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Contexte Geothermique Des Prospects Du Lamentin Et Du Morne Rouge (Martinique)

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Contexte Geothermique Des Prospects Du Lamentin Et Du Morne Rouge (Martinique) Secrétariat d'État auprès Agence Française pour la cu Ministère de l'Intérieur Maîtrise de l'Énergie Départements et Territoires d'Outre-Mer \ A.F.M.E. CONTEXTE GEOTHERMIQUE DES PROSPECTS DU LAMENTIN ET DU MORNE ROUGE (MARTINIQUE) BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL \ u Département Géothermie et Hydroénergie c O. o si -. -* Rapport du B.RG.M. 84 SGN 003 GTH Janvier 1984 ••••••••••••••••••••••••a••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ••••a•••••••••••••••••••••••••••*•••••••••••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••«•••••••••••••••••••••••••••••a i •a ••••••••••••••«••••••••••i •••••••• •• ••••••••••••••••••••••••H a a •• ••••••••••••••*••••••••••• •••• •••••••••••••«•• •••••••••••••••••••••••••••••••• •••• •••••••••••••••• •••>••••••••••••••••• •••• ••••••••••••• Secrétariat d'État auprès Agence Française pour la du Ministère de l'Intérieur Maîtrise de l'Énergie Départements et Territoires d'Outre-Mer A.F.M.E. 27, rue Oudinot 27, rue Louis Vicat 75700 PARIS 7501 5 PARIS CONTEXTE GEOTHERMIQUE DES PROSPECTS DU LAMENTIN ET DU MORNE ROUGE (MARTINIQUE) par P. CHOVELON ; 0 q , r. f,; 1Q 8 i, BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL Département Géothermie et Hydroénergie B.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex - Tél.: (38) 63.80.01 Rapport du B.R.G.M. 84 SGN 003 GTH Janvier 1984 Réalisation : Département des Applications Graphiques RESUME L'' hÁj>to¿n.z gíotogique. dz la n.zg<Lon du Lamzntin, commencée au Miocène. [volcan¿¿>mz ¿ou¿-maA¿n zt coulzzí, d'andzi¿tzi> pon.phyhA.quzi>), Zit maftquzz pcoi plu6¿zun¿ phaMZh tzc.tonA.quu. Il ¿'agit pnJ-ndpalzmznt dz Vactivitz dz ^aÁIZzí, nonmalz¿ NE-SW zt NW-SE. Czé dzux n.z6zaux dz ^aiLtzi, pznmzttznt ¿a fiohmation d'un gnabzn onÁzntz NW-SE a¿n¿¿ quz la mit>z zn piacz dz dzux zru>zmbloj> dz n.ochzi> zvoluzz¿, ¿z dzn.YU.ZK &¿txiz à R¿v¿zn.z Satzz ayant 0,6 MA. Lz¿ m¿nzMuLLl>at¿on¿ hydfiothzmmalz¿> [pn¿ncÁ.palzmznt abondantz¿ dank la panXLz nonA du "pannzau tzcton¿quz" dz R¿v¿zh.z Salzz, ¿ont miAZh zn placz lonj> dz plu¿<Lzuh¿, pkaizi>. Ellzh tzmoignznt dz V¿ntéÁzt gzotkznmiquz dz la n.zg¿on. Lz ¿ub^tnjxtwn du pnoipzct du Mo-tne Rougz, con¿t¿tuz d'andz¿¿tz¿ ¿>ombn.zí, du fAotinz Jacob [4 MA) zt dz dadctzh dzi> VitonM du CaJibztí, (7 MA), zht iz pah. dzi, ¿y¿tzmz¿ dz iaUULzi noKmatzh ME-SW zt NW-SE. La dzp>tz¿i>ion dz Champ llonz, LLzz a la m¿óe zn placz d'un gftabzn onÁzntz NW-SE, zét comblzz pan. un zmpÁJizmznt dz nivzaux volca.no¿zdmzntaJJizí, zt dz pn.oduÁ.t¿ volcanÁ.quz¿ dz la Montagnz Pzlzz. Aucun pn,odu¿t volcan¿quz n'accompagnz la ^onmatÁ.on du gnxibzn. La locaJLÂAatlon dz¿ mi.nznjxZAMation¿ hydnothznmalz¿ [¿¿Liez zt pynÁtz) à I'zxtAzmiÄz iud-zét du gnabzn con{¡lnmz Vù>olzmznt du bloc Vzlzz du gn.abzn dz Champ Flon.z-Mon.nz Rougz. SOMMAIRE I - INTRODUCTION 1 n - METHODOLOGIE 2 HI - LE LAMENTIN 3 1 - RAPPEL STRATIGRAPHIQUE DES FORMATIONS EN PRESENCE 4 1.1. - LE VOLCANISME SOUS-MARIN VAUCLIN-PITAULT 4 1.2. - LES COULEES D'ANDESITES PROPHYRIQUES DE DUCOS, DE CALIFORNIE ET DE TROIS ILETS 4 1.3. - LES DACITES A GRENAT DU GROS ILET 4 1.4. - LES TUFFITES DE FORT DE FRANCE 6 1.5. - LES ANDESITES SOMBRES DU MORNE JACOB 6 1.6. - LES ALLUVIONS A QUARTZ DE L'ANCIENNE RIVIERE LEZARDE 6 1.7. - LES DACITES DE RIVIERE SALEE 6 1.8. - LES ALTERATIONS HYDROTHERMALES 8 2 - LA TECTONIQUE DE LA REGION DU LAMENTIN 8 2.1. - LES FAILLES NE-SW 8 2.2. - LES FAILLES NW-SE 9 2.3. - LES FAILLES N-S ET E-W 11 2.4. - CONCLUSION 12 3 - LES MINERALISATIONS HYDROTHERMALES 12 3.1. - INTRODUCTION , 12 3.2. - REPARTITION 13 3.3. - OBSERVATIONS DE TERRAIN 13 3.3.1. - La silice 13 3.3.2. - Les hydroxydes de fer 15 3.4. - OBSERVATIONS MICROSCOPIQUES 15 3.5. - CONCLUSION SUR L'HYDROTHERMALISME 16 4 - REMARQUES 17 5 - CONCLUSION GENERALE 17 IV - LE MORNE ROUGE 19 1 - STRATIGRAPHIE DES FORMATIONS EN PRESENCE 20 1.1. - LES FORMATIONS BORDIERES DE LA CUVETTE DE CHAMP FLORE. 20 1.1.1. - Les andésites sombres du Morne Jacob 20 1.1.2. - Les andésites claires et les dacites des Pitons du Carbet 20 1.1.3. - Les produits de l'édifice ancien de la Montagne Pelée 22 1.2. - LES FORMATIONS DE LA CUVETTE DE CHAMP FLORE 22 1.2.1. - Des argiles très fines 22 1.2.2. - Des cendres plus ou moins indurées 22 1.2.3. - La nuée ardente de Fond Marie Reine 23 1.2.4. - Les formations volcanosédimentaires du lac de Champ Flore.... 23 1.2.5. - Les produits de l'édifice récent de la Montagne Pelée 24 2 - LA TECTONIQUE DE LA REGION DE MORNE ROUGE 24 2.1. - LES FAILLES NE-SW 24 2.2. - LES FAILLES NW-SE 25 2.3. - LES FAILLES N-S 25 2.4. - CONCLUSION A L'ETUDE TECTONIQUE 26 3 - LES MINERALISATIONS HYDROTHERMALES 26 3.1. - REPARTITION 26 3.2. - OBSERVATIONS MACROSCOPIQUES 28 3.3. - OBSERVATIONS MICROSCOPIQUES 28 3.4. - CONCLUSION SUR L'HYDROTHERMALISME 29 4 - CONCLUSION GENERALE 30 BIBLIOGRAPHIE 31 ANNEXE 34 LISTE DES FIGURES Figure 1 : Carte géologique simplifiée de la région du Lamentin Figure 2 : Carte des isobathes de la partie est du prospect du Lamentin Figure 3 : Les anomalies géophysiques de la région du Lamentin Figure 4 : La tectonique et les minéralisations hydrothermales de la région du Lamentin Figure 5 : Localisation des sources chaudes, des points de forage et des anomalies de mercure de la région du Lamentin Figure 6 : Carte géologique simplifiée de la région du Morne Rouge Figure 7 : La tectonique et les minéralisations hydrothermales de la région du Morne Rouge ANNEXE Datations Potassium Argon Analyses chimiques des roches Figure 8 : Carte d'échantillonnage de la région du Lamentin Figure 9 : Carte d'échantillonnage de la région du Morne Rouge - 1 - I - INTRODUCTION Ce travail, qui rentre dans le cadre du programme de prospection géothermique de l'île de la Martinique, répond au besoin d'établir un nouveau bilan sur la connaissance des indices géothermiques de la région du Lamentin et de la région du Morne Rouge. Outre les levers cartographiques indispensables à toute prospection en géothermie haute énergie, permettant la réalisation de cartes, ce rapport présente les résultats de 13 analyses chimiques nouvelles, de l'observation de 5O lames minces et de k datations K/Ar. - 2 - II - METHODOLOGIE L'étude géologique des régions du Lamentin et du Morne Rouge menée en mai et juin 1983 a conduit à l'élaboration de cartes d'intérêt géothermique détaillées au 1/50 000e. Cette étude comporte dans un premier temps un examen photogéologique des deux régions considérées (jeu de photographies aériennes IGN 1982 au 1/20 000e). Une étude de terrain axée sur la tectonique et la microtectonique a ensuite été effectuée. Cette cartographie des deux prospects de la Martinique a permis de distinguer plusieurs "familles" tectoniques, permettant de déduire les processus d'évolution tectonique dans chacune des régions considérées. En parallèle, les minéralisations hydrothermales qui se mettent en place à la faveur des directions de fracturations ont été cartographiées et échantillonnées. Une zonation de certaines espèces minérales semble apparaître en liaison avec les structures tectoniques de la région. Des données bibliographiques ont été intégrées à ce travail. Ce sont principalement les travaux de D. Westercamp (1972, 1976, 1979, 1980, 1981), la carte géologique de la Montagne Pelée au 1/20 000e (Westercamp, Traineau, BRGM, 1983) et surtout la nouvelle carte géologique de l'fle de la Martinique au 1/50 000e (D. Westercamp, BRGM, à paraître). De la présente étude à laquelle s'ajoutent les résultats de géophysique et de géochimie, se dégage un certain nombre de conclusions permettant de mieux focaliser les sites géothermiques recherchés. - 3 - m - LE LAMENTIN 1 - RAPPEL STRATIGRAPHIQUE DES FORMATIONS EN PRESENCE (Fig. 1) Les travaux de D. Westercamp (1976, 1980) et surtout la réalisation de la nouvelle carte géologique de la Martinique (D. Westercamp, à paraître) permettent de distinguer, du plus ancien au plus récent : 1.1. - LE VOLCANISME SOUS-MARIN VAUCLIN PITAULT daté à environ 12,5 MA, constitué de faciès massifs et de tuffites Cet ensemble affleure au Nord et à l'Est de la zone étudiée : ce sont les reliefs alignés sur une direction N-S au Nord du Lamentin ainsi que le Morne Cabrit (MC 64) daté récemment dans le cadre de cette étude à 13 MA (Baubron, BRGM, 1983). Ces andésites basiques (55,2 % SiO2) se distinguent par de très faibles teneurs en K2O (# 1 %). 1.2. - LES COULEES D'ANDESITES PORPHYRIQUES DE PUCOS, DE CALIFORNIE ET DE TROIS ILETS d'âge compris entre 10,5 et 6,5 MA Ces coulées d'andésites porphyriques à deux pyroxenes affleurent sur la quasitotalité de la zone étudiée depuis Ducos jusqu'à l'Anse à l'Ane et montrent, selon leur position géographique, d'importantes différences d'altération d'un affleu- rement à l'autre. La campagne de forages effectuée en 1973 par Eurafrep a montré que l'épaisseur de ces formations tendait à diminuer en allant vers le Nord du prospect jusqu'à complètement disparaître. La datation K/Ar effectuée sur l'échantillon d'andésite MC 21 (carrière Fenelon à l'Ouest de Ducos) indique une mise en place à 8 MA. Les andésites porphyriques du système volcanique du Morne Pavillon, légèrement plus récentes, que l'on rattache à cet ensemble, ont fait l'objet de plusieurs analyses chimiques (MC 130, MC 131, MC 132, MC 133, MC 134). Ces analyses font apparaître une constance de composition sur l'ensemble du massif. Ces andésites basiques, qui appartiennent au domaine calcoalcalin, sont riches en MgO (# 3,5 %) et pauvres en alcalins.
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