Petrography, Geochemistry and Relative Chronology of Quaternary Volcanic Formations in the Mermoz and Fann Sectors, West Senegal — Oak Academic Publishing
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Petrography, Geochemistry and Relative Chronology of Quaternary Volcanic Formations in the Mermoz and Fann Sectors, West Senegal
Department of Geology, Faculty of Science and Technology, Cheikh Anta Diop University, Dakar, Senegal
,
National Superior School of Mines and Geology, Cheikh Anta Diop University, Dakar, Senegal
,
Department of Geology, Faculty of Science and Technology, Cheikh Anta Diop University, Dakar, Senegal
1 Department of Geology, Faculty of Science and Technology, Cheikh Anta Diop University, Dakar, Senegal
2 National Superior School of Mines and Geology, Cheikh Anta Diop University, Dakar, Senegal
3 Department of Geology, Faculty of Science and Technology, Cheikh Anta Diop University, Dakar, Senegal
Detailed work on Quaternary volcanism has been carried out in the Mermoz and Fann sectors of western Senegal. In the Mermoz sector, the main emission zone is a collapsed crater located at the intersection of three major fractures: NE-SW, NW-SE and N-S. The lithological succession in this Mermoz sector comprises, from bottom to top: 1) a substratum with at its base Eocene limestones on which lie Quaternary sands surmounted by stratified tuffs; 2) a vesicular ball dolerite which deforms the stratified tuffs; 3) a dark early breccia; 4) two generations of basanites: the first is vesicular, the second non-vesicular; 5) a clear intermediate breccia and finally 6) a late breccia. The Fann sector contains several emission zones, most of which are currently located in the ocean. The lavas may have reached the coast through E-W and NE-SW faults. The lithological succession includes from bottom to top: 1) scoria-rich early volcanic breccias; 2) a first generation of non-vesicular mesocrate dolerite (D1); 3) a second generation of melanocrate vesicular dolerite (D2); 4) basanites and finally 5) a late breccia. The geochemical characteristics of the lavas studied are compatible with a very enriched and very deep magmatic source of the garnet lherzolite type located in the lower mantle. The magma from this source would have risen in the form of mantle plumes through major NE-SW and E-W faults in a continental intraplate context.
Faure, H., Démoulin, D., Hébrard, L. and Nahon, D. (1970) Données sur la néotectonique de l’extrême ouest de l’Afrique. Conférence de Géologie Africaine Université Ibadan, Nigéri, 609-617.
Bellion, Y. and Crevola, G. (1991) Cretaceous and Cainozoic Magmatism of the Senegal Basin (West Africa): A Review. In: Kampunzu, A.B. and Lubala, R.T., Eds., Magmatism in Extensional Structural Settings, Springer, Berlin, 189-208. https://doi.org/10.1007/978-3-642-73966-8_8
Fraudet, P. (1973) Contribution à l’étude des roches éruptives de la région de Thiès (République du Sénégal). Travaux et Documents des Laboratoires de Géologie de Lyon, 57, 15-86.
Hebrard, L. (1974) Découverte de la flore et de la vegetation ensevelies sous les cinérites du volcanisme quaternaire des Mamelles de Dakar (Sénégal). Bulletin de liaison/Association Sénégalaise pour l’Etude du quaternaire de l’Ouest africaine n°42-43, 81-90.
Brancart, R.Y. (1975) Etude géologique des feuilles au 1/20000 de la Presqu’île du Cap-Vert, Rufisque-Bargny. Dipl. Etudes sup, Dakar.
Crevola, G. (1974) Les dépôts de déferlantes basales du volcan des Mamelles (Presqu’île du Cap-Vert, Sénégal). Annales de la Faculté des Sciences, Université de Dakar, 27, 99-129.
Crevola, G. (1980) Données nouvelles sur le volcanisme quaternaire dans la tête de la Presqu'île du Cap Vert, Sénégal. Comptes Rendus de l’Académie des Sciences Paris, Série D, 291, 617-620.
Ligier, J.L. (1980) Structure profonde du basin côtier Sénégalo-mauritanien. Interprétation des données gravimétriques et magnétiques. Thèse 3éme cycle, Trav. Lab. Sci. Terre, Marseille, B, 116, 158 p.
Dia, A. (1980) Contribution à l’étude des matériaux volcaniques de la Presqu’île du Cap-Vert et du Plateau de Thiès. Inventaire et étude préliminaire des sites. Mém. D.E.A. Fac. Sci. Dakar. Rap. 6nlle série, 90p. 22 fig., 6pl. photo, 10 tab.
Dia, A. (1982) Contribution à l'étude des caractéristiques pétrographiques, pétrochimiques et géotechniques des granulats basaltiques: de la Presqu'île du Cap-Vert et du Plateau de Thiès, carrière de Diack, Sénégal. Master’s Thesis, Université de Dakar, Dakar.
Sustrac, G. (1984) Plan minéral de la république du Sénégal. Rapport du B.R.G.M (Bureau de Recherches Géologiques et Minières).
Lompo, M. (1987) Méthodes et étude de la fracturation et des filons; exemple de la région du Cap-Vert (Sénégal). Mém. D.E.A. Fac. Sci. Dakar., 59 p, 16 fig., 2 ann.
Lo, P.G. (1988) Le volcanisme quaternaire de Dakar (Sénégal Occidental): Particularités pétrographiques, caractères géochimiques, implications pétrogénétiques. Thèse 3è cycle, Nancy-Université, Lorraine, 202 p.
Lo, P.G., Dia, A. and Kampunyu, A.B. (1992) Cenozoic Volcanism in Western Senegal and Its Relationship to the Opening of the Central Atlantic Ocean. Tectonophysics, 209, 281-291. https://doi.org/10.1016/0040-1951(92)90035-5
Mellet, O. (1993) Etude des mécanismes de mise en place et de la pétrogenèse du volcano-sédimentaire quaternaire de la Presqu’île du Cap-Vert (Sénégal occidental). Mem. DEA Geosciences, INPL, Nancy.
Crevola, G., Cantagrel, J.M. and Moreau, C. (1994) Le volcanisme cénozoïque de la Presqu'île du Cap-Vert (Sénégal); cadre chronologique et géodynamique. Bulletin de la Société géologique de France, 165, 437-446.
Ndiaye, A. (2002) Etude lithologique et pétrographique des coulées de laves quaternaires de la Presqu’île du Cap-Vert (Sénégal). Mém. DEA Fac., Sciences et Techniques Univ. Ch. A. DIOP, Dakar.
Yatte, D. (2017) Etude géochimique comparative entre les laves tertiaires et quaternaires du Sénégal occidental et celles des îles du Cap-Vert, apport du traceur hélium: Implications géodynamiques. Master’s Thesis, Université Cheikh Anta Diop de Dakar, Dakar.
Lo, P.G. (2002) Le volcanisme quaternaire de la Presqu’île de Dakar (Sénégal Occidental); relations chronologiques entre deux appareils, en système distensif; implications pétrogénétiques. Garcia de Orta, Serie de Geologia, 18, 19-33.
Tessier, F. (1952) Contributions à la stratigraphie et à la paléontologie de la partie ouest du Sénégal (Crétacé et Tertiaire). Grande Imprimerie africaine, Dakar.
Bellion, Y. and Guiraud, R. (1984) Le basin sédimentaire du Sénégal. Synthèse des connaissances actuelles. In: Bureau des Recherches Geologiques et Minieres (BRGM) et Direction des Mines et de la Geologie (DMG), Dakar, Eds., Plan Mineral de la Republique du Senegal, Bureau des Recherches Geologiques et Minieres (BRGM) et Direction des Mines et de la Geologie (DMG), Dakar, 4-63.
Crevola, G. (1978) Sills, dykes, et pipes de tufs volcaniques bréchiques fluidifiés dans la Presqu’île du Cap-Vert (Sénégal). Comptes Rendus Sommaires de la Société Géologique de France, 3, 135-139.
Barusseau, J.P. and Gaye, C. (1983) Sur l’origine et l’age des sables situés sous les formations du volcanisme quaternaire de la Presqu'île du Cap-Vert (Sénégal) (sables infrabasaltiques). Bulletin de liaison-Association Sénégalaise pour l’étude du quaternaire de l’ouest africain, 70-71, 43-52.
Barrat, J.A., Zanda, B., Jambon, A. and Bollinger, C. (2014) The Lithophile Trace Elements in Enstatite Chondrites. Geochimica and Cosmochimica Acta, 128, 71-94. https://doi.org/10.1016/j.gca.2013.11.042
Sun, S.S. and McDonough, W.F. (1989) Chemical and Isotopic Systematics of Oceanic Basalts: Implications for Mantle Compositions and Processes. Geological Society, London, Special Publications, 42, 313-345. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19
Yatte, D., Diallo, D.P. and Sagna, I. (2015) Comparative Geochemical Study of the Tertiary and Quaternary Lavas of Western Senegal and the Cape Verde Islands: Geodynamic Implications. International Journal of Geosciences, 6, 1193-1213. https://doi.org/10.4236/ijg.2015.611094
Doucelance, R., Escrig, S., Moreira, M., Gariépy, C. and Kurz, M.D. (2003) Pb-Sr-He Isotope and Trace Element Geochemistry of the Cape Verde Archipelago. Geochimica and Cosmochimica Acta, 67, 3717-3733. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(03)00161-3
Smietana, M. (2011) Pétrologie, géochronologie (K-Ar) et géochimie élémentaire et isotopique (Sr, Nd, Hf, Pb) de laves anciennes de La Réunion: Implications sur la construction de l’édifice volcanique. Thèse de Doctorat, Université de La Réunion, Saint-Denis.
Winchester, J.A. and Floyd, P.A. (1977) Geochemical Discrimination of Different Magma Series and Their Differentiation Products Using Immobile Elements. Chemical Geology, 20, 325-343. https://doi.org/10.1016/0009-2541(77)90057-2
Pearce, J.A. (1996) A User’s Guide to Basalt Discrimination Diagrams. Trace Element Geochemistry of Volcanic Rocks: Applications for Massive Sulphide Exploration. Geological Association of Canada, Short Course Notes, 12, 79-113.
Pouclet, A., Vidal, M., Delor, C., Simeon, Y. and Alric, G. (1996) Le volcanisme birimien du nord-est de la Cote-d'Ivoire, mise en évidence de deux phases volcano-tectoniques distinctes dans l’évolution géodynamique du Paleoproterozoique. Bulletin de la Société géologique de France, 167, 529-541.
Pearce, J.A. (2008) Geochemical Fingerprinting of Oceanic Basalts with Applications to Ophiolite Classification and the Search for Archean Oceanic Crust. Lithos, 100, 14-48. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2007.06.016
Wood, D.A. (1980) The Application of a Th-Hf-Ta Diagram to Problems of teCtonomagmatic Classification and to Establishing the Nature of Crustal Contamination of Basaltic Lavas of the British Tertiary Volcanic Province. Earth and Planetary Science Letters, 50, 11-30. https://doi.org/10.1016/0012-821X(80)90116-8
Meschede, M. (1986) A Method of Discriminating between Different Types of Mid-Ocean Ridge Basalts and Continental Tholeiites with the Nb 1bZr 1bY Diagram. Chemical Geology, 56, 207-218. https://doi.org/10.1016/0009-2541(86)90004-5
Debant, P. (1963) Les roches volcaniques récentes de la feuille au 1: 20000è de Ouakam (République du Sénégal). Annales de la Faculté des sciences, Université de Dakar, 10, 79-154.
Crevola, G. (1975) Le volcanisme tertiaire et quaternaire de la presqu’île du Cap-Vert (Sénégal). Bulletin de l’Association pour l’Avancement des Sciences Naturelles au Sénégal (AASNS), 40, 19-39.
Treuil, M. and Varet, J. (1973) Critères volcanologiques, pétrologiques et géochimiques de la genèse et de la différenciation des magmas basaltiques, exemple de l’Afar. Bulletin de la Société Géologique de France, S7-XV, 401-644. https://doi.org/10.2113/gssgfbull.S7-XV.5-6.506
Treuil, M. and Joron, J.L. (1975) Utilisation des elements hygromagmaphiles pour la simplification de la modélisation quantitative des processus magmatiques. Exemples de l’Afar et de la dorsal médio-atlantique. Societa Italiana Mineralogia e Petrologia— Milano, XXXl, 125-174.
Déruelle, B., Figueroa, O.A., Joron, J.L., Schilling, M., Silva, C. and Herve, F. (2002) Le volcanisme de l'île de Paques (Chili). Géologie de la France, 2, 53-67.
Fodor, R.V., Bauer, G.R., Jacobs, R.S. and Bornhorst, T.J. (1987) Kahoolawe Island, Hawaii: Tholeiitic, Alkalic, and Unusual Hydrothermal (?) “Enrichment” Characteristics. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 31, 171-176. https://doi.org/10.1016/0377-0273(87)90015-1
Joron, J.L., Schiano, P., Turpin, L., Treuil, M., Gisbert, T., Leotot, C. and Brousse, R. (1991) Exceptional Rares Earth Elements Enrichments in Tahaa Volcano (French Polynesia). Comptes Rendus de l’Académie des Sciences, Série II, 313, 523-530.
Fodor, R.V., Frey, F.A., Bauer, G.R. and Clague, D.A. (1992) Ages, Rare-Earth Element Enrichment, and Petrogenesis of Tholeiitic and Alkalic Basalts from Kahoolawe Island, Hawaii. Contributions to Mineralogy and Petrology, 110, 442-462. https://doi.org/10.1007/BF00344080
Cotten, J., Le Dez, A., Bau, M., Caroff, M., Maury, R.C., Dulski, P. and Brousse, R. (1995) Origin of Anomalous Rare-Earth Element and Yttrium Enrichments in Subaerially Exposed Basalts: Evidence from French Polynesia. Chemical Geology, 119, 115-138. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00102-E