Ras Tarf Rif Oriental Diatomite [PDF]

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Ciências da Terra (UNL), Lisboa, nº esp. V, CD-ROM, B85-B88

Le volcanisme néogène de Ras Tarf (Rif oriental, Maroc): volcanologie, évolution et contexte géodynamique K. Rkha chaham(a,1), A. El Boukhari(a,2), P. L. Rossi(b,3) & A. Gourgaud(c,4) a - Université Cadi Ayyad, faculté des sciences Semlalia, Département de géologie, BP. 2390, Marrakech, Maroc b - Universita Degli studi di Bologna, Dipartemento di Scienze della terra E geologico-ambientali. 40126 - Bologna, Italia c - Université Blaise Pascal, centre de recherches volcanologiques, 5 rue Kessler 63038 Clermont-Ferrand Cedex - France 1 – [email protected]; 2 –[email protected]; 3 – [email protected]; 4 - [email protected]

RÉSUMÉ Mots clés: andésite; calco-alcalin; post-orogenèse; Rif Marocain; subduction; volcanisme. Le massif miocène de Ras Tarf est la première manifestation volcanique qui affecte la marge méditerranéenne marocaine, postérieurement aux phases majeures de l’orogenèse alpine. C’est un petit massif andésitique, d’une dizaine de kilomètre de diamètre, constitué essentiellement de brèches grossières et chaotiques, organisées en bancs successifs. L’activité volcanique est de nature explosive et se déroule au début dans des eaux marines peu profondes et s’achève dans des conditions aériennes. L’examen géochimique montre une composition calco-alcaline moyennement potassiques, ayant évolué par cristallisation fractionnée de pyroxène et d'amphibole. Il révèle également une forte affinité de ces andésites avec celles liées aux zones de subduction, avec notamment de faibles rapports Nb/Zr et un découplage systématique des teneurs en éléments incompatibles (de Sr à Th) par rapport aux éléments HFS et terres rares lourdes (Nb-Y), assorti d’anomalies négatives prononcées en Nb et Ti.

Cadre géologique et volcanologique Le Ras Tarf est un petit massif d’une dizaine de kilomètre de diamètre, bordant la côte méditerranéenne, à 20 Km à l’est d'Al Hoceima. Il se situe au voisinage immédiat du décrochement du Nekor qui représente une des principales structures de la zone décrochante trans-Alboran (Hernandez et al., 1987). Sa partie septentrionale est localement recouverte de dépôts détritiques messiniens et plio-quaternaires. Il repose au sud sur le socle tectonisé et charrié de l’unité de Ketama (monts du Trougoût), au sein de laquelle le Langhien est affecté par les phases de plissements miocènes. A l’Est, Il est limité par le bassin post nappes de Boudinar qui s’est individualisé au Miocène supérieur, postérieurement aux premières manifestations volcaniques du massif. Les datations K-Ar disponibles situent le début de ce cette activité au Serravallien (13,1-12,4 Ma, Hernandez et Bellon, 1985). Elle durera cependant jusqu'à la fin du Miocène et sera enregistrée sous forme d'intercalations cinéritiques d’ordre métrique, d'abord dans l'alternance marno-calcaire du tortonien supérieur (zone à G. costaensis et G. dutertrei), puis dans les marnes riches en diatomites du Messinien (zone à G. conomiozea). Le massif est un ensemble coalescent d'appareils volcaniques dont l’activité correspond essentiellement à des brèches qui accusent localement des puissances d’environ 200 m. Elles montrent d’importantes variations d’orientation et de pendage résultant de la succession de plusieurs périodes d'activité explosive. Les brèches sont en effet grossières et chaotiques, non remaniées, sans granoclassement vertical, s’organisant localement en bancs de 0,5 à 4 m. Les blocs, centimétriques à métriques, ne sont pas soudés et sont emballés dans une matrice de lapilli ou de cendre. Leur morphologie est variable : certains sont massifs, anguleux, et pas ou très peu vésiculés; d'autres sont au contraire arrondis et fortement vésiculés. Ces derniers sont plutôt dominants au NE du massif où apparaît localement des brèches de type ponceux. La masse brèchique est intercalée de coulés peu épaisses (métriques) et de faible extension latérale, ainsi que de nombreuses intercalations de tufs. Les observations faites au voisinage du socle du trougoût (S.E de Hdid), révèlent un début d’activité essentiellement sous-marine. La brèche ainsi que les horizons de tufs qu’elle renferme sont en effet hyaloclastiques et les coulés montrent des structures en pillow-lavas qui se détériorent rapidement par autobréchification. Ces caractères propres à un volcanisme sous-aquatique disparaissent néanmoins rapidement en s’éloignant de la base du massif où l’activité devient essentiellement aériennes. Les interruptions momentanées de l'activité magmatique apparaissent au sein du matériel bréchique comme des discordances soulignées par des niveaux argileux centimétriques, d'allure irrégulière, qui représentent des paléosols formés par altération aérienne. Pétrographie – Minéralogie - Géochimie Le massif est composé d’andésites porphyriques dont le faciès le plus répandu est riche en phénocristaux de pyroxène automorphe (25%). Il s’agit d’augite zonée, pauvre en titane, montrant de larges variations de

B85

compositions (Wo 35-45, En 39-60 et Fs 4-22). Les teneurs en Ca et Al diminuent vers les bordures parallèlement à un enrichissement en fer. L'hypersthène (En 63-75) est assez homogène et apparaît généralement entouré d'une frange d'augite. Les plagioclases (30%) sont riches en inclusions vitreuses, avec un cœur de bytownite (An 80-85) et une bordure de labrador (An 58-75). L’ensemble baigne dans une matrice de verre qui englobe des microcristaux de pyroxène, de plagioclase (An 50), d’oxydes ferro-titanés et de rares feldspaths potassiques. Espagne

cap de Ras Tarf

accident du Nekor

Méditerranée

Tanger

B

A

N

RasTarf Rabat Maroc

25 m Sidi Chaïb

158

242

641

404

Ajdir

Bassin de Boudin ar

Hdid

420

g f e d

588

c 1 Km

1

2

3

4

5

b

6

a

Fig.1 – A : Carte géologique simplifiée du massif du Ras Tarf ; B : Coupe géologique relevée au voisinage de Hdid (flèche sur la carte). 1 : brèche, 2 : intrusion lavique, 3 : coulée terminale du Trougoût, 4 : socle métamorphique du Trougoût, 5 : sédiments du Miocènes supérieur et du Pliocène, 6 : dépôts quaternaires. a : socle du Trougoût, b : brèche hyaloclastique riche en débris de calcaire, c : brèche, d : tufs, e : coulée d’andésite à amphibole, f : coulée d’andésite à biotite, g : paléosol soulignant une discordance dans les brèches.

Au SW du massif, certaines coulés sont constituées d’andésite riche en phénocristaux millimétriques d’amphibole (30% environ). Celle-ci cristallise de manière conjointe avec le plagioclase (An 82 - 65) et souligne une orientation préférentielle dans la roche. Le pyroxène y est peu abondant (moins de 10%) et cristallise tardivement sous forme de micro-phénocristaux et de granules dispersés dans une matrice vitreuse. Dans ce même secteur, d’autres coulés se distinguent par leur aspect leucocrate, lié à une teneur élevée en plagioclase (An 70-75). La roche contient des phénocristaux de biotite fortement oxydés. Le quartz et le feldspath alcalin cristallisent tardivement sous forme d'une mosaïque xénomorphe qui confère à la roche une structure felsitique. L’investigation géochimique, portant aussi bien sur les coulés que les brèches, révèle une composition d’andésites (55,31