Les transgressions du Crétacé moyenentre les jeux tectoniques et les montées eustatiques (Sud Tunisien)

LES TRANSGRESSIONS DU CRETACE MOYEN ENTRE LES JEUX TECTONIQUES ET LES MONTEES EUSTATIQUES (SUD TUNISIEN)

par

HASSENABDALLAH*

RI~SUME

ABSTRACT

La s6rie Cretac6 moyen de la chaine nord des Chotts r6vSle quatre phases transgressives, d'importance in,gale, centr6es sur l'Albien sup6rieur, le C6nomanien moyen, le C~nomanien terminal et le Turonien moyen. Situ6e sur le bord sud de la T6thys, adoss~e ~t une plate-forme continentale tr~s 6tal6e, tr~s sensible aux variations eustatiques, cette chaine est un secteur privil~gi6 pour l'6tude des transgressions et r~gressions. Pour tenter de distinguer la part des facteurs eustatiques, tectoniques et du rembtaiement s6dimentaire, les crit@es suivants ont 6te recherch6s: 1) extension g6ographique de la transgression; 2) ampleur du changement dans les pal6oenvironnements ; 3) manifestations tectoniques syns6dimentaires; 4) modalit6 du comblement (s~quences Ol6mentaires ou s6quence majeure).

The study of mid-Cretaceous series in the Jerid area reveals four transgressive phases dated respectively Upper Albian, Middle Cenomanian, Uppermost Cenomanian and Middle Turonian. Due to its location on the southern side of the Tethys, leaning against a very extensive continental platform which was appreciably affected by eustatic changes, the north range of the Chotts is particularly favourable for the study of transgressions and regressions. To try to make out the part played by eustatic factors, tectonic factors and the sedimentary infilling, four criteria are considered: 1) geographic extent of the transgression; 2) importance of the environmental changes (facies, fauna and flora); 3) synsedimentary tectonics (faults, breccia, changes of facies, thickness and biological content on both side of faults) ; 4) infilling pattern (elementary or major sequences).

I1 en d6coule que les phases Albien sup6rieur et C6nomanien terminal sont essentiellement d'origine eustatique et que les phases C~nomanien moyen et Turonien moyen sont essentiellement d'origine tectonique.

It appears that the Upper Albian and final Cenomanian phases can be interpreted as mostly eustatic whereas the mid-eenomanian and mid-Turonian phases are mostly tectonic phenomena.

MOTS-CLES : TtO.NSGRESSION, EUSTATISME, TECTONIQUE, SEQUENCES, FAUNE, CRETACE MOYEN, CHAINE NORD DES CHOTTS, TUNISIE. KEY-WORDS : TRANSGRESSION, EUSTASY, TECTONICS, SEQUENCES, FAUNA,MID-CRETACEOUS,NORTH RANGE OF THE CHOTTS, TUNISIA.

* Centre des Sciencesde la Terre et U.A.C.N.R.S.no 157, 6, boulevardGabriel,21100 DIJON(France)et D6partementdes Sciencesde la Terre, Facult6des Sciencesde Tunis,CampusUniversitaire,1060 TUNIS(Tunisie). Geobios, m~moire sp6cial n ° 11

p. 83-94, 5 fig.

Lyon, 1989

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Fig. 1. - Secteur ponctue: chaine nord des Chotts. Emplacement des coupes, des sites et des forages cit6s hors de la chaine nord des Chotts. l: Jebe] Tebaga de Medenine; 2: Foum E1 Argoub; 14: Jebel Ben Youn~s; 15: Jebel Orbata; 17: 2ebel Meloussi; 19 : Jebel Kebar; 23 : Jebel Semmama ; 24 : Jebel M'Rilla ; 26 : Jebel Bir6no ; X-X': Emplacement du profil pal6og6ographique de

la fig. 2. Stippled area: northern range of the Chotts. Location of sections and drillings mentioned out of the northern range of the Chotts. 1 : Jebel Tebaga of Medenine ; 2 : Foum el Argoub ; 14 : Jebel Ben Younes ; 15 : Jebet Orbata ; 17 : Jebel Meloussi ; 19 : Jebe] Kebar; 23 : Jebel S e m m a m a ; 24 : Jebel M'Rilla ; 26 : Jebel Bir6no ; X-X': Location of paleogeographical section of fig. 2.

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INTRODUCTION

Au Cr6tac4 moyen, trois facteurs dominants auraient contr616 les transgressions ainsi que la s4dimentation tuniso-alg4ro-libyenne et celle des r4gions voisines : - le craton africain, l'un des blocs du Gondwana en dislocation, par sa grande 6tendue, sa platitude, sa position intertropicale, son r61e aridifiant; - l'Atlantique en distension, par la tectonique qu'il engendre sur le continent africain et par les consequences eustatiques ; - la M4sog4e en fermeture.

L'influence de ces facteurs s'exerce d'une mani@e continue et, en g4n6ral, mod&6e. Toutefois, lorsque l'une des composantes intervient plus fortement, elle peut rev4tir un caract~re cataclysmique : climat aride au C4nomanien ou invasion marine au C6nomanien sup4rieur. Ces trois facteurs se combinent avec les conditions locales. C'est au sein de quatre s4quences majeures, appartenant aux Formations Zebbag et Aleg (Burollet 1956), que sont cherch6es les originalit6s des transgressions et des r~gressions du Cr4tac4 moyen.

II. - PALEOGEOGRAPHIE A LA FIN DE L'APTIEN 1. Pal4og6ographie Ce paysage a constitu4 le support de la s4dimentation du Cr4tac4 moyen. Le schema pal4og6ographique g6n6ral de la Tunisie au Cr~tac4 montre un milieu bathyal au Nord passant graduellement la plate-forme superficielle alg~ro-tunisienne vers le Sud. A la fin de l'Aptien (fig. 1, 2), le secteur de Sidi Bou Zid est 4merg4 localement depuis le Gargasien inf4rieur fi moyen (Boltenhagen et alii 1975; Khessibi 1978; M'Rabet 1981). Cette r6gion haute, soumise/t des @osions et/t une s6dimentation continentale (ibid.), s4pare le bassin Fahd&ne au Nord (Gargouri 1983) du sillon de Gafsa au Sud. A une plus vaste &helle, ces deux bassins sont s4par4s par l'ile de Kasserine (Burollet 1956). Au Sud, il s'agit de la bordure septentrionale de la plate-forme saharienne 6merg6e. En somme, fi la veille du Cr6tac4 moyen, le dispositif pal4og4ographique est constitu6 de deux aires hautes : la Tunisie centrale localement d6pourvue de d4p6t et la plate-forme saharienne ~ s4dimentation continentale. Entre les deux se trouve le sillon de

Gafsa ~ s4dimentation marine. Enfin, la ligne du rivage m4ridional se situait au Gargasien sup4rieur sur les Chotts Jerid et Fejej, entre la chaine nord et la chaine sud des Chotts (fig. 3). 2. L i m i t e A p t i e n - A l b i e n

En Tunisie, elle coincide avec une tectonique active (Khessibi 1978; Buroltet 1984...). Le compartimentage qui en d4coule favorise des d4p6ts anoxiques (Albien inf6rieur) en contrebas des d6mes comme le Serj ou le Bargou (Burollet 1984) ou encore les calcaires noirs bitumineux (vraisemblablement Albien inf4rieur) du bassin Fahdhne (Boltenhagen et alii 1975). I1 semble m4me que l'anoxie ait gagn4 aussi le Haut-Sahara 06 Busson (1970) signale dans le forage Pa. 1 des traces bitumineuses et/L To. 1 des ddbris organiques (fig. 2). Dans la partie est de la chaine et dans le Sud tunisien, il existe, en revanche, une discordance angulaire (Abdeljaouad 1983; Ben Youssef et alii 1985), avec un hiatus du Clansaydsien et de l'Albien inf4rieur et probablement aussi de l'Albien moyen (cf. ci-apr6s).

III. - MEGASEQUENCES ET EVENEMENTS SEDIMENTAIRES 1. P r e m i e r e s 6 q u e n c e (Albien sup~rieur - C~nomanien

inf~rieur)

1.1. LITHOLOGIE

La s6quence transgressive-r4gressive comprend deux lithotermes (fig. 4). Les couches /t Knemiceras de l'Albien sup6rieur (datation d'Abdallah

1987) riches en c6phalopodes d6s ta base (Knemiceras, Engonoceras, Eopachydiscus... rdpartis en huit niveaux) sont transgressives sur du Gargasien dont elles sont s4parfes par une lacune du Clansay4sien l'Albien moyen (?)/~ sup6rieur. Riches en macrofaune nhritique, elles contiennent aussi des atgues vertes, des ostracodes et des foraminif@es. I1 s'agit d'un

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E X T E N S I O N ET SIGNIFICATION DE LA TRANSGRESSION

La transgression albienne d4borde sur le Sud tunisien. S u r l a c h a i n e d e K e b i l i , ellefavoriseled6p6t de couches fossilif6res, a Knemiceras (Busson 1970, p. 598), en discordance sur les gr6s fluvio-deltaiques du Gargasien (M'Rabet 1981). Elle submerge aussi le m61e de Tebaga de Medenine, off elle est appel6e ,, la grande transgression cr~tac6e,, (Ben Youssef et a//i 1985). Toutefois, il n'y a plus ici qu'un seul niveau ~ Knemiceras (ibid.). Cela peut 6tre dO au m61e de Tebaga et probablement fi un amortissement de la transgression. D'ailleurs, sur l'extr~me Sud tunisien (Pervinqui~re 1912, lecture actualis~e de la page 161), cet ensemble est pauvre en fossiles (Corbulines ?). En plus, les forages qui jalonnent les confins tuniso-alg4ro-libyens (Te 1, To 1, ZB 1, Hn 1 et Hn 2) (fig. 1) r6v61ent (Busson 1970, p. 383) une s~rie albovraconienne uniquement dolomitique et, localement, /t d6bris ligniteux et inclusions graphiteuses (Hn 1 et Hn 2). La transgression n'a donc jamais d4bord6 sur la plate-forme sud-alg4rienne. En Tunisie centrale, du c6t6 externe de la plate-forme, la transgression a submerg~ Jebel K~bar, 6merg6 depuis le B~doulien (Khessibi 1978). Elle n'atteint pas File de Kasserine, d6pourvue de d6p6t depuis l'Aptien (Burollet 1956). En revanche, au NW de cette ile, au Jebel Semmama, l e , Vraconien ,, (Albo-Vraconien) est transgressif sur l'Aptien (Bismuth et alii 1981). Au total, la transgression de l'Albien sup4rieur (incertitude de datation pour les 20 m de base soulign6s d'un banc fi Knemiceras non 4tudi4s encore) correspond d'un c6t6 /t l'eustatisme (transgression ~tendue g6ographiquement, hauts-fonds submerg4s) et de l'autre/t la tectonique (lacune / s6dimentation continue; d4p6ts marins / d6p6ts continentaux). L'organisafion s6dimentaire, qui proc&de d'un comblement continu, r6v61e une nette individualisation de la phase transgressive et de la phase r6gressive.

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2.1. LITHOLOGIE

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La limite inf~rieure se situe/t la base d'un facies de tidal flat, marqu~ par l'apparition d'une macrofaune huitres et g gast4ropodes et d'une s4dimentation argileuse. Trois lithotermes, constitu4s de s4quences ~16mentaires de comblement, se succ~dent (fig. 4).

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Fig. 3. - S c h e m a geologique de la chaine nord des Chotts. Repartition des formations, a : F. recentes ; b : F. Segui s.1. ; c : F. phosphatec du Metlaoui; d: F. des argiles d'E1 Haria; e: F. des calcaires du Berda (Campanien-Maastrichtien); f: F. Aleg (Turonien pp. Santonien) ; g: Dolomie du Gattar (Turonien pp.) ; h : F. Zebbag (Albien s u p t r i e u r - Turonien pp.) ; i : F. Orbata ; j : Accidents E-W ; k: Faille de Bir Oum All. Geologic m a p of n o r t h e r n range of the Chotts. Geographic distribution of the formations, a: Younger formations; b: Segui Formation; c: Metlaoui phosphatic Formation; d: E1 Haria shales Formation; e: Berda limestones Formation (CampanianMaastrichtian) ; f: Aleg Formation (Turonian pp. - Santonian) ; g: Gattar Dolomite (Turonian pp.) ; h : Zebbag Formation (Upper Albian - Turonian pp.) ; i : Orbata Formation ; j : E-W faults ; k: Bir Oum All fault.

Dans le facits de tidal flat, alternent des bancs de dolomicrite lamin4e et des bancs g brtches de dessiccation. Quelques gastdropodes et bivalves thmoignent d'une tendance vers l'ouverture, qui se confirme, dans le second lithoterme, par des sfquences 414mentaires, localement fi surfaces d'4mersion, nettement fossilif~res: foraminif6res (Pseudedomia, ThomasineHa, Cuneolina...), algues vertes (Cylindroporella, Eithelia, Neomeris...), ostracodes, lamellibranches et 6chinides (Archiacia). Les derniers d6p6ts sont des dolomicrites pr6coces, parfois/: birdeyes (Jebel Zitouna). Enfin, le troisihme lithoterme correspond ~ des sdquences 616mentaires en partie 6vaporitiques, peu fossilifhres. Quelques 6pisodes de calcaires oolitiques et de lumachelles sont intercal6s dans cet ensemble. Les dernihres s6quences argilo6vaporitiques azoiques, de 1 /t 2 m chacune, indiquent un 6pisode de confinement extr6me. 2.2 INTERPRI~TATION L'tvolution du milieu, trOs lente/~ la base de cette m4gastquence, se manifeste par l'apparition timide de quelques gastfropodes et lamellibranches ainsi que d'argiles dttritiques. L'ouverture du milieu s'accdltre ensuite (abondance et diversit4 du stock biologique), mais elle demeure r4versible (fr6quence des 6mersions). La s4quence se singularise par l'importante extension g4ographique du facies 4vaporitique dont la puissance, de 110/t 140 m sur la chaine, est comparable fi celle mesurte sur la plate-forme saharienne (140 m). En revanche, cette 4paisseur se r4duit consi-

d4rablement au voisinage et sur les secteurs rtsisrants (10 m au Jebel Naimia) ainsi qu'au contact du d6me de la Jeffara et du craton libyen (Burollet & Busson 1983). Cet 6pisode 6vaporitique du Cdnomanien relhve d'une part de la position intertropicale de la plate-forme saharienne, situ6e en bordure nord de la masse continentale gondwanienne, qui exersait un r61e aridifiant (Abdallah & Rat 1987); d'autre part de l'absence de courants dans cette mer pelliculaire (Burollet & Busson 1983). En revanche, lorsque des courants apparaissent en bordure nord de la plateforme, ils inhibent 4pisodiquement la pr4cipitation 4vaporitique et accumulent des stdiments oolitiques. Par rapport /t la s4quence albienne, les phases transgressives et r4gressives ne sont plus individualis6es. Des miniphases d'ouverture et de fermeture se succtdent, off se c6toient des facits oolitiques et 6vaporitiques. Cette transgression n'a pas eu d'4cho sur la plate-forme saharienne. En effet, Busson (1987, p. 292) 6crivait it propos de la sdrie 6vaporitique: <
- 88 3. Troisi~me s4quence (C4nomanien sup~rieur - Turonien inf6rieur)

moules de gast6ropodes, 6chinides, spongiaires et rudistes.

3.1. LITHOLO~m

• Calcaire blanc micritique: La succession, monotone, rdv61e des 4chinides, des ammonites:Neolobites, Pseudocalycoceras, Calycoceras, des foraminif6res essentiellement planctoniques: Heterohel~x, Hedbergella... et d'abondants Incertae sedis: Nthonella, Calcisphaerula, et des coccolithes.

La s6quence, transgressive-r6gressive, comprend quatre lithotermes (fig. 4):

• S6quences argilo-carbonat6es, peu fossilif6res au d4but, puis bioclastiques et oolitiques,/t huitres,

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Fig. 4. - La s 6 r i e d u C r e t a c 4 moyen d'apr~s la coupe du Jebel Asker; la s6quence des couches Knemiceras est extraite de la coupe du JebeI Naimia.

stratifi4s irr~guliers

S u c c e s s i o n of Middle Cretaceous after section of Jebel Asker; beds of Knemiceras after section of Jebel Naimia.

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* Horizon fi matitre organique: Au Jebel Asker, cet horizon de calcaire micritique/t interbancs feuilletts s'ins+re entre les calcaires blancs micritiques du C6nomanien et la Dolomie du Gattar du Turonien pp. Ces calcaires front plus, semble-t-il, de matihre organique originelle en liaison avec la dolomitisation sous contr61e mtt4orique du Gattar (Abdallah 1987). De part et d'autre du Jebel Asker plus subsident, que ce soit sur Jebel Naimia ou sur Jebel Zitouna, l'tquivalent de cet horizon carbonatt, fortement bioturb4, est oxique. En revanche, dans le forage TZ 3, les bancs de calcaires blancs, situts au contact de la Dolomie du Gattar, sont riches en matitre organique diffuse ou sous forme de lamines gris clair/t gris fonc4. * Dolomie du Gattar: Dress4e en une muraille, elle culmine 5 608 m. Les deux tiers inftrieurs sont bioclastiques. Au Jebel Asker, les calcaires blancs, 4pisodiquement feuilletts, passent trts rapidement fi des dolomies bioclastiques ~ stratifications obliques. A l'Ouest, fi partir du Jebel Zitouna, en revanche, des constructions/t rudistes se d4veloppent ~ quelques m4tres au-dessus des calcaires blancs. Les tests se rar4fient ensuite et quelques hippuritidts subsistent alors, dans une gangue micritique. Le tiers sup4rieur de la formation est dolomicritique/t travers toute la chaine ; il est massif ou lamin~ et rtv~le de fr4quents horizons fi bird-eyes. Enfin, le banc sommital, ravind au Jebel Zitouna, correspond fi une brtche intraformationnelle au Jebel Asker et ~ u n hard-ground perfor6 au Jebel Naimia. 3.2 DISCUSSION 3.2.1. L'Opisode transgressif La transgression du C4nomanien supOrieur d4bute discrhtement, au-dessus des 4vaporites et des dolomies lamintes de la stquence pr4cddente, par des calcaires et des marnes fossilif4res (fig. 4, cote 400). Sur la plate-forme saharienne, tout laisse ~ penser que les s6diments argilo-gypseux (C6nomanien au Sud du Jebel Guehad) qui butent contre un relief indubitable (Busson 1987, p. 293) sont 6quivalents de ce dtbut transgressif. Ensuite se produit un mouvement transgressif brutal (fig. 4, cote 500) marqu6 par des calcaires fins /t organismes pflagiques. La transition, sans faci6s grtseux ni conglomtratique, se fait par un joint argileux (0,3 m) fiche en Thomasinella punica. Les calcaires blancs refl6tent une importante phase transgressive centr6e sur le C6nomanien sup6rieur vraisemblablement terminal et caract4ris4e aussi

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bien en Tunisie que dans les contrOes m&og4ennes: plate-forme saharienne (Busson 1970 et 1972), Tunisie centrale (Bismuth et alii 1981; Gargouri 1983), Maroc (Ferrandini 1986) et Espagne (Rat et alii 1983; Floquet 1984). En premitre approximation, cette transgression est un 6v~nement mtsogten, sans aucune commune mesure avec la transgression albienne. Enregistrte dans divers bassins de la marge aflantique marocaine (Wiedmann et alii 1982) et en Europe de l'Ouest (Hancock & Kauffman 1979; Juignet & Louail 1987; Haq et aIii 1987), cette transgression a une dimension globale (fig. 5). 3.2.2. Age Sur la chaine nord des Chotts, cette transgression se localise dans le C~nomanien sup6rieur, vraisemblablement terminal. I1 en est de m6me en Tunisie centrale (Bismuth et alii 1981; Gargouri 1983), sur la plate-forme saharienne (Busson 1970, 1972; Burollet & Busson 1983 et Burollet 1984) et en Espagne (Rat et alii 1983; Floquet 1984). I1 semble que cette transgression ait 6t~ attribu4e au Turonien par Ferrandini et alii (1985) /~ la suite, semble-t-il, d'une approximation de datation. Ferrandini (1986) reconnait ensuite ce faci6s transgressif, au Sud-Est marocain, d& le C6nomanien sup6rieur. 3.2.3. Origine et caracttristiques La transgression ctnomanienne semble eustatique. Cette hypothtse trouve son bien fond6 dans sa grande 6tendue. Aussi a-t-elle provoqu6 un changement radical dans l'environnement, sur ta plate-forme saharienne, en 61iminant les saumures qui prtvalaient jusqu'ici, par 6talement d'une masse d'eau d'origine oc4anique. I1 en r&ulte que : a) La transgression a ~t~ rapide et 6tendue, de telle sorte qu'il y a eu rupture avec la s4rie sousjacente par la min4ralogie, la g~ochimie, la faune et la flore. I1 y a eu un tel bouleversement des niches 6cologiques que le benthos n'a pas pu repeupler aussit6t les nouveaux biotopes. b) Une expression de cette avanc~e est une trentaine de mttres de calcaires blancs circalittoraux (entre une centaine et une cinquantaine de m~tres de profondeur: cf. ci-dessous). c) L'avancte marine a favoris6 un plancton/t tests simples (Hedbergella, Heterohelix, Pithonella, CaMsphaerula...) au d~triment des esp~ces fi tests complexes. Cette stlection peut ~tre imput4e ~ la faible tranche d'eau. En effet, selon Wonders (1980) et

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Caron & ttomewood (1983), les foraminif~res planctoniques/t tests complexes ont besoin d'une tranche d'eau sup&ieure /~ 150 m pour se reproduire. Or, sur l'emplacement de la chaine nord des Chotts, la bathym6trie ne d6passe en aucun cas une cent'aine de m~tres; en n6gligeant la subsidence, elle correspond en effet aux puissances cumul4es des calcaires blancs (30/~ 40 m) et de la I)olomie du Gattar coifffie d'une surface d'6mersion (50 m en moyenne). Toutefois, des s~lections biologiques comparables ont 6t6 attribu6es /~ des variations de temp4rature des masses d'eau (Fri6s et alii 1986) ou fi une insuffisance d'oxyg~nation de la colonne d'eau (Wonders 1980). d) La tectonique locale a modul6 l'effet de la mont4e eustatique. Les calcaires blancs ne sont pas identiques de part et d'autre de la branche Bir Oum Ali (fig. 3). Au Jebel Naimia, 6pais de 18 m seulement, ils sont dolomitiques et lamin4s, pauvres en organismes et r6v6lent des indices de diagenhse suba4rienne (brhches de dessiccation et mud-cracks). 3.2.4. L'6pisode anoxique

L'anoxie survient au sommet de la transgression du C4nomanien terminal, avant le d6but de la phase r6gressive. Le devenir de la mati~re organique d4pend des conditions oxydo-r4ductrices r6gnant sur le r6ceptacle s~dimentaire. Toutefois, en milieu oxique, la matibre organique peut ~tre conserv4e lorsqu'elle est d'origine continentale, donc plus r6sistante, ou lorsque le taux de sddimentation est 61ev6 (Graciansky et alii 1982). Ceci n'est pas le cas dans la r6gion des Chotts off l'anoxie gagne des secteurs peu profonds et off l'horizon correspondant, de structure feuillet6e, semble plut6t marqu6 par un flfchissement du taux de sddimentation. Un tel fl4chissement peut favoriser l'41~vation relative de la concentration en mati~re organique. Le r61e de la tectonique serait aussi essentiel. L'anoxie, maintenue dans les basfonds (bassin de Gafsa, TZ 3...), disparait en effet des secteurs sur41ev4s (Jebel Naimia-Batoum, Jebel Zitouna). En somme, l'anoxie serait li6e/t la mont6e eustatique du C~nomanien terminal. Sa r4partition aurait d~pendu de conditions locales, tectoniques essentiellement. 3.2.5. Le ph~nom6ne Gattar

Au Sud, la Dolomie Gattar d6passe la Tunisie. On la retrouve au forage Sb 1 et en Tripolitaine (Busson 1967). Sur la plate-forme saharienne, son maximum d'extension correspond /~ des limites d'4rosion

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(Busson 1970). Elle est aussi connue dans le Nord de l'Alg6rie, dans la r4gion des Biban (Caire 1957, p. 195), jusqu'g de hautes latitudes. En revanche, elle disparait en Tunisie avant l'alignement Jebel Semmama - M'Rilla pour c6der la place, dans le bassin de Fahd~ne, g son 6quivalent qui serait les Marnes de l'Annaba. La Dolomie du Gattar serait diachrone: turonienne dans la chaine nord des Chotts, cfinomanienne en Tunisie centrale, d'apr~s des rudistes (J.P. Masse, comm. orale; c'est aussi l'avis de P.F. Burollet). Quoi qu'il en soit, dans tous les cas cette dolomie succ~de ~ la transgression c6nomanienne. L'extension de la dalle dolomitique sur la plateforme saharienne correspond /~ l'extension de la transgression c6nomanienne favorable aux populations n~ritiques. Cette vie benthique est la source d'une production bioclastique potentielle qui, dfipassant le taux de subsidence, aboutit au comblement. La plate-forme est de nouveau prot~g6e par la r4duction significative de la tranche d'eau et vraisemblablement aussi par manque de courants. La vie n6ritique disparait, remplac6e par une production carbonat4e chimique. Le Gattar se termine par une 6mersion qui cl6t l'histoire de la transgression du C6nomanien terminal. Au total, la s4quence des calcaires blancs est marqufie par une mont~e eustatique au C~nomanien terminal, suivie au Turonien basal d'un 4pisode de condensation, puis d'une phase de remblaiement continue et progressive aboutissant enfin ~ l'6mersion. 4. Troisi~me s4quence (Turonien m o y e n / l sup~rieur)

4.1. LITHOLOGIE Les facies, h6t6rog~nes suivant leur 6volution et leur variation g6ographique, se regroupent en trois parties : • Unitds ~ rudistes: Dolomicrites, puis calcaires p6tris de d6bris de rudistes, localement bioconstruits Radiolites, ou oolitiques. Les stromatolithes sont particuli~rement abondants au Jebel Morra. Cette sddimentation, ~ rares foraminif~res et ostracodes, fr6quemment coup6e par des exondations (bird-eyes, mud-cracks), indique un milieu infratidal, 6pisodiquement supratidal. • Unit6 ~ br~ches intraformationnelles: Quelques bancs de brbches syns6dimentaires alternent avec des dolomicrites lamin4es et des calcaires bioclastiques et oolitiques. Cette unit6 s'effiloche, au niveau du Jebel Morra, dans des 6vaporites d6velopp6es sur la partie ouest de la chaine.

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Unit~ ~ sSquences de tidal ~lat: I1 s'agit, dans la partie ouest de la chaine, d'une vingtaine de mStres de tidalite organis~e en s6quences 616mentaires argilo-carbonat4es ou carbonat4es/t mud-cracks et traces de Wdogen6se (racines). Cette tidalite ceinture la terminaison p&iclinale du Jebel Sidi Bou Helal et s'effiloche dans des constructions/~ HippuritidSs et RadiolitidSs, dSvelopp6es au c~eur de l'anticlinal. En revanche, dans la pattie est, il s'agit de dolomicrites massives ou lamin6es avec quelques accidents siliceux. 4.2. REPARTIT1ONDES FACIt~SET EVOLUTIONDES MILIEUX

• Dans le Sud tunisien (lecture actualis4e de Pervinquihre 1912), la sfrie est argilo-carbonat6e et peu fossilifhre. Les 4vaporites apparaissent/~ partir des confins alg6ro-tunisiens et sur la plate-forme sud-alg6rienne o6 la s4rie est compl6tement 4vaporitique et correspondrait/~ l'anhydrite inf6rieure de Busson (1970). En Tunisie centrale, la s4quence t4moigne d ' i m p o r t a n t s c h a n g e m e n t s de faci4s. Au Jebel Ben Youn~s, elle est complhtement 4vaporitique (Boltenhagen & Mahjoub 1974); elle est reprdsent4e par un calcaire massif fossilif~re fi nombreux rudistes au Jebel Meloussi et au Jebel Orbata (Burollet 1956); l'Oued Trif du Jebel Semmama, une s4rie 6vapori-

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tique s'intercale dans des faci6s construits (Bismuth et alii 1981). En ce qui concerne les environnements s8dimentaires, il y a lieu de consid4rer deux 6chelles d'observation: - A l%chelle de la Tunisie centrale et de la plateforme saharienne, deux provinces majeures s'individualisent. Une province lagunaire, 8vaporitique, couvre la plate-forme saharienne. Sa limite s'oriente grosso modo NW-SE et passe par Jebel Semmama, Jebel Morra et le forage Dn 1 sur l'extrSme Sud tunisien. A PEst de cet alignement, une ceinture 8pin6ritique est r6cifale A subr6cifale. - A une 8chelle plus locale, les faci6s sont tellement hft4rog~nes que la polarisation des environnements n'est plus 6vidente. Les perturbations seraient liSes aux fr8quentes sollicitations du bfiti s6dimentaire dans un environnement trSs peu profond. Cette tectonique se manifeste par des niveaux r4currents/~ br6ches intraformationnelles. En somme, il ne s'agit plus de phases transgressives et r4gressives individualis6es, comme dans les s4quences /~ transgression eustatique, mais d'une succession de pulsations transgressives, r4pondant fi des affaissements, suivies d'6pisodes de comblement.

IV. - DISCUSSION ET CONCLUSIONS L'objectif de ce travail 6tait de mettre en 4vidence les diff4rentes phases transgressives du Cr4tac6 moyen dans la r4gion des Chotts, ensuite d'dtablir leur d6terminisme. La chaine nord des Chotts, situ6e sur la rive m4ridionale de la T6thys en fermeture, constitue un secteur privil4gi4 pour l'4tude des transgressions et des rdgressions du fait qu'elle est adoss4e /~ une plate-forme continentale dilat4e, tr6s sensible aux variations eustatiques. Des crit6res de classification des transgressions sont propos4s pour une plateforme 6picontinentale: 1) ampleur du changement dans les pal4oenvironnements ; 2) 6chelle de corr41ation; 3) tectonique syns4dimentaire ; 4) style de comblement: s4quences 416mentaires, s4quence majeure.

gression du C~nomanien terminal; 2) renouvellement des peuplements; 3) recouvrement du Sud tunisien, notamment du m61e de Tebaga de Medenine ; 4) nette s~paration entre la phase transgressive (couches /t Knemiceras) et la phase r6gressive (corniche dolomitique). Cette transgression a, en fait, d~but6 ~ l'Albien infdrieur (Hancock & Kauffman 1979; Juignet & Louail 1987; Haq et alii 1987...). Toutefois, ce n'est que lors de sa phase d6cisive, A l'Albien sup6rieur, qu'elle affecte l'ensemble du Sud tunisien (fig. 5). C'est aussi pendant cet intervalle qu'elle scelle en discordance la plupart des structures ~merg~es le long de l'Axe Nord-Sud (Burollet 1984). L'explication eustatique semble s'imposer.

a) Transgression de l'Albien sup4rieur

Elle provoque un profond changement sur un dispositif tectonique h4rit4 du Clansay6sien - Albien moyen. Elle a les caract4res suivants : 1) large r4partition sans atteindre toutefois l'ampleur de la trans-

b) Transgression du C~nomanien moyen

Les manifestations transgressives s'expriment ici par des niveaux fossilif~res r4currents avec des 6vaporites. En cons6quence, la s6rie est, par opposition

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Fig. 5. - Comparaison de la eourbe de transgressivit4 dans la chaine nord des Chotts. A: avec les courbes 4tablies pour d'autres contr4es; B: Plate-forme saharienne (Burollet & Busson I983, in Burollet 1987); C: Bassin d'Agadir au Maroc (Wiedmann et alii 1982); D: Cycles globaux du niveau des oc6ans (Vail et alii 1977); E: Courbes eustatiques d'apr6s Haq et alii (1987). 1, 2, 3, 4 : Phases transgressives. Comparison of transgression curves of northern range of the Chotts. A: with several curves established through other regions ; B: Saharian platform (Burollet & Busson 1983, in Burollet 1987); C: Moroccan Agadir basin (Wiedmann et alii 1982); D : Global cycles of sea level (Vail et alii 1977) ; E : Eustatic curves after Haq et alii (1987). 1, 2, 3, 4: Transgressive phases.

/~ la s6quence pr4c4dente, une superposition de s4quendes 614mentaires r4gressives termin4es souvent par des surfaces d'4mersion. Ailleurs, cet intervalle est rdgressif (Vail et alii 1977 ; Wiedmann e t alii 1982 ; Haq et alii 1987). L'origine tectonique de cette transgression est vraisemblable ; il est difficile de discerner une 4ventuelle composante eustatique dans l'enregistrement shdimentaire. Busson (1987, p. 295) 6crivait 5 propos de ces facihs plus matins qui s'intercalent dans ces 4vaporites sur la plate-forme saharienne: <,S'il s'agit bien de "transgression marine", il serait impropre d'imaginer/t leur sujet une invasion de l a m e r sur une aire jusqu'alors tout ~ fair terrestre ,,. En revanche, la phase r4gressive qui pr4chde, au C6nomanien sup6rieur, la transgression suivante, semble eustatique (fig. 5). Elle est g la lois importante et synchrone (Vail et alii 1977; Burollet & Busson 1983; Haq et alii 1987). c) Transgression du C 6 n o m a n i e n terminal

L'avancOe marine tr6s 4tendue t6moigne, ~ l'inverse de la transgression albienne, d'une platitude et d'un calme tectonique de la plate-forme saharienne. C'est la transgression la plus importante depuis le Trias

(Haq et alii 1987). Au total, elle repr4sente un 6v4nemerit essentiellement eustatique sur lequel se greffe un 6pisode tectonique ~ effets secondaires. d) Transgression du Turonien m o y e n Tout comme celle du C6nomanien moyen, elle n'est mise en 6vidence qu'~ l'Est de la branche Bir Oum AlL Son origine exclusivement tectonique est ddmontr6e par: 1) une inversion de la tendance, qui devient plut6t r6gressive sur d'autres eontr4es (cf. Haq et alii 1987) ; 2) des facies lat6raux souvent 4vaporitiques; 3) la frdquence des br6ches syns4dimentaires ; 4) des communaut6s biologiques r4duites, exclusivement n6ritiques et supportant des conditions de milieu d4graddes; 5) une sdrie fake de sfquences 614mentaires rfgressives. Quatre phases transgressives ont donc 6t6 mises en 4vidence. Les phases de l'Albien sup6rieur et du C6nomanien sup4rieur, essentiellement eustatiques et de grande extension, ont boulevers6 l'environnement. La mOgas6quence 6volue en deux temps: des faci& transgressifs s'4talent vers le Sud, puis des faci6s r4gressifs progradent du Sud vers le Nor& Les phases du C6nomanien moyen et du Turonien moyen, essentiellement d'origine tectonique, n'appor-

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tent que des c h a n g e m e n t s m i n e u r s et des facies heterogenes (non polarises): faci4s d', ouverture,~ et de ,, f e r m e t u r e , , se r a p e t a n t v e r t i c a l e m e n t m a i n t e s fois au sein de la m a r n e s6quence.

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En definitive, l ' e m p l a c e m e n t de la chaine n o r d des Chotts a 4t4 soumis d'une m a n i a r e cyclique, au Cretac4 moyen, fi des influences sahariennes, aridifiantes, et fi des influences tdthysiennes, adoucissantes.

Ce travail a benefici4 du soutien du Centre des Sciences de la Terre de l'Universit6 de Bourgogne (Dijon), du D6partement de G~ologie de la Facult4 des Sciences de Tunis et de la Compagnie des Phosphates de Gafsa. L'auteur remercie MM. P. RAT,P. COTILLONet G. FRIESpour leurs renseignements et suggestions, et M "~ L. MEMMIpour la determination des ammonites. Remerciements:

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