Géologie des Antilles
Géologie de la Barbade
Contexte géographique et morphologique
La Barbade est située entre 13°02' et 13°20' de latitude N et entre 59°24' et 59°42'de longitude ouest, soit à environ 150 km à l'est de l'arc des Petites Antilles. C'est l'île la plus orientale des Petites Antilles.
Figure 1: Localisation de l'île de la Barbade
Fig. 2: Image satellite de la Barbade (d'après Google Earth).
La Barbade s'étend sur 32 km du nord au sud et sur 25 km d'est en ouest, d'où une superficie de 430 km2. C'est une île relativement plate, le point culminant est le Mont Hillaby à 340 mètres d'altitude.
La Barbade est la seule île des antilles à être exclusivement de nature calcaire, d'origine corallienne. Toutes les autres îles possèdent une origine volcanique.
Au niveau géomorphologique on distingue quatre zones avec comme critères l'altitude, la nature de la roche le processus de mise en place du relief.
Fig 3: Les quatre zones géomorphologiques de la Barbade (d'après Geology and Geomorphology of Barbados, Robert C. Speed.)
Zone I: Central Highlands
C'est la zone la plus élevée: l'altitude est comprise entre 130 et 340 m. Le plus haut sommet de la Barbade, le Mont Hilary qui culmine à 340 m est située dans cette zone. L'épaisseur du dépôt calcaire varie entre 50 et 130 m.
Zone II: Terraced Flanck
Cette zone en bordure côtière s'élève jusqu'à 160 m. Les dépôts calcaires sont moins épais, ils ne dépassent pas 70 m.
Zone III: Windward Slope
Elle est située sur la façade atlantique, l'altitude est comprise entre 0 et 320 m. La pente varie de 7 à 10°
Zone IV: Scotland District
Egalement située côté atlantique, depuis la côte, elle s'élève jusqu'à 100 m.
Caractéristiques géologiques
La Barbade présente différentes caractéristiques géologiques qui s'expriment sur la carte géologique.
On peut diviser les formations géologiques de la Barbade en trois grand ensembles:
La formation de Scotland District.
L 'ensemble le plus ancien (50 Ma) est représenté par Sotland District. Il est constitué de roches diverses et variées: des argiles, des radiolarites, des cendres volcaniques, des cherts, de la craie. Ces formations sont plissées et affectées par des failles.
Les Terrasses fossiles
L' ensemble précédent est recouvert par des calcaires coralliens qui forment des terrasses fossiles:
La Upper Coral Rock (UCR) Terrace date de 800 000 à 500 000 ans.
La Middle Coral Rock (MCR) Terrace date de 500 000 à 120 000 ans.
La Lower Coral Rock (LCR) Terrace date de 120 000 ans à l'actuel.
Le First High Cliff sépare LCR de MCR, le Second High Cliff sépare MCR de UCR.
les roches carbonatées constitutives de ces ensembles sont en couches horizontales ou légèrement inclinées.
Les sables de plage
Ils bordent les reliefs coralliens et la formation de Sotland District.
Les premiers sont donc des sables carbonatés constitués de débris coralliens et d'autres animaux marins.
Les seconds sont riches en grains de quartz.
A l limite des reliefs coralliens et de Sotland District, on trouve un sable intermédiaire.
La Barbade est une île dont 85% des roches sont des calcaires coralliens datés du Pléistocène. Le reste. est constitué de roches sédimentaires tertiaires d'origine marine que l'on retrouve dans la région de Sotland District. Île entièrement d'origine sédimentaire, telle est la particularité de la Barbade.
En fait la Barbade est la partie émergée du prisme ou ride d'accrétion située au dessus de la zone de subduction de la plaque sud-américaine sous la plaque Caraïbe. C'est sa deuxième particularité.
Figure 5: Carte du sud des Petites Antilles indiquant (en gris) l'emplacement du prisme d'accrétion de la Barbade
Figure 6: Coupe E-W au niveau de la Barbade (in La Recherche N° 215 Novembre 1989).
Histoire géologique de la Barbade
On peut scinder l'histoire géologique de la Barbade en quatre grandes étapes qui mettront successivement en place la formation de "Scotland District" et les "Coral Rock Terraces".
La première étape a débuté il y a environ 50 à 20 Ma à l'Eocène. La plaque atlantique plonge sous la plaque caraïbe lors du phénomène de subduction.Les sédiments provenant des rivières d'Amérique du Sud se déposent au fond de l'océan et commencent à combler la fosse de subduction.
La seconde étape débuté il y a 10 Ma marque une accentuation de la convergence entre les deux plaques atlantique et caraïbe. Cela s'accompagne de leur soulèvement. La fosse entre les deux plaques se remplit de sédiments qui vont subir des déformations tectoniques, des plis et des failles. Ces couches déformées seront recouverts de sédiments marins dénommés "oceanic sediments".
La troisième étape se déroule entre 2 et 1 Ma, elle voit le début de l'émergence de la Barbade. C'est la naissance de Scotland Distict.
A partir de la quatrième étape, vont se former à l'ouest les "terraces":
- les Upper Coral Rock (UCR) Terraces entre 800 000 et 500 000 ans formés de coraux associés à d'autres organismes récifaux. C'est à ce niveau qu'on retrouve actuellement les célèbres grottes d'Harisson Caves.
- Entre 500 000 et 120 000 ans il y a émersion de UCR et formation des Middles Coral Rock (MCR) Terraces.
- Enfin de 120 000 ans à nos jours on assiste à l'émersion de MCR et formation de Lower Coral Rock (LCR) Terraces suivie de son émersion.
CONCLUSION
La Barbade est l'une des rares régions du monde où le prisme d'accrétion a émergé. Elle demeure donc un véritable laboratoire de géologie. Ce prisme d'accrétion s'explique par la position excentrée de la Barbade par rapport au reste des Petites Antilles, à la frontière entre la plaque Caraïbe et la plaque Amérique du Sud où se déroule la subduction. On est en présence au niveau de Scotland District d'un empilement de sédiments déposés en milieu océanique et qui ont subi les contraintes tectoniques dues au mouvement de convergence des deux plaques. Il en résulte des plis, des failles et des chevauchements.. L'eau initialement présent dans ces sédiments va modifier les propriétés mécaniques des roches permettant notamment la formation des failles. La ride de la Barbade est en contact avec les zones pétrolières plus au sud de Trinidad et du Vénézuela., aussi une quantité modeste de pétrole est produite sur l'île de la Barbade.
POUR ALLER PLUS LOIN
Stephen K. DONOVAN (2005) The Geology of Barbados: a field guide. Caribbean Journal of Earth Science.
Hans G; MACHEL (2004). Geology of Barbados.
Alain MASCLE (1989). Les prismes d'accrétion, La Recherche n° 215 Novembre 1989.
Robert C. SPEED (2012) Geology and Geomorphology of Barbados: A companion Text to Maps with Accompanying Cross Sections, Scale 1: 10,000 Special Paper , The Geological Society of America..