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Doc. Lab. Géol. Lyon, n° 150

 

M. AMEUR (1999) - Histoire d'une plate-forme carbonatée
de la marge sud-téthysienne : l'autochtone des Traras (Algérie
occidentale) du Trias supérieur jusqu'au Bathonien moyen.
399 p., 157 fig., 17 pl.

Résumé

L'étude des terrains triasico-jurassiques (jusqu'au Bathonien moyen) de l'autochtone de la chaîne des Traras permet de retracer l'histoire de la transgression jurassique en bordure d'une île formée par un substratum paléozoïque schisto-gréseux dépendant de la Téthys occidentale.

La mer jurassique s'avance dans des dépressions très étroites, induites par une tectonique cassante en distension dont les directions (NE-SW, E-W et NW-SE) sont identiques à celles qui affectent le socle. Des panneaux losangiques sont délimités par ces déformations qui constituent la réponse à une distension synchrone des premiers stades d'ouverture de l'Atlantique et de la Téthys. Il en résulte, dès le début du Jurassique, l'individualisation de petits bassins qui évoluent en zones subsidentes à séries épaisses, accidentées par des hauts-fonds et des seuils résistants depuis le Lias inférieur jusqu'au Bathonien moyen. Leur cicatrisation n'est effective qu'à partir du Callovien.

Cette évolution est abordée grâce à une étude détaillée : stratigraphie, sédimentologie et paléogéographie. Une importante microfaune (foraminifères benthiques) et microflore (algues), très développée dans les formations carbonatées de plate-forme restreinte, a permis des datations et des corrélations avec les régions voisines. Les brachiopodes et les ammonites nous ont permis d'établir une biostratigraphie locale des différentes formations de plate-forme de mer ouverte et de bassins.

Ce cadre se compare aisément aux échelles de référence établies dans le domaine tlemcénien et dans le reste de la Téthys.

Les limites des formations sont hétérochtones ; les épaisseurs et les faciès présentent de nombreuses variations latérales et verticales.

L'autochtone des Traras est formé par la superposition d'un "Complexe volcano-sédimentaire" (Trias supérieur-Lias inférieur) qui passe progressivement aux "Calcaires compacts de Zaïlou" (Carixien moyen). Localement, les termes supérieurs présentent des variations latérales de faciès matérialisées par les "Alternances de Ben Seria". Ils supportent les "Calcaires du Tisseddoûra" (Carixien supérieur à Domérien).

Sur les bordures des zones élevées se développe l'"Ammonitico-rosso des Traras" (Toarcien moyen à Aalénien inférieur) alors qu'au niveau des bassins subsidents, les "Marno-calcaires de Bayada" sont hétérochrones (Domérien supérieur-Toarcien moyen à supérieur) ; ils passent progressivement aux "Calcaires des Traras" (Toarcien supérieur à Bathonien inférieur). Dans les bassins subsidents, il se met en place les "Marno-calcaires du Fenakech" (Bajocien supérieur), puis les "Marnes du Sekika" (Bathonien inférieur à moyen).

La période du Trias supérieur au Lias inférieur correspond au premier épisode de morcellement de la plate-forme continentale hercynienne auquel est associé un volcanisme fissural qui constitue les premiers niveaux du "Complexe volcano-sédimentaire". Ce dernier indique des environnements de plate-forme carbonatée tidale peu profonde (calcaires interstratifiés au basalte : "Dolomie de Sidi Boudjenane" et "Conglomérats de base des Beni Ouarsous") et des milieux margino-littoraux à dépôts silico-clastiques ("Conglomérats d'Aïn Meftah", "Poudingues des Beni Menir" et "Détritique lie-de-vin").

Cette période montre des épisodes d'instabilité tectonique en relation avec des modifications paléogéographiques. Ils s'inscrivent dans un cadre géodynamique en distension lors de la phase de prérifting continental de la bordure nord-ouest du Gondwana maghrébin en relation avec la fracturation et le gauchissement du socle africain.

Pendant le Carixien moyen, les Traras sont marqués par une subsidence généralisée active qui favorise le dépôt de calcaires de plates-formes internes ("Calcaires compacts de Zaïlou") dont l'association faunistique de mer chaude est typique du domaine sud-téthysien. Les variations verticales et latérales des épaisseurs et des faciès permettent de retracer la différenciation de cette plate-forme carbonatée initiale en zones élevées peu subsidentes bordées de part et d'autre par des grabens subsidents et instables. Une plate-forme carbonatée à grands lamellibranches à test épais et grains de quartz (zones effondrées) et dépôts intertidaux (zones hautes) s'individualise au Nord. Elle est jouxtée, vers le Sud, par une plate-forme carbonatée interne qui subit des émersions fréquentes et qui évolue brusquement vers un environnement de plate-forme externe ("Alternances de Ben Seria").

Du Carixien supérieur au Domérien moyen, les Traras subissent un deuxième épisode de morcellement tectonique qui voit la mise en place d'une plate-forme carbonatée externe matérialisée par le dépôt des "Calcaires du Tisseddoûra". Ils sont hétérochrones. Ils débutent plus précocement dans les secteurs subsidents de l'Ouest et du Sud-Ouest (Carixien supérieur) que plus au Nord et à l'Est (Domérien inférieur à moyen).

Du Domérien supérieur au Toarcien moyen, la subsidence se généralise par un brusque enfoncement ; des seuils et des hauts-fonds à séries plus ou moins condensées séparent des ombilics subsidents ou des bassins à séries compréhensives. L'installation du régime pélagique est marqué par des alternances marnes-calcaires de plate-forme profonde ("Ammonitico-rosso" des Traras) ou de bassins ("Marno-calcaires de Bayada"). Ils débutent au Domérien supérieur dans les Traras occidentaux et la partie orientale des Beni Mishel, au Toarcien inférieur dans le reste des Traras. Ces différents domaines paléogéographiques s'ouvrent vers des bassins téthysiens et atlantiques comme le prouve l'arrivée des Amaltheus au Domérien moyen (Sof Ahmed) et des Pleuroceras au Domérien supérieur (Beni Menir). Ces déformations mettent en jeu des répliques d'accidents tardi-hercyniens de direction NE-SW qui localement fonctionnent en flexure.

A la fin du Toarcien et au début de l'Aalénien, une diminution générale de la profondeur intervient ; elle est liée à un changement de la dynamique d'ensemble et à des réajustements eustatiques. Elle est marquée dans les zones subsidentes par l'apparition des alternances de marnes et de calcaires à Zoophycos de bordure de bassin hémipélagique à pentes sédimentaires (membre basal des "Calcaires des Traras") alors que sur les zones hautes se développent des faciès de plate-forme ("Calcaires à oncolithes des Beni Ouarsous") et des surfaces de ralentissement de sédimentation (hard-grounds).

Depuis l'Aalénien moyen et jusqu'au Bajocien inférieur, les différents domaines paléogéographiques se comblent par des calcaires variés de plate-forme carbonatée externe à pentes sédimentaires actives (membre principal des "Calcaires des Traras"). Toute la région s'inscrit progressivement dans un domaine de transition entre bassin et plate-forme profonde.

Du Bajocien moyen jusqu'au Bathonien moyen, les Traras comprennent un bassin occidental subsident à sédimentation marneuse pélagique ("Marno-calcaires du Fenakech" ; "Marnes d'Aïn Killoun" ; "Marnes du Sekika") bordé à l'Est (Traras orientaux) par une zone haute à sédimentation carbonatée, condensée, de plate-forme profonde, dont l'installation fait suite à un ralentissement progressif de la subsidence. Cette structuration est contrôlée par des failles ou flexures de direction NE-SW ; elle provoque le développement d'une mégaséquence d'ouverture dans les Traras occidentaux.

Ces différents événements s'inscrivent dans les relations complexes qui existaient entre les bassins téthysiens et atlantiques en prélude à la véritable ouverture océanique.

 

Abstract

Dynamic history of a carbonate-platform within the south-tethyan margin : the autochtonous terranes of the Traras mountains (Western Algeria) from the late triassic to the middle bathonian

The Triassic, Liassic and Early Dogger (up to the Middle Bathonian) have given the subject of stratigraphical and sedimentological studies in the autochtonous terranes of the Traras Mountains. The results allow the description of the stages of the Jurassic transgression on an island which was constituted of a Paleozoic basement (metamorphic and folded schists and sandstones).

The Jurassic sea has progressed along narrow depressions which were controlled by brittle distensive tectonic along trands which were similar to those known in the basement. Rhombic blocks were delimited according to the first stages of the distension in the Atlantic and in the Tethys. The result was the differentiation, as soon as the Earliest Jurassic, of small subsiding basins filled by thick sedimentary accumulation and limited by sea-mounts. The Traras-Basins were part of the Tlemcen-Domain inside the Western Tethys. This pattern was to remain effective until the Callovian.

The chronology of the events has been established through a carefull review of the microfauna (benthic Foraminifera) and of the microflora (algae) which were abundant in the shallow-water carbonates. Local and regional biostratigraphy has been established by the sampling of large and well-situated collections of ammonites and brachiopods. They allow to establish accurate comparisons with the Tethyan standard zonal sequence.

From the Late Triassic to the Early Liassic : the continental variscan basement sustained a first stage of dynamic splitting. This was bound to a fissural volcanism occuring during the accumulation of a "Complexe volcano-sédimentaire" in a shallow tidal platform ("Dolomies de Sidi Boudjenane") bound to restricted coastal shelves. The detrital inputs were noteworthy ("Conglomérats de base des Beni Ouarsous", "Conglomérats d'Aïn Meftah", "Poudingues des Beni Menir" and "Détritique lie-de-vin").

During the Middle Carixian (Lower Pliensbachian), the Traras area sustained a strong and general subsidence, coeval with the build-up of an inner carbonate platform filled by the "Calcaires compacts de Zaïlou". This formation yields typical South-Tethyan fauna, microfauna and microflora. Vertical and lateral changes in facies and thickness evidence the differentiation into unsteady and subsiding grabens limited by resistant shoals. Northernly, a large carbonate platform was splitted in subsiding areas (thick-shelled bivalves and quartz supplies) and more steady zones (Intertidal environment). To the South, it was bordered by a shallow carbonate platform, frequently emerged and changing rapidly to an open outer platform ("Alternance de Ben Seria").

From the Late Carixian to the Middle Domerian, a new tectonic splitting occured, leading to the accumulation of the " Calcaires du Tisseddoûra ". They are diachronous, older in the West and the South-West (Late Carixian) than in the northern and eastern areas (Early and Middle Domerian). The overall environment was an open and outer platform.

From the Late Domerian to the Middle Toarcian, the whole area sustained a general sinking. Subsiding umbilics and basins (thick comprehensive succession) were limited by narrow shoals and sea-mounts (condensed successions). Alternatinf marls and limestones were deposited within a deep platform ("Ammonitico-rosso des Traras") or in a basin ("Marno-calcaires de Bayada"). They initiated the pelagic conditions and were diachronous, beginning during the Late Domerian in the Western Traras and in the Eastern Beni Mishel, but in the Early Toarcian in the other areas. This paleogeographic setting was controlled by the movements of NE-SW lineaments. The area was opened to Tethyan and Atlantic influences as evidence by the income of Amaltheus (Middle Domerian of Sof Ahmed) and of Pleuroceras (Late Domerian of Beni Menir).

During the Late Toarcian and the Early Aalenian, a general shallowing occured, bound to dynamic and eustatic changes. In the subsiding areas, alternating marls and Zoophycos-limestones evidenced slopes bordering an hemipelagic basin (lower member of the "Calcaires des Traras"). On the structural shoals, shallow platform limestones ("Calcaires à oncolithes des Beni Ouarsous") and hard grounds were developed.

From the Middle Aalenian to the Early Bajocian, the different paleogeographic areas were filled-up by various limestones evidencing outer carbonate-platforms with active slopes (main member of the "Calcaires des Traras"). The whole region became profressively a transitional area between a depp platform and the basin.
From the Middle Bajocian to the Middle Bathonian, the Traras Domain was divides in : 1) a western basin (pelagic to hemipelagic marls : "Marno-calcaires du Fenakech", "Marnes d'Aïn Killoun", "Marnes du Sekika") ; 2) an eastern shoal (condensed limestones accumulated on a deep platform). Such a network was controlled by NE SW trended lineaments and bound to the evolution of an opening megasequence in the Western Traras.
The different events were bound to the dynamic framework which controlled the relations between Tethyan and Atlantic basins before the real oceanic deepening.

 

Sommaire

Introduction et méthodes d'études
A - Situation d'ensemble de la région étudiée
B - Secteur d'étude
C - Historique des recherches
D - Les problèmes abordés et les milieux de dépôt. Zonation bathymétrique

Première partie : Stratigraphie
Chapitre I : Les principales successions locales synthétiques du Jurassique inférieur et moyen des Traras
A - Succession synthétique des Traras septentrionaux
B - Succession synthétique des Traras méridionaux
Chapitre II : Les documents de terrain
A - Les Traras septentrionaux
B - Les Traras méridionaux

Deuxième partie : Sédimentologie
Chapitre I : Les paramètres sédimentaires
A - Notion de faciès
B - Notion de dépôts et systèmes sédimentaires
C - Notion de milieu de dépôt
D - Notion de discontinuité
Chapitre II : Étude des différentes formations
A - Formations de base : le "Complexe volcano-sédimentaire" et les faciès latéraux
B - Les "Calcaires compacts de Zaïlou"
C - Les "Alternances de Ben Seria"
D - Les "Calcaires du Tisseddoûra"
E - Les "Marno-calcaires de Bayada" et les équivalents latéraux
F - Les "Calcaires des Traras"
G - Les "Marno-calcaires du Fenakech"
H - Les "Marnes d'Aïn Killoun"
I - Les "Marnes du Sekika" et les équivalents latéraux : les niveaux condensés des "Calcaires des Traras"

Troisième partie : Synthèse
Chapitre I : Résumé des principaux résultats
A - Synthèse biostratigraphique
B - Synthèse lithostratigraphique et corrélation à l'échelle du domaine Tlemcénien
C - Les environnements
D - Variations d'épaisseur et des faciès
E - Tectonique synsédimentaire
Chapitre II - Évolution paléogéographique
A - Les discontinuités
B - Organisation séquentielle générale du groupe carbonaté inférieur des Traras

Références bibliographiques
Liste des figures
Index des noms d'espèces citées dans le texte
Planches photographiques