Ministère de I'Education Nationale de la Recherche et de la Technologie Rectorat de Guyane - Région Guyane Site d'exposition de la géodiversité guyanaise et support pédagogique sur la géologie de la Guyane ' Rhsultat des travaux r&alhhsen 1999 Etude réalisée dans le cadre des actions de Service public du BRGM Ministère de I'Education Nationale de la Recherche et de la Technologie Rectorat de Guyane Région Guyane Site d'exposition de la géodiversité guyanaise et support pédagogiqae sur la géologie de la Guyane Résultat des travaux réalisés en 1999 Etude réalisée dans le cadre des actions de Service public du BRGM mars 2000 RP-50129-FR Site d'exposition de la geodiversile guyanaise et supporf pédagogique sur la geologie de la Guyane Mots clés: Géodiversité, valorisation, géologie Guyane, kit scientifique, support pédagogique, site d'exposition, parcours, panoramas, sites géologiques. En bibliographie, ce rapport sera cité de la manière suivante : MARTEAU P. (2000) - Site d'exposition de la géodiversité guyanaise et support pédagogique sur la géologie de la Guyane - Résultats des travaux réalisés en 1999 - Rapport BRGM RP-50129-FR, 12 p., 3 ann. O BRGM, 2000, ce ducutticnt nc pcul élre reproduit m totalitéou en panic sans Sautorisaiion I BRGM. ~ X ~ T du L ~ F Site d'exposition de la géodiversité guyanaise et support pédagogique sur la géologie de la Guyane Synthèse Après avoir obtenu un cofinancement de la Région Guyane, le projet de valorisation de la géologie de la Guyane et de dimision de la connaissance scientifique de cette discipline auprès du milieu enseignant et du public, a pu être initié en 1999 par le BRGM Guyane. Concernant le volet d'appui scientifique à l'enseignement de la géologie régionale, une notice sur la géologie de la Guyane destinée aux enseignants de SVT, préliminaire à un kit scientifique plus complet, a été préparée, en concertation avec le Rectorat de Guyane via la Formation continue des enseignants du second degré et le CDDP. Elle a été remise à la Région et au Rectorat, ainsi qu'aux enseignants participant aux deux sessions de formation (exposés et visites de sites sur le terrain), organisées l'une à Cayenne et l'autre à St-Laurent, et effectuées au mois de novembre 1999. Ce document constitue donc l'ébauche d'un projet plus vaste, proposé dans le cadre du XII0 Contrat de Plan Etat-Région, qui devrait se concrétiser en 2000 - 2001 par la réalisation d'un ensemble comportant, outre le kit scientifique géologique, la création d'un site d'exposition de roches illustrant la constitution géologique de la Guyane. Le site d'exposition serait un parcours expliquant la Guyane par ses roches. En effet il n'existe pas encore de documents (livret-guide, monographie générale ...) sur la géologie de la Guyane, et le contexte géopphique et climatique guyanais rend difficile ou impossible l'accès à la plupart des points d'observation, souvent éloignés par ailleurs. Ce site permanent est prévu à Cayenne, à l'entrée de la Pointe Buzaré (centre ville, à coté de la DRIRE), et serait couplé à une Maison de la Géologie attenante (projet CRESTIG), permettant aux enseignants, ii leurs élèves, ainsi qu'à tout public (résident ou de passage), de connaître de façon attrayante et explicite la géologie de la Guyane et de coinprendre sa structure et son évolution depuis plus de 2 milliards d'années. Le Cortseil Régioitnl, lu niuiticipalilé de Cayenne, le Conseil Gé~iéral.le Corrseivatoire du Littoral, la DRIJE) la DIJEN, la DDE, le Centre Spatial Gtiyanais, le Comité du Toi~risrttede G~iyune,et les exploitants de crirrières coritactés, ont d'ores et déjà ttiunifsté letir intérêt pour ceprojet. La collecte des échantillons de grandes tailles (m2 ou m3) a commencé (Kourou, camère des Maringouins, Mt Mahury ...) et devrait se poursuivre en 2000 (carrières de roches dures en activité, Centre Spatial Guyanais...).. Enfin, toujours dans le domaine de la diffusion scientifique grand public, des projets de parcours avec panneaux explicatifs géologiques (panorama et formations géologiques), en complément d'informations sur la flore et la faune, ont été proposés ou vont l'être sur Cayenne et Kourou. Ces parcours serviraient également d'illustration pour le kit scientifique. La présente note fait le bilan de ces travaux préliminaires, engagés au cours du 4" trimestre 1999. Rapport BRGM/RP-50129-FR Site d'exposition de la géodiversite guyanaise et support pédagogique sur la géologie de la Guyane Sommaire .......................................................................................................................................................... 2 1. CONTEXTE DU PROJET................................................................................................................................ 3 2. NOTICE ET KiT SCIENTIFIQUE POUR L'ENSEIGNEMENT DE LA GÉOLOGIE........................4 3. SITE D'EXPOSITION DES ROCHES DE GUYANE............................................................................... 6 SOMMAIRE 3.1. INTER& DU SITE DE LAPOINTEBUZARÉ....................................................................................................... G 3.2. P o s r r i o n DUCONSERVATOINE DU LITTORAL ................................................................................................ 7 3.3. CONTACTSETTRAVAUX PRÉLIMINAIRES.......................................................................................................8 4. 5. ......................................................................9 PERSPECTIVES POUR ZOO0 - 2001 ......................................................................................................... 10 PARCOURS, SITES ET PANOMhlAS GEOLOGIQUES .................................... 5.2. SITE D'EXPOSITION DES ROCHES DE GUYANE............................................................................................. 5.3. PARCOURS, SITES ET I'ANORAhlAS GEOLOGIQUES........................................................................................ 5.1. APPUI 6. FORMATION DES ENSEIGNANTS ET ELABORATIONDU KIT SCIENTIFIQUE 10 lI l1 ANNEXES ANNEXE I ANNEXE 2 ANNEXE 3 ANNEXE 4 LOIRE : NOTICESUR LA GEOLOGIE DE LA GUYANE A L'USAGE DES ENSEIGNANTS DE SVT : DOSSIER « G~os1-r~ POINTEBUZAREV : PROPOSITIONS D'AMENAGEMENT DE SITES GEOLOGIQUES : ILLUSTRATIONS DUGEODROME DE METROPOLE ET DU PROTOTïPE DE KIT GEOLOOIQUE PAYSDE LA Rapport BRGM/RP-50129-FR Site d'exposition de la géodiversité guyanaise et support pédagogique sur la géologie de la Guyane 1. Contexte du projet La demande des enseignants, des élèves, et du public en général concernant la géologie de la Guyane est de plus en plus forte depuis quelques années, et jusqu'à présent il n'existait pas encore de documents (de type livret-guide, monographie...) à ce sujet. Par ailleurs, le contexte géographique et climatique guyanais rendent difficile ou impossible l'accès à des sites d'observation souvent éloignés. D'un autre coté, il existe maintenant en Guyane une connaissance avancée de la géologie, donc de la nature et de la structure du sous-sol du territoire. Cet état des connaissances, plus poussé dans l'ensemble que celui des pays voisins, résulte de recherches diverses menées depuis plus d'un siècle, par des géologues, scientifiques ou miniers, appartenant à de nombreux organismes et institutions, dont les plus récentes sont, par exemple : 0 I'iriventaire triirrier conduit de iY75 à 1995 par le BRGM, et les reclierches minières des sociétés privées actrtellenzent en coz~rs, * les travaux roittiers et d'irlfi-astructure, d'aniéiiagenlent ttrbairt ou agricole, * les recotiriaissunces de ressources erz matériara, et en roches e f niinéraux inditstriels, * les résultats de la campague de géopliysiqtte aéroportée réalisée pur le BRGM polir le miriistère de 1 ïndirstrie en 1996, * la rccoimaissarrce des rasoitrces eri eaux so~rterrairies, la syritliése eri cozrrsporrr i'élaboratiori de la notrvelle carte géologiqi~ede la Gtij~aiie. Ces travaux ont permis en autre de recueillir de nombreux échantillons de roches et de minéraux, dont certains se trouvent stockés au BRGM-Sexvice Géologique Régional Guyane, mais qui ne sont pas mis en valeur actuellement. Par ailleurs, il existe également des sites de carrière, en activité ou abandonnées, susceptibles de fournir de remarquables échantillons de roches ou de minéraux (ex : carrières Roche Corail, Matiti, Maringouins, La Mirande, Larivot, Laussat etc.). Or la plupart de ces carrières risquent d'être inaccessibles dans un avcnir proche (ennoyage, décharges sauvages), et les tranchées de bord de routes, où il est également possible d'obtenir des écliantillons intéressants, sont rapidement modifiées. C'est dans ce contexte que le BRGM, Service Géologique Régional Guyane, a préparé un projet d'ensemble pour faire connaître la géologie de la région au milieu de l'enseignement et à tous les publics en général. Ce projet a été présenté à la Région et au Rectorat en 1999 dans le cadre des fiches de Service public, et devrait se poursuivre à partir de 2000 dans le cadre du XIIo CPER. Rapport BRGM/RP-50129-FR Site d'exposition de la géodiversilé guyanaise et supporl pédagogique sur la géologie de la Guyane otice et kit scientifique pour l'enseignement de la géologie La notice géologique réalisée en 1999, en concertation avec le Rectorat de la Guyane via la Formation Continue des Enseignants du second degré et le CDDP, est un document préliminaire qui constitue l'ébauche du «kit scientifique » sur la géologie de la Guyane à destination des lycées (une version dérivée «collèges » étant également prévue par la suite). En effet, ce document contient les principaux éléments qui constitueront le kit tel qu'il est prévu, à savoir : une carte géologique (scliématique et à petite échelle dans la notice actuelle) dont une nouvelle version, beaucoup mieux documentée grâce aux derniers travaux de recherche scientifiques (campagne de géophysique aéroportée, missions et vérifications de terrain, datations géoclironologiques nouvelles. ..) est en cours d'élaboration, et va être présentée au prochain Congrès Géologique International de Rio en août 2000 ; une synthèse de l'histoire géologique de la Guyane, telle qu'ellc est actuellement connue entre 2,2 et 2 milliards d'années, et beaucoup plus récemment au cours du quaternaire (2 millions d'années à l'actuel) ; * au niveau des grands thfrnes géologiques régionaux, un paragraphe a été consacré aux formations IatMiques, qui singularisent la géologie de la Guyane par rapport à celle de la métropole ; a l'utitisation et la protection du sous-sol ont été abordées en traitant d'une part les ressources minérales et hydrogéologiques, d'autre part en évoquant les problèmes de pollution des Caux et des sols, de même que les risques liés à la séismicité, à l'érosion côtière et aux mouvements de terrain ; 6 enfin les sites géologiques remarquables de Cayenne et de ses environs, ainsi que de l'Ouest guyanais, ont fait l'objet de description pour illustrer les thèmes précédents, et pour présenter irl situ les phénomènes ou objets géologiques remarquables. Le kit scientifique dans sa version élaborée sera conçu sur le modèle développé à l'échelon national pour chaque région de la France métropolitaine et d'Outre-Mer par le BRGM, cn collaboration avec le Ministère de 1'Education Nationale, et comportant les six modules suivants, qui seront bien sur adaptés au contexte guyanais : 1- Niveau Général : II -Niveau Thématiauc : - module 1 : carte géologique régionale - module 2 : histoire géologique régionale - module 3 : grands thèmes géologiques régionaux - module 4 : utilisation et protection du sous-sol III - Observations : IV - Svnthèse : Rapporl BRGM/RP-50129-FR - module 5 : sites géologiques remarquables - module 6 :base documentaire (Cédérom) et matériel Site d'exposition de la géodiversité guyanaise et suppori pédagogique sur la géologie de la Guyane Les deux sessions de formation organisées en novembre 1999 ont eu lieu l'une à Cayenne, l'autre à St-Laurent du Maroni. La première a concerné 20 enseignants de lycées et de collèges de Cayenne, Kourou et Iracoubo, la seconde 5 enseignants de collèges de St-Laurent. Le contenu de ces sessions était le suivant : * en premier lieu un exposé de 3 heures sur la géologie, générale et appliquée, de la Guyane, illustré par de nombreuses cartes (géologiques, géophysiques) ainsi que des posters (mines, profil d'altération latéritique.. .). La notice de 30 pages (dont un exemplaire a été transmis à la Région, et un autre au Rectorat) a été remise en début de session et a pu être exploitée au fur et à mesure du déroulement des sessions, * dans un second temps, une sortie de terrain d'une journée, selon un itinéraire géologique permettant de visiter des sites naturels ou des carrières, dans lesquels il est possible de vérifier de façon claire les concepts exposés dans la notice. Ces sites ou groupes de sites, 5 pour la région de Cayenne et 5 ou 6 selon les options pour la région de St-Laurent, sont décrits dans des fiches à la fin de la notice, et seront illustrés dans la prochaine édition par une série de photos représentatives. Par la suite, il est prévu d'organiser une session spécifique pour la région de Kourou, et le rythme de ces sessions sera adapté à la demande (en principe une sessionlan et par région pour les 2 - 3 années à venir). Les futures versions de la notice, puis la version définitive du kit scientifique, bénéficieront des progrès réalisés dans la connaissance récente de la géologie de la Guyane, notamment au niveau de la lithologie, du chimisme des roches et de l'tige des formations. La parution de la nouvelle version de la carte géologique à 11500 000, qui intégrera l'ensemble des résultats des campagnes de terrain récentes, ainsi que l'interprétation des résultats de la campagne de géophysique aéroportée qui a couvert une grande partie de la Guyane, permettra d'avoir une vision globale et cohérente de cette région. Un exemplaire de cette notice est annexé au présent rapport (annexe 1) Site d'exposition de la géodiversité guyanaise et supporl pédagogique sur la géologie de la Guyane 3. Site d'exposition des roches de Guyane Prévu également dans le cadre de la diffusion de la connaissance géologique, la création d'un site permanent d'exposition des roches de Guyane, permettrait au public (résident ou de passage) de découvrir de façon attrayante et explicite la géologie de la Guyane et de comprendre son histoire et son évolution depuis plus de 2 milliards d'années. Un panorama clair et complet de la nature des roches et de la structure de cette portion du continent sud-américain, rassemblé en un lieu unique, contribuerait ainsi à promouvoir les Sciences de la Terre auprès d'un large public, mais également à renforcer un des attraits touristiques de la Guyane. Le Géosite guyanais pourrait être cor~çiien s'inspirant dti Géodrome de métropole, réalisé par le BRGMet la société Cofroute en bordure de I'autorotrte A10, sur l'aire dlOrléans-Gid)~, qui seprésente comme r ~ tjardin i géologique modelé à l'image de la France. dans lequel sont présentés des blocs de roches et de minérarrx représentatifs des diffërentes régiorts naturelles. Plus de 800 totlnes de pierres ont été collectées sur l'ensemble du territoire, avant d'être acliemitrées et iirstallées sur le site par irne équipe composée de géologues, ddrcliitectes, de paysagistes et d'artistes. Ces pierres, toutes mises gracie~rsement à la disposition du Géodromepar les exploitants de mines et de carrières, ont été cl~oisiesselon trois critères :la volotlté pédagogiqire de présenter des roches permettant d'aborder simplement /'histoire géologiqlre de la Terre, la settsibilisatiori du public à I'ititérêt économiqrie et industriel du sorts-sol et enfin, le souci estlrétiqtre qu'exige la réalisation d'un jardin. Le Géosite de Guyane serait jumelé au Géodrorrie niéti-opolitain, avec leqirel il est déjà prévu une collaboration scietitij?que et des éclianges dëcl~antillons: les plirs vieilles roclies de Fratice se troiivent en Guyane .... qui ne possède quant à elle ni calcaires ni marbres ! Pour la Guyane, l'emplacement de ce site doit être central et facilement accessible, afin de permettre à un plus large public possible de s'y rendre sans déplacement excessif, au besoin à pied pour les scolaires. De plus, le site doit présenter autant que possible des affleurements naturels de bonne qualité sans danger particulier, permettant d'illustrer directement et de visionner une ou plusieurs formations géologiques représentatives de la Guyane. C'est pour cet ensemble de raisons que le choix s'est porté sur le site de la Pointe Buzarb. En effet, celte pointe rocheuse el sableuse située au milieu de la côte cayennaise, est un endroit très connu et fréquenté par les guyanais. 3.1. INTERET DU SITE DE LA POINTEBUZARE Le site de la Pointe Buzaré, en grande partie propriété du Conservatoire du Littoral, convient idéalement pour les raisons suivantes : r raisons pédagogiqiies, par une illustration immédiate du kit scientifique lycée sur la géologic de la Guyane, par l'aménagement d'un parcours avec panneaux explicatifs sur les affleurements naturels, et par la création d'une fresque représentant une coupe géologique Nord-Sud de la Guyane en profondeur (sur la particdu mur de l'institut Pasteur coté est vers la DRIRE) ; Rapporl BRGM/RP-50129-FR 6 Site d'exposition de la géodiversité guyanaise e f suppori pédagogique sur la géologie de la Guyane 0 0 ïaisons prit-entent sciet~ti/iqrres, avec des afiïeuremcnts naturels étendus dc la série géologique de i'lle-de-Cayenne (artcieiit~es rocfies ocfaniqties r>olcaniqzres très tizétatirorphisées, vieilles de près de 2.2 milliards d'années) et des filons de dolérite (itrfrirsiotissi~bvolcaniqriesâgées is< seiilettzetif u d'environ 200 tnillions d 'atrttées, tniises en place lors de la fractiiratiotr des plaques sud-américaines et aficaittes, prélude à I'oirverttrre de IXtlatztique sud). L'ensemble est observable, ainsi qu'un petit profil d'altération latéritique, sur un parcours aisé, et dans un cadre de toute beauté au point de WC paysage. De plus, il est possible d'observer les phénomènes sédimentologiques actuels affectant le littoral guyanais (érosion, transferts sableux, envasement futur.. .) ; raisotts socio-écotzotniqlies, en favorisant une fréquentation du site par des visiteurs motivés, contribuant ainsi à rétablir sa renomméeet à assurer sa valorisation et sa protection (contre les p&lèvements sauvages de sables par ewmple), et par la création d'un emploi d'animateur scientifique en commun avec la Maison de la Géologie ; * raisons géographiques et tecltniques, par une situation en zone urbaine non loin du centre ville, d'accès aisé, avec stationnement facile sur une aire existante à réaménager, et avec la proximité immédiate (100 m) des locaux de la DRIRE abritant le CRESTIG, où est proposé l'aménagement d'une Maison de la Géologie, projet complèmentaire de celui du site d'exposition en plein air. Les contacts avec le Conservatoire du Littoral ont donc été établis, et une visite commune du site a été effectuée en novembre en présence du délégué du Conservatoire pour la région et du correspondant du Conservatoire en Guyane. Le principe de création du site doit maintenant être précisé, au niveau de sa localisation exacte (probablement à l'entrée de la pointe), de sa forme et de son extension (voir plan schématique proposé en annexe 2). Le Rectorat, le Conseil Général, la DRIRE, la DIREN, la DDE, le Comité du Tourisme de Guyane, le CSG, ainsi que les exploitants de carrières, ont tous manifesté leur intérêt pour ce projet. La Municipalité de Cayenne a également été informée du projet, et un rendez-vous a été pris avcc le Maire pour exposer le principe et l'intérêt de ce genre de site pour la ville de Cayenne et pour ses habitants' Le Conservatoire du Littoral est favorable à un projet qui valoriserait la Pointe Buzaré, notamment en y augmentant et en améliorant la fréquentation du site par des visiteurs motivés, contribuant ainsi i rétablir sa renomméeet à assurer sa protection (contre les prélèvements sauvages de sablespar exe~nple).Cependant, il faut tenir compte du fait que le caractère naturel du site doit être conservé, ce qui amènerait à installer les blocs de roches à son entrée, le long du mur de l'Institut Pasteur (en conservant la fresque sur la nature guyanaise, pcinte par des enfants des écoles). Il reste donc à concevoir un plan d'ensemble, qui respecte ces contraintes, tout en permettant de réaliser un parcours agréable et attrayant parmi les blocs de roches exposés (voir dossier préliminaire en annexe 2). ' La municipalité de St-Laurent est également intéressée par la coucepiion d'une exposition permanente de roclies sur le site des « Rocfies Bleues » en bordure du Maroni, en liaison avcc son projet de réarnénagerneot et de réiiabilitatioii de ce lemin. Rappori BRGM/RP-50129-FR 7 Site d'exposition de la géodiversité guyanaise et supporl pédagogique sur l a géologie de l a Guyane 3.3. CONTACTS ET TRAVAUX PRELlMlNAlRES La constitution d'un lot de blocs de roches de grande taille (m2 ou ni3) demande une préparation particulière après leur identification, notamment pour l'accès, pour le prélèvement et le transport. Aussi il convient, d'une part de profiter d'opportunités qui ne se renouvelleront pas (travaux de TP, travaux routiers, aménagements urbanistiques...), d'autre part de suivre fréquemment l'activité des carrières afin de choisir des blocs, selon des critères esthétiques et d'intérêt scientifique, quand l'exploitation recoupe des zones intéressantes. Aussi, des contacts réguliers sont nécessaires avec les exploitants de carrière, les entreprises de BTP et les administrations concernées par les travaux et aménagements. D'autres services et organismes de 1'Etat peuvent être amenés à collaborer à ce projet d'intérêt général, notamment l'Armée, qui possède des moyens logistiques importants, et des accès à des sites isolés à l'intérieur de la Guyane, ainsi que le CSG, qui possède sur son territoire des sites très intéressants (nombreuses carrières et affleurements). Le tableau suivant dresse la liste provisoire et non exhaustive, des types et de la localisation de roches identifiées, de l'organisme susceptible d'apporter son aide pour l'accès, le prélèvement et/ou le transport. Les échantillons déjà récoltés et stockés sont en gras. Organlsmelsoclét& sollicité DDE Kourou Origine Type de roche- int8rêt particulier - Granite pegmatite :filonpegmatife à Kourou - Pointe des Roches béryls Diorite tonallte de complexe basique Mahury chemin du CEGELEC stratifié : magmafisme caliço-alcalin 1 ~orota 1 Camére des Ribal Amohihollte + tonallte ruhanees Marinnouins Koumu - Mgne Case CSG Capitainerie de Amphibolite massive : mélabasalfe Pariacabo SGDG Matiti - camére Pegmatite massive : nombreux SGDG minéraux :micas, wnafs. béryls Ribai Camére Roche Tmndhjémites pegmaiites Corail 1 amphibolite : minéraux, faciès variés Caméres Ste-Marie BRGM Conglomérats poly ou monogéniques et Changement ~ u a ~ t e s Forces Armées Manpasoula Schistes verts (métavolcanites du Paramaca Chambard Cambre Rémy I Granites et oeomaiites . (Sinnamary) 1 1 Canière Laussat 1 Ribal Granites et pegmatites 1 Camp Caiman ) ASARCO (contact à Schistes Paramaca prendre) CNES 1CSG Roches cristallines ou métamorphiques CSG diverses : amphibolites. granites. pegmalitos Lieu de iiivraison nombre BRGM : 1 bloc - - DRIRE :3 blocs ( DRIRE (3 - à livrer (3 blocs) à livrer (3 blocs) - à lwrer (3 blocs) - à ltvrer (3 blocs) 1 - 1 - 1 à livrer par voie aérienne à livrer (3 blocs) 1 à livrer (3 blocs) 1 - L'identification et la collecte de blocs se poursuivra au gré de la reconnaissance et de l'identification de roches intéressantes, dans des sites potentiellement accessibles, et en fonction des opportunités de pouvoir les transporter dans de bonnes conditions. De plus, il est envisagé de procéder à des échanges d'écl~aniillons avec le Géodrome de métropole, en envoyant des roches de Guyane dont il n'y a pas d'équivalent en France métropolitaine, et inversement en faisant livrer en Guyane des roches comme des calcaires, des dolomies ct des marbres, inconnus ici. Le site guyanais est donc appelé à évoluer dans le temps et à s'enrichir au fur et i mesure des opportunités de récolte de nouveaux échantillons. Rappori BRGM/RP-50129-FR 8 Sife d'exposition de /a géodiversité guyanaise et suppori pédagogique sur la géologie de la Guyane 4. Parcours, sites et panoramas géologiques Plusieurs sites, panoramas ou parcours géologiques font actuellement l'objet de projets visant soit à les conserver et à les préserver, soit à les aménager et les valoriser, afin qu'ils puissent être visités et constituent des points d e référence scientifique, d'illustration du kit scientifique, ou des parcours de promenade (en liaison avec la botanique et la faune) pour les randonneurs et les touristes, et contribuent ainsi à la promotion du patrimoine géologique de la Guyane. Les principaux sites identifiés sont Ics suivants : Pointe Buzaré (Cayenne) : panneaux explicatifs des roches en place le long de la mer (série (( Ile-de-Cayenne, datée de 2175 millions d'années) en complément des roches exposées. Mont Baduel (Cayenne) : cette carrière est d'un intérêt scientifique et pédagogique manifeste, puisqu'il est possible d'y observer une coupe complète d'un profil d'altération latéritique sur socle métamorphique protérozoïque (série de I'Ile de Cayenne), depuis la roche saine jusqu'au stade ultinie d'un profil latéritique, sur une épaisseur d'un cinquantaine de mètres. Ce site a fait l'objet récemment d'études scientifiques de la pari du BRGM, et de publication dans une revue internationale. Une proposition a été transmise au Service Environnement du Conseil Génénl, propriétaire de la partie haute du mont, pour intégrer l'aspect géologique dans le projet de réhabilitation du site, très dégradé actuellement. Montravel (Rémire) :ce site, également propriété du Conseil Général, est déjà bien aménagé. La proposition concerne à expliquer la nature de la rocbe en place (diorite - tonalite, prolongement du Mont Maliury), ainsi que le panorama depuis un belvédère sur les ilets de Rémire et le Rorota. * Montagne des Singes (Kourou) : ce site, propriété du CSG, est en cours d'aménagement par la Sépanyy. Comme pour Montravel, il est proposé d'expliquer la nature et l'âge des roches en place, le lien entre la nature géologique des terrains et la morphologie, ainsi que le panorama depuis le carbet vers Kourou, la Montagne des Pères et les Iles du Salut. * Montagne de Kaw (Roura - Kaw) : un ureinier contact a été établi avec la resnonsable de la Réserve Naturelle de Kaw pour expliquer et valoriser la composante géologique de cerlains sites, aiiisi que des panoramas remarquables sur les marais de Kaw depuis les reliefs de la Montagne de Kaw. r Montagne Torîue(Régina) : possibilités de valoriser les affleurements et les travaux d'exploration situés en bordure de la RN2 avant d'arriver à Régina. - Pointe des Roches (Kourou) : ce site, très intéressant sur le plan géologique (un bloc a déjà été prélevé pour le géosite) et touristique, pourrait comporter des panneaux explicatifs, avec un aperçu à 180' des Iles du Salut à la Montagne des Péres. 0 Pointe des Roches Bleues (St-Laurent du Maroni): une proposition de valorisation de la géologie de cette pointe, couplée à un aménagement global comportant une composante sur la Géologie de la Guyane (en liaison avec la plantation d'essenccs typiquement guyanaises), a été transmise à la inunicipaiitt de St-Laurent, qui a donné son accord de principe. Site d'exposition de la géodiversite guyanaise et support pédagogique sur la géologie de la Guyane - 5. Perspectives pour 2000 2001 A la suite de cette phase initiale, le programme de diffusion et de valorisation de la connaissance géologique de la Guyane devrait se poursuivre de la façon suivante, dans le cadre du 4ème CPER. 5.1. APPUIA FORMATION DES ENSEIGNANTS ET ELABORATION DU KIT SCIENTIFIQUE maintien et adaptation des sessions de formation annuelles pour les enseignants de SVT, selon les besoins et la demande, amélioration du document de support de stage selon les remarques venant des utilisateurs, * élaboration du kit scientifique pour les lycées en version définitive, avec ses dinërents modules (cartes, matériel, notices et CD-ROM), en étroite concertation avec le Rectorat et la Région. La validation du kit (composé des 6 modules suivants), sera faite par 1'Education Nationale : tnoditle I - carte géologique de la Guyane (générale à 11500 000, et à plus grande échelle sur le littoral et l'[le de Cayenne) ; -histoire géologique simplifiée de la Guyane dans le contexte du plateau des Guyanes (incluant tectonique des plaques et dérive des continents) ; rnodiile 2 module 3 - grands thèmes régionaux fondamentaux : le socle paléoprotérozoïque, les profils d'altération et les latérites, la plaine côtière et l'évolution du littoral ; module 4 - grands thèmes régionaux appliqués : ressources minières (or) et en matériaux et minéraux industriels (argiles, kaolin), eaux souterraines, risques naturels, aménagcmenl... module 5 - sites pédagogiques régionaux et de proximité (Ile de Cayennc, Kourou, St- Laurent) : fiches descriptives illustrées ; - exercices avec matériel (échantillons et lames ininces de roches de socle), CDRom. inodde 6 diffusion et présentation du kit (soit un par lycée), auprès des établissements d'enseignement, m préparation d'un dérivé du kit lycées en kit collèges. Rapport BRGMIRP-50129-FR Site d'exposition de la géodiversité guyanaise et suppod pédagogique sur /a géologie de la Guyane 5.2. SITE D'EXPOSITION DES ROCHES DE GUYANE L'inventaire, l'identification, la classification et le prélèvement des échantillons présentant un intérêt scientifique, esthétique eVou pédagogique sera poursuivie, notamment auprès des professionnels (miniers, carriers...) avcc qui des contacts très fructueux ont déjà été établis. Après avoir évalué la taille du site d'exposition il conviendra de définir son organisation et sa forme, comprenant la conception paysagère, son intégration dans le milieu naturel, son aménagement, qui restera minime du fait qu'aucun bâtiment ne sera nécessaire, les infrastructures se limitant à la pose des panneaux explicatifs et au marquage d'un sentier permettant le cheminement au travers des blocs. Daru sort coiicept, le site d'aposition sera trn lieu de promenade libre d hccès. La visite du site sera illustrée par la réalisation de panneaux explicatifs indiquant le lieu de provenance des blocs de roches, leur composition minéralogique et chimique, leur âge et leur origine en terme de géodynamique (pour les roches volcaniques, métamorphiques et plutoniques), et de milieu de dépôt (pour les roches sédimentaires), ainsi que leur utilisation économique. Une coupe géologique en profondeur du Sud au Nord de la Guyane, positionnant les roches en fonction des formations géologiques indiquées, permettra de visualiser l'évolution structurale de cette portion du bouclier guyanais. La réalisation d'uri livret-grride, rerivoyartt à une aplicatiort globale de syrititèse à partir des d~fféreiztspanneaux. de la coupe géologiqtre nord-sud, et des lieux de provarartce des blocs, permettra d'avoir une idée générale explicite de la géologie de la Grryat~e. 5.3. PARCOURS, SITES ET PANORAMAS GEOLOGIQUES Les contacts seront poursuivis avcc les collectivités et les organismes ou les décideurs afin d'adapter les propositions de valorisation de sites, parcours ou panoramas géologiques en fonction du but rcclierché et des moyens disponibles. Site d'exposition de la géodiversité guyanaise et supporl pédagogique sur la géologie de la Guyane Site d'exposition de la géodiversilé guyanaise et support pédagogique sur la géologie de la Guyane ANNEXE1 Notice sur la géologie de la Guyane à l'usage des enseignants de SVT Ministère de I'Education Nationale de la Recherche et de la Technologie Rectorat de Guyane Région Guyane La Géologie de la Guyane Pascal Marteau avec la collaboration de Bernard Joseph et de Bruno Mougin Novembre 1999 La g6ologie de la Guyane Notice .4 I'usage des enseignants de SVT INTRODUCTION Ce document préliminaire sur la géologie de la Guyane a été préparé par le BRGM, Service Géologique Régional de Guyane, au cours du dernier trimestre 1999, dans le cadre de ses actions de Service public, cofinancée en ce qui concerne ce projet par la Région Guyane, et supportée par le Rectorat de la Guyane via la Formation continue des enseignants du second degré et le CDDP. II constitue l'ébauche d'un projet beaucoup plus vaste, prévu dans le cadre du IV0 Contrat de Plan Etat-Région (CPER), qui devrait se concrétiser en 2000 - 2001 par la réalisation d'un ensemble comportant deux volets complémentaires, en premier lieu un « kit scientifique » sur la géologie de la Guyane à destination des lycées (une version collèges étant égaiement prévue), ainsi qu'un site d'exposition de roches illustrant la constitution géologique de la Guyane. Le kit scientifique serait conçu sur le modèle développé à l'échelon national pour chaque région de la France métropolitaine et d'Outre-Mer par le BRGM, en collaboration avec le Ministère de 1'Education Nationale, et comportant les six modules suivants : I -Niveau Général : - module 1 : carte géologique régionale - module 2 : histoire géologique régionale II - Niveau Thématique : - module 3 : grands thèmes géologiques régionaux - module 4 : utilisation et protection du sous-sol II1 - Observations : - module 5 : sites géologiques remarquables I V - Svnthèse : - module 6 : base documentaire (Cédérom) et matériel Le site d'exposition serait un parcours expliquant la Guyane par ses roches. En effet il n'existe pas encore de documents (iivrit-guide, monographie général;. ..) sur la géologie de la Guyane, et le contexte géographique et climatique guyanais rend difficile ou impossible l'accès à la plupart des points d'observation, souvent éloignés par ailleurs Aussi la création d'un site permanent d'exposition des roches de Guyane, prévu à Cayenne à l'entrée de la Pointe Buzaré, couplé à une Maison de la Géologie attenante', permettrait aux enseignants du secondaire et du primaire, à leurs élèves, ainsi qu'à tout public (résident ou de passage), de connaître de façon attrayante et explicite la géologie de la Guyane et de comprendre sa structure et son évolution depuis plus de 2 milliards d'années La présente notice constitue donc la « première pierre » de cet ensemble, et est appelée à évoluer selon les besoins et les remarques de ses destinataires ' Projet du CRESTIG BRGM - Service Géologique R6gional Guyane La géologie de la Guyane Notice B i'usage des enseignants de SVT SOMMAIRE ......................................................................................................................................... 1 SOMMAIRE................................................................................................................................................. 2 GÉNÉRALITÉS .........................................................................................................................................4 iNTRODUCTION . 1 LITHOLOG~EDES FORMATIONSGÉOLOGIQUES DU PALÉOPROTEROZOÏQUE A L'ACTUEL ..................................................................................................................................................... 1.1. 7 L'ENSEMBLE IN~'~!RIEUR VOLCANIQUE ET S ~ D I M E N T A ~ ROU E S~!RIEPNIIUIACA...................................... 7 1.1.1. La série de 1 'Ile-de-Cayerni 7 1.1.2. Le I'aran~acaitférieur i~olcano-sddiniefrlairc sensu slricl 8 1.1.3. Le Parautaca supérieur ou série Arriiino ............................ . ....................................................... 8 1.2. L'ENSEMBLE D~TRIT~QIJE SUP~~RIEU 9 1.3 L E S KOCIIES D'oRIoINE PLUTONIQUE ....................................................................................................9 1.3.1. Le plutonistne gabbro-diorilique 9 1.3.2. Lesgranifoiiies s guyanais » et (( carafbes » .............................................................................. I O 1.4 C I I R O N O I ~ DES O I EÉ V ~ N E ~ I E N TA~AO~IA'I'IQUES S ETS~DI~~IENTAIIIES ANCIENS ...................................... 1.5 LE h l i \ ~ h t r \ ' l ‘ l ~ hDOLOIIITIQUE l~ MESOZO~QUE.................... .................................................. . 10 . . ......... 11 1.6 L E S PORMAïïONS SÉDI~IEM'AII~ES&CENTES A A W E L L V 1 1.7 L E S LATÉRITB 4 GÉOLOGIE APPLIQUÉE UTILISATION DU SOUS-SOL DE LA GUYANE ET AMÉNAGEMENT 3 ........................................................................................................................................ 19 3.1. L I S RESSOURCES h < l N l ! l ~ L E ......... s . . .................................................................................................... 19 . 4 BIBLIOGRAPHIE .................................................................................................................................... 25 BRGM . Service Géologique Régional Guyane 2 La géologie de la Guyane Notice à i'usage des enseignants de SVT Liste des figures Figure I :Carte géologiqrie sché~~ratiqrre de la Giiyatre Figïrre 2 :Eiat actuel des co~muissai~ces sur le Prétérozoïqrre de la Giyarre Figure 3 :Coripe géologique du forage SY 01 Figure 3 :Pro91 d'altération du Mont Baduel (a) et ir~ritésde forirratiotrs latériques de la région de Cayenne (b) Figure 5 :Sfrttciirratioiides hassim de l%nse»tbledétritiqrre sirpérieitr Figure 6 :Les eazix soriterraines dam le contexte Irydrogéologique de la Giiynrre ITINERAIRES GEOLOGIQUES ET THEMES ABORDES 1. Quartzites et grès de I'Er~se~nbIe détritiqtie supérierir :Montape des Chevaiix 2. Roches plrrfo~iiqirespbbro-dioritiqrres et rnagmatis~~te doléritique :Mas.sif du Mahiry, Roche Caïa. Montravel 3. Le littoral acftiel :plage et salitre de Montjob 3. liocl~esrnétanrorphiqt~esde harrt gradient et rtmgniatisine doléritiqrre : Pointe Bzizaré el carrière des Marirrgoiii~rs 5. Profil coizrplet d'alférafionlalèritiqrre :Mont Radrrel BRGM - Service Géologique Régional Guyane La géologie de la Guyane Notice à I'usage des enseignants de SVT GENERALITES CADRE GEOGRAPI-iIQUE ET GEOLOGIQUE DE LA GUYANE La Guyane française fait partie d'un vaste ensemble géologique, Ic Cratou guyanais, qui s'étend au Nord de l'Amazone sur plus de 1 inillion de !aiZ.Ce socle ancien est constitué ici de terrains du Paléoprotérozoïque (plus de 1,9 milliards d'années), comprenant des séries d'origines volcaniques (laves, pyroclastites) et sédimentaires (argilites, grès, conglomérats) métamorphisées en faciès scliistes verts, scliistes pyritcux, quartzites etc., ainsi que des massifs intrusifs de roclies plutoniques grenues (granites, diorites, gabbros) accompagnés de roches fortement métarnorphiques (gneiss, amphibolites, migmatites, granulites). II est recouvert sur la frange côtièrc de dépôts argileux et sableux peu épais, d'âge tertiaire à quaternaire. A la suitc de la fracturation du super-contiuent du Gondwana au Pcrmo-Trias (entre - 250 et - 200 inillions d'aniiées environ), prélude à l'ouverture de l'Atlantique sud et à la séparation de l'Amérique du Sud et de l'Afrique, le socle fracturé a été recoupé par des intrusioiis volcaniques, représentées par quelques petits massifs de gabbros et de nombreux filons de dolérite gris-noir, larges de 1 a 50 m, allongés sur plusieurs km ou dizaines de km selon des directions sub-méridiennes. A l'exception des dépôts côtiers récents, toutes ces roches ont subi une altération importante sous climat tropical et équatorial humide, et elles soiit presque partout recouvertes de formations de latérites, épaisses de quelques mètres à plus de cinquante mètres. La morphologie actuelle de la Guyane est guidée par la nature du substratum géologique, modelé à la suitc d'une longue exposition aux conditions d'altération climatiques tropicales et équatoriales. A la plaine côtièrc basse et plate, souvent tnarécageuse et bordée de cordons sableux sur le littoral, succède uu ensemble de plateaux, de dépressions et de reliefs parfois prouoncés, dans l'intérieur du territoire. Ou y distingue tout d'abord des colliues arrondies peu élevées, en forme de « demi-oranges », de nature granitique. alternant avec des reliefs relativement accidentés à fortes pentes correspondant aux icnains métarnorphiques durs redressés (Montagne Tortue, Moiitagne de Kaw, Montagne Plomb), d'une altitude de 200 i500 m. Plus à l'intérieur, le relief s'accentue, et des pointements, surtout grariito-dioritiqucs, isolés ou formant de pctits massifs, éniergent ça et là (Montagnes de la Trinité - 636 m, Believue de L'Inini - 775 m, Massif Etnériflon, Monts Bakra, Monts Itoupé, poiut eulminanl de la Guyane à 830 in, Moiit St-Marcel - 635 m, et Massif du Mitaraka - 690 ni, vers la frontière sud avec le Brésil) HYDROLOGIE Les précipitations aboudantes pendant une grande partie de l'année aiiinentent un réseau hydrographique pérenne très développé, constitué d'une multitude de G criques n, et de larges fleuvcs coulant du Sud au Nord, dont les principaux sont d'Ouest en Est, Ic Maroni, fonnant frontière avec le Surinam, la Mana, la Simiamary, le Kourou, la Comté, I'Approuague, enfin l'Oyapock, formant froiitière avec le Brésil. Leur débit peut varier notablement entre les saisons sèclies et les saisons humides : 93 à 6390 rn3/s pour le Maroni, 90 à 3570 in3/s pour l'Oyapock Les débits moyens restent cependant élevés : 1840 ni3/s pour le Maroni, 370 ni3/s pour I'Approuaçuc, 890 tn3/s pour ['Oyapock. BRGM - Service Géologique R6gional Guyane La géologie de la Guyane Notice à l'usage des enseignants de SVT LES GRANDS ENSEMBLES GEOLOGIQUES On reconnaît en Guyane deux grandes entités géologiques, d'importances tout à fait inégales (voir carte géologique figure 1). Un vaste domaine de socle ancien, datant du P rotérozoïque inférieur (2,2 à 2 milliards d'années), formé lui-même deux ensembles très différents : O O O les terraitts volcnttiq~es,i>olcnno-séditzrentaireset sé(iittretrtairesplus ou tttoitz.~ fortettient ntétamorpltisés de In série Paratnaca, incluant la forntntion de I'iIede-Cayctttie, équivalet~ltforicnreiit ntétitritorplrisé, à sa base, priis les forttrations du Paranraca ittféricirr et di Paranrnca supérieur (série Arttritm) les terrains séditttcntaire.s clétrXqtccs grossiers de I'Ensettrble Détritique Siqérieur, ayant subi irn métantorphisnte de cotttact ou tecfonique, (lm tttnssifs p k s ou moitts iitt~~orfatttsde rocltes plutoniqtces ou ittéfaniorpkiqiicsgrenues (granites, graititoïriw, gneiss, tttigtttatitcs, gabbros, r1iorite.s etc.), tmis en place et1 plusieurs pltases, dont la distinctiott dcviettt d@cilc Des filons de dolérite, roche magmatique subvolcaniquc sombre à grain fin, recoupant I'enscinble des terrains décrits précédemment, se sont mis en place lors de la frachiration dii continent du Gondwana, prélude à l'ouverture de I'Atlantiquc sud et à la séparation des plaques sud-américaine et africain, entre le Permien (-250 Ma) cl le Jurassique inférieur (-195 Ma). Toutes ces roches anciennes ont subi une altération importante sous c h a t tropical et équatorial Iiumide depuis la fin du Crétacé, cl sont presque partout rccouvcrtes dc latérites, formations complexes argiiofermgincuses plus on moins indurées, épaisses de quelques oiètres à plus de 50 mètres. Un don~ainede terrains sédimentaires récents coniposé de trois séries d'origine continentale etlou marine, datées du Quaternaire (avec probablement quelques niveaux plus anciens d'âge tertiaire > 2 Ma), comprenant, des plos anciens aux plus récents : * la série détritique de base", ensemble liétérogènc de sables et galets quartzeux et d'argiles kaoliniques, 0 la série de Coswine, dépôts fluvio-marins de sables fins et d'argiles, la série de Déiiiérara, dépôts fluvio-niarins récents (< 60 000 ans) d'argiles et de vases. Sur le littoral actuel, il faut aussi meiitionncr les vases et sables aclucls des mangroves et marais côtiers, soumis aux pliénomènes conteniporains d'érosion-scdimentatioo et de migration des bancs. BRGM - Service Géologique Régional Guyane La géologie de la Guyane Notice d i'usage des enseignants de &Tl' KO. <O a YIxm - BRESIL Fig. 1 Carte géologique schématique de la Guyane - BRGM Wce Géologique Régional Guyane La géologie de la Guyane Notice à l'usage des enseignants de SVT 1. LlTHOLOGlE DES FORMATIONS GEOLOGIQUES DU PALEOPROTEROZOIQUE A L'ACTUEL 1.1. L'ENSEMBLE INFERIEUR V O L C A N I Q U E ET S E D I M E N T A I R E OU S E R I E PARAMACA La série Paramaca comprend trois formations, avec de la base au sommet, la série de I'Ile-deCayenne (maintenant intégrée au Paramaca), le Paramaca inférieur volcano-sédimentaire, et le Paramaca supérieur ou Armina. On a donc : F une formation très métamorpliique, la série de 1'Ile-deCayenne, équivalent fortement métamorpbisé du Paramaca inférieur, G une formation du Paramaca inférieur constituée de roches volcaniques, pyroclastiques et volcano-sédimentaires, plus ou moins métamorphisées, F une formation du Paramaca supérieur ou série Armina à dominante détritique schisteuse de type flyschoïde, moyennement métamorphisée. Elle affleure bien dans I'lle-de-Cayenne, mais elle est égaiement présente dans le centre-nord de la Guyane. Sur la côte de I'Ile-de-Cayenne, elle forme les éperons rocheux des pointes StFrançois, St-Joseph, des Amandiers, Buzaré, et les collines de Montabo et Bourda. Plus à l'intérieur, ce sont les massifs des monts Baduel, Cabassou, St-Martin, Montagne Tigre, et surtout Grand Matoury avec ses prolongements jusqu'au fleuve Mahury. . Cette série est essentiellement constituée de roches métamoruhiaues . claires (leotvnites. à plagioclase, quartz, sphène, épidote, amphiboles), intermédiaires (gneiss, à amphiboles plus à abondantes que dans les leptynites), dominantes sur les faciès sombres (am~hibolites. . . . . hornblende et biotite). Sur La côte, on trouve localement des migmatites, roches irrégulièrement tubanées a niveaux sombres biotitiques - amphibolitiques et clairs quartzo-feldspathiques, ainsi que des quartzites à amphibole - pyroxène - biotite. La présence de clinopyroxène (minéral essentiel du métamorphisme et du magmatisme) dans ces roches indique un pic de métamorphisme amphibolitique de haut grade (catazonal), les conditions d'anatexie étant atteintes dans la partie côtière avec les migmatites. Origine : les alten~attces lepty~itesirntphiboiite.~indiqltent m e origine i~olcarriqtre à hjipo~wlcanique,associée à rut magmatistne acide. Le chimisine de ces roches (rapport SiOr -0, spectre de terres rares, spectres d'élén~entstraces) rnontre qrt 'elles potrr~aierridériver de In cristnllisatior~jizctior~r~éede basaltes cor~~parables ailx laves des rides médioocéar~iqzresozt des hnssir~sd'arrikre-arc, bien que le pojtrcentage relatif des roches acides à irztertnédiaires soit supérieur à celai observé datts les croîrtes océnniqzies achreiies. [JI? âge de 21 74 f 7 Ma a été ohtenrr par nie.~~ire.s d'évapomtior~directe dir plolnh .vrr moriozircon. BRGM - Service Géologique Régional Guyane La g6ologie de la Guyane Nofice d I'usage des enseignants de SVT 1.1.2. Le Pammaca inférieur volcano-sédimentaire sensu sfricto II s'agit essentiellement de roches d'origine volcanique, de chimisme acide à basique, plus ou moins métamorphisées (métavolcanites), avec des intercalations de quartzites et de métasédinlents. A la base on trouve surtout des métabasaltes (amphibolites), des intercalations d'ultrabasites, puis des métalaves et des métapyroclastites. UIIâge de 2110 i 90 Ma a été obteritr par isochrorie Snl-Ndszir roclie totale (volca~iife). Ces roches forment deux bandes irrégulières entre le Maroni et l'Oyapock. Les zones les plus accessibles sont les montagnes de Kaw, de Cacao, Maripa et Tortue entre Cayenne et Régina. La montagne de Cacao par exemple est constituée d'anciennes roches volcanogènes de composition basique à intermédiaire, avec des schistes amphibolitiques (à actinote, chlorite, épidote, sphène, biotite), acides (quartzites gris-vert), et de schistes à tourmaline ou chlorite d'origine sédimentaire. Dans la chaîne qui s'étend de la montagne des Serpents à Kaw, les faciès sont très variés : schistes à séricite-quartz (dérivant de pélitesl. .. à actinote (de volcanites), .. chloriteux à plagioclases (de pyroclastites) ..., métagabbros, quartzites. La montagne de Roura, plus volcanogénique, comprend des métavolcanites intermédiaires à ultrabasiques (talcschistes), . ainsi que des roches plutoniques (gabbro-diorite). Origine : le cl~in~isnte des ntétavolcatiites basiques c i Nifern~édiaireclasse celles-ci dam la gantme des basaltes, andésilo-basalfes et andésites continentales, mis en place en confexie de distetision i~tfraplaqtre co~~fine~ttal. 1.1.3. Le Pammaca supérieur ou série Armina Cette formation, qui constitue la bande la plus septentrionale du Paramaca, s'étend en arc de cercle de I'Approuague au Maroni en s'élargissant dans cette direction. On en retrouve des lambeaux discontinus dans la Paramaca méridional, du niveau de Camopi à celui de Papaïchton Dans la bande nord, ce sont surtout des schistes de couleur gris acier, composés de micas blancs sériciteux et de quartz, à tourmaline et staurotide, avec niveaux de talcschistes, de roclies carbonatées, de graphite et lentilles de quartz, alternant avec des grès fins. Ces roches tendres, d'anciens grès, pélites et argilites, affleurent peu, et sont généralement altérées en rouge-violacé. Dans la bande sud, où cette formation moins développée est mal identifiée, elle apparaît plus métarnorphisée, jusqu'au stade gneiss, avec des intercalations de métavolcanites. Origirre : ces faciès détritiqiies Jns, alimeniis par du ntatériel d'origine corltinenfale en parfie volcanique (tifs), sont co~tsiddrésconme mis en place par des conravts de ttwbidifé, probahlenteni en niilieu marin distal. BRGM - Service Geologique RBgional Guyane La géologie de ta Guyane Notice à l'usage des enseignants de SVT 1.2. L'ENSEMBLE DETRITIQUE SUPERIEUR L'Ensemble détritique supérieur (ou formation Orapu, tenne de moins en moins usité), constitué de grès, de quartzites et de conglomérats mono ou poiygéniques, affleure selon une bande plus ou moins large et continue séparée de I'Armina par une discordance tectonique, du Maroni à I'Approuague. A l'aplomb de Sinnamary, cet ensemble forme plusieurs branches étroites. intercalées dans les autres formations du Paramaca. Les affleurements les plus accessibles sont situés entre Cayenne et Régina, où l'on distingue deux bandes fornlant le « sillon central » et le « sillon méridional » de Kaw. Les faciès varient d'une zone à l'autre, la Montagne des Chevaux (sillon central) par exemple contenant surtout des conglomérats blancs à galets de quartz, et des grès biancs très quartzeux, fortement recristallisés par endroits (quartzites) et déformés. Dans la montagne Tortue, on trouve également des siltites grises à noires, des métavolcanites et de rares granitoïdes. Dans le sillon méridional, les conglomérats sont polygéniques et la déformation est moindre. Dans la partie occidentale du sillon, la série détritique se compose d'une succession de séquences granodécroissantes formées de conglomérats à galets mal triés et de grès en chenaux à stratifications en auge. Ces dépôts monotones atteignent 5 000 m d'épaisseur dans le bassin de la Mana. Origine : les striictlnes sidinmtaires des g r h et des cor~glo~t~érafs sont mal présen~éesdu fait des défor~tiafiomef drt n~étamorpl~isrne. On recoilnaîf cependant des dépbts de rivières et de cônes allrti?iaitx ès B rides de coltrani), de rivières e11 tresse (congIori~irriis nronogéniq~~es), et de coulées de dtibris en rlzasse sur de fail~les distaizces en bordure de reIiefs actfs. Ces faciès détritiques se sont mis en place dans des bassins d'effundrenient alip1ti.s (Sillo~iNord-Gujjarrais), forniés en contexte décrochatif senestre. 1.3 LES ROCHES D'ORIGINE PLUTONIQUE Les roches plutoniques, notamment les granitoïdes, couvrent la plus grande partie de la surface de la Guyane. On distingue maintenant deux épisodes de mise en place, le premier étant un plutonisme gabbro-dioritique, suivi de phases de granitisation, « guyanaise » puis « caraïbe n (d'après B. Choubert, 1974), qui ne sont plus différenciées d'après les travaux les plus récents. 1.3.1. Le plutonisme gabbro-dionfique II est représenté par des massifs assez disséminés sur l'ensemble de la Guyane, de tailles variables (kilométriques à pluridécakilométriques), généralement constitués d'un faciès dominant à gabbros et diorites, et de faciès subordonnés. Ce sont des roches à gros grain dont les plus beaux exempies sont les massifs du Mahury et de la montagne Gabrielle La inontagile drt M a h y est formée principalement de diorites (à plagioclase, amphibole, jusqu'à 50 %, biotite < 10 %, quartz < 5 %, épidote) et de tonalites (ou diorites quartziques, à plagioclase, amphibole, quartz, biotite, épidote, apatite et rares zircons) La riiontagne Gabrielle est composée de diorites, de gabbros à clinopyroxène, mais aussi de norites (gabbros à olivine, liypersthène, grenats, spinelie. ) et hornblendite (type exceptionnel d'amphibololite calcique) BRGM - Service Géologique Régional Guyane 9 La géologie de la Guyane Notice à I'usage des enseignants de SVT Une datation sur tonalite (méthode d'évaporation directe du plomb sur monozircon) donne un âge moyen de 2144 t6 Ma, interprété comme l'âge de cristallisation de la tonalite. Origine : Le chimisine des roches irlinisives du Mnliury, calco-alcali~mel n~oyeiiiie~rietit potassiqires, est conij~arahleà celui des gabbros et diorite.s-toimalites associis à l 'nilc irisillaire de Noiivelle-Bretagne. Ceci évoque wze fiiise en place de ces roches à l'aplomb d'me zone de sithditciion océanique air I'roiérozoïque iiyëriew. 1.3.2. Les gmnifoïdes « guyanais » et « caraïbes )t Ces granitoïdes constituent l'ossature du ((Massif Central » guyanais, et sont également très présents dans le sud de la Guyane. Les récentes données géochimiques, couplées aux observations de terrain et aux nouvelles datations, ne permettent plus de retenir l'ancienne distinction lithologique et chronologique (épisodes « guyanais » et « caraïbes ») entre les deux ensembles de granitoïdes, proposée par Brouwer et al. (1961) et Clioubert et al. (1974). Ces roches plutoniques sont donc très variées. On distingue des granitoïdes de couleur claire, généralement à gros grains, évoluant d'un pôle granitique à un pôle quartzo-dioritique (granodiorites), des granites porphyriques à biotite, des leucogranites etc. Ces roches sont souvent gneissifiées (orthogneiss, migmatites), et accompagnées de réseaux filoniens d'aplites ou de pegmatites Les datations obteiii/es sur trois écharrtillo~issorit coniprises eiitre 21 15 t 7 Ma et 2093 t8 Ma. Origine :par leur caraclérisliqites géochiiniqrtes, ces roches granitiques sorit cortrparables aux roches plrtloriiques mises en place au sein d'arcs océaiiiqties actuels, en contexte de subduction. Par contre, les granitoïdes à tenda~iceleiicogranitiqire seraie~~t lies à 2111 cotitex/e tardi à post-orogéniqrre cotiiprz.ssifititraplaqrre. 1.4 CHRONOLOGIE DES EVENEMENTS MAGMATIQUES ET SEDIMENTAIRES ANCIENS Les données chronologiques actuellement disponibles permettent de caler les évènements successifs suivants : e e 0 dépôt des faciès volcanogènes de la ceinture de roches vertes entre 2 200 et 2 130 Ma (vers 2 175 Ma pour la série de l'lle-de-Cayenne et jusqu'à 2 130 pour le Paramaca); mise en place des massifs gabbro-dioritiques entre 2 145 et 2 115 Ma ; dépôt de l'ensemble détritique supérieur après 2 120 Ma, et avant les granitoïdes qui le métamorphisent, donc avant 2 080 Ma ; mise en place des intrusions granitoïdiques entre 2 130 et 2 080 Ma. Dans l'état actuel des connaissances du Protérozoïque de la Guyane, l'ensemble des évènements géologiques ayant abouti à la mise en place, à I'évoiution et à la structuration des formations décrites est synthétisé dans le schéma ci-dessous (fig. 2). BRGM - Service Geologique Régional Guyane La geologie de la Guyane Notice à l'usage des enseignanfsde SVT ROCHES PLUTONIOUES I+1C/ Grmilotdes Gabbros et diorllaa ROCHES VOLCANIOUES ET SEDIMENTAIRES ::.. .. Gres el q ~ w l z i l e ~ conoiom4rats monoe4oiquas [Oenrl C o n g l c m h r r i l ~polyp6niquss t'debris Ilow'l MNY t-l %Cii\\:E:d?V".knog~nes Sbrio Paramma voba ique s# voloano-o~dimantaits SÇris d e I'ile d o Cwenne Pig. 2 - Etrt actuel des connrissrnces sur le Protérozoïque de la Guyane 1.5 LEMAGMATISME DOLERITIQUE MEsozO~QUE Un réseau parfois très dense, surtout à l'est du méridien de Cayenne, de filons de dolérites, traverse les formations protérozoïques. Ces filons, subverticaux (dykes) et généralement subméridiens, sont larges de quelques mètres à quelques dizaines de mètres, pour une extension pouvant atteindre plusieurs dizaines de kilomètres. Des petits massifs de formes dendroïdes, (près de Régina, Iles du Salut, principaux ilets de Rémire etc.) leur sont associés. Les dolérites sont des roches très sombres, à grain fin, ou à grains moyens dans les petits massifs ou dans les filons les plus épais, constituées de plagioclases en lattes non orientées, avec pyroxènes interstitiels (texture typiquement doléritique). Origine : ces roches tnagmatiqites peu profondes sont liées O la fractirrotion du socle protérozoigue c h Gondwana, prélude à la séparalion des plaques africaine et sud-an~éricaineel à 1 buverlitre de 1 'Océan Atlanliqtre, sir 1a7c période qui a cornmencd ati I'erntien (- 250 Ma), et s'es/ développé a11 Dias el au Jtrrmsiqrre in$érienr (-195 Ma, âge dc datarion d'un échanrilfon:200 A b ) . 1.6 LESFORMATIONS SEDIMENTAIRES RECENTES A ACTUELLES La plus ancienne (tertiaire terminal - Plioc2rre ?, à quaternaire ancien - Plkistocène ?) des formations sédimentaires afleurant en Guyane est constituée par la N série détritique de base », ensemble de sables blancs assez homogènes, foimant de vastes placages entre Sinnamary, Organabo et St-Laurent du Maroni, structurés sur le socle en plateau incliné vers le nord. II s'agit de sables hétérométriques, souvent à dragées et galets de quartz pouvant dépasser 10 cm, indiquant une origine fluviatile. Ils sont par endroits très purs, par endroits chargés en minéraux lourds (tourmaline, staurotide, disthène etc.), mais souvent destructurés par la podzolisation et la pédogenèse près de la surface. Dans leur partie aval, ils peuvent surmonter ou être interstratifies avec des couches d'argiles kaoliniques remaniées. BRGM - Service G6010gi~~e R6gional Guyane La géologie de la Guyane Notice z) I'usage des enseignants de SVT Les autres formations argilo-sableuses sédimentaires occupent la partie basse côtière, surtout entre Cayenne et Iracoubo, puis entre Organabo et Awala-Yalimapo, et correspondent à des dépôts littoraux classiques. On distingue des terrasses alluviales dans la partie supérieure des vallées, une plaine côtière ancienne (5 à 15 m), et la plaine côtière récente (O à 5 m) : plaine ancienne : dans les savanes intermédiaires, en contact avec le socle au sud et la plaine côtière au nord, se trouvent des dépôts sablo-argileux quaternaires, la série de " Coropina-Coswine " d'âge pléistocène supérieur. Ce sont des sédiments détritiques d'origine continentale, qui proviennent probablement d'une phase d'arénisation très intense du massif ancien et qui, après avoir été transportés sur une faible distance, se sont déposés dans des milieux estuariens à laguno-marins peu profonds, pouvant être repris dans un environnement de plage. On distingue des argiles bicolores gris-bleu a marbrures ferrugineuses, plus ou moins sableuses dans les parties amonts (vallée de la Mana), surmontées par des cordons pré-littoraux sableux anciens complètement déstructurés, (entre la crique Coswine et I'Acarouany, au pied de la montagne de Kaw et des monts de I'obsewatoire). Des datations au C l 4 indiquent des âges deplrisde 48 000 a m (mais supérieurs à la limite de la méthode), la limite inférieure étant estimée à 350 000 ans ; O plaine récente : sur la côte se trouvent des dépôts argilo-limoneux et sableux de la série de Démérara, correspondant à une plaine de remblaiement par des matériaux moyens à fins d'origine fluviatile, Amazone et fleuves côtiers, déposés en milieu marin littoral, datant de l'Holocène (-10 000 ans BP) a l'acftiel. Cette plaine est en fait constituée d'une alternance de cordons littoraux nettement sableux, comme le grand cordon allant de Mana a AwalaYalimapo, et de bassins d'accumulation d'argiles grises, à matière organique et pyrite, de vases et de sables, généralement marécageux et souvent tourbeux, telles les savanes littorales de la région de Mana, et les zones internes des marais de Kaw et de la Pointe Béhague ; 0 Origine : Ces fortnatiotts sédrn~entairesrécentes correspondent donc ci des phé~roniènes relativen7etit complexes d 'apports ditritiqziesfii~irntiiLiratifochtoms et allochtottes, repris en milieti ntarin littoral, smnis à des altenimces de tr~~isgressioi~s et de règressio~~s pliis 011 tttonis rapprochées. Ce sché~i~a est compliqué par des morivet~ientsverticarix actriels de la ~ m q du c crutorr grij)a~tais,en surrectio17 ù / 'ouesi de Cayenne, en subside~rceà I'est. Ces phases de sédimerrtafiorrsont hieri représentées par In cotipe du forage SY 01, rialisé srir titi profil tra~isver.sulà I'oriesf de Siraiutttary @tg. 3). La dynamique sédimentaire se poursuit actuellement sur le littoral guyanais, avec en particulier l'alimentation en détritiques fins provenant des fleuves et des rivières, et la migration des bancs de vases d'est en ouesi, en liaison avec la charge solide provenant de l'Amazone, qui est poussée par le courant nord-amazonien. On assiste donc a un processus d'engraissement ou d'érosion souvent spectaculaire, avec des variations du trait de côte de plusieurs kilomètres en quelques années. BRGM - Service Géologique Régional Guyane La géologie de la Guyane Notice B l'usage des enseignants de SVT F O R A G E SYOI - m I% sables très fins, plus ou moins sk -- siiteux parfois à gravillons ou - passées de sable moyen ! - -%Sn sable très fin silteux, avec grains a 5 61 grossiers .Umm ....-.... argile siiteuse, sableuse -*aPa ==7- Zi à la base F 1 . m m 5 -6)- " m m 6 . T&WW ilaHOa6dBtmlt -- ? -- sables plus ou moins argileux - à passées grossières - ?CILEb - M I - .m. q.- - sables grossiers à moyens -?nom MW. A mou BP irk - m m E - -13s~. s mNB - - sable très grossier à gravillons, parfois à passé& silteuses :w: &Tm A uDIIc.672nIk . m m m UWBrnai. Yb - m uni *--. - 41 KA ..... EI . -socle latéritisé - Fig. 3 Coupe géologique du forage SY 01 - BRGM Service Géolg qlwt Régional Guyane La géologie de la Guyane Notice à l'usage des enseignants de SVT 1.7 LES LATERITES Les latérites résultent de l'altération en climat fortement hydrolisant des roches de socle anciennes, et peuvent atteindre 30 à 80 m d'épaisseur en fonction de la position morphologique et de la nature des roches dont elles dérivent. Un profil latéritique complet comprend les niveaux suivants, de la base au sommet (fig. 4a, coupe du Mt Baduel à Cayenne) : O In snprolite oit isnltérite (qtrelqires mètres à 50 nt) :altération isovolumétrique de la roche d'origine, encore reconnaissable à sa texture primaire, mais dont la plupart des minéraux, sauf le quartz, les micas blancs et les minéraux lourds, ont été remplacés par une phase argileuse à smectite - verrniculite - kaolinite. Celle-ci devient prédominante vers le haut de la saprolite. Les autres minéraux secondaires sont la goethite et la gibbsite ; les nrgile.~tacheiéa (qrrelqtres »&ires) :forn~ées azrx ddpe~isde la saprolite, on I I >J reconnaît plus de textures primaires, niais des marb~wesd'oxy-hydroxydes de Fe (verticales dam trile matrice argileme claire kaoliiziqtre, parfois de couleur uniforme « saumon D). Les micas blancs sont altérés (kaolinite, gibbsite) et le quartz se maintient ; 0 O l'korizon crcirawé (1 à pltrs de 10 ni) : se développe pur rrne importairte accumirlution d'oxydes de Fe aux ddperzs de la kaolinite, m~ecà la base zrn faciès massif N~dirrkformé par coalesce~~ce des niarbrirres ferruginetrues emballant des /trbrtles d'urgrle résidirelle et des qtmrtz. Dails les cuirasses les plus éi~oliides,le qirartz p r i n l h esi entièrement dissoos, et la gibhsite 6pigknise la nmtrice fernigimirse, forntant tmc arirasse de type baiixitique. Vers le Iiatr/, la matrice se désagrège progressivement, eii botrles, en nodules oit en pisolites recouverts de plaqtrages de goethite ou de gibhsite ; le Iutosol (1 à 2 m. maximirin) : cet horizon meuble, ou sol ferralitique, de nature argiloquartzeuse et ferrugineuse, est l'évolution extrême de la désagrégation de la cuirasse, mais ne se rencontre pas partout car il peut être érodé. L'évolution minéralogique depuis la roche mère jusqu'au latosoi est la suivante dans le cas du Mt Baduel (fig. 4a) : k concentration en quartz et apparition de la kaolinite puis des oxy-hydroxydes de Fe dans la partie inférieure de la saprolite, O diminution du quartz, prédominance de la kaolinite, augmentation des oxy-hydroxydes de Fe et apparition de la gibbsite (AI(0H)j) dans la partie supérieure de la saprolite, k prédominance de la gibhsite et de la goethite dans les argiles tachetées et la hase de la cuirasse, O concentration des oxy-liydroxydes de Fe (plus de 50%) au sommet de la cuirasse, aux dépends de la gibhsite, avec disparition presque totale du quartz. BRGM - Service Géologique Régional Guyane La géologie de la Guyane Notice a l'usage des enseignants de SVT lithologie composition minéralogique O M Latosol cuirasse alumino-ferrugineuse Hem: hdmalile Goe: goethite Gis: Qibbsife argiles tachetées b o l : kadinile Ou: quark saprolite socle sain (roche m&e) Unité 1 (75 -250 m) Kaw, Rorota, Mt Baduel Unité 2 (20 - 50 m) petit Matoury La Mirande f t t socle saln (roche merej Fig. 4 - Profil d'altération du Mont Baduel (a) et unités de forniations latéritiques de la région de Cayenne (b) BRGM - Service Géologique Régional Guyane La géologie de la Guyane Notice t ) l'usage des enseignants de SVT Dans la région de Cayenne, on distingue trois types de profils latéritiques, avec trois unités cuirassées différentes, d'après leur position topographique et leur altitude (fig. 4b) : e unité 1 (75 A 200 m) : cuirasses alumino-ferrugineuses à bauxitiques, fortement indurées: Mt Baduel, Rorota, Kaw ; u~iité2 (20 A 50 m) : cuirasse ferrugineuse à géomorphologie complexe, sous forme de glacis peu pentés ou en buttes circulaires convexes, souvent dégradées en (( stone line », Petit Matoury, La Mirande ; unité 3 (quelques mètres A 20 ni) : cuirasse basse fernigineuses raccordant l'unité 2 à la plaine côtière : Vidal, Larivot.. . . Ces différents niveaux peuvent être en partie destructurés ou décapés par l'érosion. En effet, depuis la fin du Tertiaire et l'installation d'un climat humide permanent, les surfaces cuirassées sont démantelées chimiquement, avec néoformation de kaolinite et de gibbsite, et développement d'un horizon à nodules ferrugineux et quartz relictuels, caractéristique des zones de forêt. Origine d ûge :deux profils latéritiques de Guyane ( C a p m e Pt Matouiy et Yaoii) ont été étudiés pour tester de nouvelles techniques de datation et de caractérisation des processus d'altération météorique. Pour cela, des analyses isotopiques et des datations du signal magnétique fossile (pléontag71élisnie)ont été effectuées sur ces profils verticaux du haut de la cuirasse ferrugineuse (laplirs ügée) vers la base de cette cuirasse (laplusjeirne). D'après le signal magnétique enregistré dans l'hématite de la ctiirasse dtr Mt Badirel, épaisse rci de 16 niGlres, il apparaît que la partie supérieure a été formée dans l'hémisphère sud il y a plus de 10 millions d'années (Ma), la partie inférieure plus jeune, formée dans l'hémisphère nord, datarit de moins de 10 Ma. La même méthode appliquée à la saprolite moritre que sa partie la plus ancienne, située sous les argiles tachetées, date d'environ 2 Ma L'épaisseur de cette saprolite étant d'une trentaine de mètres, il apparaît que le taux d'altération moyen est d'environ I l à 12 mètres par million d'années. On en déduit donc égaienient que l'âge des argiles tachetées est compris entre 2 et 10 Ma. - Par uilleiirs, la podzolisatio~~ des cpiarlz der for~~tatioiis sableuses par éclnier~ientdes gaiiis ciifi~iesesqiiilles anguleuses, affectai~lIn plriparf des formations sablertses de la zone c6fière, est égalenient une nlanijiestaliori de l'altératio~ide type éqi[aforial. BRGM - Service Géologique Régional Guyane La géologie de la Guyane Notice à l'usage des enseignanfs de SVT 2. STRUCTURE DE LA GUYANE TECTONIQUE ET METAMORPHISME Les formations géologiques de la Guyane sont structurées selon une direction d'ensemble Est Ouest, héritage de l'orogenèse transamazonienne. Deux phases tectoniques majeures Dl et D2 sont distinguées dans les séries volcaniques et sédimentaires métamorphisées du Paramaca (ceinture de roches vertes). L'Ensemble détritique supérieur, déposé en discordance sur l'ensemble Paramaca sous-jacent, est postérieur à la déformation D l car il n'est affecté que par la déformation D2, et il contient des galets schistosés déformés par la D l . La déformation Dl est trop peu reconnue dans le nord de la Guyane pour déterminer son contexte tectonique. Par contre dans le sud, cette phase a été décrite comme une tectonique chevauchante collisionnelle à vergence nord. La phase D2 correspond d'abord à une phase majeure chevauchante, puis à des accidents décrochants senestres importants, reconnus dans le sud et le nord de la Guyane, où ils bordent les bassins de l'Ensemble détritique supérieur du sillon nord-guyanais. Ceux ci (bassins de Régina, de la Mana et du Maroni) se sont formés précocement par effondrement en écltelon, avant d'être déformés ultérieurement au cours de la pliase D2 (fig. 5). Un grand nombre de failles, marquées par la topographie, le réseau Iiydrographique (par exemple le haut Approuague et l'Oyapock) et les images radar ERS1, recoupent le socle protérozoïque. Celles d'orientation SE-NW sont liées aux structurations D2c et aux décrochements senestres tardifs. sens des paiéocourants 0 .. bassins acluels . - - O 50 km Fig. 5 - Strttcturation des bassins de l'Ensemble détritique supérieur BRGM - Service Géologique Régional Guyane La géologie de la Guyane Notice à i'usage des enseignants de SIlT 2.1. STRUCTURE ET METAMORPHISME DU PARAMACA Les roches du Paramaca inférieur, qui présentent une foliation majeure très pentée d'orientation variable, sont affectées par un métamorphisme hétérogène dans des conditions allant du faciès schistes verts à celui des amphibolites de haut degré, et même des granulites et des migmatites. Le métamorphisme au long de la déformation se manifeste par une cristallisation précoce de grenat, de biotite, d'amphibole, et localement de staurotide et d'andalousite, ces derniers minéraux indiquant des conditions de basse pression (2 à 5 kbar) et de température moyenne (600 OC). Ces conditions sont liées en continuum à la mise en place des granitoïdes de la région, avec fusion localisée due au métamorphisme thermique. Les schistes du Paramaca supérieur sont affectées par deux déformations pénétratives, les schistosités S1 et S2. 2.2 STRUCTURE ET METAMORPHISME DE L'ENSEMBLE DETRITIQUE SUPERIEUR Plusieurs schistosités ont été mises en évidence, et la déformation majeure D2, qui est bien postérieure à celle Dl du Paramaca, est apparue en contexte d'empilement tectonique. Cette déformation hétérogène est forte, notamment dans la montagne de Kaw et dans celle des Chevaux, où les galets déformés et une linéation horizontale montrent une cinématique décrochante senestre marquée. 2.3 EVOLUTION TECTONO-METAMORPHIQUE GLOBALE L'évolution tectono-métamorphique globale de la Guyane peut se résumer ainsi (fig. 2, p 11) : * structuration majeure du Paramaca inférieur avec mise en place de granitoides et métamorphisme de contact, les structures étant verticales, sans épaississement tectonique notable au nord, mais avec cfievaucliement au sud de la Guyane ; dépôt de l'Ensemble détritique supérieur après 2 120 Ma en contexte décrochant, tandis que les granitoïdes continuent de se mettre en place jusqu'à 2 080 Ma ; structuration de l'Ensemble détritique supérieur, avec épaississement tectonique par écaillage en bordure sud du bassin, puis tectonique décrocliante senestre. Cette évolution ne révèle pas de véritable tectonique de collision avec enipilement de nappes. Au Quaternaire, des études récentes montrent que le craton guyanais ancien est plus instable que prévu, avec globalement un soulèvement épirogénique. Il se produit actuellement une subsidence en mer, due à une flexure de la marge sous la charge des sédiments du plateau continental et du cône de l'Amazone, provoquant une réponse élastique de la partie terrestre, sous forme d'un bombement induisant un champ local de contraintes extensives de direction perpendiculaire à la marge (N 30'). Dans le cas de la Guyane, on observe depuis 6 000 ans une zone en subsidence à l'est de Cayenne (marais de Kaw et Pointe Béhague), tandis qu'à l'ouest de Cayenne, et jusqu'au niveau de la rivière Connnewijne au Surinam, la zone côtière est affectée par un mouvement de soulèvement. Cette surrection atteindrait environ 5 m pour l'ensemble de la plaine côtière depuis 120 000 ans. BRGM - Service Géologique Régional Guyane La géologie de /a Guyane Notice a i'usage des enseignants de SVT 3. GEOLOGIE APPLIQUEE : UTILISATION DU SOUS-SOL DE LA GUYANE ET AMENAGEMENT 3.1. LESRESSOURCES MINERALES La Guyane a fait l'objet d'un inventaire minier extensif systématique entre les années 1975 et 1995, par géochimie en sols et sédiments de ruisseau. Ses ressources minérales sont donc bien connues dans leurs grandes lignes, mais les corps minéralisés et les gisements potentiels ne sont pas tous répertoriés, notamment les gisements cachés ou profonds, du fait du type de prospection qui n'a reconnu que les anomalies de surface. Les principaux résultats de cet inventaire et des travaux précédents font ressortir que certaines séries ou formations ont un potentiel certain en métaux et minéraux industriels. Le premier métal qui est généralement évoqué dans le cas de la Guyane est l'or, exploité depuis plus d'un siècle dans les placers ou en alluvions sous forme de paillettes ou de pépites. L'or primaire, contenu dans la roche d'origine (métailotecte), peut se trouver sous forme de : minéralisations straliformes dans les formations volcano-sédimentaires du Paramaca, rares, * gîtes discordants à contrôle stmctural, type mésothermaux, fréquents, gisements liés à des niveaux de conglomérats riches en galets de quartz et gîtes détritiques de type paléo-placers, assez fréquents, e L'or secondaire, le plus recherché car relativement facile à mettre en évidence et à exploiter, constitue d'une part des gisements éluvionnaires à pépites, dérivant de minéralisations primaires, où l'or s'est concentré par dissolution-précipitation, d'autre part les nombreux gisements alluvionnaires dérivant de sources primaires parfois lointaines. Les métaux de base ne sont connus que sous forme d'anomalies sans intérêt économique (Cu, Pb, Zn, Ni, Ag, Mo), les possibilités de gisements étant faibles dans les formations paleoprotérozoïques. Le platine également n'est connu qu'à l'état d'indices. Des indices de manganèse sont repérés dans le secteur de la Montagne de Kaw dans les latérites,. en . netites concentrations lenticulaires localisées dans des schistes manrranésifèrcs, ou enfin en remplissages de fractures et de poches dans des quartzites. Ces minéralisations, priinaires ou secondaires, sont trop restreintes pour avoir un réel intérêt économique. - Un gîte de bauxite de type "plateau" a été reconnu dans le secteur de la Montagne de Kaw, sous forme d'amas de 3 à 6 m de puissance moyenne, représentant un total de 45 à 60 Mt de minerai à des teneurs moyenne de 43% Al203. Ce gîte est sub-économique dans l'état actuel des projets d'exploitation de ce type de minerai dans le monde (faibles teneurs en A1203et en réserves contenues). Les minéraux lourds de sables littoraux ont été identifiés et reconnus dans plusieurs secteurs de la zone côtière entre Sinnamary et Awala-Yalimapo. Ils contiennent essentiellement les minéraux suivants : ilménite (FcOTiOz), zircon (ZrSi04), monazite ((Ce,Ln,Th),SiO& rutile (Ti02). La relative faiblcssc des réserves et les conditions environnementales rendent une exploitation peu envisageable. BRGM - Service Géologique Régional Guyane 19 La geologie de la Guyane Notice ci I'usage des enseignants de SV7 Les matériaux et les roches et minéraux industriels se rencontrent également dans les formations de socle et dans les sédiments côtiers. Parmi les substance « nobles » on peut mentionner le kaolin et le diamant. Les argiles kaoliniques et le kaolin2 sont des altérites anciennes de roches granitiques très riches en feldspaths, minéraux qui ont été dégradés pour former la kaolinite (Ah (0H)s Si40ro). Dans ce type de gisement, la kaolinite est mélangée avec du quartz et des micas résiduels, et elle est restée in situ. Dans le cas du gisement de Charvein entre St-Laurent et Mana, où existent des accumulations importantes en extension (kilométrique ou plus) et en épaisseur Cjusqu'à 20 m et plus), le kaolin est en partie remanié, recristallisé et accumulé dans des zones basses, où il est recouvert par les sables blancs de la série détritique de base. Le diamant, signalé dès 1930 par des orpailleurs dans les alluvions en rive gauche de la rivière de Kaw, à I'est de la Montagne de Kaw, a été prospecté en 1954-55 dans les criques du secteur. Les 27 pierres trouvées sont petites mais présentent des formes cristallines parfaites. Dans les bassins de l'Inini, on a trouvé 8 pierres de même type en 1978. Leur origine est encore incertaine. Les roches dures types granite, gneiss-leptynite, gabbro, diorite, dolérite etc. peuvent être exploitées comme source de granulat concassé, ou pour pierre dimensionnelle si leurs qualités esthétiques et physiques s'y prêtent. Actuellement seules fonctionnent 5 carrières pour granulats, mais il existe un potentiel certain de roches ornementales, peu reconnu, et dont l'exploitation est fonction des conditions de marché au niveau mondial. Les autre matériaux intéressants sont les sables, les meilleurs étant les sables alluviaux, exploités dans le Maroni et le Maliury, et ceux des cordons littoraux anciens, qui sont souvent exploités de façon temporaire et anarchique, et dont la réserve est limitée. Les sables blancs de la Série détritique de base, souvent de qualité industrielle (> 99% de silice), sont également exploités comme matériau de remblai ou de construction dans la région St-Laurent - Mana. La Série détritique de base n'est pas reconnue dans I'est, mais on y trouve un sable blanc fin pratiquement équivalent provenant de la décomposition des quartzites protérozoïqiies de l'Ensemble détritique supérieur, exploité à Nancibo, Les latérites, largement utilisées comme matériau de remblai pour leurs bonnes qualités mécaniques, sont exploitées de façon plus ou moins sporadique dans de nombreuses carrières, ou en emprunts illégaux. Ces sites, renfermant quelques milliers de tonnes exploitables ou exploitées sont abandonnées, ou exploitées occasionnellement, et ne sont pas réaménagés. II est à craindre des problèmes d'approvisionnement pour ce type de matériau dans le futur. Les argiles grises finement silteuses de la formation Coswine forment des réserves considérables. Elles sont utilisées dans la région de Mana et Awala-Yalimapo par les Galibis pour leur poteries traditionnelles, mais l'exploitation de Stoupan près de Cayenne a cessé quand la briquetterie a fermé. Le potentiel pour une production semi-industrielle (briques pleines, carreaux) existe donc, mais la production dépend des conditions économiques locales (possibilités de marché pour la restauration et pour la construction neuve). le kaolin pur obtcnu après séparation physique des autres minéraux est utilisé dans les céminiques iincs et dans l'industrie dii papicr comme ciinrge tnitiémle et cri couclrage. BRGM - Service Géologique Régional Guyane La géologie de la Guyane Notice à I'usage des enseignants de SVT Toutes Ics formations du sol et du sous-sol conticiinent de l'eau, en plus ou nioins grande quantité et avec plus ou moins de facilité pour s'écouler. En Guyane, il y a deux types de configurations (fig. 6 ) : 85% du territoire est constitué de formations de socle où l'eau souterraine ne peut s'accumuler et circuler que dans les formations d'altération superficielles et dans les réseaux de fractures plus profondes, qui peuvent s'avérer productives et bien protégées. C'est un gisement discontinu ; * les 15% restants correspondent aux alluvions fluviatiles, et aux formations sédimentaires de la zone côtière, parfois peu épaisses et toujours hétérogènes. La couverture sédimentaire récente masque ces différences et les épaisseurs de sédiments peuvent être très variables sur de courtes distances, mais ceux-ci peuvent contenir des nappes d'intérêt économique. Les investigations les plus récentes mettent en évidence une très forte hétérogénéité relativement : - à la nature des formations (du gravier le plus grossier, aux sables fins et aux argiles), - à l'extension de ces formations (latérale parfois très limitée, de type lenticulaire, et d'épaisseur également variable), - aux risques de contamination par les eaux salées d'origine marine, selon les profondeurs et conditions topographiques. En règle générale, les régimes, les écoulements et les caractéristiques physico-chimiques des eaux souterraines dépendent fortement de leurs conditions de gisement. L'inventaire des systèmes aquifères n'en est qu'à ses débuts, mais des méthodes adaptées au contexte géologique guyanais ont été développées ces dix dernières années. Actuellement ces ressources ont été prospectées sur une profondeur de 100 mètres au maxiinum et sont couramment exploitées dans la tranche O - 20 mètres. Des projets pilotes ont permis dans les régions de Cayenne, Kourou et Mana - Saint Laurent de procéder à des inventaires des nappes par des méthodes indirectes qui s'appuient sur la connaissance géologique, morphologique et sur les données fournies par puits et forages existants. Ils ont permis une approche quantitative de la ressource, mais qui reste encore ponctuelle. Le potentiel est vraisemblablement très élevé et à même de fournir une eau de meilleure qualité et mieux protégée que les eaux de surface. Sur le plan quantitatif, les eaux, captées à une profondeur faible, sont naturellement potables, mais vulnérables. Un élément favorable vient du fait que l'altération des roches, sous climat tropical humide, produit des argiles présentes dès la surface du sol dans les sédiments, et qui constituent un écran chimiquement actif capable de fixer un grand nombre de substances, d'épurer des eaux circulantes, et de contenir des panaches de pollution. BRGM - Service Géologique Régional Guyane La géologie de la Guyane Notice à l'usage des enseignants de SVT I Compartiment fracturé drainrat drainance écoulement souterrain , '\ Pig. 6 - Les eaux souterraines dans le contexte liydrogéologique de fa Guyane Sur le plan qualitatif, les eaux souterraines sont acides comme les eaux de surface, mais ne présentent aucune turbidité, et leur qualité bactériologique naturelle est bonne. Leur minéralisation, supérieure à celle des eaux de surface est encore faible (environ 15OpS/cm), mais diffère selon qu'elles proviennent de formations de socle, ou de formations littorales : e dans le socle, elles sont riches en silice, parfois en fer ou en manganèse, ou en aluminium, sur le littoral, elles sont moins minéralisées sauf influence locale de la salinisation marine Localement, on observe cependant de fortes teneurs en fer, encore inexpliquées Compte tenu de la protection naturelle généralement très favorable des eaux souterraines, cette ressource est à privilégier pour l'alimentation en eau potable. Elle est également utile au développement de l'agriculture et de l'élevage en zone côtière. Son usage permet en effet de s'affranchir des variabilités inter annuelles et saisonnières. BRGM - Service GBologique Régional Guyane La géologie de la Guyane Notice à I'usage des enseignants de SVT 3.3. L E S RISQUES ET L'ENVIRONNEMENT Séismicité La séismicité de la Guyane est très faible. Les seuls séismes connus à terre sont ceux situés dans la région de l'Oyapock, avec un épicentre près de St-Georges, mais une incertitude de localisation de l'ordre de 100 km. Leur intensité est faible, avec une intensité épicentrale de Io = IV sur l'échelle de Mercali modifiée et une magnitude de M = 5 (17 septembre 1949) et une intensité épicentrale de Io = W sur l'échelle de Mercali modifiée et une magnitude de M = 4,7(24 avril 1951). Il semblerait qu'ils se soient produits sous la base de la croûte continentale, dans le manteau supérieur entre 40 et 70 km de profondeur. D'autres séismes situés à plus de 1000 km, au large du Vénézuela (ftontière de la plaque caraibe), dans l'arc des petites Antilles et en liaison avec l'activité de la dorsale médioocéanique peuvent être ressentis en Guyane, mais sans effet destructeur compte tenu de l'éloignement. Erosion côtière, inondations L'érosion côtière peut être spectaculaire, comme cela a été le cas dans I'Ile-de-Cayenne fin 1998. Elle peut provoquer un recul important du trait de côte, et menacer des habitations situées devant le cordon littoral sableux (plage de Montjoly). Ce risque peut également concerner le cordon sableux littoral à l'ouest de Cayenne (secteurs de Macouria, Sinnamary, Mana et Awala), surtout si ce cordon est fragilisé par des extractions dans les zones où il est étroit. Les risques d'inondation et de submersion marine (tempêtes et grandes marées) concernent surtout les zones basses situées derrière les cordons sableux, qui sont en général inhabitées, mais aussi des secteurs urbanisés (bords de la lagune de Montjoly) et marais côtiers, avec des conséquences possibles nuisibles sur le plan écologique, ou coûteuses pour l'économie (rizières de Mana...). Ces risques sont aggravés par des actions anthropiques anarchiques (constructions, bétonnage, modification du drainage naturel.. .). Les inondations fluviales sont limitées et prévisibles compte tenu de la régularité des précipitations en périodes des pluies, et ne concernent que les vallées bordant les fleuves ou les marais dans les zones proches des estuaires. Par contre les inondations pluviales peuvent concerner de nombreux secteurs urbanisés, surtout dans l'lie-de-Cayenne, et avoir des conséquences économiques importantes (dégradation des voiries, perte de biens, arrêt de l'activité économique...). Mouvements de terrain Les mouvements de terrain affectent généralement des matériaux meubles ou peu consolidés, à la faveur de discontinuités entre formations de natures différentes, ou de failles, de plans de contact pentés etc. Ils peuvent être de deux sortes, avec des glissements et coulées de boue, ou des chutes et éboulements de blocs. BRGM - Service Géologique Régional Guyane La gBologie de la Guyane Notice à l'usage des enseignants de SVT Les glissements sont en général lents (quelques mm par an à quelques m par jour), de volumes et épaisseurs variables, peuvent se développer à partir de discontinuités existentes, et sont mariué par des figures caractéristiques- (niche d'arrachement, bourrelets, végétation basculée...). Les coulées boueuses, beaucoup plus rapides, se produisent dans la partie aval des glissements, à la faveur de fortes pluies entraînant une fluidification des matériaux argileux. Les chutes de masses rocheuses sont des déplacements rapides, discontinus et brutaux, sous l'action de la pesanteur, et mettant en mouvement des matériaux durs à partir de d'escarpements ou de pentes. Les blocs peuvent rouler ou rebondir, selon la ligne de plus grande pente, sur des distances de quelques mètres à quelques centaines de mètres, selon la densité de végétation. Tous les reliefs de Guyane peuvent être concernés à des degrés divers par ces pllénoniènes, qui sont bien sûr aggravés par l'action anthropique. Décliets, pollution des eaux et des sols D'après la réglementation en vigueur, les sites de stockage de déchets ménagers et industriels banaux doivent présenter une barrières passive avec des perméabilités très faibles (10" à 10'' mls). Ces conditions peuvent se trouver dans les formations argileuses situées en domaine de socle (argiles latéritiques) ou dans le domaine sédimentaire, si elles ne sont pas saturées (dans les secteurs d'altitude supérieures à 10 m, donc en dehors des zones inondables ou saturées de la plaine côtière, qui ont des très mauvaises conditions de drainage) Actuellement, aucune des décharges en activité n'est conforme à la réglementation pour la protection du milieu naturel du point de vue hydrogéologique et hydraulique, ni aux normes de salubrité. Dans le domaine sédimentaire de la bande côtière, les décharges sont iinplantées dans des zones où la nappe est à faible profondeur, et non protégées de la pollution venant de la surface. Dans le domaine de socle, où les conditions sont plus favorables (faibles perméabilité des terrains, absence de nappe, bonnes conditions de drainage), les sites peuvent être éventuellement conservés en ainéliorant l'exploitation et en prévoyant des aménagements (pour la collecte et le traitement des lixiviats notamment). La pollutiori des sols peut être importante dans d'autres sites (décharges sauvages..), du fait l'activité économique et industrielle, et de déversement de matériaux et des produits toxiques (batteries, piles, huiles usagées) par les particuliers. En coiiclusiou de cc chapitre, on peut retenir que la géologie trouve de nombreuses applications économiques, non seulement en ce qui concerne les ressources niinérnles (métaux, minéraux industriels et matériaux, eau) mais également pour tout ce qui touche à I'envivonnement et à I'aménagenlent du territoire, domaines très présents en ce qui concerne l'avenir et le développement de la Guyane. BRGM - Service Géologique RBgional Guyane La geologie de la Guyane Notice à I'usage des enseignants de SVT 4. BIBLIOGRAPHIE Allard J.F., avec la collaboration de Noël J.N. et Joseph B. (1996) - Schéma départemental des carrières de la Guyane. Etat des connaissances acquises. Rapport BRGM R39180 SGNIGUY196 Blès J.L. et Dominique P. (1996) - Contribution à l'étude des dangers d'installations industrielles à « risque spécial » de la Guyane. Evaiuation déterministe de l'aléas sismique. Rapport BRGM R38 830 BRGM (1996) - Inventaire minier du département de la Guyane. Bilan des travaux et résultats. Rapport BRGM R38 633 Cartes géologiques à 1/100 000 de la Guyane et leur notice (nombreux auteurs dont Barniol J., Brosse J.M., Brouwer G.C., Choubert B., Depagne J., Lelong F., Langevin C., Marot A., Mazeas J.P. - no 1188, 1189, 1190, 1191,1192, 1193, 1194, 1195, 1196, 1197, 1199, 1200, 1201, 1202, 1203, 1204, 1205, 1206, 1207, 1212, 1214. Cautni J.P., Pointet T., Langevin C., Chalivat P., Aiamy Z., Pasquet R. (1993) - Aménagement de la région Guyane. Feuille Cayenne nord-ouest à 1/50 000. Rapport BRGM R37 819 Cautru J.P., Grua B., Pointet T., Langevin C., Tournery H., Pasquet R. (1994) - Aménagement de la région Guyane. Feuille Mana - St-Laurent-du-Maroni sud-ouest à 1/50 000. Rapport BRGM R37 866 Cautru J.P., Pointet T., Tournery H. Pasquet R. (1995) - Aménagement de la région Guyane. Feuille Kourou sud-est à 1/50 000. Rapport BRGM R38 1 11 Cautni J.P., Pointet T., Tournery 13. Pasquet R., Denis L. (1997) - Aménagement de la région Guyane Feuille Kourou nord-ouest à 1/50 000. Rapport BRGM R38 353 Cautni J.P., avec la collaboration de Marteau P., Tostain O., Joseph B. (1998) Reconnaissance géologique de I'Ile du Grand Connétable. note BRGM. Réserve du Grand Connétable - Association Aratai. Cayenne. Choubert B. (1974) -Le précambrien des Guyanes. Métn. BRGM, Fr., no8l, 213p Clialivat P., Revel A.M. (1991) - Inventaire de sites potentiels pour I'implantation d'une exploitation de pierres ornementales. Rapport BRGM R33753 GUY 4S 91 Delor C., Perrin J., Tniffert C. (1997) - Campagne de géophysique aéroportée en Guyane française. Magnétisme et radiométrie spectrale. Rap. BRGM R 39 625. Egal E., Milési J.P., Ledru P., Cautni J.P., Freyssinet P., Thieblemont D., Vernhet Y. (1994) Ressources minérales et évolution iithostnicturaie de la Guyane. Carte thématique minière à 1/100 000 -feuille Cayenne. Rapport BRGM R38 O19 BRGM - Service Géologique Regional Guyane La géologie de la Guyane Notice à l'usage des enseignants de SVT Egal E. et al. (1995) - Ressources minérales et évolution lithostmcturale de la Guyane. Carte thématique minière à 11100 000 -feuille Régina. Rapport BRGM R38 458 - Galtier L. (1993) Granulats. Mémento roches et minéraux industriels. Rap. BRGM R 37 826 Lasserre J.L., Ledni P, Manier E., Mercier D. (1989) - Le Protérozoïque de Guyane. Révision litliostnicturale. Implications pour la formation détritique Orapu et la gîtologie de l'or. Rapport BRGM 89 GUF 32. Manier E. (1992) - Les conglomérats aurifères de Guyane française (Protérozoïque inférieur) : dvnamioue des bassins sédimentaires et contrôle des minéralisations. Thèse doctorat (1990). . Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris. Ménl. Sc. de lu Terre, no 17. Marot A. (1989) - Carte géologique de la France à 11500 000 : département de la Guyane. Feuille Guyane sud et notice. BRGM, Orléans. Marteau P., Rocher Ph. 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Rapport BRGM R39 883 - Evolution géologique et Rossi Pli., Delor C., Lahondère D., Truffert C., Capdevila C., Lafon J.M. (sous presse) The new u 2000 D geological map of French Guiana at 1 : 500 000 scaie. 31" international geological coiigress. Rio de Janeiro. Théveniaut H., Freyssinet Pli. (1999) - Paleoinagnetism applied to lateritic profile to assess saprolite and duricrust formation processes : the example of Mont Baduel profile (French Guyana). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 148, 209-231. Tliibaut P.M. (1991) - Argiles communes pour produits de terre cuite. Mémento roches et minéraux industriels. Rap. BRGM R 33 266. Vinclion Ch., Manier E., Lasserre J.L., Milési J.P., Ledru P. (1988) - Etude sédimentologique des grès de I'Orapu. Application à l'étude des gîtes d'or. Rapport BRGM 88 GUF 17 GEO, 9 p. BRGM - Service Géologique Régional Guyane 26 La géologie de la Guyane Notice à I'usage des enseignants de SVT ITINERAIRE GEOLOGIQUE ET THEMES ABORDES BRGM - Service Géologique Régional Guyane La géologie de la Guyane Notice à l'usage des enseignants de SVT 1. Quartzites et grès de l'Ensemble détritique siipérieur : Montagne des Chevaux T1tènte.s abordés : - clétritisme - nrétaniorphisnie tnoyenne pressiott, nioyenne tenipérature - sédimentation continentale - slntctirres tectoniqltes Situés dans une bande correspondant à une gouttière synclinale, avec une épaisseur de 200 m, ce sont des grès et conglomérats blancs, fortement recristallisés (0 = 550-600 O C , P= 5-6 kb) à quartz, muscovite synfoliale, tourmaline ?, disthène ?,). Dans la carrière Ribal, des structures sédimentaires (rides de courant) y ont été reconnues (Marinier 1992), et permettent à cet auteur de reconnaître des dépôts de rivière peu profonde, dans un contexte de cône alluvial distal. La défornlation est importante :pendages verficairx, plans de ci.saillemeni, reprenant la straiificaiioii oripirielle orr obliques, indiquant lnle tecrotliqtte décrochanie senestre. 2. Rociies plutoniques gabbro-dioritiques et magmatisme doléritique :massif du Maliury, Roche C G , Montrnvel Tltènzes abordés : - plrrtonisme basiqtle ri intermédiaire, d hffiniré calconlcaline - altiration en boule - contacl avec série lie-de-Cayenne ? - niagmatisme filonien doléritique Diorite et tonalite sont des roches à gros grain, de couleur assez sombre. La montagrle du Malirrry est formée principalement de diorites (à plagioclase, amphibole, jusqu'à 50 %, biotite < 10 %, quartz < 5 %, épidote) et de tonalites (ou diorites quartziques, à plagioclase, amphibole, quartz, biotite, épidote, apatite et rares zircons). Une datation sur tonalite (méthode d'évaporation directe du plomb sur monozircon) donne uii âge moyen de 2144 t6 Ma. Le chiinisme (spectre d'éléments traces) des roches intrusives du Mahury, calco-alcalines et nioyennement potassiques, est comparable à celui des gabbros et diorites-tonalites associés à l'arc insulaire de Nouvelle-Bretagne. Ceci évoque une mise en place de ces roches à l'aplomb d'une zone de subduction océanique au Protérozoïque inférieur. Le long de la route menanf art Iioroln, blocs de tonalite, sonvent en boitles. Sur le littoral, à la Roche Caïa, on retrouve les diorites et tonalites, avec W I possible contact avec I'encais,sa~~t, c'est à d m la série de 1 'lle-de-Cayenne. Beau filon de dolérite reconpant I'etueuzble, avec des restifesde I'encaissaiit. A Montravel, la liiliologie est identiqire à celle du Mahtcty @rvlongement d~rmassif. En bord de rner; on retlartve un itnportant filon de dolérite, B grain plus gros que celrti de roche Caïa. Au son~n~ef de la hune, restes de cuirasse IatL'ritiqite dén~antelée. BRGM - Service Geologique Régional Guyane 28 La géologie de la Guyane Notice à l'usage des enseignants de SVT 3. Le littoral actuel :pIage et saline de Montjoly Thèmes abordés : - sédintcntatiorr - érosion - hydrologie milieu lagunaire - ir~f~retrce d'organismes (hioturbation ?) - argiles quaternaires « Coswine » en voie d'érosion La plage de Montjoly s'étend entre les massifs dioritique de Montravel et métamorphique de Bourda. EIIe est soumise par endroits à une érosion intense, et son trait change constamment. Par endroits on peut voir les argiles grises marbrées sous-jacentes de la formation Coswine, érodées et attaquées par la mer. On doit pouvoir observer des figures sédimentaires sur la plage, des minéraux lourds, et l'exutoire de la lagune, qui peul parfois sauter et laisser la mer pénétrer dans la lagune. 4. Roches métamorphiques de haut grade et magmatisme doléritique :Pointe Buzaré et carrière des Maringouins Tirèmes abordés : - métantorphisrnc de r o c k s volcnnipes à Itjy~ovofcairiques - n1ag711a:isriiefiloniendoléritique - latérites sur dolérite et altération en boirle - dJnmrniq~relitforde actrrelle La série de I'lle-de-Cayenne, à la carrière des Maringouins, est essentiellement constituée de roches mék~morphiquesclaires (leptynites, à plagioclase, quartz, sphène, épidote, amphiboles), intermédiaires (gneiss, à amphiboles plus abondantes que dans les leptynites), dominantes sur les faciès sombres (amphibolites, à hornblende et biotite). Sur la côte, on trouve localement des migmatites, roches irrégulièrement rubanées à niveaux sombres biotitiques - amphibolitiques et clairs quartzo-feldspathiques, ainsi que des quartzites à amphibole - pyroxène - biotite. La présence de clinopyroxène (minéral essentiel du métamorphisme et du magmatisine) dans ces roches indique un pic de métamorphisme ampliibolitique de haut grade (catazonal), les conditions d'anatexie étant atteintes dans la partie côtière avec les migmatites. Les alternances leptynites-amphibolites indiquent une origine volcanique à hypovolcanique, associée à un magmatisme acide. A la pointe Buzaré, on peut observer deux beaux filons de dolérite, dont le plus grand arme la pointe elle-même, et qui présente une altération en boule remarquable, sous un mince profil latéritique. La dynamique côtière apparaît dans la variation du rivage et un possible futur envasement avec retour de la mangrove. BRGM - Service Géologique Régional Guyane 29 La géologie de la Guyane Notice à I'usage des enseignants de SVT 5. Profil eoniplet d'altération latéritique : Mont Baduel TI~èmesabordés : - latérites sur socle ancien - ntagtnatisnrefiloitien doliritiqtre - problènle de réantétragetnetit de c n r r i h s La série de I'Ile-de-Cayenne, à la carrière de Baduel, est recouverte d'un profil d'altération latéritique complet, permettant de visualiser une coupe complète de la roche saine au latosol. 0 la saprolite ou isaltérite: altération isovolumétrique de la roche d'origine, encore reconnaissable à sa texture primaire, mais dont la plupart des minéraux, sauf le quartz, les micas blancs et les niinéraux lourds, ont été remplacés par une pliase argileuse a smectite vermiculite - kaolinite. Celle-ci devient prédominante vers le Iiaut de la saprolite. Les autres minéraux secondaires sont la goethite et la gibbsite ; les argiles tachetées (qttelqrres mètres} :fornrées aux dépet~sde la saprolite, on n'y reco~vtaîtplrrs de textt~rcprinraires, niais des niarbrtrres d'oxy-hydroxydes de Fe (verticales dam trne tnatrice argilettse claire liaolinique, parfois de couleur uniforme « saumon »). Les micas blancs sont altérés (kaolinite, gibbsite) et le quartz se maintient ; I'horizon citirnssé (plris de 10 tn} :i~nportunteaccuntrrlatio~rd'oxydes de Fe aux dépetts de la kaolinite, avec à la base irti faciès tnassif induré fornré par coalescettce des marbrttres ferrïlginettses emballant des tribules d'argile risidrrelle et des qtrarfz, le qtrariz primaire est eittièrernent dissoits. Vers le haztt, la ntatrice se désagrègeej~rogressivet~ienf, en bordes, en nodules ou en pisolites recoiriwts de plaquages de goethite 011 de gibbsite ; * le latosol (lm) :cet horizon meuble, ou sol fcrralitique, de nature argilo-quartzeuse et fcnugincusc, est l'évolution extrême de la désagrégation dc la cuirasse. Le site est très dégradé après une exploitation illicite, avec une érosion importante et une occupation illégale du sol. II est prévu de le réaménager en intégrant et en valorisant la composante géologique. BRGM - Service Geologique Regional Guyane La géologie de la Guyane Nofice z) l'usage des enseignants de SVT B.1. Sables à galets de In «série détritique de base » : Plateau des Mines oit MaIgacheslFatima Tltèntes abordés : - sédi~rrentatioirfltrt~iatile - srcrrection coirtiireirtale Formation assez puissante de sables blancs quartzeux en général très purs, à galets de quartz roulés : témoins de terrasses fluviatiles anciennes du Maroni (niveau de la mer supérieur de 15 - 20 m à l'actuel). B.2. Formation fluviatile i galets sur latérite :PK 1,7 route des Vampires Tlrènres abordés : - .sédinîentatiotifl~,i,iatilerécente - érosion coirtirientale Ancienne terrasse du Maroni, ayant raviné un profil latéritique au niveau des argiles tâchetées. B.3. Latérites sur roches magmatiques : carriére Nouveau Camp et talus Crique Gargoulette Tlrètttes abordé.$ : - latérites sirr socle graiîitiqire anciet1 -problème de réai~rénage~mnt de carrières Dans la carrière (non autorisée) de Nouveau Camp, on peut voir le sommet de la cuirasse en fond, et une coupe de la partie gravillonnaire noduleuse, ainsi qu'un latosol épais. Dans le talus de la crique Gargoulette (PK 182), on observe les argiles tâchetées, surmontées par un latosol épais, avec un profil à Stone line )t (ancienne cuirasse) entre les deux. 0.4. Sables blancs sur argiles k?oIirtiques : carriére Prospérité Tltèmes abordés : - allérites m r socle grartitiq~teancien Dans cette carrière, les sables blancs (origine?) reposent sur des argiles kaoiiniques crèmes, résultat de l'altération hydrochimique des feldspaths potassiques du granite sous-jacent. B.5. Plutonisme granitique :carrière Laussat (carrière nori visitée) Tlrèmes abordés : - p~rrtonistneacide (à itttermédiaire ?) - altération en boule - contact avec série délritiqrce de base B.6. Dépôts corttineiitmx (fluviatiles à lagunaires ?) récents : Moucaya PK Tlrènfesaborrlts : - sédii~ientatioiîfl~r~~iatile à lapomaire récerite - érosion coirtinenlale d'ut1 riratériel Iatéritiq~re BRGM - Service Géologique Régional Guyane Site d'exposition de la géodiversifé guyanaise et suppori pédagogique sur le géologie de la Guyane ANNEXE 2 Dossier « Géosite Pointe Buzarén lNKhl GEOSITE DE GUYANE PROJET DE CONCEPTION D'UN SITE D'EXPOSITION DE LA GEODIVERSITE DE LA GUYANE le Géosite ou « la Guyane racontée par ses pierres )) Justificatif La demande du public concernant la géologie de la Guyane est de plus en plus forte depuis quelques années. Or il n'existe pas encore de documents (livret-guide, monographie...) à ce sujet, et le contexte géographique et climatique guyanais fait qu'il est difficile ou impossible d'accéder à des sites d'observation souvent éloignés. Aussi la création d'un site permanent d'exposition des roches de Guyane, couplé à une Maison de la Géologie attenante*, permettrait aux enseignants du secondaire et du primaire, à leurs élèves, ainsi qu'à tout public (résident ou de passage), de connaître de façon attrayante et explicite la géologie de la Guyane et de comprendre son évolution depuis plus de 2 milliards d'années. Ce panorama clair et complet de la nature des roches et de la structure de cette portion du continent sud-américain, rassemblé en un lieu unique, contribuerait ainsi à promouvoir les Sciences de la Terre auprès d'un large public, et à renforcer un des attraits touristiques de la Guyane. Le Géosite guyanais serait conçu comme une réplique du Géodmme de métropole, réalisé par le BRGM et la société Cofiroute en bordure de t'autoroute AIO, sur l'aire d'Orléans-Gidy, qui se présente comme un jardin géologique modelé à I'image de la France, dans lequel sont présentés des blocs de roches et de minéraux représentatifs des différentes régions naturelles. Plus de 800 tonnes de pierres ont été collectées sur l'ensemble du territoire, avant d'étre acheminées et installees sur le site par une équipe composée de géologues, d'architectes, de paysagistes et d'artistes (ces pierres, toutes mises gracieusement à la disposition du Géodmme grâce à la complicité d'exploitants de mines et de carrières, ont été choisies selon tmis critères :la volonté pédagogique de présenter des roches permettant d'aborder simplement l'histoire géologique de la Terre, la sensibilisation du public à l'intérêt économique et industriel du sous-sol et enfin, le souci esthétique qu'exige la réalisation d'un jardin). Le Géosite de Guyane serait jumelé au Géodrome métropolitain, avec lequel il est déjà prévu une collaboration scientifique et des échanges d'échantillons : les plus vieilles qui, par exemple, ne possède quant à elle roches de France se trouvent en Guyane ni calcaires n i marbres ! .... * Projet du CRESTIG présenté dans le cadre du CPER 2000 - 2006 BIlGhl GEOSI'I'E DE GUYANE Intérêt du site de la Pointe Buzaré Le site de la Pointe Buzaré, en grande partie propriété du Conservatoire du Littoral, convient idéalement pour les raisons suivantes : Raisons purement scientifiques illustration de certains concepts par des affleurements naturels étendus de la série géologique de I'lle-de-cayenne (anciennes volcanites très métamorphisées, vieilles de 2 a 2,2 milliards d'années) et des dolérites pemo-triasiques (intrusions subvolcaniques Sgées ({seulement u de 200 à 250 millions d'années, mises en place lors de la séparation des plaques sud-américaines et africaines). L'ensemble est observable, ainsi qu'un petit profil d'altération latéritique, sur un parcours non accidenté, et dans un cadre de toute beauté au point de vue paysage ; perception des phénomènes sédimentologiques actuels affectant le littoral guyanais (érosion, transferts sableux, envasement possible...). Raisons pédagogiques et socio-économiques illustration immédiate du kit scientifique lycée sur la géologie de la Guyane, avec aménagement d'un parcours et de panneaux explicatifs sur les affleurements naturels ; fréquentation du site par des visiteurs motivés, contribuant ainsi à rétablir sa renommée et à assurer sa protection (contre les prélévements de sables par exemple) ; création d'un emploi d'animateur scientifique en commun avec la Maison de la Géologie. Raisons géographiques et techniques situation en zone urbaine non loin du centre ville, accès aisé, avec stationnement facile sur une aire à réaménager ; proximité immédiate (100 m) des locaux de la DRIRE abritant le CRESTIG, où est proposé l'aménagement d'une Maison de la Géologie, projet complémentaire de celui du site d'exposition en plein air. Eléments concernant la gestion et l'entretien du Géosite guyanais La gestion du site pourrait être assurée par une association de type loi 1901, comprenant des représentants de différents organismes (BRGM, C E S T I G , Comité du Tourisme de la Guyane, Université...). Le contrôle et le suivi scientifique serait réalisé par le BRGM, l'animation dépendant du CRESTIG. Le budget de fonctionnement et d'entretien du site paraît à priori limité, après la mise en place des blocs de roche et des panneaux, du fait de la simplicité du parcours, et pourrait être du ressori de la Mairie de Cayenne, comme c'est le cas actuelleinent (entretien de i'cspace vert, voirie). Uri ~ttécértatpoirrruit être reclierché rrtrprè.s ~ci'orgonisrire.sptr6lic.s or1 privés. Pointe Buzaré (;.~,.) i Domaine public maritime (6295 m') , I ' Propriété du Conservatoire du (5652 ma) < / - Projet de GEOSITE BRGM Ville de Cayenne CRESTIG Projet de Maison de la Géologie LOCALISATION DU PROJET DE SITE D'EXPOSITION DES ROCHES DE GUYANE Sile d'exposition de la géodiversite guyanaise et support pédagogique sur la géologie de la Guyane ANNEXE 3 Propositions d'aménagement de sites géologiques Site d'exposition de la géodiversité guyanaise et support pédagogique sur la géologie de la Guyane / PROJET CONTACTS Projet géologique Site de la Roche Bleue : Monsieur Roger Claude MARCEL création d'un site d'exposition des roches de Madame MONTELEONE Guyane à St-Laurent du Maroni Services Techniques Mairie de St-Laurent du Maroni 16, rue Marceau 97320 St-Laurent du Maroni 1 Site de Montravel (Rémire-Montjoly): conception Madame MIRVAL et réalisation de panneaux géologiques Monsieur FONTENELLE Service Recherche Environnement Conseil Général Guyane BP 5021 Cayenne CEDEX Site du Mont Baduel (Cayenne) : intégration de la composante géologique (coupe complète d'un patrimoine géologique de la protil latéritique Guyane) dans le projet de réhabilitation du Mont Baduel Madame MIRVAL Service Recherche Environnement Conseil Général Guyane BP 5021 Cayenne CEDEX Préservation de coupes géologiques en carrières Société des Carrières de Cabassou Groupe Chambard SGDG - Site d'exposition de /a géodiversilé guyanaise et supporf pédagogique sur la géologie de la Guyane Illustrations du Géodrome de métropole et du prototype de kit géologique Pays de la Loire Rrlialise 6 I'irritizçive du BRCM et de ia sociérk Cofiroüte, Ic G6odi.einc cst u r jardin g 6 o l ~ c u c ~riorlck I'irnage rlc la I'lwce et sicuk ci> bof-dtirtdc I'ai!rortiim A l 3. sui- I'a;:e ü'OrlÉatis-GIJ~ .. , vue vers Le Nord - .-.;._ *a% ..*...-.;- :ly%:*.-.. +.y*.* ,<id ol hierl, r~rb~llenrenl si;ditiren tnicusclikies La foliation participe à la structure intime de la roche et résulte de la recriStdli~ati0~ des minéraux lors du métamorphisme. - Le rubanement s'observe à plusieurs échelles, du millimètre au décamètre. Il souligne des variations de lithologie acquises lors du dépôts des roches Cet héritage sédimentaire est conservé lors des recristallisations métamorphiques et les assemblages métamorphiques dépendent, pour un degré de métamorphisme donné, de la composition chimique initiale des sédiments. Lors de la déformation, les surfaces héritées du dépôt sont transposées et deviennent paraileles à la foliation des roches. \ R~ihononenrrnrl/inté~n9tredons les nic cos chi sr es. Le sérlitirenr originel émir contpose de vase oreiiertse et de fins niveaux DIUS riches en orrorr:. A o c u n ~ ~ ~ l i s eleaBaUt M danslecadre U t Foliation nrerontorpltiqrre dans les micaschistes. nédaenmoueré'nnal des Pms de la f n ~ r e Rtrbonerrrenr décinritriqtre souligné por un niveorr sliceur (ntéro-cinérire). lui-rtrénre intensi.rnent./i~/il'. Editiou du 23 février 1998 Les mninémux du mitaniorphisme se sont Gveioppk au cours de la difontibtion et sont contemporallis de la foliation. e représente Cependant, la f ~ l i a t i o n ~ i bàlTafkieurement cette surface à Tétai fuialde la déformation (déform. f&). Au cours ch Thiçtoire métamorpiuque qui s'est étalée sur plusieus miUions d'années, les contraintes ont c h i g é et pluieus surfkces de foliation se sont succédé. Sur l'estran de Sauvetene, on reco~uiaîtrieux foliatioris : 1. une foliation très visible à I ' a m m e n t (la plus récente), 2. unt: foliation qui est à i'état de ~ e l q w sseuiemnt , conservie ("fossilisée") dans les minéraux de rnétamrphisrric dont la croissance est contemporaUw des deux surfxes.