RENDICONTI DELLA SOCIETÀ ITAllANA DI MINERALOGIA E PETROlOGIA, 1988, Vol. 4).1 , pp. 477-484

Données préliminaires sur les granites du Bénin Meridiona!

BIAGIO BIGIOGGERO, A'ITlUO BORlANI Dipartimento Scienze della Tan, Università, via Botticelli 23, 1·20133 Milano

PAOLA CAOOPPI, ROSALINO SACCHI Dipartimento Sdenze della Terra, Università, via Accademia delle Sdenze', 1·10123 Torino

NESTOR VEDOGBETON, HILAIRE YEVIDE Office Béninois des Mlnes, B.P. 249, Cotonou R.P. du Bénin

RÉsUMÉ. - Dans l'arrière-pays de la chaine des Dahomeydes des grarutes se mirent en piace II. des étapes différentes du cycle panafricain. Dans le Bénin du Sud on rc:connait (II. l'aide aussi de la chimie des élémems mineurs) une éllOlution du magmarisme dans le temps, qui débute avce des types essenriellement CtUStaux (granites subalkalins ~ megacristaux, soit schistosés, soit non schistosés), continue avec des types où la comribution subcrustale est plus importante (granites grenus), et s'ac~ve avce un granite épiplutonique à tendance alcaline:, franchemem post-orogénique.

Mots clh: Granite, Géocllimie, Orogénie Panafticaine, Afrique de l'Ouest.

ASSTIl.ACT. - The Dahomeyides hinterland in southern Benin was intruded by granite in severa! stages of the Pan-African cycle. The bulk of oue geological and petrologica! dala suggest thal Ihe evolution was from essentially ctust-derived types (foliated and unfoliated, porphyritic granite) to Iypc:s in which the subcrustal contribution was more and more important (discordant bodies of aphyric, sub-alkaline granite) IO end with a shallow, clearly post·kinematic variety with alkaline affinity.

Key word!: Granite, Geochemistry, Pan·Africa" Otogeny, West Africa.

Introduction

Le soc/e du Bénin Méridional.

L'«Unité de la Plaine du Bénin», dont ce sode fait partie, se compose essentiellement de gneiss méso-et catazonaux qui préservent de rares ages raruométriques du Protérozolque inférieur en dépit d 'un rajeunissement panafricain général. Ce sode est parfaitement comparable au sode voisin du Nigéria qui révèle, en plus, des Schist Belts d'àge Protérozolque supérieur. Nous nous trouvons là dans l'arrière-pays de la chrune panafricaine des Dahomeydes. Nous renvoyons le lecteur à l'excell ente revue de BESSOLES & TROMPETTE (1980). Nous alions présenter ci­après les premiers ré.sultats des études, que nous avons menées sur les roches granitiques affleurant dans la partie la plus méridionale du sode béninois (au sud du parallele 9 N).

La princi pale source d'information géologiques est representée par une nouvelle

478 B, BIGIOGGERO, A. BORIANI, P. CAOOPPI , R. SACCHI, N. VEDOGBElDN, H. YEViDE

.BOHICOH

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Fig. L - Carte g~logique sc~~maliq.lC du sode cristallin de la Republique Populaire du Bénin au Sud du parallèle 9 N (source: AA,VV., 198:S). 1. Couverturcs Phanéroz.o"iqucs; 2. Séquence volcano·sédimentaire (Paléozoique); 3. Granite à tendance alcaline (Fila); 4. Granite grenu à texture isotropc; :S. Granite porphyfQ"ide rccoupant (typc Gogoro . Parakou); 6. Métagranite porphyro'ide concordam (typc Dassa); 7. Sode dc haut degré (charnockites, quartzites, autres roches de faciès granulite) ; 8. Gneiss à biotite et amphibole, migmatites; 9. Mylonites,

Cane GéoJogique à J'échelle 1:200.000 (AA.VV., 1985) (cf. Fig. 1). A J'aide de cetre carte , comme aUSSI des données

bibliographiques amérieures, nous avons pu reconnaitre quatre principaux types de granite, qui présentent un certain nombre de

OONNEES PRELlMlNAIRES SUR LES GRANITES DU BENIN MERIDIONAL 479

différences quant à la texture et aux rapports avec le sode encaissant.

Les granites

1) Le métagraoite porphyroide concordam (appelé ici «type Dass2»). Cene roche, caracterisée par une texture parallèle évidente, forme des corps plats orientés N· S, plissés à grande échelle et vetticalisés dans la région de Dassa·Zoumé. il y a beaucoup d'indications que les grands cristaux de fe1dspath appartiennent à la phase finale de solidification du granite (phénocristaux tardifs dans le sens de VERNON, 1986). La texture est produite soit par le parallélisme de l'aplaitissement des prismes feldspathiques, soit par un c1ivage, qui, à l'examen microscopique, s'avère de nature blasto­mylonitique. L'observation révèle, de façon discontinue, un parallélisme statistique du coté long des prismes, de meme que des indkations de rotation des prismes eux·memes. A part ces indications, il y aurait absence complète de déformation à petite éche1le; en particulier, on n'observe ni clivage de pian axial (Iié au plissement en grand), ni plis parasites, ni étirement .

Le métagranite type Dassa présente deux faciès principaux, corresponclam à deux phases d 'intrusion. Le faciès le plus répandu est un granhe ocillé, qui s'est mis en piace dans le socle métamorphique. Sa composition est variable, passant d'e la granocliorite au monzogranite. La texture est blastomylonitique, ou vrai en morder. On observe des mégacristaux de feldspath potassique (microcline . perthite) avec des inclusions de plagioclase idiom.orphe et de biotite, dans une matrice de plagiodase polygonalysé et de myrmékite. La biotite est complètement reçristallisée, corome le suggère sa texture en écusson. Le plagioclase forme des agrégats de cristaux subidiomorphes présentant une zonation et une altération des noyaux. Sa teneur en anorthite est d'environ 30%. Il n'y a pas de muscovite, mais parfois de la horneblende dans des faciès sombres dont la rdation avec le faciès principal n'est pas évidente sur le terrain.

Ce type de granite se caractérise aussi par

l'abondance des minéraux accessoires: apatite, ilménite avec du leucoxène, fluorite et surtout sphène et un épidote avec des noyaux métamictes. Il est parsemé d'enclaves sombres, aplaties. OÙ l'on peut parfois reconnattre des filons basiques syngranitiques ayant été soumis au boudinage.

Le deuxieme faciès reconnu (granite « type Tré») fo rme, près du viliage de Tré (5 km au sud de Dassa-Zoumé), un corps intrusif plus réduit , dont on observe le grain fin près des salbancles. il s'est mis en pIace près de la limite entre le grani te oeillé et le sode métamorphique, et contient l'un et l'aurre en enclaves qui témoignent d'une mise en piace par méchanisme de stoping magmatique dans un milieu en distension. Ce n'est pas là le seui corps de ce type cle granite. Un autre forme la colline près du village de Lissa (16 km au SSE de Dassa-Zoumé).

il s'agit d'un granite à grain relativement fin, présentant cles mégacristaux de microcline incluant des plagioclases « 28% An) idiomorphes avec de belles macles Albite· Karlsbad. Là encore, la texture magmatique a été presque effacée par la texture en mortier. La muscovite est rare; il y a abonclance de myrmékites; la biotite forme des petites lamel1es, produit de cristallisation tardive. Les minéraux accessoires sont les memes que ceux du granite oeillé.

En conclusion, 00 peut affirmer que ces deux granites se sont mis en piace à une banne profondeur. dans une alternance de distensioo et d e compress ion . L'abondance de myrmékites, qui sont le procluit d'une phase pegmatitico . metasomatique, suggère un milieu profondo Les mégacrystaux font penser à une haute pression d'eau, induisant une faible nucléation des feldspaths, ce qui suppose un magma précocement saturé en eau.

Le granite type Dassa a fait l'objet d 'une datation par isochrone Rb-Sr sur roche totale par VACHETI'E (1975, «Granite de Savé»; recalculé par BESSOLES et TROMPETIE, 1980). L'age varie (avec le choix cles échantillons et la méthode de calcul) entre 581 et 6 19 Ma (SrRi zO.7 12). CORDANI et al. (1988) ont obténu sur le granite de Dassa un age d'environ 660 Ma (isochrone Rb·Sr sur roche totale) «for the originai eormation of che rock

480 B. BIGIOGGERO. A. BORIANI, P. CADOPP1 , R. SACCHI, N. VEOOGBE1'ON, H. YEVIDE

TABLE l

Ana/y!e! chimique! de quelques granite! du Bénin

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systems». 2) Le granite porphyro'ide recoupant

(appelé ici «type Gogoro-Parakou»). Ce granite se rencontre en corps de forme souvent irregulière et de taille plus réduite que les précédents, concentres sourtout dans la région enne Savé et Parakou. A l' affleurement Ies caractères magmatiques sont peu modifiés et on observe des contacts très nets entre les différentes phases granitiques. Cependant, bien que la texture parallèle sait beaucoup plus faible que dans le «type Dassa», elle est rarement absente. Des corps de perite taille de differenciés acides et de granite grenu recoupent souvent ce granite ou bien y sone incluso Des pegmatites, deformées ou non, meme en gros filons avec de la biotite transversale aux salbandes, complètent

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l'association. La lithologie est semblable à celle du type

Dassa, mais on n'y observe pas les minéraux accessoires tels que sphène et alIanite, tandis que l'albite intergranulaire est présente. La texture blastomylonitique y est absente. Absent aussi le mica blanc. La biotite est recristallisée; le plagioclase revèle des indications d'accroissement multiple et irregulier (An 15-38%). U forme aussi des cristaux compris dans le microcline-perthite.

Ce granite, taut à fait semblable aux «Vieux Granites» (Older Granites) du Nigéria, est comparable aussi au granite de Sinendé qui a donné (V ACHETTE, 1975) un age de 568 Ma (<<isochrone» de deux points avec SrRi .. 0,7 101). Ici encore, le caractère tardif des grands cristaux de feldspath est évident:

DONNEES PREUMINr\IRES SUR !.ES GRANITES DU BENIN MERlDlQNAl. 481

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au Nigéria l'un d 'entre nom a décrh plusieurs corps de ce type de granite où on voi t en bordure les memes méga·cristaux aussi bien dans le granite gue dans la formation métamorphique encaissante (SACCHI, 1968).

}) Le granite grenu à texture isotrope. Nous avons échantillonné trois corps, connus respectivement sous le nom de Granite de Lanta, G. de Gobada et G. d'Agouna. TI s' agit de granites riches en quartz et en feldspath potassique, avec présence fréquente d'enclaves surmicacées. Pas de déformation, sauf un clivage (très espacé) dans le granite de Gobada, layering rare et faible et restes de filons basiques pénécontemporaines. Les differenciés acides, rares à Lanta et à Gobada, scnt tres fréquents dans le Granite d' Agouna, qui offre maintes indications d'une extrème activite de fluides, y compris des filons de remplacement (non·dilation dikes) , ce qui suggère que la surface d'érosion pourrait se

[rouver, dans ce cas, au niveau du sommet du corps intrusif.

Agouna. Ce granite est semblable à celui de Tré (si a= n'est absence de texture blastomylonitique). On observe de la biotite verte de croissance tardive et en milieu statique, beaucoup d'allanite et de sphène, pas de muscovite primaire. Les phénocristaux de microcline incluent des cristaux idiomorphes de plagioclase et de biotite. li y a, ailleurs, des plagioclases nettement zonés.

Gobada et Lanta. TI s'agit de granites épi. plutoniques, ce qui ressort aussi bien de l'absence de myrmekites que des caractères de la bioti te, idiomorphe et clairement resorbée. Le feldspath potassique est un microdine . perthite, parfois remplacé par de l'albite. Le plagioclase se presente en aggregats (<<cIots») de cristaux zonés. Fluorine accessoire . Les enciaves dérivent vraisemblablement de fragments et boudins

482 B, BIGIOGGERO, A. BOR1ANI, P. CAOOPPI. R. Sr\CCHI. N. VEOOGBETON, H. YEVIOE

de filons basiques syngranitiques. Un faciès de couleur rosacé est représenté à Lanta.

4) Le granite à tendence alcaline. Près du village de Fita on a échantilloné un corps de granite alcalin qui a été dejà décrit en Iittérature (BESSOLES et TROMPETIE, 1980). Ce granite est associé à d'autees magmatites alcalines hypo-abyssales et filoniennes, aussi qu'à une séquence volcaoo-sédimentaire métamorphosée dont l'àge présumé est Paléozo'ique inférieur (communication personelle, G. MARl1Norn, 1985). Ceue séquence - apparemment une molasse des Dahomeydes - a été rapprochée (op. cit., p. 49) de la «Série Pourprée» du Hoggar.

Ce granite est riche en microdine -mésoperthite, qui forme des cristaux avec albitisation de bordure et inclusions de plagioclase (oligoclase/andésine), souvent en con tinuité optique avec le fe ldspath potassique. Le quartz n'est pas très abondant. Minéraux coloris: une biotite vert·brune et un amphibole de couleur vert foncé dont les ca ractères optiques suggèrent une barkévikitefhastingsite. Le plagioclase et l'amphibole forment des agrégats qui indiquent une crista lli sation précoce. Minéraux ac~ssoiees: l'i1ménite, la titanite, l'épidote avec noyau d'orthite, la fluorine.

Dans le Granite de Fita on observe, de temps à autre, des myJonites formées à une temperature assez élevée, comme c'est indiqué par la croissance de biotite.

Données chimiques

Nous avons analysé, sur 28 échantillons, les éléments majeurs, les éléments mineurs et quelques éléments en nace . Tous les complexes granitique considérés som subalcalins, avec un indice agpaitique inférieur à l (T,bi. I ),

Les diagrammes de Harker pour le potassium et le sodium (Fig. 2) font bien ressortir l'indication suivante: pour chaque groupe de roches, la dispersion des points est modérée et 0 0 observe des allures (trends) assez bien définies. Cela suggère que le système des éléments alcalins n'a pas été bouléversé au cours des phases magmatiques tardives et post­magmatiques. Deux échantillons montrent un

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Fig. 2. _ Oiagramrnes de Harker pour le polll$sium el le sodium et diagramme KlO + NalO V1. SiOl (en lirets: limile alcalin·suhalcalin selon bVlNE et BARAG..ut, 1971). CIllTi: gntnÌte ~ tendaocc alcaline (Fit.); triangle plein: granite grenu (A : Agouna, G : Gobada, L : Lama); cercle plein: gr.nite porphyroide hypc: Gogoro . Parakou); cercle vide: mElagranite porphyroi"de concordant hypc: Oass.); triangle vide: JUiamatites.

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Fig. }. - Diagramme des leneu" moycnnes eo Nh, Rh et Sr pour chaque groopc: de granites. Symboles comme en Fig. 2.

DONNEES PRELIMINAIRES SUR LES GRANITES DU BENIN MERIDIONA!.. 483

fart enrichissement en sodium, mais il s'agit de filans aplitiques.

Il a été procédé à une comparaison des différems complexes granitiques sur la base des rapports Rb/Sr et RbfNb (Fig. 3): an a aussi calcu1é (Table 2) la moyenne pour chaque graupe de roches, en se bomant aux échantillons presentant le meme degré d'évolution (valeurs de Si02 eotre 69,5 et 75,5). Cette comparaison a fait ressartir les éléments suivant.

Le gneiss oeil1é de type Dassa et le granite de type Tré sant taut à fait identiques et représentent, comme nous l'avans dit, deux phases différentes d'un me me carps magmatique. Ces roches, révèlent des rapports moyens Rb/Sr et Rb/Nb et des teneurs relativement hautes en ces éléments. Elles se distinguem nettement des autres granites par les teneurs en aIcalins: bautes teneurs en K et basses teneurs en Na les caractérisent.

Les granites à mégacristaux du type Parakou, très semblables à ceme du type Dassa sur le terrain, se distinguent du point de vue chimique par de plus hautes teneurs en Na et la plus basse teneur en K. Les rapports Rb/Sr et Rb/Nb sont semblables, bien que les teneurs en chaque élément soient plus basses dans le type Gagaro - ParakO\,I.

Le Granite d'Agauna présente un bas rappart Rb/Sr et de basses teneurs en Rb et Nb.

Les Granites de Gabada et de Lanta sant semblables et caractérisés par un fart rapport Rb/Sr et de hautes teneurs en Rb et Nb.

Le Granite de Fita se distingue de taus les autres par sa tendance alcaline, haute teneur en Nb et basse teneur en Sr.

Nous avons procédé aussi (Fig. 4) à une discrimination de type géodynamique, sur la base d'éléments en ttace, tels que Rb, Nb et Y, en naus servant des diagrammes de PEARCE et al., 1984. Meme si ce critère de discrimination est douteux dans le Precambrien, comme le soulignent les auteurs eux memes, il nous a été possible de lire au moins des tendences d'évalutian. En fait , le type Agauna et le type Gogoro - Parakau montrent de faru rapparu entre Rb et Nb + Y, et de basses teneurs en ces élémentes. Le type Dassa possède les memes rapports et

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Fig. 4. _ Diagranune Rh V$.Y + Nh. l;iJ!'ites se!on PEARCE et al. , (1 984). s)'n·COLG: s)'n-co1l1slon gramte; VAG: volcank are granite; WPG: within plate granite. S)'mboles commI: en Fig. 2.

des teneurs légèrement plus é1evées. Il en est de meme pour les types Gobada et Lanta. Le type Fita se distingue nettement par un tappart plus bas et des teneurs plus élevées.

Selan le mooèle de PEARCE et al. (1984) , la teneur en Nh + Y augmente avec l'apport de magma subcrustal à tendence alcaline a10rs que le tapport entte Rb et Nb + Y diminue; les memes auteurs saulignent que, dans le diagramme RbfNb + Y, les granites post­collisianaux se situent dans la pattie la plus haute du champ VAG et ne peuvent p:as etre distingués des syn·COLG (Fig. 4). Celà permet de tirer les candusions suivantes.

Les granites de type Agouna et de type Gagoro - Parakou semblent posséder une importante composante crustale, aux d~pens d'une croute prabablement appauvne en LILE, camme l'indique la teneur modérée en Rb.

Les granitoldes de type Dassa révèlent aussi des catactères qui font penser à une signature crustale, mais leur teneur en K es.t plus haute et celle en Na plus basse et ils om une tendance légèrement plus alcaline dans le diagramme Rb/Nb + Y.

Dans les granites de Gabada et le Lanta, les hautes teneurs en Nb et Y indiquent vraisemblablement la conuibutian d'un magma profond, à tendance alcaline, ce .qui fait qu'on puisse les rapprocher des gramtes inttaplaque. Ce demier caractère est encare plus évident daos le granite de Fita avec ses basses teneurs en Sr et ses hautes teneurs en Nb + Y: un régime tectanique différent, voire

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un regime de distension, doit ètre envisagé paur sa mise en pIace.

Condusions

Sur la base des observations de terrain, et de queIques rares informations radiométriques, il s'agit de granites du cyde panafricain mis en pIace dans des phases soit tardives (Granite de Fita) soit précoces (G ranite type Dassa). Nos données font penser à une évolution dans le temps qui va de types essentiellement crustaux (granites à méga-cristaux) à des types où la contribution subcrustale est de plus en plus importante (granites grenus de type Gobada et Lanta) paur s'achever avec le granite de type Fita, à tendance alcaline, post-orogénique. Une comparaison avec les region voisines sera l'objet d'une note en préparation. Nos données confirment toutefois que l'évolut ion panafricaine du secteur Benin - Nigeria n'est pas la mème que celle de l'Adrar des Iforas, qui est caracterisée par un important développement de type are insulaire (BLAcK, 1984, p. 9).

Remerciements. - Ù:S aut~urs i l ali~ns onl bénéficié du support finand~r du Min ist èr~ d~ ]'Education (fonds .. MPI 40% ", pro;e!" L'ev~nto panafricano»]. Ce travail s~ situe dans l~ cadre d'un~ collaboralion ~ntr~ 1'0ffic .. Béninois des Mines (OBEMINES) et \es Univers;té$ d~ Milan et d .. Turin. Istituto di Ricerche Breda (Divisione Geomineraria) nous a assuré auss i bien son appui logistique sur le terrain, qu .. la collaboration de ses géologues (G. Mart inott i, qui a init iés quatre d'en tre nous à la géologie du Bénin, L. Giaçhel!o, V. Lazzarouo et E. Roman).

Les analyses chimiques ont élé effectuées en XRF au Dipartimento Scienze della Terra, Università di Milano.

REF E RENCES

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