cet épisode s'achève vers 5500 (G 23)/ 4500 ans BP (G 39), époque où le niveau est proche de l'actuel.

138Au sommet des coupes, les vases sableuses (G 23 : médiane = 10 µm ; médiane des sables = 100 µm) et les sables vaseux (G 39 et G 102 : médiane = 100/140 µm) contiennent une riche microfaune de Foraminifères benthiques et un cortège argileux à fortes teneurs en illite (28/38% ; smectites + kaolinite = 51/57 %). Les apports amazoniens ont désormais envahi la plate-forme vers 5000 ans BP (4450 ans BP à la base des vases sommitales de la G 39) ; ils sont présents à 1000 ans BP (toit de la G 23) et de nos jours (dépôts superficiels).

139Les carottes G 39 et G 102 ont fait l'objet d'une étude des grains verts. Dans les dépôts transgressifs (8000-5000 ans BP), la verdine présente deux pôles de couleur, issus de deux substrats originaux, dont l'un, propice (carbonates en remplissage), a donné des grains vert foncé, alors que dans l'autre, moins favorable (grains argileux ou débris de roche altérée), l'évolution est restée limitée en l'absence de conditions idéales d'authigenèse. Au contraire, Depuis 5000 ans BP, au contraire, la verdine est très évoluée, à grain noir et cassure verte ; le support initial est le plus souvent méconnaissable. Le reste du matériel, qui consiste en supports variés (mica "verdi", remplissage de tests de microfaune, débris d'échinodermes, quartz "verdi"), est suffisant pour déterminer une authigenèse argileuse due à l'influence prépondérante des eaux turbides amazoniennes (M. PUJOS et G. ODIN, 1986 ; G. ODIN, communication personnelle).

3 ) Les dépôts holocènes du littoral

a. Évolution d'un milieu marginolittoral (G 15 : prof. = 16 m)

140De la base à 2,25 m, les vases grises de la G 15 (prof. = 16 m) sont azoïques et indurées (médiane = 6 µm ; W = 30 % ; Cu pic = 40/70 kPa ; St = 5). L'abondante matière organique et les fortes teneurs en smectites et kaolinite (smectites + kaolinite = 72 % ; illite/smectites = 0,6 ; kaolinite/illite = 1,8) suggèrent l'extension de savanes marécageuses, de mangroves et de marais côtiers, séparés de l'océan par un chenier, banc sableux largement développé sur les littoraux quaternaires (M.T. PROST, 1989, 1992). Le milieu est réducteur, marqué par la présence d'oxydes de fer (Fe2O3) et de grains de sidérite (CO3Fe) (K. PYE et al., 1990). L'excellente continuité entre les cortèges de minéraux lourds des roches mères des bassins versants guyanais, des sables fluviatiles, des plages et des cordons holocènes confirme l'origine locale des terrigènes par transfert littoral (M. PUJOS et al., 2001). La présence épisodique de Mélobésiées (algues opportunistes) suggère d'éphémères ouvertures sur l'océan.

141La lente destruction de la mangrove intervient entre 2,7 et 2,25 m. Les fragments racinaires épigénisés en sidérite, les fortes valeurs en soufre, les faibles valeurs en chlore et en brome, ainsi que la disparition des Mélobésiées, marquent l'accentuation de la dessalure en milieu fermé à déficit d'oxygène. Cet espace margino-littoral se termine par le dépôt de tourbes (3900 ans BP).

142Des vases grises à noires (médiane = 8,5 µm), moyennement indurées (W = 60/40 % ; Cu pic = 25/50 kPa ; St = 2) et riches en matière organique, succèdent aux précédentes (2,0-1,1 m). Dans un milieu toujours confiné à fortes teneurs en smectites néoformées (41 %), s'installe une phase évaporitique (sulfates et gypse).

143Une séquence silto-sableuse à surface d'érosion basale (1,1-0,7 m ; médiane = 13µm ; médiane des sables = 105 µm) témoigne d'une légère hausse du niveau marin et de conditions hydrodynamiques suffisantes pour démanteler le cordon côtier, permettant ainsi aux eaux océaniques d'envahir l'espace lagunaire vers 1500 ans BP.

144Les vases grises sont peu indurées (de 0,7 m au sommet : médiane = 13 µm ; W = 100 %, Cu pic = 10 kPa ; St = 2). Les Foraminifères benthiques d'herbier littoral (Ammonia beccarii  A. PASCUAL et M. PUJOS, 1996) et un cortège argileux à smectites (36 %), kaolinite (26 %) et illite (29 %) reflètent la mixité des apports locaux et amazoniens dans cette zone littorale. Au toit de la coupe, les dépôts sont récents dans un contexte environnemental inchangé (500 ans BP).

b. La vasière holocène en Guyane française au large des bancs de vase (G 31b : prof. = 23 m ; G 34 : prof. = 21 m ; G 40 : prof. = 27 m ; et G 105 : prof. = 38 m)

145Les vases basales sont beige et indurées (G 31b et G 105 : médiane = 6/8 µm ; W = 35/40 % ; Cu pic = 100/190 kPa ; St = 2), grises (G 34 : médiane = 6/7 µm) ou à passées sableuses (G 40 : médiane =16 µm ; médiane des sables = 120 µm). Riches en matière organique, gypse et pyrite, elles témoignent de conditions réductrices, localement évaporitiques. La faune est absente ou rare (A. PASCUAL et M. PUJOS, 1996,1997) ; les tests et débris coquilliers sont usés et roulés à la suite de remaniements. L'arrière-pays participe à l'élaboration de ces dépôts par un apport sédimentaire régulier issu des marécages et marais (smectites = 37/45 % ; smectites + kaolinite = 67 %), des fleuves et de l'érosion continentale (kaolinite = 22/38 %). Cet envasement débute à l'Holocène terminal (4400 ans BP à la base de la G 40) et se poursuit jusqu'à 1850 ans BP (G 105), avec des témoins intermédiaires à 3500 ans BP (G 31b) et 3000 ans BP (G 105).

146La séquence sableuse qui succède à la précédente débute par une surface d'érosion surmontée de sables vaseux coquilliers (G 34 et G 105 : médiane = 40 µm) et de sables moyens à grossiers à galets argileux repris du niveau sous jacent (G 31b et G 40 : médiane =120/420 µm). Les bioclastes (débris récifaux, Melobésiées, oolithes), produits de la destruction du milieu récifal, sont fréquemment observés (M. PUJOS, 1977, 1991).

147Les vases molles sommitales, parfois sableuses (médiane = 7 µm ; W = 100/110 % ; Cu pic = 10/20 kPa ; St = 2) se déposent dès 1500 ans BP (G 105). Elles correspondent au prisme sédimentaire D reconnu en sismique (M. FRAPPA et M. PUJOS, 1994).

148Le cortège argileux évolue de la base au sommet de la séquence : il est progressif dans la G 105 avec un cortège mixte (smectites + kaolinite = 58 % ; illite = 32 %) puis amazonien (smectites + kaolinite = 48 %), fugace dans les G 34 et G 40 avec le passage de vases locales (smectites + kaolinite = 67/75 %) aux vases amazoniennes (smectites + kaolinite = 48/51 %). Ces dépôts sont récents (900 ans BP dans la G 105 à 0,25 m). Dans la G 31, en l'absence des dépôts les plus récents, les apports guyanais persistent jusqu'au sommet (smectites + kaolinite = 59 %).

149L'évolution de la verdine (G 105) est comparable à celle décrite dans les G 39 et G 102. Aux grains vert pastel peu évolués (de la base à 0,8 m) succèdent des grains noirs à cassure verte évolués issus d'une authigenèse aboutie liée à la présence des apports amazoniens.

II - La Colombie caraïbe, de l'embouchure du Sinú au golfe d'Urabá (Fig. 13-B, Fig. 14, Tab. IV)

Tableau IV - Cortèges argileux au toit des sédiments (T) et dans les carottes (C) de la plate-forme de la Colombie caraïbe (de l'embouchure du Sinú au golfe d'Urabá).

Tableau IV - Cortèges argileux au toit des sédiments (T) et dans les carottes (C) de la plate-forme de la Colombie caraïbe (de l'embouchure du Sinú au golfe d'Urabá).

Sm : smectites. K : kaolinite. I : illite. C : chlorite.

1 ) La région du Sinú depuis le dernier Glaciaire

150Quatre carottes ont été prélevées au sud-ouest de l'embouchure. La plus côtière (C 2 : profondeur = 22 m) débute par des vases sableuses compactes, ocre, grumeleuses et à lamines de matière organique, galets argileux et graviers (0,5-0,4 m). La chlorite y est dominante (49 % ; (illite +chlorite + kaolinite)/smectites = 7). Des vases olive à nombreux débris coquilliers et smectites cardinales (49 % ; (illite +chlorite + kaolinite)/smectites = 7) coiffent les précédentes.

151La C 1 (prof. = 40 m) est située dans une région où les dépôts de surface sont riches en bioclastes (CO3Ca = 70 %) (O. JAVELAUD, 1987). À la base (0,9-0,3 m), le sédiment est essentiellement formé de débris d'algues calcaires (Halimeda) et de coraux (Manicina aerolata). Au sommet, les fragments de récifs (Agarica lamarcki et Helioseus cucullata) sont noyés dans une vase grise et fluide. Ils sont actuels (70 ans BP).

152La C 26 (prof. = 60 m), implantée dans un replat du plateau médian, présente trois faciès. Le terme inférieur (1,95-1,0 m) débute par un fin lit coquillier surmonté de vases sableuses, compactes, grises à noires, où la proportion de sables augmente régulièrement vers le haut jusqu'à atteindre 60 % au sommet. La matière organique, omniprésente entre 1,35 et 1 mètre, est composée de débris de plantes et racines datés de 12100 ans BP. Le terme médian (1,0,5 m)  séparé du précédent par un lit de débris coquilliers – est constitué de vases grises organiques, bioturbées dans leur partie basale. Le terme supérieur (0,5 m - sommet) débute par un contact érosif, qui est surmonté par des sables bioclastiques carbonatés. La macrofaune (Murex recuvirostris et Glycymeris pectinatus) évoque un milieu périrécifal.

153Le cortège argileux des deux termes inférieurs montre de fortes teneurs en smectites (44 %) ; elles sont maximales au sommet (56 %), avec des valeurs comparables à celles des dépôts sommitaux.

154Les successions sédimentaires des C 26 et C 91 (prof. = 55 m) sont analogues. Dans cette dernière, les vases grises basales sont riches en débris végétaux (2,4-1,9 m et 1,4-1,2 m). Un contact érosif les sépare de vases et de sables bioclastiques à sporadiques lits de matière organique (1,2-0,8 m), ensemble lui-même couronné de vases silto-sableuses peu bioturbées.

155Trois coupes ont été retenues dans la région méridionale : deux sur la plate-forme externe (C 10 et C 11 : prof. = 70/75 m), une côtière (C 17 : prof. = 15 m). Les smectites y montrent une augmentation significative des teneurs moyennes de la base (44 %) au sommet (48 à 57 %).

2 ) Le golfe d'Urabá

156Trois carottes sont étudiées : deux situées au débouché du golfe d'Urabá, à l'est (C 6 : prof. = 32 m) et à l'ouest (C 4 : prof. = 35 m), la troisième, plus septentrionale, le long des côtes panaméennes (C 14 : prof. = 50 m). Le cortège argileux est dominé par la chlorite. Le golfe, protégé de l'océan, est le réceptacle des minéraux andins (chlorite et illite) qui arrivent de la cordillère via l'Atrato. Néanmoins, tout au long de l'année, les eaux polyhalines de la couche de surface et une partie des rejets particulaires pénètrent en mer Caraïbe (M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991). À l'est (C 6), les suspensions du fleuve se mélangent à celles du Sinú (chlorite = 49 % ; illite = 23 % ; kaolinite = 17 % ; smectites = 11 %), alors qu'à l'ouest (C 4) le cortège andin issu de l'Atrato est plus affirmé (chlorite = 73 % ; illite = 13 %), décroissant vers le nord avec l'éloignement de la source (C 14). Dans cette dernière coupe, l'augmentation des teneurs en chlorite de la base (49 %) au sommet (58 %) atteste de variations temporelles des apports.

III - La Colombie Pacifique, des frontières du Panama à l'équateur (Fig. 13-C, Fig. 14, Tab. V)

Tableau V - Cortèges argileux au toit des sédiments (T) et dans les carottes (P) de la plate-forme de la Colombie Pacifique.

Tableau V - Cortèges argileux au toit des sédiments (T) et dans les carottes (P) de la plate-forme de la Colombie Pacifique.

Sm : smectites. K : kaolinite. I : illite. C : chlorite.

1 ) La région septentrionale

157Les dépôts sont constitués de vases grises, soit silteuses et coquillières (P 1, prof. = 30 m : médiane = 25 µm), soit homogènes (P 2, prof. = 60 m : médiane = 8 µm). Les teneurs en smectites d'origine méso-américaine y sont variables entre l'accore (68 %) et le littoral (91 %).

158Sur le haut du talus continental (P 7, prof. = 150 m), se succèdent des vases grises (0,95-0,5 m), silteuses (0,5-0,1 m ; médiane = 6 µm), puis sableuses (0,1 m-sommet : médiane = 14 µm). Les smectites sont cardinales dans la partie basale de la coupe (57 % jusqu' à 0,1 m), alors que l'illite (22 %), la chlorite (41 %) et les smectites (30 %) représentent le cortège sommital. Ce passage de smectites "méso-américaines" à un cortège mixte où l'apport andin devient prépondérant s'explique par la position géographique de cette coupe située à la limite d'influence des deux sources (voir Fig. 9).

2 ) La région centrale

159Les vases sont silteuses, puis sableuses, sur le littoral (P 5, prof. = 20 m). Elles sont interrompues de fins lits coquilliers sur la plate-forme externe (P 4, prof. = 70 m). Le binôme andin chlorite (47 %) - illite (23 %) est déjà bien présent dans cette zone frontière. Les smectites (25 %) sont héritées en partie des marais à mangroves qui occupent la plaine alluviale.

3 ) Le delta du San Juan

160Cinq carottages ceinturent la zone du delta entre 20 et 45 mètres de profondeur. La sédimentation est constituée de vases homogènes (P 10 : médiane = 8 µm), dans lesquelles sont intercalées soit des lentilles sableuses, à la base des coupes (P 13 et P 16), soit des lits silteux et coquilliers (P 14 : médiane = 29 µm) ou sableux (P 9 : médiane = 63 µm). Le cortège argileux à chlorite (40/60 %) et illite (20/27 %) est comparable à celui des dépôts de surface (voir Fig. 9). Les apports en chlorite augmentent de la base (46 %) au sommet des coupes (54 %), alors que les teneurs en smectites varient peu (P 13, P 14 et P 16). Localement (P 9, de 0,4 m au sommet), les taux de kaolinite augmentent fortement (passant de 9 à 42%).

161Les espèces de Foraminifères benthiques de la pente continentale sont largement majoritaires sur l'étroite plate-forme nord. Plus au sud, au droit de l'embouchure du San Juan, des espèces de plate-forme, voire de milieux littoraux (Ammonia tepida), s'ajoutent aux précédentes sur un plateau élargi, toujours soumis aux influences fluviales (A. PASCUAL et M. PUJOS, 2001).

Remerciements : Cet ouvrage est dédié à nos partenaires scientifiques français et étrangers, aux officiers et équipages qui ont partagé avec nous le plaisir de la découverte, ainsi qu'à tous ces autochtones inconnus qui nous ont guidé dans les régions souvent inhospitalières de l'arrière-pays.
Ces recherches, initiées par l'Institut de Géologie du Bassin d'Aquitaine (IGBA), se sont inscrites dans un programme d'études de l'environnement marin en Amérique du Sud septentrionale. De nombreux organismes ont participé et/ou encouragé leur poursuite : Ministère des Affaires étrangères, Commission CORDET, CNRS, Centro de Investigaciones Oceanograficas e Hidrograficas de Cartagena (CIOH, Colombie), Fundacion La Salle de Ciencias naturales (Caracas,Vénézuela), Institut pour la Recherche et le développement, (IRD, Lima, Pérou), Museo de Historia natural - Universidad Mayor San Marcos (Lima, Pérou).
Les auteurs remercient Jean-Noël SALOMON et Pierre GUÉRÉMY pour leurs remarques constructives.

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Bibliographie

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VERSTEEG A. (1985) - The prehistory of the young coastal plain of western Suriname. Thèse, Université de Leiden, Pays Bas, 652 p.

VONHOF H.B. et KAANDORP R.J.G. (2010) - Climate variation in Amazonia during the Neogene and the Quaternary. In : Amazonia, landscape and species evolution. A look into the past, C. HOORN et F.P. WESSELINGH édit., Édit. BLACKWELL, p. 201-210.

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ZINK A. (1982) - Rios de Venezuela. Édit. Cuadernos Lagoven, Caracas (Vénézuéla), 63 p.

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Table des illustrations

Titre Figure 1 - Cadre géographique.
Légende A : Atlantique septentrional et bassin de l'Amazone. B : Colombie caraïbe et Colombie Pacifique.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 388k
Titre Photo 1 - Dépôts carottés au large de l'Oyapock (Guyane française). [cliché : M. PUJOS]
Légende Sous un mètre de vases récentes homogènes, notez les alternances de sables fins, silts et vases sableuses à débris coquilliers de lamellibranches, gastéropodes…
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 468k
Titre Figure 2 - Sismique (3,5 Khz) et bathymétrie des plate-formes (d'après M. FRAPPA et M. PUJOS, 1994, M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991, et P. MEIDINGER, 1991, modifié).
Légende A : Guyane française  prismes terrigènes C et D sur substratum. B : Colombie caraïbe  au large du prisme terrigène (p) discordant par onlap (a), on discerne, dans sa partie septentrionale, des pointements récifaux (r), une couronne récifale (cr) et de petits coraux réticulés (rr) qui dominent un front (fr), une encoche d'érosion (n), le glacis récifal (gr), une surface d'abrasion (sa) et un dépôt de bord de plate-forme. C : Colombie Pacifique méridionale  prisme détritique (Pv) et compartiment surélevé (Cs) délimitant les vasières internes.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-3.jpg
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Titre Photo 2 - Récif fossile marqueur du plus haut niveau marin de l'Holocène (vers 3000/2500 ans BP) à Cartagena de Indias (Colombie caraïbe). [cliché : M. PUJOS]
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 252k
Titre Tableau I - Cortèges argileux (en % de la fraction < 2 µm) au toit des sédiments et dans les suspensions (Sus.) en Amérique du Sud septentrionale (Atlantique, Caraïbe et Pacifique).
Légende (1) : Lawa, Ouaqui, Inini, Maroni, Comté, Orapu, Approuague, Oyapock, Camopi. (2) : Maroni, Mahury, Approuague, Oyapock.Sm : smectites. K : kaolinite. I : illite. C : chlorite.Méd. : médiane des valeurs.Données extraites de C. BOLTENHAGEN et J. MARION (1975), R.J. GIBBS (1977), M. PUJOS (1986), M. PUJOS et G. ODIN (1986), O. JAVELAUD (1987), J.M. JOUANNEAU et M. PUJOS (1987, 1988-b), M. PUJOS (1988), M. MIRMAND (1988), M. PUJOS et al. (1989, 1990, 1995), P. MEIDINGER (1991), G. IRION (1991), M. PUJOS et O. JAVELAUD (1991, 1992), M. PARRA et M. PUJOS (1998).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 788k
Titre Photo 3 - Le Marañon à Balsas (Pérou), un des importants tributaires de l'Amazone. [cliché : M. PUJOS]°
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 184k
Titre Figure 3 - Nature, origine et distribution schématique du matériel argileux : exemple de la Caraïbe occidentale (d'après M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991, modifié).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 404k
Titre Photo 4 - L'embouchure de la Mana déjetée au nord-ouest (gauche de la photo) sous l'action du courant des Guyanes (Guyane française). [cliché : J.M. FROIDEFOND et M. PUJOS]
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 260k
Titre Figure 4 - Cortèges argileux en Guyane (fraction < 2 µm) : situation des carottages.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 172k
Titre Figure 5 - Hydrodynamique et matières en suspension en Guyane française (d'après M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND, 1995, modifié).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-10.jpg
Fichier image/jpeg, 140k
Titre Figure 6 - Évolution des fractions granulométriques des sédiments de l'Amazone jusqu'au Maroni (d'après M. PUJOS et al., 2001, modifié).
Légende Vasières littorales : Amazone (1), Oyapock (2), Mahury (3). Zone des bancs et interbancs : Mahury (4).Estuaires : Oyapock (5), Mahury (6), Maroni (7).La limite entre argile et silts est exceptionnellement fixée ici à 8 µm. Dans tout le reste du texte, elle est de 2 µm.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-11.jpg
Fichier image/jpeg, 132k
Titre Tableau II - Teneurs en smectites de la fraction inférieure à 2 µm au toit des sédiments carottés de l'embouchure de l'Amazone jusqu'aux côtes du Guyana.
Légende N° : numéro de la carotte. * : fourchette pour plus de 100 échantillons (médiane= 33 %).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-12.jpg
Fichier image/jpeg, 196k
Titre Figure 7 - Cortèges argileux à l'embouchure du Sinú et dans le golfe d'Urabá (Colombie caraïbe) (d'après M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991).
Légende Les chiffres indiquent la situation des carottages.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-13.jpg
Fichier image/jpeg, 224k
Titre Photo 5 - Volcanisme de boue sur le littoral de la Colombie caraïbe. [cliché : M. PUJOS]
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-14.jpg
Fichier image/jpeg, 316k
Titre Figure 8 - Hydrodynamique saisonnière et matières en suspension en Colombie caraïbe (région du Sinú, dans le golfe d'Urabá) (d'après M. PUJOS et O. JAVELAUD, 1991).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-15.jpg
Fichier image/jpeg, 304k
Titre Figure 9 - Cortèges argileux et hydrodynamique en Colombie Pacifique : situation des carottages (d'après M. PUJOS et al, 1995, modifié).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-16.jpg
Fichier image/jpeg, 280k
Titre Figure 10 - Cortèges de minéraux lourds sur la plate-forme de la Guyane française (d'après M. PUJOS et al., 1990, modifié).
Légende 1 et 1' : staurotide-grenat-tourmaline. 2 : épidote-amphibole. 3 : amphibole.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-17.jpg
Fichier image/jpeg, 256k
Titre Figure 11 - Archétypes de séquences sédimentaires épicontinentales en Amérique du Sud septentrionale depuis le dernier épisode glaciaire.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-18.jpg
Fichier image/jpeg, 204k
Titre Photos 6 - Forte érosion du littoral dans la zone des inter-bancs, sous l'effet des houles d'alizés et des vagues (Guyane française). [cliché : M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND]
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-19.jpg
Fichier image/jpeg, 216k
Titre Photos 7 - Dépôts de vases dans la zone des bancs à l'abri des houles du large (Guyane française). [cliché : M. PUJOS et J.M. FROIDEFOND]
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-20.jpg
Fichier image/jpeg, 144k
Titre Figure 12 - Évolution des apports argileux amazoniens à l'océan : a/ situation habituelle, b/ épisode ENOA.
Légende P : précipitations. Dt : décharge liquide. Eméc : érosion mécanique.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-21.jpg
Fichier image/jpeg, 184k
Titre Figure 13 - Successions sédimentaires relevées par carottage.
Légende A : Guyanes. B : Colombie caraïbe. C : Colombie Pacifique.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-22.jpg
Fichier image/jpeg, 216k
Titre Figure 14 - Distribution des principales espèces de Foraminifères benthiques sur le plateau des Guyanes.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-23.jpg
Fichier image/jpeg, 152k
Titre Tableau III - Cortèges argileux au toit des sédiments (T) et dans les carottes (G) de la plate-forme des Guyanes.
Légende Sm : smectites. K : kaolinite. I : illite. C : chlorite.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-24.jpg
Fichier image/jpeg, 700k
Titre Tableau IV - Cortèges argileux au toit des sédiments (T) et dans les carottes (C) de la plate-forme de la Colombie caraïbe (de l'embouchure du Sinú au golfe d'Urabá).
Légende Sm : smectites. K : kaolinite. I : illite. C : chlorite.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-25.jpg
Fichier image/jpeg, 328k
Titre Tableau V - Cortèges argileux au toit des sédiments (T) et dans les carottes (P) de la plate-forme de la Colombie Pacifique.
Légende Sm : smectites. K : kaolinite. I : illite. C : chlorite.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/4497/img-26.jpg
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Pour citer cet article

Référence papier

Michel Pujos et Ana Pascual, « Apports terrigènes et sédimentation épicontinentale en régime tropical-équatorial sud-américain (Guyanes, Colombie caraïbe et Pacifique) : paléogéographie et paléoclimatologie depuis le dernier Maximum Glaciaire. », Physio-Géo, Volume 9 | -1, 1-71.

Référence électronique

Michel Pujos et Ana Pascual, « Apports terrigènes et sédimentation épicontinentale en régime tropical-équatorial sud-américain (Guyanes, Colombie caraïbe et Pacifique) : paléogéographie et paléoclimatologie depuis le dernier Maximum Glaciaire. », Physio-Géo [En ligne], Volume 9 | 2015, mis en ligne le 07 mai 2015, consulté le 23 juillet 2017. URL : http://physio-geo.revues.org/4497 ; DOI : 10.4000/physio-geo.4497

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Auteurs

Michel Pujos

5 allées des Prats, 33610 CESTAS.
Courriel : pujosm@wanadoo.fr

Ana Pascual

Universidad del Pais Vasco, Facultad Ciencia y Tecnologia, Départamento de Estratigrafia y Paleontologia, Apartado 644, 48080 BILBAO, ESPAGNE.
Courriel : ana.pascual@ehu.es

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