Pergamon lard ofAfrican Eonh Sciences. Vol. 22, No. 2. pp. 173-189. 1996

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08994362M $15.00 + 0.00

Le Prot&ozoi’q,ue supbieur d’Imiter, Saghro oriental, Maroc: un contexte gkodynamique d’arri&re-arc

H. OUGUW, J. MACAUDIEREz 3 et G. DAGALLIER2

1Departement de Geologic, Faculte des Sciences, Universik My Ismail, B.P.4010, Meknes, Maroc Tentre de Recherches Petrographiques et Geochimiques, BP 20,545Ol Vandoeuvre Cedex , France

“Ecole Nationale Sup&ewe de GWogie, BP 452,54001, Nancy Cedex, France

(Received 24 February 1995: revised version received 29 November 1995)

R&mm6 - L..e Pmt&ozoique sqkieur (PII) d’hniter comporte une grande proportion de depots turbiditiques graywackeux qui s’organisent en cones sous-marins profonds. I1 s’agit de d&p&s de bas de talus dans un bassin en distension, pr&Alant l’orogen&se panafricaine. Cette distension est associ#e B un volcanisme basique (MORB) en- richi en Terms Rams leg&es par contamination crustale.

L.es dorm&s p&ographiques et g&chimiques montrent que ces graywackes sont immatures (23 il42% de feld- spaths, 11 & 24% de fragments lithiques) et B forte concentration en NazO, Ba, Co, Cr et Ni. Ces don&es conduisent A e&sager un contexte geodynamique actif d’arri&e-arc, la ceinture d’art &ant sit&e au sud du !+@ro. Cepen- dant, l’alimentation du bassin pr&ente un caract&e continental de nature calco-alcaline et provient du nord-est, c’est a dire dune d&e&ion oppos&. De plus, la distribution des Terms Rams montre l’evidence d’un domaine actif; cehd-ci est rep&sent& par un bassin marginal ou d’arriere-arc dans lequel la bipolarite de l’alimentation est bien soulignee.

Abstract - The U’pper Proterozoic (PII) of Imiter shows a large amount of turbiditic greywackes which are organ- ized into deep sea fans. They were deposited at the foot of the continental slope in an extensional basin prior to the Pan-African orogeny. The extension is associated with mafic volcanism (MORB) enriched into light REE by crustal Contamination.

Petrological and geochemical data show that the greywackes are immature (23 to 42% feldspars, 11 to 24% lithic fragments) with high concentrations of NazO, Ba, Co, Cr and Ni. AlI these features’ are consistent with an active back-arc environin ent, the arc itself being situated to the south of the Saghro mountains. However, the source of the sedimentary infill of the basin shows continental characteristics with talc-alkaline affinities. Furthermore, this material comes from the northeast, which is a direction opposite to the arc. The REE pattern is characteristic of an active domain. This domain would correspond to a marginal or back-arc basin, supplied with sediment from two opposing directions.

Plusieurs parametres tels que la nature de la roche mere, l’alt&ation, le transport et la diagen&se sont classiquement invoqub pour rendre compte de la composition chimique des roches detritiques ter- rig&m3 L’interpretation des don&es p&ro- graphiques et geochimiques concernant les sediments d’un bassin, doit aussi prendre en compte les nou- veaux concepts en mat&e d’evolution des mod&s geodynamiques. En fait, toutes ces donn&s conduis- ent globalement a apprehender le site geotectonique dans lequel les &dimenk se sont deposes (Crook, 1974; Siever, 1979; Blatt et al., 1980; Dickinson et Val- loni, 1980). A l’#vidence les informations p&o- graphiques traitant de ce probleme sont nombreuses. En les associant a des d.onn&s g6ochimiques, nette- ment moins abondantes dans la litterature, il devient

possible de mieux caracteriser la signature de l’environnement g6odynamique des depots.

La caracterisation p&rographique et geochimique des sites g&ectoniques par les sediments, aussi bien a partir d’exemples &cents (Maynard et al., 1982) qu’anciens (Bhatia, 1983,1985; Bhatia et Crook, 1986) a souvent et6 effect&e sur des ensembles turbidi- tiques parce qu’ils representent un materiel favorable a l’enregistrement dune signature geochimique. En effet, la dynamique des courank de turbid@ reduit les contacts interparticulaires directs, limitant les #changes chimiques et l’usure .mecanique. La com- position des turbid&s represente done assez fidele- ment celle des sediments de l’amont; la, le temps et la longueur du transit sur la plate-forme, sont directe- ment gouvemes par le site geotectonique.

Les sediments d’hniter d’age proterozdique sup& rieur (PII), constituCs en grande partie par des

173

174 H. OUGUIR et nl.

BoutonniZre8 :

1 : Imiter

2 : Soumalne

3 : Kelaa des Mgouna

4 : Sidi Fish

5 : Bou Azzer-El Graara

Figure 1. Schkna de situation des principales boutonni&es pr& cambriennes du Saghro (Anti-Atlas oriental, Manx), d’aprh Ia carte g6ologique du !3aghro Dad&s 1200 000.

turbid&s, peuvent done &re utili&s pour la deter- mination du site geotectonique de leur depot. Cette demarche devrait Cgalement permettre de preciser I’environnement du gite argentifere d’hniter qui s’y trouve encais& au contact de la couverture vol- canique du Prot&ozoXque terminal @II), suivant un systeme complexe de failles (Ouguir et al., 1994). L’utilisation des diagrammes de discrimination r&- cessite quelques precautions:

i) Les travaux pi&it& ne prennent generalement pas en compte. les roches contenant plus de 25% de matrice. Denis et Dabart (1988) ont montre que cette limite peut @tre port& a 40% en I’absence de correla- tion significative entre la matrice et les autres consti- tuants. Nous conserverons done les valeurs situ&s en de@ de ce dernier seuil.

ii) Les roches precambriennes ont souvent et& ecarti?es de ce type d’etude car la validit& des modeles de la tectonique des plaques n’etait pas unanimement reconnue pour le Prot&ozoYque. Plusieurs auteurs dont Denis et Dabart (1988) l’ont etendu a la periode consider& et les mod&s geodynamiques en termes de tectonique des plaques sont d&sormais com- munement proposes pour determiner le contexte du Pan-Africain (Leblanc et Lancelot, 1980; Saquaque et al., 1989; Leblanc et Moussine-Pouchkine, 1994). C’est pourquoi il apparait raisonnable d’utiliser ici de tek diagrammes, initialement employ& pour les seules series phanerozdiques.

iii) La facies les plus m&amorphisCs (metamorphisme regional et de contact) d’Imiter ont et& &cart& afin d’eviter de prendre en compte un chimisme principalement lie a des transformations secondaires.

id Seuk les facies turbiditiques ont ete retenus. En effet, leur mode de depot gravitaire rapide reflete bien le contexte geOtectonique de leur materiel d’origine, les autres milieux de depot recueillant des’ particules plus fines ayant pu evoluer depuis leur

zone source. Ce travail se propose done principalement de

caracteriser et de comprendre le contexte geody- namique de la serie detritique du Prot&ozoXque superieur (PII) d’hniter et, par la, de l’inserer dans l’evolution de l’Anti-Atlas.

CONTEXTE GEOLOGIQUE

La boutonniere d’Imiter, sit&e a 30 km a l’ouest de Tinghir sur le flanc nord du Jbel Saghro (Anti- Atlas oriental), comporte une #paisse Serie s&limen- taire (>1200 m) d’lge prot&ozoXque sup&ieur (PII) (Fig. 1). Cette serie a dominante g&so-pt?litique se termine par une formation de schistes noirs encais- sant un g&e argento-mercurifere complexe (Grappe, 1976; Guillou et al., 1988). Elle affleure sous les depots volcaniques et volcano-s&limentaires du Pr#cambrien terminal (PIII). L’ensemble est recouvert au nord par des terrains infra-pakozdiques et paleozdiques.

La serie &id& comporte un empilement de termes detritiques varies. Certains d’entre eux montrent des structures s&limentaires (flute marques, sillon marques, rebroussements.. .) t&s typiques des depots de courants de turbidit& de cou- rants tractifs de fond, de d&cant&ion ou d’autres pro- cessus connexes. L’ensemble de ces d&p&s est mar- que par I’abondance des turbid&s organis& en sequences de type Bouma (Bouma, 1962), completes ou non (Ma&i et Ouguir, 1990). Leurs differents termes s’observent facilement mais ‘b’ et ‘d’ p&en- tent des laminations peu nettes, et ‘e’ des laminations pratiquement indistinctes. En general, la puissance des termes ‘c’ a ‘e’ decroit en mgme temps que ‘a’ augmente. L’association de ces sequences permet de distinguer des turbid&s fines, constituant l’essentiel des termes lithologiques sombres et schisteux et des turbidites grossieres en sequences pluri- decimetriques h metriques comportant un terme ‘a’ developpe et des termes ‘c’ a ‘e’ reduits ou tronques par rapport a la sequence type de Bouma. L’agence- ment de ces sequences permet de definir des mega- sequences positives, negatives ou cycliques, corres- pondant h des d&p&s de chenaux et de lobes, tres revelatrices de l’environnement et des conditions de dep8t (Walker et Mutti, 1973; Walker, 1978). Les depbts d’Imiter constituent des edifices sedimentaires de type ‘cone sous-marin profond’ ou ‘deep-sea fan’. Les niveaux de turbid&es fines et de schistes noirs qui encaissent la mineralisation argentifere, s’inscrivent dans ce dispositif s&lime&&e. 11 s’agit d’un environ- nement de bas de talus alimente par du materiel provenant du nord-nord-est (Marini et Ouguir, 1990; Ouguir, 1991) comme l’indiquent les figures s&dimen- taires de bases de banes (Fig. 2).

Ces d&p&s, engages dans une tectonique

Le. Protirozofque sufirieur d’Imiter, Saghro oriental, Maroc

Nombre de mesures = 18 IO”

175

W 16.6 13.3 9.9 6.6 3.3 0 3.3 6.6 9.9 13.3 16.6 %

Fim: 2 Rosace montrant les directions de rapport Sedimentaire mesurkes sur des flute- ca& au centre de la boutonnibe d’hniter.

polypha& lors de I’orogenese panafricaine (Ouguir et al., 1994), appartiennent au domaine mobile pan- africain (Leblanc et Lancelot, 1980) de la chaine anti- atlasique dans lequel ne s’observent que des series de couverture du Proterozciique superieur (680-580 Ma). Ce domaine est separ#, vers le sud-ouest, du craton ouest africain (2000 Ma; Charlot, 1978), dans lequel on reconnait un ensembsle du Proterozdique inferieur appele PI (Choubert, 1947, 1963), par l’accident ma- jeur anti-atlasique. Celui-ci est jalonne par un com- plexe ophiolitique date a 788 Ma qui temoignerait d’une ouverture oceanique (Leblanc, 1973, 1975). L’evolution g&odynamique de ce bassin oceanique a suscite de nombreuses conlroverses. En effet, Leblanc et Lancelot (1980) p ensent que cette ouverture serait suivie dune subduction a plongement probable vers le sud puis d’une abduction et enfin dune collision entre le craton ouest africain et un hypothetique con- tinent septentrionnal. D’autres auteurs (El Boukhari et al., 1992; Saquaque et a,!., 1989, 1992; Hefferan et al., 1992) envisagent plut6t une subduction comportant un plan de Benioff a pendage nord et lice a un com- plexe d’art/avant-arc; celle-ci serait representee par le domaine de Bou Azzler et le Saghro serait en posi- tion d’arriere-arc (Benziane et Yazidi, 1992).

ANALYSE PETROGRAPHIQUE

Composition mineralogique

La formation graywackeuse d’hniter se caract&ise par son homogeneite et son immaturite texturale. Elle comprend surtout des are&es definies suivant la classification modale de Dott (1964). Le stock detri- tique gram&ire (Tableau 1) est constitue par:

i) du quartz (mono et polycristallin) repr#sentant la phase la plus abondante;

ii) des feldspaths potassiques (orthose, microcline

et perthite) moins abondants que les plagioclases de composition albitique;

iii) des fragments lithiques d’origine plutonique, sedimentaire ou m&amorphique et volcanique; ainsi que

in) de la muscovite. La phase accessoire (~2%) est represent& par les mi- neraux lourds (zircon, apatite, tourmaline et oxydes de titane) et les opaques. Tous ces elements sont em- ball& dans une matrice phylliteuse dont les propor- tions varient de 30 a 50%.

En plus des facies les plus courants qui se caract& risent par la presence de fragments volcaniques acides de nature keratophyrique (Tableau 2), il existe egalement des niveaux d’affinite volcanique sans doute plus basiques qui montrent une association de mineraux calciques tels que l’epidote, l’amphibole (a&note et hornblende) en fibres et en gerbes ainsi que du grenat (spessartite) et du sphene produits par le metamorphisme de contact. Celui-ci joue le r61e de revelateur de niveaux initialement riches en Al, Ca, Ti et Mn. En revanche, aucune observation de terrain n’a permis de reconnaitre une quelconque coulee de type ‘pillow lavas’ comme cela s’observe darts la bouton- niere voisine de Boumalne (Bajja, 1987) et dans les boutonnieres proches de Kelaa des Mgouna et de Sidi Flah (Marini et Ouguir, 1990).

La provenance des sediments et le site de d&p&

Une analyse modale a et& effectu&e sur 13 echan- tillons de granulom&ries cornparables, preleves es- sentiellement a la base des sequences turbiditiques (termes ‘a’). Ces echantillons ont Cte prelevQ de facon aleatoire dans la partie mediane de la serie ou predominent les turbidites gross&es. L’analyse a porte sur 500 points par echantillon selon la methode de Dickinson et Suczek (1979). Les mineraux acces- soires n’ont pas et& pris en compte lors du comptage.

176 H. OUGUIR et al.

Tableau 1. Analyses modales des arbnites d’lmiter

BT14 BT29 BT32 BTRV2 BT45 BT47b IK14a Qz monocristallin 23.6 30 25.6 17.3 31.6 31.6 35.3 Qz polycristallin 18 10.6 11.3 32.3 22.3 11.6 as Feldspath plagioclase 40.6 37.6 36.3 29 32.2 35 32.6 Feldspath potassique 2.3 1.1 2.3 0.9 ---- 0.9 ---- Debris volcaniques 13.3 16.6 18.3 14.6 8.3 15 17.3 Debris sedimentaires 2 4 6 5.6 5.3 5.6 6

1 IK18 BT37 BT40 BT20 IK21 ~Qz monocristallin

May 1 25.6 41.6 17.6 30 18 27.3

Qz polycristallin 11.3 23.9 34 22.6 32.6 19.9 Feldspath plagioclase 36.3 21.6 24 30 27.3 31.9 Feldspath potassique 2.3 1.3 -- 1.6 --- 1.6 Debris volcaniques 18.3 9.6 21.6 9.3 14.3 14.7 DBbris s’edimentaires 6 1.6 2.6 6.3 7.6 4s

Tableau 2. Moyenne de la composition chimique des fragments volcaniques contenus dans les graywackes d’Imiter (Xm I), comparee a celle des keratophyres de Bou Azzer d’age PII (Xm BA) d’apres Bodinier et al. (1984)

SiO2 TiO;? A1203 Fe0

CaO Na20 K20 Cr203 E205 NiO2

Xm I (n-20) Xm BA (n-3) 76.94 79.11 0.11 0.33

13.16 10.5 1.02 1.75 0.09 0.05 0.41 0.47 0.59 0.88 6.86 4.83 0.64 0.44 0.01 I__ 0.11 0.1 0.05 __I __- 0.99

99.99 99.45 I Le report de ces reSultats dans les diagrammes tri-

angulaires QFL et QmFLt de Dickinson et al. (1983), revus a partir de ceux de Dickinson et Suczek (1979), montre (Fig. 3a, b) que les turbidites d’hniter se dis- tribuent dans le domaine defini pour une origine d’art magmatique et une origine orogenique recycl&e.

Cependant, le diagramme triangulaire QpLvLs de Ingersoll et Suczek (1979), etabli a partir des propor- tions relatives de fragments lithiques (Fig. 4) montre des n%ultats en contradiction avec ceux des dia- grammes precedents. En effet, les sediments d’hniter semblent appar-tenir au domaine d’arriere-arc mais paraissent se d&placer vers un champ intermediaire non repertorie. Ce comportement pourrait s’expliquer

par leur richesse en fragments de quartz polycristal- lm (Qp).

Une telle contradiction a d#ja eM observee par Mack (1984) qui a propose plusieurs explications. Celles qui pourraient convenir pour Imiter sont les suivantes:

i) les sediments appartiendraient B des sites tec- toniques non repertories par les auteurs du dia- gramme (ex.: collision arc-continent) ce qui est ici peu probable;

ii) les sediments appartiendraient a un domaine de ‘rifting’ accompagne d’un volcanisme bimodal plus ou moins discret qui masquerait sans doute l’evidence d’un ‘uplifted basement’, ceci semble a pri- ori beaucoup plus probable.

Interpretations

Si l’on ne retient qu’une interpretation brute des diagrammes de Dickinson et al. (1983), les are&es d’hniter- appartiendraient a un domaine d’art mature en contexte geodynamique actif. La contradiction soulevee par les &sultats port&s darts le diagramme de Ingersoll et Suczek (1979) peut Ctre expliqu#e par la petrographic de ces are&es. En effet, leur stock detritique montre des proportions importantes de fragments volcaniques (8 a 22%) qui presentent une composition chimique comparable (Tableau 2) a celle des keratophyres de Bou Azzer (Anti-Atlas central). Ces derniers sont contemporains de sediments ana- logues a ceux d’hniter et sans doute de meme Ige (Leblanc, 1975).

Dans ces diagrammes, la signature d’art est seulement mat&iali& par I’abondance des frag- ments lithiques, leur nature n’&ant pas prise en compte. En fait, la signature d’art devrait correspon- dre a des fragments lithiques andesitiques alors que

Le Protbrozo~que supbieur dlmiter, Saghro oriental, Manx 177

Q : Quartz mono et polycristallin Qm : Quartz monocristallin F : Feldspaths L : Fragments lithiques

Qm

(b)

QUAR’IZOSE RECYCLED

BASEMENT /

lRANSIl’lONAL

Figure 3. Position des ddiments prbcambri~ d’hniter dans le triangle QFL (a) et QinFLt (b) de Dickinson et al. (1983).

dans le cas d’hniter, les fragments volcaniques provi- On sait en outre que hlimentation du bassin ennent vraisemblablement de la destruction in situ de d’hniter se fait depuis le nord (Marini et Ouguir, roches de composition katophyrique. LA position de 1990; Ouguir, 1991) a partir d’un domaine continental ces ar&ites dans le domaine d’art apparait ainsi hypoth&ique et certainement pas depuis le sud a problkmatique. Ne s’agirait-il pas plutet d’une forme partir de la ceinture d’art volcanique du Siroua et de de rifting intracontinental comme le proposent sur Bou Azzer (Saquaque et al., 1989; El Boukhari et al., d’autres arguments Mokhtari et al. (1995)? 1992) que l’on suppose mat&ialis& par les and&i&s

178 H. OUGUIR et al.

Qp : Quartz polycristallin Lv : dt5bris volcaniques Ls : d6bris tidimenraires

BACK ARCS

Lv Ls Fizure 4. Position des Sediments urhrnbriens d’hiter dans le triangle QpLvrS d&ersoll et Suczek (1979).

de Bouskour (Benziane et Yazidi, 1992). Cette discussion montre que les diagrammes de

discrimination p&rographique ne permettent pas de trancher entre un domaine de rifting intracontinental accompagne d’un volcanisme bimodal et un domaine d’art. En effet, ces deux domaines sont enrichis en fragments lithiques volcaniques et risquent de se placer artificiellement dans ou a proximite des champs d&nissant une origine d’art (Mack, 1984). L’analyse p&rographique a certes permis d’aborder le probleme de la discrimination du contexte geotec- tonique de la r#gion d’Imiter, mais elle n’a pu le r&soudre completement. Pour tenter d’aller plus loin, il devient necessaire d’utiliser d’autres arguments comme la g&&imie des elements majeurs, des elements en traces ou des terres rares.

ANALYSE GEOCHIMIQUE

Les elements chimiques majeurs presentent des changemenk de comportemenk lies aux differenk processus du cycle ddimentaire. Les series de nom- breux bassins montrent, par exemple, un enrichisse- ment en SiOr et un appauvrissement en NazO et CaO par rapport aux roches de. leur zone source. C’est pourquoi la geOchimie des elemenk majeurs apporte des indications aussi bien sur la provenance des ddimenk que sur les conditions d’alteration, lesquels sont partiellement contr614s par le cadre geotec- tonique du bassin.

La caract&isation g&&unique des ddimenk clastiques est generalement fond&e sur la variation

des rapports SiOr/AIfi et KzO/NarO qui refletent l’abondance relative des constituank plus stables (quartz, micas, feldspaths potassiques) et mains sta- bles (plagioclases, fragments lithiques); ce qui permet d’estimer leur degre de maturik.

Caracteres geochimiques des sediments d’hniter

Les sediments d’hniter (Tableau 3) se caract&isent par une teneur moyenne en SiO2 de 69% et une teneur en Fero3t et MgO (Fezo3t+MgO) de 6,53%. Ces teneurs sont comparables a celles de graywackes depo&s dans un contexte d’art insulaire sur croute continentale (Bhatia, 1983). L’evolution geochimique des elements majeurs de ces sedimenk, montre une correlation negative entre les teneurs en SiOz et celles de FezO3, Al&, MgO, MnO et de TiOr (Fig. 5). Cette correlation apparaft lice a I’augmentation de la matwit& mineralogique des roches qui se carackrise par l’augmentation de la teneur en quartz et la diminution des mineraux de- tritiques instables (fragments .lithiques basiques, phyllites du stock granulaire et sans doute de la ma- trite). De plus, le comportement inverse de Na20 et K20 vis-84s de SiOr montre que le Na, Iie princi- palement aux plagioclases, croit avec cette maturite, alors que le K dont la teneur decroit, ne correspond guere qu’a la fraction phylliteuse de la matrice (les teneurs en FK &ant con&antes autour de l-2%). En effet, IWude mineralogique montre que les plagio- clases de type albite constituent la fraction dominante des feldspaths d&ritiques. De m&me, les feldspaths

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2.

37

2.29

4.

25

2.14

2.

31

2.98

2.

07

99.7

99

.77

100

99.8

2 99

.48

99.2

9 99

.88

99.1

7 98

.9

99.5

5 99

.74

100.

39

100.

24

99.1

1 99

.02

808

573

882

1088

58

8 58

8 60

9 77

5 39

9 48

2 74

2 50

7 59

4 82

8 77

7 2.

29

1 1.

2 1.

7 1.

8 1.

7 1.

79

1.5

1.8

1.5

1.29

1.

79

1.8

1.7

1.29

50

31

29

32

42

41

35

81

51

39

11

8

32

11

40

89

73

79

77

94

82

78

73

81

119

82

73

111

88

77

10

53

10

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11

18

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14

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18

17

18

13

12

13

19

13

8

10

14

18

14

11

8 11

12

18

11

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11

10

14

11

9

13

12

10

31

27

23

48

35

41

40

40

48

35

29

29

31

38

30

45

47

34

83

40

80

59

57

44

40

55

38

47

88

35

11.8

9 10

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11.3

9 12

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12.1

12

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12.8

10

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12.1

13

.8

12

10.8

13

.39

13.8

11

96

11

9 14

2 94

28

0 28

8 15

1 20

1 14

5 18

2 10

1 21

2 17

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1 8

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78

88

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83

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96

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17

15

21

25

22

22

27

19

27

22

18

19

22

23

19

291

155

184

381

32

32

86

84

99

88

181

38

85

42

182

188

181

207

180

295

242

181

182

143

478

188

130

453

158

227

8: cto

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247)

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PF

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983)

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(19

36).

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13.8

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.89

73.0

9 70

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71.8

1 87

.4

70.1

2 89

.41

13.9

1 12

.98

18.4

5 13

.38

10.1

8 13

.01

13.0

1 13

.13

14.4

13

.48

13.5

1 4.

97

3.89

8.

59

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3.

29

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4.

12

3.95

5.

25

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87

0.28

0.

05

0.19

0.

04

0.4

0.05

0.

08

0.08

0.

07

0.08

0.

10

2.08

1.

45

2.72

1.

48

1.27

1.

51

1.52

1.

48

1.88

1.

72

1.88

2.

77

1.11

1.

82

1.22

3.

99

0.54

2.

7 1.

31

1.31

0.

93

1.28

3.

25

3.79

3.

25

3.5

2 4.

52

3.45

3.

95

4.55

2.

95

3.48

2.

2 2.

04

3.84

2.

25

3.72

1.

82

1.88

2.

15

1.28

2.

31

2.04

0.

8 0.

54

0.81

0.

58

0.52

0.

55

0.55

0.

59

0.85

0.

8 0.

82

0.22

0.

2 0.

28

0.2

0.52

0.

2 0.

22

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0.

27

0.2

0.27

1.

48

1.28

2.

98

2.45

4.

31

1.59

1.

53

1.81

2.

87

2.89

2.

32

98.8

3 98

.85

99.3

4 99

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100.

07

100.

13

99.0

9 10

0.28

99

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99.2

4 99

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773

899

1881

74

9 87

7 44

4 89

8 84

2 34

8 78

4 70

0.28

1.

7 1.

29

1.79

1.

8 0.

8 1

1.7

2 2

1.29

1.

55

49

43

29

48

50

38

121

184

47

50

45.9

2 75

88

10

9 78

84

87

72

75

94

82

82

.24

12

21

8 18

24

81

87

14

58

18

28

.84

14

12

18

17

15

10

20

19

22

12

14.8

7 10

9

14

11

11

9 12

12

11

10

11

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38

32

47

28

23

29

22

25

41

33

33.5

8 84

54

10

8 82

88

50

54

52

32

81

54

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12.8

10

.5

18.7

11

.1

9.8

9.8

11.3

11

.8

14.1

11

.8

12.0

7 51

0 24

1 31

9 22

4 10

4 19

7 37

5 24

8 21

8 13

3 20

8.12

7

7 9

8 9

<5

8 7

8 5

8.88

75

88

11

4 78

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88

89

74

11

2 74

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18

29

21

24

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18

21

28

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21.2

0 11

8 49

10

9 87

85

88

58

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84

2 11

9 13

8.88

18

3 17

5 17

9 21

4 18

2 17

5 19

3 24

8 17

8 21

7 21

1.84

+3x

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1.09

0.

92

0.08

0.

39

0.80

0.

85

0.83

0.

09

0.21

0.

80

0.48

28

1.58

0.

34

32.4

7 13

.89

18.5

4 3.

34

1.81

7.

53

18.8

0 1.

81

98.1

7 1.

29

15.5

4 4.

18

187.

45

84.4

9

gray

wack

esd'

arc

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lair

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Moy

a b

70.8

9 14

.04

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1 1.

97

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0.

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0.18

_

100.

1 44

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12

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11

13

8.5

13

87

14.8

25

0 11

.1

89

24.2

74

22

9

Le ProtkozoYque supbrieur d’Imiter, Saghro oriental, Manx. 181

A

55 65 75 SiOZ

A

55 65 75 SiOz

w I 0, A A

2 AAh.,.

4 A q.

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A A’ A A

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I

5; 6; 7; SiOp

9 A

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A A

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A A Ai I;hAA A A

SLI 55 65 75 SiOZ

A + :‘+ 4.

A. A AA4 A

55 65 75 SiOp

1 0 A

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A A A A A

t-4 k A A A.

A 41:.. A

0 I I

55 65 75 SiOp

* 0 1 8 m 1 A A

N

-I A A A

A A A

A ; WA:,% A

0’ I I

55 65 75 SiOz

Figure 5. Diagrammes de variations des &ments majeurs (en %) des Aiments dkiter.

contenus dans les fragments volcaniques rev&lent aussi une composition purement albitique.

La composition de ices sediments, placee dans le diagramme de classification chimique des are&es propose par lMtijohn et ~2. (1972), couvre essen- tiellement le champ defini pour les graywackes (Fig. 6). Cette distribution montre leur immaturite et leur richesse en alcalins. De m&me, selon la classification de Crook (1974), il s’agit de ‘graywackes intermedi- aims a quartz’ avec des teneurs relativement faibles et con&antes en CaO (130%). Cet oxyde semble &re in- sensible a la maturite mineralogique (Fig. 5). Pour

expliquer le caractere assez peu eleve de telles teneurs par rapport aux compositions moyennes des facies graywackeux, on peut utiliser l’indice d’altera- tion chimique (CIA) de Nesbitt et Young (1982). Les sediments d’hniter pr&entent un degre d’alteration moyen relativement faible (CIA=67) (Fig. 7). Par ailleurs, il convient de noter l’absence de depots car- bonates B Imiter. Ces faibles teneurs en CaO semblent done originelles et provenir du seul heritage de la zone source. Par ailleurs, la concentration de certains elements en traces (Ba=700 ppm, Cr=82 ppm, Co=45 ppm, Ni=33 ppm) appara?t relativement &levee par

182 H. OUGUIR et al.

0,25 0,75 1,25 1,75 2,25 Log (SiO~/Al,O~)

Figure 6. Classification chimique des arknites d’hniter (d’aprb Pettijohn et al., 1972).

15 -- Feldspaths complktement aIt&%

0 5 10 15 20 25 30 Al~O~+Na~O+CaO*+K2095

Figure 7. L,es s6diments d’hiter projet& dans le diagramme exprimant lkiice d’alt&ation (CIA) de Nesbitt et Young (1982).

Figure 8. Positions des s#diments d’hiter dam le diagramme de carac- thisation des sitea g6otectcmiques (d’aprh Maynard et al., 1982). TE=Marge passive; CA-Arc continent& BA=Arri&e am oahnique; FA=Avant arc odanique; S4assin en dkochement).

I,e Prothozo~que suphieur d’Imiter, Saghro oriental, Manx 183

_/-- _*--

0’ ,I-- A

t b A -_-------__*- 1’

0 Fe,Ost + MgO

I ’ I ’ I ’ 1 ’ I 1 I 1 0 2 4 6 8 10 12 14 0 2 4 6 8 10 12 14

A I Arc insulah ochanique ; 8 - Arc insulaire continental ; C

2.4v’ lo

8.

/ Marge continentale active ; D - Marge passive.

i \

_----0

Fe,Ost + MgO 1’1’1 11’1’1 1

0 2 4 6 8 10 12 14 0 2 4 6 8 10 12 14

Figure 9. Graywackes d’hikr pIa& darts les diagrammes de d’ ’ ticm des sites g&ectoniques B partir des Uments majeurs (Bhatia, 1983).

Tableau 41. Teneurs en Terres Rares des graywackes d’lmiter

IK20 BT28 SFl54-13.85 BT27b BT43 BT45 21.18 38.2 30.55 34.94 29.77 28.78 44.83 89.9 80.31 73.24 58.66 56.63 3.73 5.39 4.57 6.67 4.66 4.58 0.77 1.2 1.04 1.23 1.13 1.15 3.37 4.52 3.61 5.98 3.85 3.95 2.85 3.64 2.66 4.71 3.27 3.1 1.63 1.98 1.59 2.42 1.88 1.74 1.56 1.96 1.66 2.22 1.8 1.66 0.27 0.22 0.22 0.28 0.21 0.23 17.94 23.2 17.11 27.78 20.23 19.41

rapport a la composition moyenne des graywackes dorm&e par Bhatia et Crook (1986). Ceci pourrait Ctre lib & la fraction des minhaux magnhzns issue du volcanisme basique syns&limentaire de type P- MORB de Boumalne qui enrichirait la composition de la matrice.

Provenance des shliments et site ghtectonique

De nombreux diagrammes ont &+ propost% pour tenter de discriminer les environnements g&o&c-

toniques de d&p& des roches dt%ritiques terrig&nes (Blatt et al., 1980; Ronov, 1981). Celui de Maynard et al. (1982), fond4 sur le rapport SiOz/Alfi et K&/Na@, permet de distinguer des sediments d@os& dans un contexte passif (marge passive) de ceux d’un contexte actif (bassin de dhochement, marge active, bassin d’avant et d’arri&e-arc). Dans ce diagramme (Pig. 8), la distribution des dorm&s ana- lytiques montre que la formation d’hiter est li& B un site de mise en place tectoniquement actif.

Afindemieuxpr&iserlanaturedusite,lesanalyws

184 H. OUGUIR et al.

1 1111111111, l l ll

La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

o BT27b

?? BT28

??BT43

?? BT45

A IK20

Figure 10. Spectres des Term Rares des graywackes d’hniter nonnab& par rapport aw chon- drites (norme Evensen et al., 1978).

o BT27b

?? BT28

??BT43

?? BT45

A IK20

La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Yb Lu

Fim 11. Spectres des Term Rares des graywackes d’hiter nonnalisbs par rapport B PAAS (n&me Nance et Taylor, 1976).

_

ont I%! report&s dans les diagrammes propoSes par Bhatia (1983). Ces derniers permettent de discriminer quatre sites g&tectoniques majeurs: marges passives, marges actives, arcs insulaires continentaux et arcs insulaires o&niques.

L’examen de la figure 9 montre que la majoritk des fkhantillons analys& ainsi que la moyenne occupent remarquablement bien le champ d&ini pour le site d’art ins&ire sur croQte continentale.

De m&me, la gkhimie de certains Uments en traces et des Terms Rares (TR; Tableau 4) contribue de plus en plus souvent a la d&ermination des con- ditions de gen&se des &dime& du fait de la faible

mobiliti de ces &l&ments durant les processus s&Ii- mentaires (Steinberg et Courtois, 1976) et de leur fai- ble temps de r&idence dans l’eau de mer (Taylor et McLennan, 1985).

Dans un diagramme de TR normal@ par rap- port aux chondrites (Evensen et al., 1978), les gray- wackes d’Imiter montrent un enrichissement en TR @g&es (La/Sm)N=3,86 et un faible fractionnement en TR lourdes (Gd/Yb)N=2,59 (Fig. 10). Le fraction- nement total estimk a partir du rapport (La/Yb)N=11,28, joint B une faible anomalie nkgative en Eu, (Eu/Eu*)=OJl, est tout B fait comparable A cehai des roches magmatiques calco-alcalines de

Le Protkozo~que supdrieur d’lmitcr, Saghro oriental, Maroc

RocheKhonchite o Arc insulaire ocbanique ?? Arc insulaire continental 0 Marge continentale active ?? Marge passive

1-l I I I I I I I I I t I I I 1 I La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

Figure 12: Comparaison des specires de Terres Rares normalkks par rapport aux chcmdrites de dif&ents sites @otectoniques (d’apr&s Bhatia, 1985) avec les graywackes pr6cambriennes d’Im- iter (en hachurk).

10 Roche I PAAS 0 Arc insulaire OC6aniqUe ?? Arc insulaire continental ??Marge continentale active

?? Marge passive

0.1’ I I I I I I I I I I l l l l

La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Yb Lu

Figure 13. Comparaison des specks de Terres Rares normali& par rapport A PAA! de diffk rents sites gWectoniques (d’apr& Bhatia, 1985) avec les graywackes prkambriennes d’hniter (en hachllrq.

composition intermediaire. Dans un diagramme normal&? par rapport au

PAAS (Post Archaen ,Australian Shales; Nance et Taylor, 1976), les spectres de TR d’hniter (Fig. 11) montrent un Ieger appauvrissement. Ceh&ci est caract&istique des graywackes intermediaires B quartz (Taylor et McLennan, 1985). De meme, on note une leg&e anomalie positive en Eu qui pourrait s’expliquer par I’abondance des feklspaths clans les sediments d’hniter.

D’autre part, si l’on compare maintenant ces

spectres a ceux etablis par Bhatia (1985) pour les sites g&Wctoniques majeurs (Figs 12 et 13), on voit qu’ils se situent en position intermediaire entre ceux des ddiments de marge continentale active et ceux d’art insulaire continental.

De meme, les &chantillons d’bniter (Fig. 14a, b), projet& dans les diagrammes de discrimination bases sur des elements en traces (Bhatia et Crook, 1986), couvrent principalement le domaine B corre- spondant au contexte d’art insulaire sur cro6te con- tinentale.

186 H. OUGUIR et al.

La

Th

(b)

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30 :, B

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‘:;, c “‘,,

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A -a

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I I I I 1 0 2 4 6 8 10 12

Figure 14. Positions des graywackes prhzambriennes d’hiter darw les dia- grammes de discrimination ghtectonique La-Th-!Sc (a) et Ti/Zr vs La/!3 (b) 6tabli.s par Bhatia et Crook (1986) (m&e signification des champs A, B, C et D que pour la figure 9).

DISCUSSION ET CONCLUSION

La s&ie Alimentaire d’hniter s’est depos& en bas de tahrs d’un bassin en distension alimente par du materiel provenant du nord. Cette distension est as- so&e a un volcanisme bimodal discret 4voque par la presence de fragments volcaniques acides de nature keratophyrique dans le stock d&ritique et par la presence d’horizons d’affinite volcanique basique

riches en rnineraux calciques et titan&s (epidote, spes- sartite, a&note et sphene). Cette drie est form&e es- sentiellement par des turbidites et des faci&s con- nexes. Leur association t&noigne d’un depot de cone sous-marin profond ou ‘deep-sea fan’. Ces turbidites, de nature arenitique, montrent une composition de graywackes interm&liaires a quartz; or ce type de graywacke semble correspondre B des depots de marge continentale active et de domaines

Lx Protbozo~que superieur d’Imiter, Saghro oriental, Maroc 187

orogeniques (Schwab, 1975). De plus, l’utilisation des diagrammes de discrimi-

nation des sites g&otectoniques ba& sur des don&es p&rographiques, revele un contexte g#odynamique actif. Aussi, I’ensemble des resultats obtenus a partir d’autres diagrammes utilisant des elements gee- chimiques discriminants (majeurs, traces et TR), con- duit a envisager que les sediments d’hniter appar- tiennent h un domaine tectoniquement actif d’art insulaire sur croute continentale.

Ainsi, le schema geodynamique de mise en place des sediments du Precambrien superieur (PII) d’Im- iter, determine a partir de l’interpr&ation de diffe- rents diagrammes de discrimination, peut se con- cevoir ainsi:

i) evolution dans un bassin marginal ou d’anierearc; ii) alimentation du bassin par du materiel a

caractere continental calro-alcalin en provenance du nord; et

iii) pas de participation de l’arc situ& au Sud, a l’apport du materiel detritique.

Ceci est en accord avec la bipolar& darts l’alimen- tation d’un bassin d’arrifre-arc qui est essentiellement volcanique pres de l’arc et quartzo-feldspathique a l’oppose, pres de la m,asse continentale. Cette hy- pothese est en accord avec le modele developpe re- cemment dans l’Anti-Atlas central au niveau de la boutonniere precambrienne de Bou Azzer. En effet, pour Bodinier et al. (l984), les ophiolites corres- pondraient a du materiel mis en place dans un bassin d’arriere-arc. De meme Saquaque et ~2. (1989) de- crivent un dispositif analogue en considerant le plongement du plan de subduction vers le nord et non vers le sud comme l’envisageait le modele de Leblanc et Lancelot (1980); ce dernier int&rait essen- tiellement les don&es de la marge sud en ne conside- rant qu’un hypothetique continent nord. En revanche pour Benziane et Yazid.i (1992), le bassin de Bleida represente un bassin d’avant-arc et les boutonnieres du Saghro seraient en position d’arriere-arc, l’arc lui-meme &ant represente par les and&sites de Bouskour; le plan de subduction plongerait egalement vers le nord.

En outre, un volcanisme sous-marin contemporain de la sedimentation du PII affecte ce bassin en dis- tension, notamment dans les boutonnieres adjacentes. Celle de Boumalne, a quelque kilometre d’Imiter, comporte une s&e graywackeuse de meme age (Berikirane, 1987); elle s’organise Cgalement en sequences turbiditiques et comporte une coulee de basaltes en pillow lavas de type P-MORB (Bajja, 1987). De meme, dans la boutonniere de Kelaa Mgouna, le volcanisme sous-marin est bien exprime et des figures d’interaction lave-boue temoignent de la contemporaneite du volcanisme et de la sedimentation.

Ce volcanisme peut se ranger dans la gamme des basaltes de bassins marginaux ou d’arriere-arc, du fait de l’enrichissement de ses laves en elements in-

compatibles et en TR leg&es. Une intervention crus- tale pourrait Ctre responsable de cet enrichissement. De meme, il presente une leg&e anomalie positive en Nb, caract&istique des domaines de rift (Helm, 1985) mais qui peut se rencontrer dans les bassins mar- ginaux ou d’arriere-arc (Ikeda et Yuasa, 1989; Briggs et McDonough, 1990; Stern et al., 1990). On notera en outre l’absence d’une sedimentation caracteristique d’un rifting intracontinental (conglomerats, arkoses,. . .).

En fait, si les dorm& purement mineralogiques ne suffisent pas, a elles seules, a caracteriser le con- texte geodynamique du cadre de d&p& de la serie d’hniter, l’analyse geochimique, portant sur des elements discriminants, permet de proposer une reponse a ce probleme.

Remerciements

Nous remercions bien vivement A. Herbosch et M. Leblanc pour leurs commentaires et les ameliorations proposees pour ce manuscrit.

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