Géologie du paléozoïque des Rehamna nord-orientaux, Maroc. Évolution sédimentaire et structuration hercynienne d'un bassin dévono-carbonifère. Sédimentation et déformation des molasses post-orogénique
Résumé
In the northeastern part of the Paleozoic Rehamna massif, Cambrian to Lower Carboniferous sediments were structured during the Hercynian orogenesis posterior to the upper Visean to Namurian stage. The post-orogenie molasses, produced from rock falls and sliding of the latter edified fold belt, were deformed during the Permian compression. The Cambrian-Ordovician and Silurian were prevailed by shallow marine shelf deposits. The shelf geometry started being modified as from the Upper Silurian due to the predominance of N30° and N80° fault sets accompanied by horsts and grabens : thus, the appearance of the submeridian Imfout horst and the graben of northeastern Rehamna. The Devonian and Carboniferous facies are characteristic of basinal margins. The lower Devonian sediments are thus detritic and biodetritic with shelf carbonates installed in the middle Devonian to the east of Imfout uplift with built-up reefal limits to the west. The Upper Devonian witnessed basinal subsidence east of the Rehamna with the sedimentation of turbidites. Shelf carbonates were deposited in the Upper Visean, borded to the west by a barrier reef. The shelf was later structured by listric faults during the basinal extension followed by sandy, silty and biodetritic sedimentation. The Hercynian deformation started after the Upper Visean : an initial folding phase with Po folds followed up by a tangential shearing from the SE towards the NW originated the formation of the Gada Jennabia nappe. This nappe then evolved into a gravitational nappe which slided contemporaneously with the erosion of the substratum and the opening towards the west of a late Visean to Namurian ? flysch basin. The major post-late Visean to Namurian ? deformation varies in intensity. It is particularly intense in thin zones (emplacement of synsedimentary paleofault sets) characterized by two folding homo axial episodes (P1 and P2) whitch are synchronous to S1 and S2 schistosity, followed by brittle shearing with transcurrent shearings evolved into thrust faults towards the NW engendering flower structures. Within larger bands, the major deformation is less intense, only the Pl folds are recorded while late Hercynian movements only engendered the reworking of the initial tangential contacts. The fold belt was partly levelled by an active erosive phase. An E-W basin controlled by a major N80° fault and minor N30° faults was formed and infilled by molasse and volcanic materials. The latter basin underwent a compressive phase which induced N60° to N80° folds and thrust faults towards the N and NNW. The remobilisat.ion of N30° faults engendered a second basin infilled from active erosion with molassic materials an volcanics from faulting. These deposits were flexured along the N30° faults bordering the basin.
L'introduction est essentiellement consacrée à l'historique des travaux géologiques faits sur le Primaire du massif des Rehamna et sur les interprétations proposées pour expliquer la structure de sa partie septentrionale (région de Mechra ben Abbou). La première partie est relative à la stratigraphie des terrains impliqués dans l' orogenèse hercynienne et des molasses post-orogéniques, l'accent étant mis sur l'évolution paléogéographique des bassins. Le Cambrien, l'Ordovicien et le Silurien sont caractérisés par un régime de plate-forme peu profonde. A partir du Dévonien inférieur, la géométrie des bassins commence à se dessiner: un haut-fond (ou terre émergée) subméridien, placé au niveau de l'actuel axe d'Imfout va guider la sédimentation et l'évolution des bassins successifs pendant tout le Dévonien et le Carbonifère inférieur. Cette paléogéographie est analogue à celle de la Méséta nord-occidentale qui constitue le prolongement septentrional de la zone étudiée. Les conglomérats de Mechra ben Abbou, produit de démentelement de la chaine hercynienne, ainsi que les produits volcaniques associés se sont déposés dans des bassins intramontagneux contrôlés par des failles d'abord E-W puis N30°. La deuxième partie est consacrée à l'étude des déformations synsédimentaires qui ont accompagné l'ouverture des bassins glissements intraformationnels synchrones de la sédimentation dans les bassins dévonien inférieur et viséen supérieur ; olistolites et olistostromes essentiellement dans le bassin dévonien inférieur; nappes gravitaires (ou klippes sédimentaires) sur la bordure occidentale du bassin viséen supérieur et failles synsédimentaires actives pendant l'ouverture des différents bassins du Dévonien au Carbonifère. La troisième partie est consacrée à l'étude du magmatisme préorogénique viséen. Sur la base des analyses pétrographiques et chimiques des éléments majeurs, nous retiendrons qu'il s'agit d'un magmatisme tholéiitique associé à l'ouverture d'un bassin arrière arc. Ce résultat est en accord avec les études faites par d'autres auteurs sur le magmatisme dinantien des Jebilet centrales et de la Méséta nord-occidentale qui appartiennent paléogéographiquement au même ensemble. La quatrième partie est axée sur l'étude tectonique ; Trois épisodes de déformation sont mis en évidence : 1 - déformation précoce caractérisée d'abord par un plissement P0 très modéré suivi d'une phase d'érosion et de la mise en place, en partie gravitaire, de l'unité allochtone de la Gada Jennabia ; 2 - déformation majeure d'intensité variable selon les zones : elle est maximale dans des couloirs répartis en deux directions N-S à N30° et N70°, sans doute héritées des zones d'anisotropie du socle sous-jacent, où se produisent successivement deux phases de plissement Pl et P2 suivies de cisaillement cassant à composante décrochante dextre. Dans des couloirs plus larges, la déformation majeure est moins intense ; les seuls plis P1 qui y sont représentés sont en échelon ; leur obliquité sur les couloirs indique encore une tendance décrochante dextre 3 - tectonique tangentielle tardi-hercynienne : d'abord une première phase qui se manifeste par des chevauchements du SE vers le NW dans certains couloirs de cisaillement ; il semble y avoir un passage du décrochement au chevauchement. Certains contacts tangentiels précoces sont également réactivés. Lors de la seconde phase, les déplacements sont du N vers le S. Cette seconde phase est peut-être synchrone de la déformation des molasses post-orogéniques. Les déformations post-orogéniques qui affectent les premiers dépôts congloméra tiques et volcaniques (formation 1) ainsi que leur substratum paléozoïque se manifestent par un plissement N60° à N80° suivi d'écaillage à vergence N à NNW puis de fracturation N30° et N80° ; les conglomérats et le matériel volcanique de la formation 2 qui reposent en discordance angulaire sur les premiers sont flexurés par un rejeu tardif des failles N30°. Dans la conclusion générale un essai de synthèse de l'évolution sédimentaire et tectonique dans l'ensemble du tronçon hercynien du Moyen Maroc a été proposé : la migration de la déformation paroxysmale de l'Est (Midelt) où elle est d'âge dévonien supérieur à l'Ouest (Méséta occidentale) où elle est d'âge post-namurien permet de placer la partie interne de la chaîne vers l'Est. Un modèle géodynamique déduit des résultats géochimiques des roches magmatiques dinantiennes envisage une suture probable vers l'Est du Maroc avec plongement d'une plaque océanique vers l'Ouest, sous la Méséta occidentale. Cette suture marocaine hypothétique pourrait constituer un prolongement vers le Sud de la suture méridionale de la chaîne hercynienne de l'Europe.