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Géologie du Vietnam

Paysage de la baie de Ha Long. @ Ondřej Žváček / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0.

Le Vietnam est un pays d’environ 330 000 km² situé en Asie du Sud-Est, avec une façade maritime importante. Il est aux trois quarts montagneux et ses hauteurs sont habitées par des ethnies non vietnamiennes. La civilisation vietnamienne s’est développée au nord, dans le delta du fleuve Rouge, Sông Hồng ou Hồng Hà. C’est un cours d’eau qui prend sa source en Chine, dans la province méridionale du Yunnan, et il coule quasiment en ligne droite du nord-ouest vers le sud-est. Il se jette dans le golfe du Tonkin, qui fait partie de la mer de Chine méridionale. Elle s’étend entre la Thaïlande, le Vietnam, la Chine, Taïwan, les Philippines, la Malaisie et l’Indonésie, et elle est océanique dans sa partie orientale. L’espace qui s’étend entre la pointe sud du Vietnam et l’île de Bornéo est continental. La profondeur de la mer n’y dépasse pas 100 mètres et il en émerge des îles comme les Natuna, qui atteignent 1 035 mètres d’altitude au mont Ranai. Les archipels des Spratley, du côté de Bornéo, et des Paracel, situés du côté de l’île chinoise de Hainan, sont situés sur des plateaux continentaux détachés. Ils sont revendiqués par le Vietnam.

Image satellite de la mer de Chine méridionale. NASA, domaine public.

Il est difficile de parler de ce pays sans mentionner également le Cambodge et le Laos. Toute carte du Vietnam comprend la totalité du premier pays et une grande partie du second, puisqu’il s’étend le long de la côte. Au centre, sa largeur se réduit à une cinquantaine de kilomètres. Les voitures et les trains doivent se faufiler entre les hauteurs des Trường Sơn (la cordillère annamitique) et la mer. Le Vietnam s’élargit plus au sud, où il laisse s’étendre le delta du Mékong. Il est recouvert, au Cambodge et au Vietnam, par des sédiments du Quaternaire (âgés de moins de 2,6 Ma), qui ne sont autres que les alluvions du Mékong. Leur dépôt atteint 382 mètres d’épaisseur à Gò Công en aval de Hồ Chí Minh Ville, l’ancienne Saigon. La pointe de Cà Mau, à l’extrême sud, est constituée de ces alluvions, poussés par les courants marins, et elle avance sur la mer à raison de 60 à 80 mètres par an.

Ces terres sont propices à l’agriculture, d’autant plus que le climat est tropical humide. Cette région, appelée la plaine orientale du Nam Bộ, est le premier grenier à riz du Vietnam devant le delta du fleuve Rouge. De la province de Ðồng Nai, près de la mer, jusqu’à celle de Giai Lai, plus au nord à la frontière avec le Cambodge, il existe de grandes surfaces basaltiques, mais elles ont été très altérées par le climat et ont donné un sol fertile, aéré et perméable, de couleur rougeâtre. La rareté des roches non altérées est un problème pour les géologues.

Un prolongement de l’orogenèse himalayenne durant le Cénozoïque

Ces basaltes sont des coulées de lave qui se sont épanchées durant le Néogène (de 23 à 2,6 M) et le Quaternaire. Le Vietnam n’est pas connu pour son volcanisme, et pourtant, un volcan a surgi des eaux en 1923 au large du cap Đinh (ou cap Padaran, province de Ninh Thuận). Elle a été appelée l’Île des Cendres. Elle avait 30 mètres de haut sur 450 mètres de large et elle a été arasée au bout de six mois. Ce volcanisme montre que le bassin du Mékong est un rift, c’est-à-dire une déchirure de la croûte continentale. Il s’avance dans les terres jusqu’à Battambang à l’ouest du Cambodge. Les alluvions du Mékong ne sont que les plus récents des sédiments qui s’y sont déposés. Les plus anciens sédiments connus remontent à la fin de l’Oligocène (de 34 à 23 Ma), juste avant le Néogène, et leur épaisseur totale dépasse les 6 000 mètres. Tout ceci montre que le Vietnam est tectoniquement actif.

Extrait de la carte géologique de Jacques Fromaget pour le sud du Vietnam et le Cambodge, revue et corrigée en 1952 puis en 1971. Les alluvions du Mékong sont en jaune clair. Les basaltes et les roches plutoniques sont respectivement en bleu sombre et en rouge.

Au cours du Paléogène (de 66 à 23 Ma), le Vietnam a été transformé en une pénéplaine : les anciens reliefs ont été aplanis par l’érosion. Toutes les montagnes qui existent à présent, ainsi que les deux bassins du fleuve Rouge et du Mékong, résultent de la collision de l’Inde avec l’Asie, commencée au cours de l’Éocène (de 56 à 34 Ma). L’évènement a eu des répercussions dans une grande partie du continent. La péninsule indochinoise a été poussée vers le sud-est, déplacement qui est perceptible le long de fleuve Rouge : son cours suit une gigantesque faille. Elle est décrochante dextre, c’est-à-dire qu’un observateur situé dans le golfe de Tonkin voit le bloc situé au sud-ouest de la faille s’approcher de lui. Le déplacement a été de plusieurs centaines de kilomètres. Cette faille se poursuit sous la mer de Chine méridionale et serait liée à l’ouverture de son bassin océanique, qui atteint 4 000 mètres de profondeur. On sait qu’il a commencé à s’ouvrir à la fin de l’Éocène et qu’une seconde phase plus importante s’est produite à la fin de l’Oligocène.

Un tremblement de terre de magnitude 9 s’est produit le 1er novembre 1935 à Ðiện Biên Phủ, à l’ouest du nord Vietnam, près de la frontière avec le Laos. Il ne provenait pas de la faille du fleuve Rouge mais il a témoigné des contraintes tectoniques auxquelles le Vietnam est soumis. Des secousses plus faibles, enregistrées en 1957 et 1958, avaient leur hypocentre dans la faille. Le bassin du fleuve Rouge lui doit justement son existence. Il a commencé à s’affaisser durant le Pliocène (de 5,3 à 2,6 Ma), avant celui du Mékong. En Chine où se prolonge la faille, on observe un cisaillement ductile : les roches y sont intensément déformées sans être fracturées. Le phénomène a pu être daté à environ 23 Ma, ce qui implique qu’il a commencé durant l’Oligocène.

Le Fansipan, point culminant du Vietnam.

Des vestiges de la Terre archéenne

Juste au sud de la faille, s’étend une zone de roches indiquées dans la carte géologique en rouge avec des tirets jaunes : c’est le complexe du Fansipan (ou Phan Xi Păng), du nom de la plus haute montagne du Vietnam. Elle a 3 143 mètres d’altitude et fait partie de la chaîne du Hoàng Liên Sơn, qui s’étend jusqu’en Chine. C’est aussi le sommet de l’Indochine tout entière. Ce complexe comprend des roches du type TTG (tonalites, trondhjémites, granodiorites) datées à 2,9 milliards d’années et des granites potassiques datés à 2,8-2,7 milliards d’années. Elles remontent à l’Archéen, le second éon de la Terre, et sont les plus anciennes du Vietnam. Les TTG sont caractéristique de la croûte continentale archéenne. Le complexe comprend également des granites du Paléoprotérozoïque, dont les âges s’échelonnent de 2,3 à 1,8 Ga. Un métamorphisme s’est produit il y a 2,36 Ga et il y a 1,97-1,85 Ga : ce sont des épisodes d’orogenèse (formation de montagnes) dont ces roches ont conservé le souvenir. De l’autre côté de la faille, au nord, les roches ne sont pas du tout de même nature et sont beaucoup plus récentes, en raison du décalage qu’elle a provoqué. Indiquées en orange, ce sont des sédiments du Dévonien (de 419 à 359 Ma) : du grès, du calcaire et du « schiste ».

Extrait de la carte géologique de Jacques Fromaget pour le nord du Vietnam et du Laos.

Le massif de Kontum, au nord de la plaine orientale du Nam Bộ, possède le plus vaste ensemble de roches cristallines du Vietnam. Soulevé pendant que le bassin du Mékong se creusait, il comprend de nombreux pics à plus de 2 000 mètres d’altitude. On y trouve des roches métamorphiques dont des granulites (charnockite, enderbite) que des géologues ont datées de l’Archéen, par analogie avec des roches semblables présentes ailleurs dans le monde. La charnockite est une sorte de granite avec des cristaux d’orthopyroxène qui se rencontre en Antarctique oriental. Mais cette datation a par la suite été réfutée. Ces roches résultent d’un métamorphisme à très haute température (800-850 °C) de roches antérieures. L’évènement a commencé il y a 254 Ma, à la fin du Permien (de 299 à 252 Ma), puis la roche a été refroidie avec un taux moyen de 45 °C par million d’années. Il s’agit d’un épisode de l’orogenèse indosinenne, durant lequel le territoire du Vietnam a été assemblé. Dans ces granulites, un unique cristal de zircon a été daté à 1,4 Ga, si bien que le complexe du Fansipan conserve son record d’ancienneté.

Paysage de la province de Kontum. @Violetbonmua / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0.

L’orogenèse indosinienne au début du Mésozoïque

Avant cette orogenèse, le Vietnam était composé de deux blocs distincts, séparés par un petit espace océanique. Il y avait d’une part le bloc indochinois, comprenant la plus grande partie du pays, du sud jusqu’à la province de Thanh Hóa, ainsi que le Laos, le Cambodge et l’est de la Thaïlande, et d’autre part le nord du Vietnam. La limite entre les deux blocs correspond à peu près au fleuve Mã (le Sông Mã), qui prend sa source au nord-ouest du Vietnam, traverse une partie du Laos puis la province vietnamienne de Thanh Hóa et se jette dans le golfe du Tonkin. Une bande vert foncé de direction NW-SE a été tracée sur la carte géologique. Elle représente un ophiolite : un lambeau de plaque océanique qui a subsisté entre les deux blocs continentaux quand ils sont entrés en collision. On appelle cette zone la suture de Sông Mã. Il y a de la péridotite, roche du manteau lithosphérique qui a été altéré en serpentinite, du gabbro et du basalte, qui sont les roches de la croûte océanique. Certaines ont été métamorphisées en éclogite, parce qu’elles sont été enfouies dans le manteau avant de revenir vers la surface. Elles ont été datées à environ 230 Ma, dans la première moitié du Trias (de 252 à 201 Ma). Des nombreuses autres datations convergent vers cette période.

Lorsque la collision s’est produite, le bloc du nord, avec le complexe du Fansipan, faisait partie de la Chine du Sud, mais celle-ci n’était pas encore rattachée à la Chine du Nord. L’Asie était encore en pièces détachées, si l’on peut dire, alors que les autres continents étaient réunis au sein de la Pangée. Le plancher océanique était en subduction sous la Chine du Sud, si bien que quand la collision s’est produite, le bloc indochinois a entamé à son tour une subduction. C’est surtout lui qui a été affecté. De hautes montagnes se sont élevées dans des régions qui étaient alors sous la mer. Les roches du bloc de Kontum ont été enfouies à cette occasion dans les profondeurs de la croûte continentale, où elles ont été chauffées avant d’en être remontées par un mouvement extensif. L’érosion a permis de les mettre à l’affleurement.

Le territoire de la France avait été assemblé lors de l’orogenèse hercynienne, au Carbonifère (de 356 à 299 Ma). De même, l’assemblage du Vietnam s’est produit durant le Trias. À peu près au même moment, le terrane de Sibumasu, comprenant l’ouest de la Thaïlande et une partie de la Malaisie, s’est aggloméré au bloc indochinois. Ces montagnes ont été érodées durant le Mésozoïque (le Trias, le Jurassique et le Crétacé, de 252 à 66 Ma), qui a été l’ère des dinosaures. Si l’on n’en trouve pas au Vietnam, c’est parce qu’il manque de sédiments continentaux datant du Mésozoïque. Il y a des grès rouges du Crétacé au centre du Vietnam, ainsi que des argiles et des conglomérats (des galets cimentés), mais pas de fossile de dinosaure dedans. En revanche, les sédiments du Laos, non loin de là, ont livré des restes de ces animaux dont un spinosaure nommé Ichthyovenator laosensis.

Les sédiments du Mésozoïque ont été déposés dans des fossés d’effondrement appelés des grabens. Au cours du Trias et du Jurassique, ils ont été envahis par la mer et sont par conséquent devenus des baies. Les sédiments du Trias sont surtout du type détritique : ils ont été produits par l’érosion de la chaîne indosinienne. Les montagnes sont érodées dès qu’elles commencent à s’élever.

Sédimentation marine au cours du Paléozoïque

Comme il a été dit, le bloc indochinois a fréquemment été sous la mer avant le Mésozoïque, c’est-à-dire durant le Paléozoïque (de 541 à 252 Ma). Il a par conséquent reçu d’abondantes couches de sédiments, dont du calcaire. C’est également vrai pour le bloc de Chine du Sud, qui n’en est était pas très éloigné. Le joyaux touristique du Vietnam, la baie de Hạ Long, doit son existence à cette période de sédimentation. Il existe un paysage semblable dans la province de Ninh Bình, au sud de Hà Nội, où les pics de calcaire émergent des rizières. Du côté chinois, la rivière Li près de Guilin, dans la province du Guangxi, coule dans un paysage tout aussi féérique. Tous résultent de l’érosion karstique.

Carte de la baie de Ha Long

Jusqu’au Silurien (de 443 à 419 Ma), les blocs indochinois et de Chine du Sud faisaient partie du Gondwana, connu pour regrouper l’Amérique du sud, l’Afrique, l’Inde, l’Antarctique et l’Australie. Ils se trouvaient dans sa partie la plus septentrionale, du côté australien. À partir du Dévonien, ils s’en sont détachés, avec d’autres micro-continents appelés des terranes, et ont lentement dérivé vers la Sibérie et le noyau du Kazakhstan. Ils étaient alors baignés par les eaux de l’océan Paléotéthys. C’est dans ce contexte que le dépôt de sédiments s’est déroulé. Leur épaisseur dépasse par endroits les 12 000 mètres.

Sur la carte géologique, les sédiments les plus anciens sont en orange et en vert. Ceux du Cambrien et de l’Ordovicien sont rares. Les sédiments du Silurien supérieur sont plus répandus, ont de 2 000 à 3 500 mètres d’épaisseur et contiennent de nombreux fossiles de graptolites, de brachiopodes et de trilobites. Ceux du Dévonien sont variés, autant continentaux que marins. En 1996, des paléontologues ont annoncé la découverte d’un poisson placoderme dans la province de Quảng Bình au centre du Vietnam. Il appartenait à une famille de poissons qui a disparu à la fin de cette période. Il vivait près des côtes ou dans un environnement deltaïque, or il n’était jusqu’alors connu que dans le Dévonien inférieur de Chine du Sud. Cette observation a démontré que le bloc indochinois en était proche.

Vallée de la région de Ðồng Văn à l’extrême nord du Vietnam. Ce relief karstique est caractéristique d’un terrain calcaire. @ Trungydang / Panoramio.

Durant cette période, l’actuelle baie de Hạ Long était émergée, mais la mer s’est avancée jusqu’à l’emplacement de la grande île de Cát Bà, ainsi qu’à Ðồn Sơn sur la côte. Au cours du Carbonifère, toute la zone était recouverte par une mer chaude peu profonde, qui a déposé un milliers de mètres d’épaisseur de calcaire. Il comprend des fossiles de coraux, de brachiopodes et de crinoïdes. La carte géologique indique ce calcaire en gris uniforme. La mer s’est retirée durant le Permien, puis durant le Trias, un bassin marécageux s’est formé, dans lequel des forêts ont été transformées en charbon. Ce processus était permis par la proximité de la chaîne indosinienne. L’environnement est resté continental durant le Jurassic et le Crétacé. Seule de l’érosion se produisait, jusqu’à la transformation de la région en une pénéplaine au cours du Paléogène. Des mouvements tectoniques ont eu lieu durant le Néogène, puis la baie de Hạ Long a été envahie par la mer durant le Pléistocène. Les glaciations du Quarternaire en ont baissé le niveau jusqu’à 100-120 mètres.

Pour terminer cette brève présentation de la géologie du Vietnam, il reste à mentionner les roches plutoniques : granite, granodiorite, syénite, etc. C’est du magma qui s’est solidifié en profondeur et qui a été mis à jour par l’érosion. On en trouve de toutes les époques sauf à partir du Néogène, en particulier le long de la côte, de la province de Quảng Bình à celle Bình Thuật. L’altération du granite donne une terre jaunâtre défavorable à l’agriculture.

Voir Hang Sơn Đoòng, la plus grande grotte du monde

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