Les dragages de la campagne DRADEM ont échantillonnés les différents secteurs de la marge transformante au Nord du plateau de Demerara (Figure 1). L'acquisition bathymétrique a confirmé la segmentation en trois secteurs, et qui avait déjà été proposée par Loncke et al. (2015) et Mercier de Lépinay (2016) sur la base de profils sismiques sériés. Le secteur occidental (sites A, G et B) correspond à une pente forte et linéaire, non sédimentée. Le secteur oriental (sites C et E) correspond à une succession de rides en échelon gauche. Le secteur central (entre les sites B et C) est une marge moins pentue, sédimentée et découpée par des canyons et des glissements gravitaires. Enfin, le site F se trouve sur un horst à la jonction entre la marge transformante Nord Demerara et la marge divergente Est Demerara. Cette bathymétrie est en lien avec la structure héritée de la formation au Crétacé de la marge transformante, en particulier dans la partie centrale qui apparait plus subsidente depuis cette époque.

^{Figure 1 : carte bathymétrique et structurale du secteur d'étude. Les sites de dragages A à G sont localisés (Girault, 2017)}

Le principal résultat de la campagne est la confirmation de la nature magmatique du socle du plateau de Demerara. Ont été récupérés dans trois dragues basaltes, trachy-basaltes et rhyolites. Ces roches magmatiques présentent des anomalies géochimiques communes (anomalies positives en Nb, Ta, Zr et Hf : Figure 2) qui les caractérisent comme issues d'un point chaud. Les rhyolites ont été datées sur micro-zircons (< 30 µm) à 173 Ma (Figure 3) (Basile et al., 2020).

^{Figure 2 : Elements traces des roches magmatiques draguées (A. Agranier)}

^{Figure 3 : datation U/Pb des zircons des rhyolites du dragage C1 (datation J.L. Paquette)}

Les roches sédimentaires ont permis de reconstituer ponctuellement les environnements de dépôts. On retrouve essentiellement des facies déposés dans des milieux peu profonds voire émergés, avec des apports détritiques plus ou moins importants. Ces différents facies étant pour l'essentiel non datés, ils ne permettent pas de reconstituer l'histoire sédimentaire de la marge et ses mouvements verticaux. Cependant, en association avec les structures sur lesquelles ils ont été dragués, ils permettent de montrer une subsidence très tardive (postérieure aux failles normales) pour la marge la plus distale.

L'analyse des traces de fission sur zircon met en évidence que les échantillons sédimentaires recueillis n'ont pas été chauffés in situ à plus de 350°C : les âges de refroidissement sont hérités de l'érosion qui a alimenté les sédiments détritiques en zircons. Sur chaque site, ces âges sont répartis suivant les trois pics qui peuvent être interprétés respectivement comme traduisant l'érosion post-orogénique hercynienne (300-350 Ma), l'érosion liée au soulèvement de la Central Atlantic Magmatic Province et l'ouverture de l'Atlantique central (190-200 Ma), et l'ouverture de l'Atlantique équatorial (120 Ma) (Figure 4). L'âge de cristallisation des zircons est très majoritairement associé à l'orogène panafricaine (600 Ma, Figure 4), inconnue dans le craton des Guyanes, et indiquant une source détritique à l'Est du plateau, depuis ce qui deviendra la marge africaine.

^{Figure 4 : distribution des âges de cristallisation et des âges de refroidissement des zircons détritiques (Girault, 2017). FTZ = trace de fission sur zircon; BP: cycle orogénique brésilien-panafricain; TE: cycle orogénique transamazonien-eburnéen.}

Enfin, les données magnétiques acquises ont été traitées et compilées avec celles des autres campagnes du secteur (GUYAPLAC, IGUANES, MARGATS) (travail financé par Total), et apportent de nouvelles informations sur les propriétés physiques du sous-sol du plateau. La limite entre le plateau et la plaine abyssale le bordant est particulièrement marquée en terme magnétique, soulignant leur différence de nature. Il existe également des variations de plus faible amplitude sur le plateau, qui à ce stade peuvent difficilement être interprétées en raison de l'irrégularité du maillage des acquisitions, mais qui pourraient être associées à des hétérogénéités dans le socle.

Ces différents résultats font l'objet de deux publications (acceptée: Basile et al., 2020 - et en cours de rédaction), à la fois sur les résultats des analyses, et sur leur interprétation dans le cadre de l'ouverture de l'océan Atlantique central et équatorial. Ces résultats ont également été utilisés dans des études basées sur les données géophysiques (Museur et al., 2021; Biari et al., 2021) et dans des publications de synthèse, globale (Loncke et al., 2020) ou régionale (Graindorge et al., 2020).

Références citées:

Basile Christophe, Girault Igor, Paquette Jean-Louis, Agranier Arnaud, Loncke Lies, Heuret Arnauld, Poetisi Ewald (2020). The Jurassic magmatism of the Demerara Plateau (offshore French Guiana) as a remnant of the Sierra Leone hotspot during the Atlantic rifting. Scientific Reports, 10(1), 7486 (12p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.1038/s41598-020-64333-5 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00628/74034/Archimer

Biari Youssef, Klingelhoefer Frauke, Franke Dieter, Funck Thomas, Loncke Lies, Sibuet Jean-Claude, Basile Christophe, Austin James A., Rigoti Caesar Augusto, Sahabi Mohamed, Benabdellouahed Massinissa, Roest Walter (2021). Structure and evolution of the Atlantic passive margins: a review of existing rifting models from wide-angle seismic data and kinematic reconstruction. Marine And Petroleum Geology, 126, 104898 (43p.). https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2021.104898

Girault Igor (2017). Pétrographie et thermochronologie du Plateau de Demerara (Guyane-Suriname). M2 Géoscience Dijon/Grenoble.

D. Graindorge, C. Basile, A. Heuret, F. Klingelhoefer, L. Locke, W.R. Roest, F. Sapin (2020). Le plateau de Démérara et ses marges au large des Guyanes. Géologues, 206, 21-26.

L. Loncke, A. Maillard, C. Basile, W.R. Roest, G. Bayon, V. Gaullier, F. Pattier, M. Mercier de Lépinay, C. Grall, L. Droz, T. Marsset, P. Giresse, JC Caprais, C. Cathalot, D. Graindorge, A. Heuret, J.F. Lebrun, S. Bermell, B. Marcaillou, C. Sotin, B. Hebert, M. Patriat, M.A. Bassetti, C. Tallobre, R. Buscail, X. Durrieu de Madron, F. Bourrin (2015). Structure of the Demerara passive transform margin and associated sedimentary processes. Preliminary results from the IGUANES cruise. . In: M. Nemcok, S., Rybar, S.T. Sinha, S.A. Hermeston, L. Ledvenyiova (eds), Transform margins: development, controls and petroleum systems. Geological Society of London Special Publications, 431, 1-19, 2015. doi:10.1144/SP431.7

Loncke L., Roest Walter, Klingelhoefer Frauke, Basile C., Graindorge David, Heuret A., Marcaillou B., Museur Thomas, Fanget Anne-Sophie, Mercier De Lépinay M. (2020). Transform Marginal Plateaus. Earth-science Reviews, 203, 102940 (32p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.102940 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00512/62407/

Mercier de Lépinay, M. (2016). Inventaire mondial des marges transformantes et évolution tectono-sédimentaire des plateaux de Demerara et de Guinée. Thèse de l'Université de Perpignan.

Museur Thomas, Graindorge David, Klingelhoefer Frauke, Roest Walter, Basile C., Loncke L., Sapin F. (2021). Deep structure of the Demerara Plateau: From a volcanic margin to a Transform Marginal Plateau. Tectonophysics, 803, 228645 (22p.). https://doi.org/10.1016/j.tecto.2020.228645