La géologie du Sénégal est dominée par un vaste bassin sédimentaire, le bassin sénégalo-mauritanien, qui couvre les quatre cinquièmes du territoire. Ce bassin est comblé par des séries sédimentaires d'âge Mésozoïque et Cénozoïque, dont l'épaisseur totale atteint par endroits plus de . L'extrémité sud-est du pays, dans la région de Kédougou, échappe à cette couverture : le socle précambrien y affleure dans ce que l'on appelle la « boutonnière de la Falémé ». Cette opposition entre bassin sédimentaire à l'ouest et socle cristallin à l'est constitue la caractéristique majeure de la géologie sénégalaise. Le sous-sol recèle des ressources variées : phosphates, calcaires, lignite, minéraux lourds (zircon, ilménite), et des indices aurifères dans le socle précambrien.

Histoire géologique

L'histoire géologique du Sénégal débute au Paléoprotérozoïque (environ 2 000 millions d'années) avec la formation du socle cristallin de la boutonnière de la Falémé. Ce socle est composé de roches métamorphiques et plutoniques (gneiss, micaschistes, granitoïdes) qui ont subi plusieurs phases de déformation et de métamorphisme. Les datations radiométriques indiquent des âges compris entre 2 000 et 2 100 millions d'années pour les formations les plus anciennes.

À la fin du Précambrien et au début du Paléozoïque, l'orogenèse panafricaine (environ 600 millions d'années) a affecté le socle, suivi de l'orogenèse mauritanienne au Carbonifère-Permien (320 à 270 millions d'années). Ces orogenèses ont déformé et métamorphisé les roches du socle, notamment dans la boutonnière de la Falémé.

L'ouverture de l'océan Atlantique au Jurassique supérieur (environ 160 millions d'années) a marqué le début de la sédimentation dans le bassin sénégalo-mauritanien. La marge atlantique sénégalaise s'est développée par subsidence thermique et tectonique, avec une sédimentation marine continue du Jurassique au Cénozoïque. Des épisodes de volcanisme alcalin ont affecté le bassin, notamment dans la région du Cap-Vert, entre le Miocène et le Pléistocène.

La formation du Continental Terminal, d'âge Miocène-Pliocène, a marqué une phase de sédimentation continentale et de développement de cuirasses latéritiques. Au Quaternaire, les transgressions marines et les épisodes désertiques ont modelé les paysages actuels, avec la formation de terrasses, de dunes (ergs du Ferlo et de la Linguère) et de cuirasses ferrugineuses.

Régions géologiques

Le Sénégal se divise en deux grandes régions géologiques : le bassin sédimentaire sénégalo-mauritanien à l'ouest et le socle précambrien de la boutonnière de la Falémé à l'est.

Bassin sédimentaire sénégalo-mauritanien

Le bassin sénégalo-mauritanien, d'une superficie d'environ (dont les deux tiers en territoire sénégalais), est un vaste bassin de marge passive dont l'ouverture a débuté au Jurassique supérieur (environ 160 millions d'années). La série sédimentaire, d'une épaisseur maximale de , comprend du Jurassique au Quaternaire, avec une sédimentation essentiellement marine de plate-forme.

Les formations les plus anciennes du bassin sont des marnes et des calcaires d'âge Jurassique supérieur et Crétacé inférieur, qui n'affleurent pas en surface. Le Crétacé supérieur (Maastrichtien) est marqué par d'importants dépôts de sables et de grès, qui constituent un aquifère majeur (nappe du Maastrichtien).

L'Éocène est représenté par des calcaires marins (calcaires de Taïba, calcaires de Thiès) qui renferment des gisements de phosphates. L'Éocène moyen est marqué par une lacune sédimentaire (discordance), suivie au Miocène de dépôts continentaux (grès, argiles) et de formations marines. Au Quaternaire, les sables dunaires (ergs du Ferlo et de la Linguère) recouvrent une grande partie du territoire.

La région du Cap-Vert présente un volcanisme alcalin d'âge miocène à pléistocène, matérialisé par des basaltes et des dykes de dolérites. Ce volcanisme est associé à une activité tectonique qui a affecté la marge atlantique sénégalaise.

Socle précambrien (boutonnière de la Falémé)

Le socle précambrien affleure dans la région de Kédougou, le long de la vallée de la Falémé, sur environ . Il est constitué de roches métamorphiques et plutoniques : gneiss, micaschistes, quartzites, et granitoïdes. Les datations radiométriques indiquent des âges compris entre 2 000 et 2 100 millions d'années (Paléoprotérozoïque) pour les formations les plus anciennes. Ce socle est recoupé par des dykes de dolérites et de basaltes, témoins d'une activité magmatique ultérieure, probablement au Jurassique. La boutonnière de la Falémé est considérée comme une fenêtre tectonique, résultant d'un soulèvement qui a érodé la couverture sédimentaire. Elle renferme des indices aurifères de faible teneur.

Structure et tectonique

La structure du Sénégal est dominée par le bassin sénégalo-mauritanien, qui repose sur un socle de type panafricain (Birrimien) très fracturé. Le bassin présente une structure en « cuvette » légèrement asymétrique, dont le centre se situe au large des côtes, vers Dakar. Plusieurs failles majeures, orientées nord-sud et nord-est-sud-ouest, structurent le bassin et jouent un rôle dans la circulation des fluides souterrains.

La marge atlantique sénégalaise est marquée par une tectonique salifère (halocinèse) : les dépôts salifères du Jurassique supérieur se sont déformés en diapirs, créant des structures en « dômes de sel » qui affectent les formations sus-jacentes. Ces structures sont visibles dans le bassin offshore, où elles constituent des pièges pour les hydrocarbures. La région de la boutonnière de la Falémé est marquée par une tectonique cassante, avec des failles nord-sud et est-ouest qui recoupent le socle précambrien. L'orogenèse mauritanienne, active entre 320 et 270 millions d'années, a affecté l'extrémité nord-est du pays, mais son influence est limitée au Sénégal. La sismicité est faible à modérée, avec quelques séismes historiques de magnitude inférieure à 5.

Hydrogéologie

Le Sénégal possède d'importantes ressources en eaux souterraines, réparties dans plusieurs aquifères superposés. Les plus exploités sont :

la nappe du Maastrichtien (Crétacé supérieur), contenue dans les grès du Maastrichtien, alimente la majeure partie du pays, notamment pour l'irrigation. Son épaisseur varie de 50 à 300 mètres, et sa productivité est généralement élevée ; la nappe des sables quaternaires, superficielle, est surtout exploitée dans la zone côtière et dans la vallée du fleuve Sénégal. Elle est alimentée par les précipitations et peut être vulnérable à la pollution ; la nappe du Continental Terminal (Miocène-Pliocène), composée de grès et d'argiles, est un aquifère semi-captif, important dans la région de Thiès.

Les eaux souterraines sont de type bicarbonaté et calcique, mais présentent localement des minéralisations élevées (zones côtières, dans le Ferlo). Les prélèvements sont estimés à plusieurs centaines de millions de mètres cubes par an, avec une pression croissante due à l'irrigation et à l'urbanisation. La recharge est assurée principalement par les pluies de mousson, et les ressources renouvelables sont estimées à de mètres cubes par an.

Ressources naturelles

Les ressources minérales du Sénégal sont variées, mais l'exploitation reste concentrée sur quelques substances.

Phosphates

Les gisements de phosphates du Sénégal sont les plus importants d'Afrique de l'Ouest. Deux grands gisements sont exploités :

le gisement de Taïba (région de Thiès), d'âge Éocène moyen (Lutétien), renferme des phosphates sédimentaires contenant 24 à 30 % de P2O5. Les réserves sont estimées à de tonnes ; le gisement de Lam-Lam (région de Thiès), également de l'Éocène, contient des phosphates dont la teneur moyenne est de 27 % de P2O5.

L'exploitation des phosphates est assurée par la société des Phosphates de Taïba (SCT), filiale des Industries chimiques du Sénégal (ICS).

Calcaires et ciments

Les calcaires du Paléocène et de l'Éocène, riches en calcaire, sont utilisés pour la production de ciment. Les carrières de calcaires sont situées autour de Thiès et de Dakar, et alimentent les cimenteries de Sococim et Dangote.

Minéraux lourds

Des dépôts de minéraux lourds (zircon, ilménite, rutile) sont présents dans les sables côtiers, notamment au sud de Dakar et en Casamance. Le gisement de Ndayane (près de Mbour) renferme des concentrations exploitables de zircon et d'ilménite.

Attapulgites

Le bassin sédimentaire contient des gisements d'attapulgite (argile fibreuse), utilisée dans l'industrie chimique et le raffinage des huiles.

Or

Des indices aurifères ont été identifiés dans le socle précambrien de la boutonnière de la Falémé, notamment dans la région de Kédougou. Plusieurs permis d'exploration ont été attribués, mais aucune exploitation industrielle n'est en cours.

Lignite

Des gisements de lignite (charbon) ont été identifiés dans le bassin sédimentaire, notamment dans les formations du Continental Terminal (Miocène-Pliocène), mais ils ne sont pas exploités.

Hydrocarbures

Le Sénégal possède un potentiel pétrolier et gazier dans le bassin offshore sénégalais. La découverte des champs de SNE (pétrole) et de Tortue (gaz) par la société britannique Cairn Energy a relancé l'intérêt pour le sous-sol sénégalais. Les réserves totales, encore en évaluation, pourraient dépasser les de barils d'équivalent pétrole.

Patrimoine géologique et sites

Le Sénégal possède plusieurs sites d'intérêt géologique, dont certains sont protégés ou valorisés pour le tourisme. Parmi les sites notables :

la presqu'île du Cap-Vert, qui présente des affleurements de roches volcaniques (basaltes, dolérites) et des formations sédimentaires marines, offrant un panorama sur l'histoire géologique de la marge atlantique ; les falaises de la Petite Côte (entre Dakar et Mbour), qui exposent des séries sédimentaires du Paléocène et de l'Éocène, riches en fossiles marins ; la vallée de la Falémé, dans la région de Kédougou, qui offre un accès aux formations du socle précambrien et aux indices aurifères ; les dunes de la Linguère et du Ferlo, qui illustrent les processus désertiques du Quaternaire.

Cartographie géologique

Carte géologique au 1/500 000 (mars 2009)

La révision de trois cartes géologiques du Sénégal concerne principalement le substratum géologique sédimentaire, d'âge Crétacé supérieur à Miocène, le volcanisme du Cap-Vert, d'âge miocène à Pléistocène et les formations superficielles Pliocènes et Quaternaires, et actualise les trois feuilles nord-ouest, nord-est et sud-ouest de la Carte géologique de la République du Sénégal et de la Gambie, réalisée par le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM) en 1962.

En particulier le passage de la découpe chronostratigraphique, qui s'imposait encore dans les années soixante à la découpe lithostratigraphique prévalant à l'heure actuelle se fait avec proposition de noms de groupes, formations et membres et de lieux-types. L'utilisation d'imagerie satellitaire et le géopositionnement par satellite (GPS) améliore considérablement la précision.

La récupération de nombreuses données de sondages pétroliers et hydrauliques accorde une connaissance accrue de la subsurface et une compréhension nouvelle de la tectonique, résultant en l'introduction de failles inconnues auparavant.

Les ressources minérales du terrain de ces trois cartes tournent principalement autour des phosphates, calcaire de cimenterie et attapulgites. Le potentiel des argiles, dolomies, minéraux lourds et matériaux pour granulat est aussi à considérer.

Carte géologique au 1/200 000 (mars 2009)