Caractères pétrographiques et géochimiques des sédiments du fleuve Lobé (Sud Cameroun) ; provenance, environnement de dépôt et statut environnemental

Abstract

La présente étude apporte des informations sur la nature des sédiments et l’histoire tectonique du substratum du cours d’eau Lobé et détermine au travers de leur statut environnemental, l’impact des activités anthropiques dans ce milieu. Des analyses physiques, minéralogiques et géochimiques ont été effectuées sur les carottes sédimentaires dudit cours d’eau. Les sédiments du cours d’eau Lobé, de couleur gris marron à blanchâtre, sont constitués de sables (81,54 % en amont et 82,18 % en aval), des limons (16,93 % en amont et 16,29 % en aval) et d’argiles (1,61 % en amont et 1,69 % en aval), leur conférant une texture sableuse à sablo-limoneuse où les niveaux sableux enregistrent de faibles teneurs en eau. Les concentrations en matière organique comprises entre 0,38 et 4,83 % en amont et entre 0,71 et 3,97 % en aval, sont faibles. Ces sédiments sont composés de quartz comme phase majeure et selon le diagramme Q-F-L, ils sont des litharenites feldspathiques et des arkoses lithiques. La classification géochimique de ces sédiments les identifie majoritairement comme sables ferreux et litharenite. Les diagrammes ternaire (Al2O3–TiO2–Zr) et binaire (Th/Sc–Zr/Sc) suggèrent un recyclage et un tri élevé des sédiments, indiquant que l'énergie hydraulique affecte la texture des sédiments. Les diagrammes ternaires A-CN-K, (A-K)-C-N, l'indice d'altération chimique (CIA) et l'indice d'altération des plagioclases (PIA) indiquent que les sédiments étudiés et leur zone source ont subi un degré d'altération chimique élevé. Le cortège minéralogique suggère une provenance hétérogène, constituée de roches ignées, métamorphiques et sédimentaires. Les diagrammes binaires Zr vs TiO2, Th/Co vs La/Sc, Cr/V vs Y/Ni et La/Th vs Hf et ternaire V–Ni–Th*10 et le diagramme discriminant de provenance, suggèrent des roches mères felsiques avec une contribution négligeable des roches mafiques/ultramafiques et des détritus recyclés. La comparaison des spectres normalisés par rapport à la chondrite de ces sédiments avec des roches mères potentielles révèle que ces sédiments sont dérivés des roches du socle précambrien composées de suites tonalitiques, trondhjemitiques et granodioritiques, avec des restes dérivés de la ceinture de roches vertes archéennes. Les diagrammes binaire SiO2 vs K2O/Na2O, ternaire La-Th-Sc et Th-Sc-Zr/10 et les fonctions discriminantes tectoniques, indiquent un contexte de rift en marge passive, cohérent avec l'histoire tectonique du Complexe du Ntem. La répartition des métaux lourds (Fe, Ni, Cr, Co, Sc et V) et des radionucléides (Th et U) étudiés dans les trois couches définis (surface, milieu et base) présente la même succession : Fe > Cr > Ni > V > Th > Co > Sc > U. La concentration maximale de la plupart de ces éléments a été enregistrée au milieu, puis la surface et la base. Les indices de pollution (EF, I-geo, CF et PLI) suggèrent que les couches de surface et du milieu sont « polluées » tandis que celle de la base est « non polluée », démontrant la dégradation de cet environnement avec le temps ; Cr, Ni et Th étant les éléments les plus « polluants ». Une source anthropique est suggérée pour les métaux et une source naturelle pour les radionucléides.