Situation structurale et nature ophiolitique de roches basiques jurassiques associées aux flyschs maghrébins du Rif (Maroc) et de Sicile (Italie)

C. R. Acad. Sci. Paris, Sciences de la Terre et des planètes / Earth and Planetary Sciences 331 (2000) 29–38 © 2000 Académie des sciences /Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés S1251805000013781/FLA

Géodynamique / Geodynamics

Situation structurale et nature ophiolitique de roches basiques jurassiques associées aux flyschs maghrébins du Rif (Maroc) et de Sicile (Italie) Michel Durand-Delgaa*, Philippe Rossib, Philippe Olivierc, Diego Puglisid a

La Pélisserie, 81150 Florentin, France BRGM, BP 6009, 45060 Orléans cédex 02, France c Équipe de pétrophysique, tectonique et géomorphologie, UMR 5563, CNRS et université Paul-Sabatier, 38, rue des Trente-SixPonts, 31400 Toulouse, France d Dipartimento di Scienze geologiche, Università di Catania, Palazzo delle Scienze, Corso Italia 55, 95129 Catania, Italie b

Reçu le 20 mai 2000 ; accepté le 22 mai 2000 Présenté par Michel Durand-Delga

Abstract – Structural setting and ophiolitic nature of Jurassic basic rocks associated with the Maghrebian flyschs in the Rif (Morocco) and Sicily (Italy). At both ends of the Maghrebides belt, in the Rif Mountains and Sicily, Middle to Upper Jurassic slices of basic rocks with an E-MORB character are associated with various tectonic units of the Maghrebian flysch zone. This zone, which was located between the internal zones, originally linked to the European plate and the African external zones of this Alpine belt, was therefore oceanized, at least partially, and acted as a transform fault between the mid Atlantic and the Ligurian ocean, both of them being open at that time. © 2000 Académie des sciences /Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS ophiolite / Maghrebides / Rif / Sicily / Predorsalian zone / Mauretanian flysch / Massylian flysch

Résumé – Aux deux extrémités des Maghrébides, dans le Rif et en Sicile, des lames de roches basiques du Jurassique moyen–supérieur, à caractère E-MORB, sont associées à diverses unités tectoniques de la zone des flyschs maghrébins. Cette zone, qui se situait entre Internides, originellement rattachées à l’Europe, et Externides africaines, a donc été océanisée au moins partiellement et jouait alors le rôle d’accident transformant entre Atlantique médian et domaine océanique ligure, en cours d’ouverture. © 2000 Académie des sciences /Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS ophiolites / Maghrébides / Rif / Sicile / Zone prédorsalienne / flyschs maurétaniens / flyschs massyliens

Abridged version The Maghrebian flysch (Early Cretaceous to Earliest Miocene) zone extends from Gibraltar to Calabria along the Maghrebide belt [8] (figure 1). Slices of basic rocks, generally associated with Dogger-Malm radiolarites, occur particularly in the most internal part of the flysch zone, known as Mauretanian, to the north [8, 12]. Such rocks are rarer in the more external Massylian part. The association of basic rocks and flysch suggests [3, 17, 27] that these lavas may have an ophiolitic nature. Studying

these rocks at different sites in the Rif (Morocco) and Sicily (Italy) has made it possible to establish their age, tectonic context and geodynamic significance. 1. Basic rocks of the northern Rif, Morocco South of the Bokoyas (figure 2), the following tectonic sequence is observed from north to south: (i) internal zones (Calcareous ridge) [12], (ii) Predorsalian zone [22], (iii) Mauretanian flysch nappes [13], (iv) Massylian flysch nappes [12] and (v) external zones (Ketama Unit).

* Correspondance et tirés à part

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1.1. Basic rocks of the Predorsalian zone South of Torres el Kal’a (figure 3), the Eo-Oligocene marls contain probable olistoliths [2, 19, 22] of pillow basalt [1, 2] lateral to Dogger-Malm radiolarites and micrites. The micritic cement of the lavas yields ‘Stomiosphaera’ asdadensis, a micro-organism known from the Rif Dogger strata [23]. 1.2. Basic rocks of the Mauretanian flysch The Izroutene outcrop (figure 4) lies in between vertical tectonic slices within a transcurrent zone. The basalt, which is associated with radiolarites and chertbearing micrites (probably Dogger-Malm in age), may be located at the base [23] of the Early Cretaceous sandstone flysch from an upper Mauretanian nappe. 1.3. Basic rocks of the Massylian flysch The Aït Brahim outcrop [3] (figure 5) is the most representative of all the studied sites [4]. Exposed over 50 m, it is intercalated in the upper part of Upper Cretaceous pelites belonging to a Lower Massylian nappe. An Early Cretaceous quartzitic flysch is observed higher up, and is assumed [16, 18] to belong to the Massylian upper Jebel Chouamat nappe [3]. The volcanogenic layer comprises an agglomerate of basaltic blocks, locally pillowed, and Dogger limestones dated by Ebrayiceras sp.: both facies contain fragments of the other, which proves their contemporaneity. This layer may constitute an olistolith within the Massylian Senonian pelites. 2. Basic rocks of the Sicilian flysch The Maghrebian flysch zone extends into northeastern Sicily [20] (figure 6). The Troina nappe lies between the Mauretanian upper Cesarò nappe [6, 9] and the Numidian flysch, a relative autochthon unit. The ‘Argille Scagliose Inferiori’, constituting the base of the Troina nappe, form a chaotic complex containing blocks of various rock types: Cretaceous sediments with Massylian facies and various diabases [11, 24] of unknown age, examined at two sites. 3. Geochemical data Rock samples from the Rif and Sicily, intensely weathered and difficult to assign petrologically, were analysed.

1. Introduction Dans les reconstitutions paléogéographiques actuelles, on considère [21] qu’à partir du milieu du Jurassique, l’Atlantique médian et le paléo-bassin océanique

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3.1. Rif samples These were collected from three sites. The Mauretanian sample from Izroutene (MA 93-28) shows a broad spectrum of E-MORB-type trace elements (figure 7): Cr+Ni contents between 61 and 340 and a Zr/Hf ratio of around 30. The Predorsalian (MA 93-23) and Massylian (MA 93-36) samples also show broad trace element spectra that, despite marked oscillations, reveal a similar general trend with negative Zr, Hf and Ti anomalies. The constancy of the Zr/Hf ratio at the three Rif sites argues for a global ophiolitic origin.

3.2. Sicily samples The Contrada Pedecaro sample (SIC 98-3) shows a broad spectrum of E-MORB-type trace elements (figure 7). It has a Zr/Hf ratio of about 30 and a Cr+Ni content of 408 and 600, as does the sample north of Troina (SIC 98-4); these values are comparable to those of the E-MORB samples from the Rif and Balagne [14] in Corsica.

4. Conclusions The basic rocks of the Rif and Sicily, like those presently inaccessible in the Great [15] and Lesser [5, 7] Kabylia (Algeria), may correspond to the same tectonic event, locally dated as Middle Jurassic. In both the Rif and Sicily cases, the trace element distribution is characteristic of enriched oceanic basalt (E-MORB) formed within a rift environment during the initial stage of oceanization. This conclusion can be extended to the other studied sites. The substratum of the future Early Cretaceous Rif flysch basin is in places composed of sedimentary material [23], namely radiolarites and calciturbidites of Late Lias to Earliest Berriasian age, and the Torres el Kal’a Predorsalian basalts were extruded into submarine carbonate muds. Oceanization was thus restricted to certain Mauretanian and Massylian sectors, separated by compartments with a continental substratum, probably thinned. This composite band, presently trending east–west, acted as a transform zone [21] linking the mid Atlantic and the Ligurian ocean, while both of them were in the process of opening.

ligure étaient reliés par une étroite zone transformante, orientée est–ouest dans le canevas actuel. Cette dernière zone est située dans la partie sud de la Méditerranée occidentale, aux limites ou à l’intérieur du bloc continental Alkapeca [8], qui sépare Europe et Afrique. Notre

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étude s’est portée sur la bordure sud de ce bloc, où se place la chaîne des Maghrébides, que l’on suit de Gibraltar à la Calabre (figure 1). Entre les zones externes, au sud, à tectogenèse miocène et les zones internes, au nord, à matériel principalement antémésozoïque et à structuration essentiellement paléogène, s’intercale la zone des flyschs maghrébins : subdivisés en flyschs maurétaniens et massyliens, respectivement les plus internes et les plus externes, leur âge va de la base du Crétacé au Miocène inférieur. Totalement allochtones, ces flyschs montrent exceptionnellement des restes de leur substratum anté-Crétacé, soit sédimentaire, soit volcanique. Ce dernier cas est celui de flyschs maurétaniens d’Algérie, au sud des massif kabyles [5, 7, 15] (figure 1). Mis à part ces sites algériens, actuellement inaccessibles, on connaît quelques minuscules affleurements de roches basiques dans les flyschs maghrébins aux deux extrémités de la chaîne, dans le Rif et en Sicile. Plusieurs auteurs [3, 17, 27] ont estimé que ces roches, du fait de leur présence dans le « sillon » des flyschs, étaient d’origine ophiolitique. Leur état d’altération empêchait toutefois de l’assurer. Les progrès de la géochimie le permettent aujourd’hui. Nous avons ainsi tenté d’établir la signification géodynamique de ces indices mal connus et généralement ignorés, ainsi que leur âge et leur situation tectonique.

2. Les roches basiques du Rif septentrional (M.D.D. et P.O.) On les trouve dans la partie nord du Rif central, au sud du massif des Bokoya [2], où se succèdent, du nord au sud (figure 2) : • les zones internes rifaines (la Dorsale calcaire [12], ancienne marge méridionale de cet ensemble, décou-

pée en unités superposées chevauchant vers le sud la zone prédorsalienne [22], dont les termes mésozoïques, de milieux plus profonds que ceux des termes de même âge de la Dorsale, se poursuivent par une série marnodétritique paléogène) ; • la zone des flyschs maghrébins [12] avec (2a) les unités empilées du domaine maurétanien, caractérisé par le puissant flysch du Jebel Tisirene [13], à gros bancs gréseux, du Crétacé inférieur ; (2b) les unités du domaine massylien, dont un flysch pélito-quartzitique d’âge Crétacé inférieur constitue, dans la nappe du Jebel Chouamat [2], le terme principal ; • les zones externes, représentées ici par l’unité de Ketama, caractérisée par une puissante série pélitoquartzitique du Crétacé inférieur, schistosée et épimétamorphique. 2.1. Les roches basiques de la zone prédorsalienne

Le principal affleurement [1, 2 {p. 54 et figures 20a et 25}] se trouve à la bordure ouest des Bokoya, à 1,2 km au sud de Torres el Kal’a (feuille 1:50 000 Beni Boufrah, x : 598,6 ; y : 505,7) (voir aussi [19, pp. 42–43]). Là, dans les marnes éo-oligocènes d’une écaille prédorsalienne (figure 3), sont insérés des basaltes en coussins : épais d’une dizaine de mètres, on les suit latéralement sur une trentaine de mètres. On trouve également quelques lames de marno-calcaires verdâtres ou violacés et de radiolarites rougeâtres (Dogger–Malm ?), d’épaisseur métrique. Les contacts de ces diverses roches avec les marnes éo-oligocènes encadrantes sont tectonisés, mais les auteurs [2, 19, 22] s’accordent pour y voir des olistolites. Les coussins basaltiques, séparés par de typiques hyaloclastites, sont souvent englobés dans un ciment calcaire micritique à radiolaires et spicules, avec des microorganismes en croissant [2, cf. figure 25], rapportables à « Stomiosphaera » asdadensis Colom et Allard.

Figure 1. Situation des roches basiques liées aux flyschs maghrébins entre Gibraltar et la Calabre. Figure 1. Location of basic rocks linked to the Maghrebian flyschs between Gibraltar and Calabria.

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Mer d'A lboran Jebha

El Hoceima

Torres el Kal’a

yas

Boko

TK

IZ

N

AB

20 km

Ketama

S

AB

IZ

TK

I

N Dors. Gh.

Méditerranée

Két. FI. Mass.

Fl. Maurét.

Prédors.

II

10 km

Cette forme, d’affinité incertaine, a été définie dans le Dogger du Rif externe et on la retrouve dans des lits calcaires au sein des radiolarites du Dogger supérieur maurétanien, près de Targuist [23]. Ainsi, les basaltes prédorsaliens peuvent être d’âge Jurassique moyen. 2.2. Les roches basiques des flyschs maurétaniens

L’affleurement d’Izroutene [2, pp. 38–39 et figure 11c] se trouve à 6 km à l’WSW de Rouadi (feuille 1:50 000 W

E Dors. rad.

ors.

Préd Ti

a

b c 200 m

Figure 3. Situation des roches basiques d’une unité prédorsalienne, au sud de Torres el Kal’a. Ti : nappe de flysch maurétanien du J. Tisirene ; Dors. : Trias supérieur–Lias carbonaté de la Dorsale calcaire. Unités prédorsaliennes : a, marnes argileuses à lits de grès calcareux à Miogypsinoides complanata (Chattien– Aquitanien) ; b, grès grossiers en bancs, de type « numidien » (Aquitanien) ; c, marnes roses ou verdâtres à lits microconglomératiques à nannoflore de l’Éocène terminal–Oligocène inférieur, contenant des olistolites de basaltes (*, échantillon MAR 93–23) et de radiolarites (rad.). Figure 3. Location of basic rocks in a Predorsalian unit south of Torres el Kal’a. Ti: nappe of the J. Tisirene Mauretanian flysch; Dors.: carbonated Upper Trias–Lias of the Calcareous Dorsal. Predorsalian units: a, argillaceous marls interbedded with calcareous sandstones containing Miogypsinoides complanata (Chattian– Aquitanian); b, ‘Numidian’-like bedded sandstones (Aquitanian); c, pink and greenish marls with microconglomerate strata, yielding Latest Eocene–Early Oligocene nannoflora, and containing basaltic olistoliths (*, sample MAR 93-23) and radiolarites (rad.).

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Figure 2. Schéma structural (I) et interprétation (II) des grandes unités tectoniques du Rif central. Két. : unité parautochtone de Ketama ; Fl. : flyschs maurétaniens (Maurét.) et massyliens (Mass.); Prédors. : unités prédorsaliennes. Unités internes : Dors., dorsale calcaire ; Gh., unités ghomarides. Figure 2. Structural sketch-map (I) and interpretation (II) of the main units in the central Rif. Két.: Ketama para-autochthonous unit; Fl.: Mauretanian (Maurét.) and Massylian (Mass.) flyschs; Prédors.: Predorsalian units. Internal Units: Dors., Calcareous Dorsal ; Gh., Ghomarides units.

Rouadi, x : 609,2 ; y : 503,3). De minces copeaux tectoniques juxtaposés correspondent à une zone de décrochements longitudinaux est–ouest entre deux ensembles de flyschs gréseux du Crétacé inférieur de la nappe du J. Tisirene. Dans cette succession (figure 4, I et II), dont l’interprétation a été très discutée [2, 4, 19], on peut admettre que les radiolarites (figure 4, I : termes 1, 3 et 6) et la « dolérite » associée (terme 3), les calcaires à silex (termes 2, 4 et 7) et les flyschs gréseux Tisirene encadrants, appartiennent à la même colonne stratigraphique maurétanienne, comme à l’ouest de Targuist [23]. Quant au terme 5, il a été daté du Campano-Maastrichtien par Globotruncanita stuartiformis, G. arca, G. bulloides (dét. M.-J. Wallez-Fondecave, Toulouse) : on peut expliquer la présence de ce terme par l’apparition, dans une fenêtre tectonique ultérieurement écaillée, d’une unité maurétanienne plus basse (figure 4, III), comme, 10 km plus à l’ESE, dans l’oued Mechtâk [13]. On peut ainsi attribuer le copeau de « dolérites » d’Izroutene à du Dogger supérieur–Malm inférieur. On a également cité des débris de « dolérites pulvérulentes » [2] et de « roches intermédiaires ou basiques » [10] dans les radiolarites de même âge, à l’ouest de Targuist. 2.3. Les roches basiques de la série massylienne

Parmi les quelques affleurements de « dolérites » signalés entre l’oued Ouringa et le J. Chouamat [4], celui d’Aït Brahim [3] (feuille 1:50 000 El Jabha, x : 576,9 ; y : 491,1) est le plus important (figure 5). Il se place à la partie haute d’un ensemble allochtone, d’appartenance massylienne, constitué de pélites olivâtres du Crétacé supérieur. Cette première nappe est surmontée par un puissant flysch pélito-quartzitique, où l’Albien supérieur est daté par palynologie [16].

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Ci

7

6 5

4 3

Ci

2 1

I

10m

N

S

Js Js

II Ci

Ci Cs

Ci

Js

Js

Ci

Cs

III Unité sup.

Unité sup. Ci? Unité inf.

Figure 4. Situation des roches basiques d’Izroutene associées au flysch maurétanien. I. Coupe du col situé à l’ouest d’Izroutene (localisation dans le texte). 1 : radiolarites violettes (1 à 2 m) ; 2 : micrites à radiolaires et spicules, et à rognons siliceux (3 m) ; 3 : « dolérites » (1 à 2 m) ; 4 : micrites à radiolaires et spicules (quelques mètres) ; 5 : calcaires bioclastiques gris à Globotruncana (Sénonien supérieur) (quelques mètres) ; 6 : radiolarites violettes (2 à 4 m) ; 7 : micrites grises à radiolaires et à silex blonds. Ci : Crétacé inférieur du flysch gréseux du J. Tisirene. * : échantillon MAR 93-28. II. Coupe d’ensemble resituant la coupe I. Cs : Crétacé supérieur (= 5 de la coupe I) ; Js : termes du Dogger–Malm, liés au flysch Crétacé inférieur du J. Tisirene. III. Interprétation du secteur d’Izroutene, avant la fracturation est–ouest transcurrente. Cs : Sénonien d’une nappe maurétanienne inférieure (?) ; Js : Dogger– Malm ; Ci : flysch du Crétacé inférieur. Figure 4. Location of basic rocks from Izroutene associated with the Mauretanian flysch. I. Cross-section at the pass located to the west of Izroutene (see precise location in the text). 1: purple radiolarites (1 to 2 m); 2: radiolarian- and spicule-bearing micrites containing siliceous nodules (3 m); 3: ‘dolerites’ (1 to 2 m); 4: radiolarian- and spicule-bearing micrites (a few metres thick); 5: grey bioclastic limestones containing Globotruncana (Upper Senonian) (a few metres thick); 6: purple radiolarites (2 to 4 m) ; 7: radiolarian-bearing grey micrites with yellowish cherts. Ci: Lower Cretaceous strata from the J. Tisirene sandstone flysch. *: sample MAR 93-28. II. General cross-section showing the location of the detailed cross-section I. Cs: Upper Cretaceous strata (= 5 on cross-section I); Js: Dogger–Malm strata linked to the J. Tisirene Lower Cretaceous flysch. III. Interpretation of the Izroutene area before east–west transcurrent faulting. Cs: Senonian strata from a Lower (?) Mauretanian nappe; Js: Dogger–Malm strata; Ci: Lower Cretaceous flysch.

Avec certains auteurs [16, 18], nous attribuons la totalité de ce dernier flysch (figure 5 : Mas. II) à la nappe massylienne du J. Chouamat, alors que d’autres [3] affectaient la moitié inférieure de ce flysch, immédiatement au-dessus du niveau de « dolérite », à la nappe maurétanienne du J. Tisirene. Ce niveau (figure 5, Cβ), situé à 970 m d’altitude, se suit sur quelque 50 m entre Aït Brahim et Aït Ioubar, plus à l’est. Il est surmonté, apparemment en contact normal, par des pélites vert sombre, qui englobent quelques petits débris d’une roche calcitisée, renfermant des clastes de roche volcanique à microlites de feldspath.

Le niveau de « dolérite » est en fait un agglomérat, épais de 4 à 5 m, de blocs plus ou moins arrondis, les uns calcaires, les autres basaltiques : les calcaires remanient des fragments volcaniques, les laves englobent des débris calcaires, ce qui atteste la contemporanéité des deux faciès. Certains éléments volcaniques sont des coussins d’ordre décimétrique à écorce variolitique. D’autres présentent, autour d’un cœur de calcite fibreuse rayonnée, une enveloppe basaltique. Quant aux calcaires, ce sont des micrites à « Protoglobigérines » et foraminifères benthiques (Lenticulines, Textulariidés), à faciès du Dogger supérieur–Malm inférieur. Ils contiennent des encrines, des Aptychus et des Ammonites, parmi lesquelles un Ebrayiceras sp. (dét. R. Enay et C. Mangold, Lyon), genre du sommet du Bajocien et surtout du Bathonien inférieur. La venue volcanique est donc incontestablement du Dogger. Cet âge a, cependant, été contesté [16], avec citation de « Coniacian to Campanian floral assemblages, both above and below pillows ». Si l’on accepte cette affirmation, on est conduit à inclure le niveau volcanogène dans la partie haute des pélites du Crétacé supérieur de l’unité massylienne inférieure, le corps volcanogène pouvant ainsi être un olistolite à matériel jurassique.

3. Les roches basiques des flyschs de la nappe de Troina (Sicile) (D.P. et M.D.D.) La suite des flyschs maghrébins d’Afrique du Nord se retrouve dans la partie nord-est de la Sicile [20], où plusieurs ensembles structuraux sont superposés. Une « nappe supérieure », dite de Cesarò, est caractérisée par le puissant flysch du Monte Soro [9], qui montre parfois des radiolarites à sa base [6] et équivaut au flysch rifain du J. Tisirene. Une « nappe inférieure », dite de Troina, est essentiellement constituée de termes du Paléogène–Miocène inférieur : tectoniquement superposée à l’Autochtone relatif (« flysch numidien »), elle comporte (figure 6) une succession qui débute par la formation d’aspect chaotique des « Argille scagliose inferiori ». Elle englobe des paquets de roches (olistolites ? écailles ?), parmi lesquelles les roches basiques étudiées ici [11] et des phtanites noirs à lits blancs (près du km 130,4 de la route n° 120 Troina–Cerami), identiques à des niveaux cénomano-turoniens d’Afrique du Nord, où ils caractérisent le domaine massylien. Santoro [24], qui précisa les affleurements de roches basiques entre Cerami et Troina, distingua plusieurs types de « diabases », supposant qu’il s’agissait d’« olistoliti inclusi nelle argille scagliose », témoins d’une activité sous-marine. Par la suite, [17, 27] la signification ophiolitique de ces roches fut proposée. Les amas les plus gros atteignent plusieurs milliers de mètres cube. Leur situation dans une matrice chaotique, affleurant très mal, peut résulter du mode de mise en

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WSW

ENE

g

J. Chouamat

?

1585 m

Cβ

Aït Brahim pht.

Mas. II

?

500m ?

Cβ Mas. I

place de ces « flyschs » et des glissements superficiels des versants. Ces corps volcaniques, disloqués, se regroupent parfois en « essaims », le long du même ravin ou sur la même pente. Leur âge est inconnu. Deux sites ont été examinés. L’un (échelle SIC 98-3) correspond [25, p. 415] à un corps elliptique de basaltes en coussins, isolé au sud-ouest du Lago dell’Ancipa, dans la Contrada Pedecaro (feuille Cerami). Le second site (échelle SIC 98-4) est situé à 1,6 km au nord-ouest de Troina, au-dessous du km 134 de la route provinciale n° 120 (Contrada Camatrone, feuille Troina), et montre une « diabase à pillows » [25, pp. 399–404].

Figure 5. Situation du niveau volcanogène à l’ouest du Jebel Chouamat (localisation dans le texte). Két. : unité parautochtone de Kétama (Crétacé inférieur à Cénomanien) ; Mas. I : nappe massylienne inférieure (Crétacé supérieur) ; pht. : phtanites albo-cénomaniens ; Cβ : conglomérats à éléments basaltiques. * : échantillon MAR 93-36 ; g : galets basaltiques (?) altérés ; Mas. II : nappe massylienne supérieure (nappe du J. Chouamat s.s.), flysch pélito-quartzitique du Crétacé inférieur. Figure 5. Location of the volcanic strata to the west of the Jebel Chouamat (see precise location in the text). Két.: Ketama para-autochthonous unit (Lower Cretaceous to Cenomanian); Mas. I: Lower Massylian nappe (Upper Cretaceous); pht.: Albian to Cenomanian phtanites; Cβ: conglomerate with basaltic elements. *: sample MAR 93-36; g: altered basaltic (?) pebbles; Mas. II: Upper Massylian nappe (J. Chouamat nappe s.s.), Lower Cretaceous pelitic-quartzitic flysch.

Tableau I. Analyses chimiques de roches basiques du Rif septentrional. Éléments majeurs dosés par fluorescence X, élément en traces par ICP/MS (BRGM, Orléans). MA 93-23: Torres el Kal’a (domaine prédorsalien). MA 93-28: Izroutene (domaine maurétanien). MA 93-36: Aït Brahim (domaine massylien). Table I. Chemical analysis of basic rocks from northern Rif. Major elements measured by X-ray fluorescence, trace elements measured by ICP/MS (BRGM, Orléans). MA 93-23: Torres el Kal’a (Predorsalian domain). MA 93-28: Izroutene (Mauretanian domain). MA 93-36: Aït Brahim (Massylian domain).

MA 93– MA93– MA93– MA93– MA93– MA93– 28 36 23 28 36 23

4. Données géochimiques (P.R.) La minéralogie des roches basiques du Rif et de Sicile évoquées plus haut a fait l’objet de descriptions [3, 25]. Cependant, le degré d’altération de ces roches est tel que leur attribution précise est délicate. Nous avons procédé à des analyses chimiques (éléments majeurs et éléments en trace) afin de mieux les caractériser. 4.1. Échantillons du Rif

Pour chacun des trois sites, prédorsalien (Torres el Kal’a), maurétanien (Izroutene) et massylien (Aït Brahim), un échantillon représentatif a été analysé. Aucune structure relique n’a pu être identifiée, du fait de l’intense calcitisation. La teneur en eau, très importante, est comprise entre 16 et 32 %. Les analyses chimiques des éléments majeurs (tableau I) ont donc été recalculées à sec. L’examen des éléments majeurs de l’échantillon maurétanien (MA 93-28) indique qu’au moins Si, Na et Ti ont été mobiles. Le spectre d’éléments étendus (figure 7) est comparable à celui d’un basalte de ride médioocéanique enrichi (E-MORB). La teneur en Cr + Ni est comprise entre 61 et 340 et le rapport Zr/Hf est voisin

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SiO2 Al2O3 Fe2O3* MnO MgO CaO Na2O K2 O TiO2 P2O5 P.F. Total U Th Ta Hf Zr Cr Co Ni Rb Sr Ba Y La Ce Nd

35,90 13,40 8,85 0,11 3,75 18,50 2,15 0,48 1,30 0,14 15,75 100,33

19,00 4,60 3,50 0,42 2,40 37,05 0,35 0,30 0,21 0,05 31,70 99,58

19,60 3,50 2,03 0,55 1,40 38,90 0,80 0,28 0,18 0,05 32,30 99,59

0,2 0,3 0,2 2,5 87 239 32 91 16 136 56 nd 3,8 12,5 9.3

2,4 1,7 0,2 0,9 27 48 8 42 15 60 71 nd 13 24,5 10,2

4,2 2,7 0,2 0,8 24 37 6 23 14 283 77 13,5 12,2 22,1 9,9

Rec. à sec

Rec. à sec

Rec. à sec

42,45 15,84 10,46 0,13 4,43 21,87 2,54 0,57 1,54 0,17 0,00 100,00

27,99 6,78 5,16 0,62 3,54 54,58 0,52 0,44 0,31 0,07 0,00 100,00

29,13 5,20 3,02 0,82 2,08 57,81 1,19 0,42 0,27 0,07 0,00 100,00

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Figure 6. Schéma tectonique de la Sicile (a), carte (b) et coupes structurales (c) de la région de Troina (flyschs maghrébins du Nord-Est de la Sicile). Carte : 1, Quaternaire ; 2–4, flysch de Reitano (2, membre gréseux, 3, membre pélito-gréseux, 4, membre conglomératique-gréseux) ; 5, formation de Polizzi ; 6, « Argille scagliose inferiori » (Crétacé supérieur–Éocène) ; 7, flysch numidien (Oligocène supérieur–Miocène inférieur) ; 8, aires à forte concentration de blocs de roches basiques ; 9, charriages ; 10, failles inverses ; 11, failles normales. Pendages : 12, faibles ; 13, forts ; 14, verticaux ; 15, couches renversées ; 16, sites des échantillons étudiés (SIC 98-3, sud-ouest de Lago Ancipa, et SIC 98-4, nord de Troina) ; 17, traces des coupes. Coupes : a, flysch numidien ; b, « Argille scagliose inferiori », avec blocs de roches basiques ; c, formation de Polizzi ; d–f, membres du flysch de Reitano. Figure 6. Tectonic sketch-map of Sicily (a), geological map (b) and structural cross-section of the Troina area (Maghrebian flyschs from north-eastern Sicily). Map: 1, Quaternary; 2–4, Reitano flysch (2, sandstone member; 3, pelitic sandstone member, 4, conglomeratesandstone member; 5, Polizzi formation; 6, ‘Argille scagliose inferiori’ (Upper Cretaceous–Eocene); 7, Numidian flysch (Upper Oligocene– Lower Miocene); 8, areas yielding numerous blocks of basic rocks; 9, thrust planes; 10, reverse faults; 11, normal faults. Dips: 12, shallow to moderate; 13, steep; 14, vertical; 15, overturned strata; 16, location of studied samples (SIC 98-3, SW Lago Ancipa, and SIC 98-4, N Troina); 17, traces of the cross-sections. Cross-sections: a, Numidian flysch; b, ‘Argille scagliose inferiori’ with blocks of basic rocks; c, Polizzi formation; d–f, members of the Reitano flysch.

de 30. Une comparaison est possible avec des ophiolites mises en place en début d’ouverture océanique, au voisinage du continent, du type de celles de Balagne, en Corse [14]. Dans les échantillons prédorsalien (MA 93-23) et massylien (MA 93-36), l’analyse chimique indique des teneurs en CaO de 55 et 58 %. Aucun élément majeur

ne présente de teneur qui corresponde à une roche ophiolitique. Cependant, les éléments en traces, réputés peu mobiles, peuvent livrer des informations sur la nature primitive de la roche. Les spectres d’éléments étendus, bien qu’ils présentent une tendance générale comparable à celle de l’échantillon maurétanien, en particulier pour les terres rares, montrent de très fortes

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Figure 7. Distribution des éléments en traces dans des roches basiques de la zone des flyschs du Rif et de Sicile. SIC 98-3 : basalte en coussins dans les « Argille scagliose inferiori » de la base de la nappe de Troina (Massylien) (Contrada Pedecaro, Sicile). MA 93-28 : « dolérite » d’Izroutene (Maurétanien) (Rif). N-MORB et E-MORB : valeurs moyennes des éléments en trace des basaltes des rides médio-océaniques, normaux (N-MORB) et enrichis (E-MORB) dans un diagramme de normalisation par rapport au manteau primitif. La séquence des éléments est, d’après [26], rangée par ordre d’incompatibilité décroissante dans les basaltes océaniques.

Roche / Manteau primitif

100

10

1 MA 93-28 SIC 98-3 N.MORB E. MORB

0,1 Rb Ba Th

U

Ta

K

La Ce

Sr

P Nd Sm Zr

Hf

oscillations, attribuables aux phénomènes d’altération et/ou à la nature même de la roche, qui pourrait contenir une certaine proportion de matériel sédimentaire. 4.2. Échantillons de Sicile

Aux analyses des deux échantillons étudiés (SIC 98-3 et 4) a été ajoutée celle d’un basalte des environs de Troina, précédemment analysé par Santoro [25, p. 412], effectuée après séchage à 110 °C (tableau II). Seule l’analyse 98-3 présente un spectre d’éléments étendus (figure 7) comparable à celui d’un basalte de ride médio-océanique (E-MORB), bien que la roche soit enrichie en éléments à large rayon ionique, vraisemblablement à la suite de l’altération. Le rapport Zr/Hf, voisin de 30, et la somme Cr + Ni, de 408 et 600, sont du même ordre de grandeur que ceux des échantillons ophiolitiques précédents du Rif et, comme ceux-ci, sont comparables à l’exemple de Balagne [14]. On peut, en outre, noter que la teneur en Cr (800 ppm) d’un échantillon des environs de Troina [25, p. 412], ainsi que sa forte teneur en alumine, pourrait révéler un caractère de cumulat, principalement à plagioclase et à olivine.

5. Conclusions La situation générale des roches basiques qui, localement, marquent la base (cas des Kabylies, Algérie) ou sont incluses d’une manière complexe (cas du Rif et de la Sicile) dans les divers flyschs maghrébins permet de

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Eu

Ti

Tb Yb

Figure 7. Distribution of trace elements in basic rocks from the Rifian and Sicilian flysch zone. SIC 98-3: pillow basalts from the ‘Argille Scagliose Inferiori’ at the basis of the Troina nappe (Massylian domain) (Contrada Pedecaro, Sicily). MA 93-28: ‘dolerite’ from Izroutene (Mauretanian domain) (Rif). N-MORB and E-MORB: mean values of trace elements in mid-oceanic ridge basalts, normal (N-MORB) and enriched (E-MORB) in a primitive mantle normalized diagram. The sequence of elements is classified, after [26], by decreasing incompatibility in oceanic basalts.

penser qu’il s’agit des restes d’une même activité volcanique. En Algérie (figure 1), trois sites en sont connus, en association avec des radiolarites, qui, elles-mêmes, se placent à la base de flyschs gréseux de type maurétanien : d’une part, près du massif de Chellata, au sud-est de la Grande Kabylie, où l’on trouve des « spilites » [15] ; d’autre part, au sud de la Petite Kabylie [5, 7], près de Rekkada Metletine, où se trouvent des serpentinites, gabbros et dolérites, et au Moul ed Demamene, avec des coulées basaltiques intercalées dans des sédiments du Malm–Éocrétacé. Dans le Rif, à Torres el Kal’a et à Izroutene, les roches basiques sont également proches de radiolarites et, à Torres el Kal’a et à Aït Brahim, on a pu montrer qu’il s’agissait effectivement de roches du Jurassique moyen, tandis qu’à Izroutene il ne s’agit que d’une probabilité. En Sicile, où les roches basiques de la région de Troina sont complètement séparées de leur cadre d’origine, un âge analogue peut être envisagé, si on souligne avec Santoro [25] une certaine analogie avec les basaltes du Dogger des zones externes, au sud de Palerme. La distribution des éléments en traces permet, dans le cas de l’échantillon rifain d’Izroutene (Maurétanien) et de l’échantillon sicilien de la Contrada Pedecaro (Massylien), de caractériser des basaltes océaniques enrichis (E-MORB). Ces roches auraient ainsi pris naissance dans un environnement de rift, à un stade initial d’une océanisation qui ne s’est pas développée (absence de N-MORB). Si l’on ne peut pas exclure qu’en Sicile les roches basiques représentent la trace d’un soubassement ophio-

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Tableau II. Analyses chimiques de roches basiques des « Argille scagliose inferiori » de la base de la nappe de Troina (Sicile). Mêmes techniques d’analyse que pour le tableau I. SIC 98-3 : basaltes en coussins de la Contrada Pedecaro (voir texte). SIC 98-4 : basaltes en coussins de la Contrada Camatrone (voir texte). L’analyse des « diabasi porfirici a grana grossa » de Fosso Camatrone est reprise de [25, p. 412]. Table II. Chemical analysis of basic rocks from the ‘Argille scagliose inferiori’ at the basis of the Troina nappe (Sicily). Same techniques of analysis as in table I. SIC 98-3: pillow basalts from Contrada Pedecaro (see text). SIC 98-4: pillow basalts from Contrada Camatrone (see text). Analysis of ‘diabasi porfirici a grana grossa’ from Fosso Camatrone is given in [25, p. 412].

SIC 98-3

SIC 98-4

Fosso Camatrone

SiO2 Al2O3 Fe2O3* MnO MgO CaO Na2O K2 O TiO2 P2 O 5 P.F.

44,00 14,40 9,95 0,09 5,60 9,80 2,40 0,61 1,65 0,17 10,90

41,00 13,90 7,96 0,13 5,30 10,60 3,60 1,96 1,87 0,22 13,10

44,67 31,48 3,77 0,64 0,86 9,99 4,27 0,59 2,80 nd 0,76

Total U Th Ta Hf Zr Cr Co Ni Rb Sr Ba Y La Ce Nd Sm Eu Gd Tb Yb Lu

99,57 0,4 1,2 0,7 2,7 79 283 37 125 12 355 60 14,8 9,3 17,4 10,3 2,7 1 3,2 0,5 1,2 0,2

99,64 1,1 0,9 0,5 2,5 81 423 50 177 27 242 104 17,5 8,4 16,9 10,3 3 1,2 3,6 0,6 1,3 0,2

99,83

litique généralisé, à la manière de l’espace océanique ligure, il n’en est certainement pas de même dans le Rif, et cela bien que les venues basaltiques aient été rencontrées dans trois zones différentes : la zone massylienne (comme en Sicile), la zone maurétanienne (comme dans les Kabylies) et la zone prédorsalienne, qui est spécifique de l’arc de Gibraltar, où elle assurait la liaison entre le domaine des flyschs et la marge du domaine interne. En effet, à l’ouest de Targuist [23] et à Tazrout (x : 498,5 ; y : 557,8), le flysch maurétanien fait suite à une série uniquement sédimentaire, allant du Lias supérieur au Berriasien, ce qui montre l’absence, dans ces secteurs et dans cet intervalle de temps, de venues de roches basiques. De même, dans la zone prédorsalienne, les laves de Torres el Kal’a ne sont qu’un épisode en milieu carbonaté.

SIC 98-3

SIC 98-4

Fosso Camatrone

Rec. à sec

Rec. à sec

Rec. à sec

49,62 16,24 11,22 0,10 6,32 11,05 2,71 0,69 1,86 0,19

47,38 16,06 9,20 0,15 6,12 12,25 4,16 2,26 2,16 0,25

45,09 31,78 3,81 0,65 0,87 10,08 4,31 0,60 2,83 nd

100,00

100,00

100,00

800

Nous sommes donc amenés à privilégier un modèle dans lequel une océanisation partielle, mise en évidence par la géochimie, s’est produite au Dogger, dans des compartiments, probablement étroits et allongés, découpant le soubassement de ce qui deviendra le « sillon » des flyschs crétacés. En dépliant les structures actuelles, on peut estimer la largeur de ce « sillon » à une centaine de kilomètres. Ces compartiments auraient été séparés par des bandes, en relief relatif sous-marin, où calciturbidites, puis radiolarites jurassiques, se déposaient. Ce domaine aurait bien joué le rôle de zone transformante reliant l’Atlantique médian et le domaine océanique ligure.

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Remerciements. Les auteurs remercient Christiane Cavaré pour la mise au point des figures.

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