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Doc. Lab. Géol. Lyon, n° 95

 

M. BENEST (1985) - Évolution de la plate-forme de l'Ouest algérien et du
Nord-Est marocain au cours du Jurassique supérieur et au début du Crétacé :
stratigraphie, milieux de dépôt et dynamique sédimentaires
2 fasc., 581 p., 145 fig., 23 pl.


Résumé

Dans l'Ouest algérien et au Maroc oriental (avant-pays tello-rifain), les dépôts de la plate-forme du Jurassique supérieur et du Crétacé basal sont étudiés après une introduction consacrée au cadre structural (Monts de Tlemcen et de Daïa) issu de la tectogenèse tertiaire et quaternaire.

De nouvelles données stratigraphiques ont été acquises grâce à la découverte (ou à la révision) de faunes d'ammonites, de calpionelles et d'ostracodes. Celles qui concernent les régions orientales (Nador, Chellala et Bou Rheddou) se sont révélées d'une particulière importance pour dater indirectement les formations sans ammonites définies dans les Monts de Tlemcen. Elles permettent d'établir une échelle de répartition verticale des principaux foraminifères (surtout benthiques) et des dasycladacées. Cinq zones d'association sont mises en évidence à partir d'espèces reconnues dans l'ensemble du domaine mésogéen.

L'étude des facteurs tectoniques mais également climatiques impliqués dans les mécanismes de la sédimentation conduit à mettre l'accent sur 4 échelles séquentielles : les mégarythmes, les grands rythmes, les séquences élémentaires et les microséquences.

- Les mégarythmes (I, II et III) individualisés par corrélation entre l'avant-pays et l'Atlas saharien occidental : I (Oxfordien-Kimméridgien supérieur p.p.) ; II (Kimméridgien supérieur-Berriasien inférieur) ; III (Berriasien moyen-Valanginien s.l.).

Aux sédiments détritiques atlasiques généralement fluvio-deltaïques (d'origine sud-occidentale) correspondent les dépôts marins souvent carbonatés (mégarythme II en particulier) de l'avant-pays. Ces derniers caractérisent une plate-forme soit interne (zones intertidale et infratidale supérieure très développées) soit externe (zones infratidales inférieure et supérieure).

- Les grands rythmes A, B, C et D différenciés seulement à l'intérieur du mégarythme II (série carbonatée). L'évolution verticale peut être klüpfelienne (rythme B). Les mouvements plus ou moins transgressifs de chaque rythme s'inscrivent dans le cycle régressif qui s'achèvera au Berriasien inférieur (rythme D).

- Les séquences élémentaires (5 types). Le type le plus complet, reconnu notamment dans le mégarythme III, traduit une succession de phases d'enfoncement (dépôts par traction), de comblement (dépôts par décantation) et d'aplanissement avec production accrue des carbonates et pénétration d'organismes de mer ouverte (mouvements transgressifs). Une diminution de la bathymétrie accompagne généralement la phase finale carbonatée dans des eaux à température de plus en plus élevée (idem pour le sommet des rythmes B et D en particulier).

D'autres types séquentiels indiquent un milieu souvent peu profond (généralement protégé du domaine marin franc) pouvant présenter des fluctuations de la salinité. Toutefois, des communications très épisodiques avec le large peuvent provoquer l'arrivée d'organismes planctoniques.

Dans certains cas, les dépôts apparaissent largement influencés par les courants de marée.

- Les microséquences de marée (millimétriques) en régime carbonaté avec des laminites stromatolitiques intertidales. Leur répétition marque souvent la fin de séquences élémentaires (de 0,50 m à 2 m d'épaisseur en moyenne) débutant dans la zone infratidale supérieure avec, des argiles ou des marnes surmontées par des micrites à Favreina, à dasycladacées et (ou) à lituolidés.

Les laminites montrent une organisation résultant d'un double processus sédimentaire et biologique contrôlé par les (grandes) marées. Leur plus grande fréquence est atteinte du Kimméridgien supérieur au Berriasien inférieur tant verticalement qu'horizontalement : dans le sens E-W (du Maroc à la Tunisie) et N-S (sur plusieurs dizaines de kilomètres jusqu'à la côte méditerranéenne actuelle). Tous ces caractères permettent d'envisager l'existence d'un vaste estran. plat et très peu profond (tidal-flat) découvert sur de grandes étendues à marée basse.

Les apports épisodiques d'eau douce, dans des conditions intertidales ont dû favoriser le développement stromatolitique. Dans ce milieu, la perméabilité et la porosité du sédiment, liées à certaines structures (stromatolites, bioturbations, etc...), semblent avoir induit la dolomitisation. Celle-ci croît vers le Sud en même temps qu'augmente la fréquence des laminites stromatolitique et des détritiques quartzeux.

L'évolution tectono-sédimentaire pendant le Jurassique supérieur et l'Éocrétacé est soulignée par une subsidence différentielle, parfois très marquée, largement contrôlée par le rejeu en distension d'accidents profonds SW-NE à WSW-ENE et subméridiens (d'origine tardihercynienne ?) dans les zones les plus mobiles : grabens et horsts (Rhar Roubane et Tiffrit). Les phases paroxysmales de ces mouvements (néocimmériens), précurseurs de l'orogenèse atlasique et alpine, interviennent notamment au Tithonique basal (mégarythme II : base du rythme B) et au Crétacé basal (à partir du Berriasien moyen : mégarythme III).

La première a été particulièrement ressentie dans la partie sud des Monts de Tlemcen, au voisinage du môle de Tiffrit et sur le seuil récifal du Fillaoussène, comme dans plusieurs autres régions ouest-méditerranéennes.

La seconde (phase éocrétacée) marque une importante reprise du détritisme à partir du craton saharien et de ses dépendances marocaines (Terre des Idrissides). Elle s'accompagne de mouvements transgressifs dans l'ensemble du domaine téthysien (avant-pays tello-rifain en particulier). Mais elle provoque également des régressions et des émersions dans les zones les plus internes et les plus instables de l'orogène nord-africain où une discordance angulaire peut séparer les terrains néocomiens de la série jurassique.

D'une manière générale, les phases tectoniques fini-jurassiques et éocrétacées ainsi que les grandes coupures mégarythmiques qui en résultent sont la conséquence de mouvements distensifs que l'on peut relier à l'élargissement de l'Atlantique central et à l'activité de failles transformantes E-W séparant la plaque africaine du bloc euro-asiatique.

 

Abstract

Evolution of the west algerian and northeast moroccan platform
during the late jurassic and earliest cretaceous : stratigraphy,
depositional environment and sedimentational dynamics

The deposits of the Late Jurassic-basal Cretaceous platform of wemtern Algeria and eastern Morocco (Rifo-Tellian foreland) are studied, following an introduction describing the structural framework ("Monts de Tlemcen" and "de Daïa") resulting from Tertiary and Quaternary tectogenesis.

New stratigraphical data have been obtained through the discovery (and the restudy) of faunas of ammonites, calpionellids and ostracods. The data concerning the eastern regions (Nador, Chellala and Bou Rheddou) have proved of particular importance for dating indirectly the ammomte-barren formations of the "Monts de Tlemcen". The data permit the establishment of a biostratigraphical scale utilizing the principal foraminifera (especially benthonic forms) and dasycladacean algae. Five faunizones are differentiated on the basis of species recognized in the Mesogean (Tethyan) domain.

The study of the tectonic (and equally of climatic) factors in the mechanisms of sedimentation has revealed 4 successive scales : megarhythms, (great) rhythms, basic sequences and microsequences.

The megarhythms (I, II and III) are distinguished by correlations between the foreland and the western Saharan Atlas : I. (Oxfordian-Late Kimmeridgian p. p.) ; II. (Late Kimmeridgian-Early Berriasian) ; III. (Middle Berriasian-Valanginian s. l.).

The detrital Atlas sediments, generally fluvio-deltaic (of southwestern origin), correspond with marine deposits, often carbonates (in megarhythm II in particular), of the foreland. These latter characterise a platform in part internal (with well marked intertidal and upper infratidal zones) and in part external (lower and upper subtidal zones).

The rhythms (A, B, C and D) are defined only in megarhythm II (carbonated series). The vertical evolution may show Klüpfel-sequences (rhythm B). The more or less transgressives movements of each rhythm are included in the regressive cycle that will end in Early Berriasian (rhythm D).

The basic sequences (5 types). The most complete type, recognized notably in megarhythm III, displays a succession of phases of sinking (traction deposits), filling (decantation deposits) and levelling with increased production of carbonates and entry of open-sea organisms (transgressive movements). A diminution of bathymetry generally corresponds with the final carbonate phase in waters of progressively higher temperature (also in the upper part of rhythms B and D, in particular).

Other sequential types indicate an environment that is often shallow (generally sheltered from the open sea), with salinity fluctuations. However, very occasional communications with the open sea caused the incoming of planktonic organisms.

In some cases, the deposits appear largely influenced by tidal currents.

The tidal microsequences in a carbonate regime with stromatolitic intertidal laminites. Their repetition often marks the end of the basic sequences (from 0,5 m to 2 m thickness on average), beginning in the upper subtidal zone with clays or marls succeeded by micrites with Favreina, with dasycladacean algae and (or) with lituolids.

The laminites exhibit an organization resulting from a double sedimentary and biological process controlled by the (major) tides. Their greatest frequency is attained from the Late Kimmeridgian to the Early Berriasian, both vertically and horizontally : in the E-W direction (from Morocco to Tunisia) and in the N-S direction (over several tens of kilometers towards the present-day Mediterranean ccast). All these features permit to envisage the existence of an extensive strand, flat and very shallow (tidal-flat), uncovered for broad stretches at low tide.

The periodic contributions of fresh water, in intertidal conditions may have facilitated the stromatolitic developments. In this environment, the permeability and porosity of the sediment, associated with particular structures (stromatolites, bioturbation, etc...), seem to have induced dolomitization. This increases towards the south, as does the frequency of stromatolitic laminites and quartzitic detritus.

Tectono-sedimentary evolution during the Late Jurassic and Eocretaceous is made evident by a differential subsidence, sometimes very marked, largely controlled by distensional movements of basement faults (of late Hercynian origin ?), SW-NE to WSW-ENE and nearly N-S, in unstable areas : grabens and horsts (Rhar Roubane and Tiffrit). The paroxysmal phases of these (Neocimmerian) movements, precursors of the Atlas and Alpine orogenies, occurred especially in the Early Tithonian (megarhythm II : base of rhythm B) and the basal Cretaceous (beginning in the Middle Berriasian : megarhythm III).

The first was especially felt in the southern regions of the "Monts de Tlemcen", close to the Tiffrit uplift, and on the reefal threshold of Fillaoussène, also in several other west Mediterranean regions.

The second (Eocretaceous phase) marks an important recrudescence of detrital activity from the Saharan craton and its Moroccan extensions ("Terre des Idrissides"). It is accompanied by transgressive movements in the whole Tethyan domain (the Rifo-Tellian foreland in particular). But it caused, to an equal degree, regressions and emersions in the most internal and most unstable zones of the north African orogeny, where an angular discordance may separate the Neocomian strata from the Jurassic series.

In general, the terminal Jurassic and basal Cretaceous tectonic phases, as well as the great megarhythmic boundaries which result from them, are the consequence of distensive movements which may be related to the widening of the central Atlantic Ocean and to the activity of E-W transform faults separating the African plate from the Euro-Asiatic block.

 

Sommaire

Fascicule 1

Généralités
I - Sujet, limites de l'étude, plan général de l'ouvrage
II - Historique général
III - Présentation des principales unités lithologiques et séquentielles à l'échelle des Monts de Tlemcen et de l'ensemble du domaine étudié
IV - Description et mise en place des principales structures des Monts de Tlemcen et de Daïa
V - Méthodes d'étude

Première partie - Étude stratigraphique
Ch. I - La série carbonatée du "Jurassique supérieur" (mégarythme II)
I - La série type des Monts de Tlemcen
II - Variations latérales de faciès
Ch. II - Les argiles de Lamoricière et leur équivalent latéral : les Grès de Hassi Zerga (mégarythme III)
I - Généralités
II - Les coupes types des Argiles de Lamoricière
III - Variations latérales de faciès
Ch. III - Comparaisons avec les régions voisines
I - Djebel Taerziza
II - Atlas saharien occidental
III - Djebel Nador de Tiaret
IV - Monts de Chellala
V - Le Maroc nord-oriental
VI - Djebel Fillaoussène
VII - Massifs côtiers oranais
Ch. IV - Synthèse biostratigraphique
I - Les marqueurs stratigraphiques et les principales corrélations
II - La répartition stratigraphique des foraminifères benthiques et des dasycladacées

Fascicule 2

Deuxième partie - Les phénomènes de sédimentation
Ch. I - L'analyse séquentielle
I - Généralités sur les organisations séquentielles
II - Différents types d'évolution verticale dans le Jurassique supérieur et l'Éocrétacé
Ch. II - Les milieux de dépôts ; les principales données paléoécologiques
I - Sédimentation carbonatée
II - Sédimentation mixte
III - Conclusion ; variations de la salinité et dolomitisation dans les dépôts rythmiques

Troisième partie - Paléogéographie, contrôles tectonique et climatique de la sédimentation
Ch. I - Données paléogéographiques : des Monts de Rhar Roubane jusqu'aux Monts de Saïda
I - Formations du rythme A (Kimméridgien supérieur)
II - Marno-calcaires de Raouraï et Marno-calcaires de Hassi Haddou (Tithonique basal)
III - Calcaires de Lato et Dolomies de Terni
IV - Marno-calcaires de Hariga
V - Marno-calcaires d'Ouled Mimoun (Tithonique supérieur-Berriasien inférieur) ; comparaisons avec les Calcaires du Kerker (Maroc oriental)
VI - Argiles de Lamoricière et Grès de Hassi Zerga (mégarythme III : Berriasien moyen-Valanginien s. l.)
VII - Conclusion
Ch. II - Évolution tectono-sédimentaire de la marge gondwanienne en Oranie
I - Les mouvements oxfordiens
II - Les mouvements kimméridgiens
III - La crise tectonique du Tithonique inférieur
IV - L'épisode Tithonique-Berriasien inférieur
V - La phase tectonique éocrétacée
VI - Conclusions

Conclusions générales - Le Jurassique supérieur et l'Éocrétacé dans le domaine alpin occidental
A - La rythmicité des dépôts et les mouvements tectono-sédimentaires dans le cadre de la plate-forme nord-africaine
B - La paléotectonique dans les chaînes alpines téthysiennes occidentales
C - Les grands traits de l'évolution géodynamique éoalpine dans la Téthys occidentale

Références bibliographiques
Liste des figures
Index géographique
Index paléontologique
Index concernant certain termes géologiques s. l.
Planches