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de 2 km du domaine de plate-forme à celui de bassin. Durant cette période de structuration de la marge, la vitesse de subsidence est plus élevée que le taux de sédimentation : aux dépôts bioclastiques succèdent des micrites pélagiques. Au Sénonien, à contrario, les déformations tectoniques s'estompent progressivement et autorisent le comblement en « onlap » des dépressions préexistantes. La vitesse de subsidence devient inférieure à la vitesse de sédimentation, les faciès de talus se substituent aux faciès pélagiques. L'étape suivante, en cours de développement, consiste en une modélisation quantitative de cette évolution sédimentaire, en intégrant à la démarche analytique des paramètres tels que la compaction, la paléobathymétrie, les taux de sédimentation et de subsidence. Une comparaison avec des systèmes voisins analogues permettra de mieux appréhender dans la dynamique sédimentaire de ces marges carbonatées la part des phénomènes locaux à régionaux et celle des évolutions plus globales. Contribution C.N.R.S.-I.N.S.U.-D.B.T., n° 36. Thème : message sédimentaire. Note reçue le 9 mai 1988, acceptée le 4 août 1988. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] A. W. BALLY, Geologische untersuchungen in den S.E. Abruzzen, Eulher, Zurich, 1954, 291 p. [2] U. CRESCENTI, Mem. Soc. geol. It., VIII, 1969, p. 155-204. [3] U. CRESCENTI, A. CROSTELLA, G. DONZELLI et G. RAFFI, Mem. Soc. geol. It., VIII, 1969, p. 343-420. [4] H. ACCARIE, Thèse de Doctorat, Ecole nationale supérieure des Mines de Paris, 1987, 162 p. [5] R. M. MITCHUM Jr, P. R. VAIL et S. THOMPSON III, in Seismic stratigraphy-applications to hydrocarbon exploration, PAYTON éd., Am. Assoc Petrol. Geol Mem., 26, 1977, p. 53-62. [6] J. P. MASSE et J. BORGOMANO, C. R. Acad. Sci. Paris, 304, série II, 1987, p. 521-526. [7] A. PRATURLON et G. SIRNA, Geol. Rom., 15, 1976, p. 83-111. École nationale supérieure des Mines de Paris, C.G.G.M.-Sédimentologie, 35, rue Saint-Honoré, 77305 Fontainebleau Cedex. 1251-1258, 1988 1251 Sédimentologie / Sedimentology Stratigraphie et paléohydrologie des épisodes lacustres du Quaternaire récent du rift Suguta (Kenya) Joël CASANOVA, Claude HILLAIRE-MARCEL, Nicole PAGE, Maurice TAIEB et Annie VINCENS Résumé — L'analyse des séries volcano-sédimentaires du rift de la Suguta indique l'existence de plusieurs phases de hauts niveaux
DONZELLI et G. RAFFI, Mem. Soc. geol. It., VIII, 1969, p. 343-420. [4] H. ACCARIE, Thèse de Doctorat, Ecole nationale supérieure des Mines de Paris, 1987, 162 p. [5] R. M. MITCHUM Jr, P. R. VAIL et S. THOMPSON III, in Seismic stratigraphy-applications to hydrocarbon exploration, PAYTON éd., Am. Assoc Petrol. Geol Mem., 26, 1977, p. 53-62. [6] J. P. MASSE et J. BORGOMANO, C. R. Acad. Sci. Paris, 304, série II, 1987, p. 521-526. [7] A. PRATURLON et G. SIRNA, Geol. Rom., 15, 1976, p. 83-111. École nationale supérieure des Mines de Paris, C.G.G.M.-Sédimentologie, 35, rue Saint-Honoré, 77305 Fontainebleau Cedex. 1251-1258, 1988 1251 Sédimentologie / Sedimentology Stratigraphie et paléohydrologie des épisodes lacustres du Quaternaire récent du rift Suguta (Kenya) Joël CASANOVA, Claude HILLAIRE-MARCEL, Nicole PAGE, Maurice TAIEB et Annie VINCENS Résumé — L'analyse des séries volcano-sédimentaires du rift de la Suguta indique l'existence de plusieurs phases de hauts niveaux lacustres post 0,75 Ma. Les deux plus récentes sont datées à ca 27000-31000 B.P. et à 9 650 B.P. Le niveau maximal atteint par le paléolac lors des deux dernières phases démontre une totale indépendance vis-à-vis des bassins Turkana au Nord et Baringo au Sud. La dernière phase hydroclimatique du Pléistocène supérieur s'inscrit dans un contexte de forte pluviosité interrompue par une saison sèche marquée. Palaeohydrology and late quaternary stratigraphy of lacustrine deposits in the Suguta rift (Kenya) Abstract — The analysis of volcano-sedimentary séries from the Suguta rift reveals several periods of high lake level since ca 0.75 My. The last two episodes are respectively 14C dated at ca 27,000-31,000 B.P. and at ca 9,650 B.P. The paleolake limits during the last two episodes indicate that no connection existed with neither the Turkana basin to the North, nor the Baringo basin to the South. The Upper Pleistocene hydroclimatic phase was characterized by abundant precipitations regularly interrupted by pronounced dry seasons. Abridged English Version — The Suguta rift (Fig. 1) is the most arid area of Kenya ([1]) [2]) It is characterized by a strongly negative hydrological budget [3]. We report here on the occurrence of volcano-sedimentary séquences representing several
Pléistocène supérieur s'inscrit dans un contexte de forte pluviosité interrompue par une saison sèche marquée. Palaeohydrology and late quaternary stratigraphy of lacustrine deposits in the Suguta rift (Kenya) Abstract — The analysis of volcano-sedimentary séries from the Suguta rift reveals several periods of high lake level since ca 0.75 My. The last two episodes are respectively 14C dated at ca 27,000-31,000 B.P. and at ca 9,650 B.P. The paleolake limits during the last two episodes indicate that no connection existed with neither the Turkana basin to the North, nor the Baringo basin to the South. The Upper Pleistocene hydroclimatic phase was characterized by abundant precipitations regularly interrupted by pronounced dry seasons. Abridged English Version — The Suguta rift (Fig. 1) is the most arid area of Kenya ([1]) [2]) It is characterized by a strongly negative hydrological budget [3]. We report here on the occurrence of volcano-sedimentary séquences representing several major lacustrine phases related to Late Quaternary climatic changes. The earliest one is represented by thick fluvio-lacustrine deposits well preserved in the southern part of the basin at Kamuge and Namruy sites (Fig. 2). They overlie trachytes dated at 0.75 Ma. [4]. Remains of this séquence are observed here and there in the northern part of the basin ([5], [6]). At the base of the séquence, detrital sediments indicate a surface runoff increase preceded the flooding of the dépression. Thick layers of diatomites and papyraceous clays were then deposited. The altitudinal limit of this paleolake is unknown. More recent high lake levels are indicated by the presence of stromatolites, up to 1 m thick and exclusively made of calcite from bacterial origin [8]; this peculiarity having no equivalent in East Africa where stromatolites are commonly of algal origin [9]. The encrustations indiscriminately cover the whole hard substrates, including the bedrock surfaces as well as some vegetable remains. They show a variety of growth forms from large flattened oncolites, tabular crusts to hemispheric bioherms (Fig. 3). At least two generations of stromatolites are present. The oldest one, at Namruy site, is covered by a thick séquence of hyaloclastites and yielded 14C
there in the northern part of the basin ([5], [6]). At the base of the séquence, detrital sediments indicate a surface runoff increase preceded the flooding of the dépression. Thick layers of diatomites and papyraceous clays were then deposited. The altitudinal limit of this paleolake is unknown. More recent high lake levels are indicated by the presence of stromatolites, up to 1 m thick and exclusively made of calcite from bacterial origin [8]; this peculiarity having no equivalent in East Africa where stromatolites are commonly of algal origin [9]. The encrustations indiscriminately cover the whole hard substrates, including the bedrock surfaces as well as some vegetable remains. They show a variety of growth forms from large flattened oncolites, tabular crusts to hemispheric bioherms (Fig. 3). At least two generations of stromatolites are present. The oldest one, at Namruy site, is covered by a thick séquence of hyaloclastites and yielded 14C âges beyond the limit of the method (> 40,000 B.P.). Around the margin of the dépression, a second generation yielded 14C âges between ca 27,000 and 30,000 B.P. (Table). It defines a paleoshoreline ranging from 437 to 460 m deformed as a consequence of recent tectonic movements [7]. At that time, the paleolake Suguta reached a 1,390 km2 area and a ca 200 m maximal depth. Th/U measurements did not allow determination of the âge of the former generation of stromatolites. The pollen content of these limestones is characterized by the abundance of montane conifer forest elements (Podocarpus, Juniperus...) and by the paucity in arid steppe taxa. Such composition of fossil spectra corresponds to a geographical distribution of the vegetation types different from the modern one. Savanna, bushland and montane forest very probably occupied most of the steppe modern area, due to a drop in altitudinal vegetation zones. With reference to the modern climate, more humid conditions and a strong seasonal contrast are inferred. The latest lacustrine episode of the early Holocene is represented by layers of diatomites rich in fossil fish Tilapia. Its limit at 484 m in altitude has been 14C dated at 9,650 ±400 B.P. (Melania tuberculata).
time, the paleolake Suguta reached a 1,390 km2 area and a ca 200 m maximal depth. Th/U measurements did not allow determination of the âge of the former generation of stromatolites. The pollen content of these limestones is characterized by the abundance of montane conifer forest elements (Podocarpus, Juniperus...) and by the paucity in arid steppe taxa. Such composition of fossil spectra corresponds to a geographical distribution of the vegetation types different from the modern one. Savanna, bushland and montane forest very probably occupied most of the steppe modern area, due to a drop in altitudinal vegetation zones. With reference to the modern climate, more humid conditions and a strong seasonal contrast are inferred. The latest lacustrine episode of the early Holocene is represented by layers of diatomites rich in fossil fish Tilapia. Its limit at 484 m in altitude has been 14C dated at 9,650 ±400 B.P. (Melania tuberculata). Previous authors have suggested that paleolake Suguta could have been connected with lake Turkana ([4], [13]) and/or with lakes Baringo and Bogoria ([14], [15], [16]). Our observations, based on field data and recent topographic maps [17], rather indicate that paleolake Suguta margins did not reach the 610 m Kerio sill and more obviously not that of paleolake Kokwero ([15], [18]) at 1,100 m of altitude. Although groundwater connections were probable between all these paleolakes during the Late Pleistocene and the Holocene, direct connection between the water bodies can be excluded. The Suguta high lake level of the early Holocene is part of a generalized positive hydroclimatic phase in East Africa ([2], [7], [8], [10], [15]), whereas the Upper Pleistocene lakes are probably correlative with other high stands found elsewhere in the Rift ([8], [11], [12]). Le rift de la Suguta est situé dans la zone la plus aride du Kenya [1], conjointement avec le lac Turkana [2]. Les précipitations de l'ordre de 400 mm. an sont réparties en une courte saison de mai à juillet et ne compensent pas une évapotranspiration potentielle de 3 950 mm. an [3]. Le bilan hydrologique est donc largement déficitaire dans la dépression et les
and more obviously not that of paleolake Kokwero ([15], [18]) at 1,100 m of altitude. Although groundwater connections were probable between all these paleolakes during the Late Pleistocene and the Holocene, direct connection between the water bodies can be excluded. The Suguta high lake level of the early Holocene is part of a generalized positive hydroclimatic phase in East Africa ([2], [7], [8], [10], [15]), whereas the Upper Pleistocene lakes are probably correlative with other high stands found elsewhere in the Rift ([8], [11], [12]). Le rift de la Suguta est situé dans la zone la plus aride du Kenya [1], conjointement avec le lac Turkana [2]. Les précipitations de l'ordre de 400 mm. an sont réparties en une courte saison de mai à juillet et ne compensent pas une évapotranspiration potentielle de 3 950 mm. an [3]. Le bilan hydrologique est donc largement déficitaire dans la dépression et les deux lacs temporaires Albad et Logipi (fig. 1) contiennent des saumures très concentrées de nature carbonatée-bicarbonatée sodique, essentiellement alimentées par les eaux de la rivière Suguta qui draine des sources hydrothermales du Sud du bassin. Toutefois, à la suite de conditions hydroclimatiques très différentes de celles de l'Actuel, la dépression a été occupée à plusieurs reprises, au cours du Quaternaire récent, par des lacs d'eau douce étendus. Nous présentons ici les affleurements d'importantes séries volcano-sédimentaires représentatifs de ces phases lacustres majeures. I. LES SÉRIES SÉDIMENTAIRES. — 1. Le Pleistocene Moyen. — La première phase lacustre du rift Suguta est représentée par une série sédimentaire d'une puissance maximale de 25 m et dont les coupes de Kamuge I et II (fig. 2), dans la partie sud de la dépression (fig. 1), en donnent l'image la plus complète [4]; les coupes de Namruy W et S (fig. 2) représentant des faciès plus littoraux. Quoique plus discrets, des affleurements équivalents ont été observés dans la partie septentrionale du bassin ([5], [6]). La série repose en discontinuité sur les trachytes de Kamugé datés de 0,75 + 0,1 Ma. [4]; elle est scellée par les basaltes de Kamugé dont l'âge K-Ar de ca 0 Ma.
a été occupée à plusieurs reprises, au cours du Quaternaire récent, par des lacs d'eau douce étendus. Nous présentons ici les affleurements d'importantes séries volcano-sédimentaires représentatifs de ces phases lacustres majeures. I. LES SÉRIES SÉDIMENTAIRES. — 1. Le Pleistocene Moyen. — La première phase lacustre du rift Suguta est représentée par une série sédimentaire d'une puissance maximale de 25 m et dont les coupes de Kamuge I et II (fig. 2), dans la partie sud de la dépression (fig. 1), en donnent l'image la plus complète [4]; les coupes de Namruy W et S (fig. 2) représentant des faciès plus littoraux. Quoique plus discrets, des affleurements équivalents ont été observés dans la partie septentrionale du bassin ([5], [6]). La série repose en discontinuité sur les trachytes de Kamugé datés de 0,75 + 0,1 Ma. [4]; elle est scellée par les basaltes de Kamugé dont l'âge K-Ar de ca 0 Ma. [4] souligne l'émission récente. Une limite supérieure de l'âge de cette série est fournie par l'existence d'encroûtements stromatolitiques de la deuxième phase lacustre autour de blocs de ces mêmes basaltes dans la région de Namruy. La série débute par des sédiments à dominante détritique, depuis des conglomérats jusqu'à des sables à stratifications entrecroisées contenant une faune à Crocodylus et Lates sp. Ces dépôts fluviatiles marquent l'augmentation des ruissellements de surface qui ont précédé la mise en eau de la dépression. Ils sont surmontés par d'épaisses couches lacustres composées d'argiles papyracées et de diatomites compactes ou finement litées, contenant de rares niveaux à ostracodes. Un lit de cinérite gris-vert de nature ryolithique, C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1251-1258, 1988 1253 TABLEAU Datation 14C des lignes de rivage du paléolac Suguta. Radiocarbon ages from the Suguta Valley paleoshorelines. Age 14C Age 14C Matériel A apparent 5 PDB 13C normalisé Numéro analysé (% CM) (ans B.P.) (%0) (8 14C= -25 °/00) laboratoire Melania 31,5 + 1,5 9 300± 400 -3,7 9 650 UQ 1017 Stromatolite 3,5 + 0,4 27 000+ 900 -3,6 UQ 1330 Stromatolite 3,0 + 0,3 28 000+ 900 -2,0 UQ 1356 Stromatolite 3,0±0,4 28 000+
à stratifications entrecroisées contenant une faune à Crocodylus et Lates sp. Ces dépôts fluviatiles marquent l'augmentation des ruissellements de surface qui ont précédé la mise en eau de la dépression. Ils sont surmontés par d'épaisses couches lacustres composées d'argiles papyracées et de diatomites compactes ou finement litées, contenant de rares niveaux à ostracodes. Un lit de cinérite gris-vert de nature ryolithique, C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1251-1258, 1988 1253 TABLEAU Datation 14C des lignes de rivage du paléolac Suguta. Radiocarbon ages from the Suguta Valley paleoshorelines. Age 14C Age 14C Matériel A apparent 5 PDB 13C normalisé Numéro analysé (% CM) (ans B.P.) (%0) (8 14C= -25 °/00) laboratoire Melania 31,5 + 1,5 9 300± 400 -3,7 9 650 UQ 1017 Stromatolite 3,5 + 0,4 27 000+ 900 -3,6 UQ 1330 Stromatolite 3,0 + 0,3 28 000+ 900 -2,0 UQ 1356 Stromatolite 3,0±0,4 28 000+ 1 000 -3,4 UQ 1354 Stromatolite 2,2 + 0,5 31 000+ 1 700 -0,7 UQ 1350 Stromatolite 0,7 + 0,4 40 000+ 4 900 -1,8 UQ 1353 Stromatolite 0,4 + 0,7 44 000+ 14 100 -0,7 UQ 1351 Stromatolite 0 30 000 -1,1 UQ 1352 Stromatolite 0 30 000 -4,5 UQ 1355 intercalé au milieu de la séquence, constitue un marqueur stratigraphique local. Les lits sommitaux sont à nouveau caractérisés par des apports détritiques : silts, graviers et lentilles conglomératiques réapparaissent; des ossements de bovidés s'ajoutent à la faune précédemment citée. L'ensemble de la séquence se caractérise par la présence de nombreux nodules, parfois ferrugineux, témoignant de circulations d'eau postérieures. Les limites altitudinales atteintes par ce plan d'eau ne sont pas connues. 2. Le Pleistocene supérieur. — Des épisodes plus récents de remise en eau du bassin sont représentés par d'importantes constructions stromatolitiques et quelques rares lits coquilliers. Le plus ancien a été observé au site de Namruy (fig. 2) où une séquence stromatolitique échelonnée de 406 à 377 m d'altitude semble avoir été protégée de l'érosion par un recouvrement décamétrique de hyaloclastites d'âge inconnu. Cette séquence a livré des activités 14C (tableau) confondues avec le bruit de fond des
UQ 1355 intercalé au milieu de la séquence, constitue un marqueur stratigraphique local. Les lits sommitaux sont à nouveau caractérisés par des apports détritiques : silts, graviers et lentilles conglomératiques réapparaissent; des ossements de bovidés s'ajoutent à la faune précédemment citée. L'ensemble de la séquence se caractérise par la présence de nombreux nodules, parfois ferrugineux, témoignant de circulations d'eau postérieures. Les limites altitudinales atteintes par ce plan d'eau ne sont pas connues. 2. Le Pleistocene supérieur. — Des épisodes plus récents de remise en eau du bassin sont représentés par d'importantes constructions stromatolitiques et quelques rares lits coquilliers. Le plus ancien a été observé au site de Namruy (fig. 2) où une séquence stromatolitique échelonnée de 406 à 377 m d'altitude semble avoir été protégée de l'érosion par un recouvrement décamétrique de hyaloclastites d'âge inconnu. Cette séquence a livré des activités 14C (tableau) confondues avec le bruit de fond des compteurs. Elle est antérieure à 40000 B.P. Un épisode lacustre plus récent est marqué par des stromatolites délimitant une ligne de rivage dont l'altitude mesurée en cinq points répartis à la périphérie du bassin est comprise entre 437 et 460 m (fig. 1). Sa déformation est liée à l'existence de rejeux tectoniques ayant affecté par la suite la région [7]. Le paléolac ainsi défini représente une superficie de 1390 km2 pour une profondeur maximale de ca 200 m. Trois sites permettant la reconstruction de zonations écologiques, suggèrent un développement des stromatolites depuis le rivage jusqu'à une profondeur de 30 m [8]. Les encroûtements recouvrent la plupart des surfaces lithologiques ainsi que des supports végétaux. Les principales morphologies développées sont des plaques horizontales, des bioherms hémisphériques (fig. 3) ainsi que de larges oncolites aplatis; certaines de ces constructions biocarbonatées atteignent des épaisseurs d'ordre métrique. Le développement laminaire, la structure et la texture des carbonates stromatolitiques sont rigoureusement identiques quel que soit l'échantillon ou le site considéré et ceci s'applique également aux stromatolites plus anciens de Namruy. Généralement plane, la minéralisation peut s'organiser en microcolonnes. Les micro-organismes constructeurs sont exclusivement des colonies bactériennes et sur ce plan les stromatolites de la Suguta
rejeux tectoniques ayant affecté par la suite la région [7]. Le paléolac ainsi défini représente une superficie de 1390 km2 pour une profondeur maximale de ca 200 m. Trois sites permettant la reconstruction de zonations écologiques, suggèrent un développement des stromatolites depuis le rivage jusqu'à une profondeur de 30 m [8]. Les encroûtements recouvrent la plupart des surfaces lithologiques ainsi que des supports végétaux. Les principales morphologies développées sont des plaques horizontales, des bioherms hémisphériques (fig. 3) ainsi que de larges oncolites aplatis; certaines de ces constructions biocarbonatées atteignent des épaisseurs d'ordre métrique. Le développement laminaire, la structure et la texture des carbonates stromatolitiques sont rigoureusement identiques quel que soit l'échantillon ou le site considéré et ceci s'applique également aux stromatolites plus anciens de Namruy. Généralement plane, la minéralisation peut s'organiser en microcolonnes. Les micro-organismes constructeurs sont exclusivement des colonies bactériennes et sur ce plan les stromatolites de la Suguta se distinguent de ceux d'origine algo-bactérienne connus jusque-là dans la Rift Est Africain [9]. Les stromatolites de cet épisode (tableau) ont livré des activités 14C de l'ordre de 3 %. Bien qu'une légère « contamination » ne puisse être écartée, nous serions portés à accorder 1254 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1251-1258, 1988 un certain crédit à ces activités 14C eu égard à leur cohérence interne et à l'absence d'activité mesurable dans les stromatolites plus anciens de Namruy. Ces activités ne sont toutefois pas transcriptibles directement en âges 14C. En effet, les teneurs en 13C des stromatolites sont relativement basses (δ13CysPDB de ca − 1 à − 4 °/00). Contrairement à ce que l'on a pu observer dans la plupart des autres bassins du Rift ([8], [10]), le carbone inorganique du paléolac n'était donc pas en équilibre isotopique avec le CO2 atmosphérique du moment. Les âges 14C apparents de ca 27000 à ca 31000 B.P. obtenus doivent donc être considérés comme « maximaux ». L'âge réel de cet épisode lacustre pourrait fort bien être voisin de ca 26000-28000 B.P., soit l'âge d'un épisode connu dans plusieurs autres bassins du Rift ([8], [11], [12]). Un essai