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Géochimie et signification géotectonique des volcanites du Cryogénien inférieur du Saghro (Anti-Atlas oriental, Maroc)

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Géochimie et signification géotectonique des volcanites du Cryogénien inférieur du Saghro (Anti-Atlas oriental, Maroc)

Auteurs : Abdelilah Fekkak ; André Pouclet ; Hassane Ouguir ; Hassane Ouazzani ; Lakhlifi Badra ; Dominique Gasquet

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RBID : ISTEX:F0DBA25C4EF88516A62571101F7BDDBEE1894248

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Abstract

Les groupes du Cryogénien inférieur de Sidi Flah, Kelaat Mgouna et Boumalne (Saghro, Anti-Atlas, Maroc) sont formés de dépôts turbiditiques et de laves interstratifiées, accumulés dans des bassins tectoniques. A Sidi Flah, les volcanites correspondent à des basaltes transitionnels à composition de tholéiites de rift initial (IRT) et à des basaltes alcalins de type basalte dˈîles océaniques (OIB). A Kelaat Mgouna, il sˈagit de tholéiites continentales pauvres en Nb. A Boumalne, les basaltes ont une signature d’IRT. Ces formations volcaniques et sédimentaires constituent les éléments dˈun rift naissant à lˈaplomb de dômes thermiques, le long dˈun axe SW-NE, le rift du Saghro. La déchirure continentale a eu lieu au début du Néoprotérozoïque lors de la dislocation du supercontinent Rodinia, dans un continent « ibéro-saharien » qui occupait une position frontale par rapport au craton ouest-africain alors situé au voisinage du pôle sud. La formation du rift du Saghro est contemporaine de lˈouverture dˈun domaine océanique représenté par les ophiolites de lˈAnti-Atlas central et correspondant à l’extension de lˈocéan Braziliano.

Url:
DOI: 10.1016/S0985-3111(01)01073-7

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<abstract>The Early Cryogenian groups of Sidi Flah, Kelaat Mgouna and Boumalne (Saghro, Anti-Atlas, Morocco) are constituted by turbiditic deposits and interbedded lavas, accumulated in tectonic basins. At Sidi Flah, volcanics are transitional showing initial rift tholeiites (IRT) fingerprint and alkali basalts of oceanic island basalt (OIB) compositions. At Kelaat Mgouna, volcanics consist of low-Nb continental tholeiites. At Boumalne, basalts are of IRT composition. The volcanic and sedimentary formations belong to a nascent rift caused by thermal doming along a SW-NE axis, the Saghro rift. The continental break-up occurred in the early Neoproterozoic and during the Rodinia supercontinent dislocation, within a continent called “Ibero-saharian Craton” which was in front of the West-African Craton located near the South Pole. The Saghro rift is contemporaneous to the opening of an oceanic domain represented by Central Anti-Atlas ophiolites and related to the extension of the Brazialiano Ocean.</abstract>
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<note type="content">Figure 1: Les principaux domaines du Protérozoïque dans lˈAnti-Atlas marocain 〚3〛. 1. Protérozoïque, 2. Paléozoïque inférieur et Infracambrien, 3. Terrains post-protérozoïques. C.O.A. : Craton ouest-africain, C.C. : Craton du Congo. The main Proterozoic domains in Moroccan Anti-Atlas 〚3〛. 1. Proterozoic, 2. Lower Palaeozoic and Infracambrian, 3. Post-Proterozoic terranes. C.O.A.: West-African Craton, C.C.: Congo Craton.</note>
<note type="content">Figure 2: Carte géologique du Saghro (simplifiée dˈaprès la carte géologique au 1/200 000 du Saghro-Dadès , 〚19〛). Cryogénien inférieur : 1. Terrains turbiditiques et volcaniques, 2. Gabbros, 3. Diorites à granodiorites. Cryogénien supérieur à Néoprotérozoïque III : 4. Terrains volcano-clastiques et volcano-détritiques, 5. Granites, 6. Filons dˈandésite et de rhyolite. Couverture : 7. Grès et carbonates de lˈAdoudounien, 8. Terrains post-Adoudounien. 9. Failles. Bassins du Cryogénien inférieur : A, Sidi Flah; B, Kelaat Mgouna; C, Boumalne. Geological map of Saghro (simplified after the 1/ 200 000 geological map of Saghro-Dades, 〚19〛). Early Cryogenian: 1. Turbiditic and volcanic terranes, 2. Gabbros, 3. Diorites to granodiorites. Upper Cryogenian to Neoproterozoic III: 4. Volcani-clastic and volcani-detritic terranes, 5. Granites, 6. Andesitic and rhyolitic dykes. Cover: 7. Adoudounian sandstones and limestones, 8. Post-Adoudounian terranes. 9. Faults. Early Cryogenian Basins: A, Sidi Flah; B, Kelaat Mgouna; C, Boumalne.</note>
<note type="content">Figure 3: Projection stéréographique des structures de la déformation panafricaine majeure et contrainte σ1 correspondante dans les groupes de Sidi Flah, Kelaat Mgouna et Boumalne (hémisphère inférieur). Stereoplot of structures related to the major Pan-African event and corresponding σ1 strain in Sidi Flah, Kelaat Mgouna and Boumalne Groups (lower hemisphere).</note>
<note type="content">Figure 4: Logs stratigraphiques des groupes du Cryogénien inférieur du Saghro et positions des laves interstratifiées : Sidi Flah (A), Kelaat Mgouna (B) et Boumalne (C). 1. Conglomérats et brèches, 2. Grès graveleux et grès grossiers, 3. Grès lithiques, 4. Grès moyens, 5. Grès fins, 6. siltites litées, 7. Pélites, 8. Argilites, 9. Jaspes, 10. Carbonates, 11. Laves. Stratigraphic columns of Early Cryogenian Groups and interbedded lavas: Sidi Flah (A), Kelaat Mgouna (B) and Boumalne (C). 1. Conglomerates and breccias, 2. Pebbly and coarse grained sandstones, 3. Lithic sandstones, 4. Medium grained sandstones, 5. Fine grained sandstones, 6. Laminated siltites, 7. Pelites, 8. Shales, 9. Jaspers, 10. Limestones, 11. Lavas.</note>
<note type="content">Figure 5: A. Principales familles de failles affectant les groupes de Sidi Flah, Kelaat Mgouna et Boumalne. B. Jeu des failles N et NE à ENE dans les ouvertures des bassins du Cryogénien inférieur du Saghro lors de lˈextension pré-panafricaine. C. Schéma interprétatif montrant les régimes dˈouverture en transtension et extension pure des bassins du Saghro et le jeu transcurrent de lˈaccident majeur de lˈAnti-Atlas (Bou Azzer-El Graara). A. The main fault populations in the Sidi Flah, Kelaat Mgouna and Boumalne Groups. B. Motion along The N and NE to ENE faults for the opening of Saghro Early Cryogenian Basins during pre-Pan-African extension. C. Interpretative schem showing the transtensional and extensional opening styles of Saghro Basins and the transcurrent movement of the « Accident Majeur de lˈAnti-Atlas » (Bou Azzer-El Graara).</note>
<note type="content">Figure 6: Position des laves du Cryogénien inférieur du Saghro dans le diagramme Zr/TiO2-Nb/Y 〚27〛. Plot of Saghro Early Cryogenian lavas in the Zr/TiO2-Nb/Y diagram 〚27〛.</note>
<note type="content">Figure 7: Profils étendus des éléments incompatibles des basaltes du Saghro normalisés au manteau primitif (valeurs de normalisation de 〚28〛). A. Profils des basaltes de Sidi Flah. Basaltes de réference : IRT et OIB 〚29〛 et  basaltes alcalins mésozoïques de Victoria 〚30〛. B. Profils des basaltes de Kelaat Mgouna comparés à ceux des tholéiites continentales faiblement titanées dˈâge Mésozoïque du Brésil 〚35〛 et de lˈAustralie 〚30〛. C. Profils des basaltes de Boumalne. Basaltes de réference : IRT et OIB 〚29〛. Primitive mantle normalized incompatible multi-elements diagrams of Saghro basalts (normalization after 〚28〛). A. Diagrams of Sidi Flah basalts . Reference basalts: IRT and OIB 〚29〛 and Mesozoic alkali basalts of Victoria 〚30〛. B. Diagrams of Kelaat Mgouna basalts compared to those of Mesozoic low-Ti continental tholeiites of Brazil 〚35〛 and Australia 〚30〛. C. Diagrams of Boumalne basalts. Reference basalts: IRT and OIB 〚29〛.</note>
<note type="content">Figure 8: Position des basaltes du Cryogénien inférieur du Saghro dans deux diagrammes de discrimination géotectoniques. A. Diagramme Y/15-La/10-Nb/8 〚31〛. 1A. Basaltes calco-alcalins, IC. Tholéiites dˈarc, 1B. Domaine intermédiaire entre 1A et 1B. ; 2A. Tholéiites continentales, 2B. Basaltes de bassin dˈarrière-arc ; 3A. Basaltes alcalins de rift intracontinental, 3B et 3C. MORB enrichis, 3D. MORB normaux. B. Diagramme (Tb/Ta)N-(Th/Ta)N 〚32〛. N-MORB : MORB normaux, E-MORB : MORB enrichis, BAB : Basaltes de bassin dˈarrière-arc, CFB : Tholéiites continentales, OIA : arc océanique de type Mariannes, IAB : arc intermédiaire, OIB : Basaltes dˈîles océaniques, CWPAB : Basaltes alcalins à transitionnels continentaux et CAMB : Basaltes de marge continentale active. Plot of the Saghro Early Cryogenian basalts in two geotectonic discriminant diagrams. A. Y/15-La/10-Nb/8 diagram 〚31〛. 1A. calc-alkaline basaltes , IC. Volcanic arc tholeiites, 1B. Area of overlap between 1A and 1C.; 2A. Continental Tholeiites, 2B. Back-arc basin basalts; 3A. Alkaline basalts from intra-continental rift , 3B and 3C. E-type MORB, 3D. N-type MORB. B. (Tb/Ta)N-(Th/Ta)N diagram 〚32〛. N-MORB: “normal” MORB, E-MORB: enriched MORB, BAB: back-arc basin basalts, CFB: continental flood basalts, OIA: Mariana-type intra-oceanic arc, IAB: intermediate arc, OIB: ocean island basalts, CWPAB : continental within-plate alkali and transitional basalts and CAMB:  continental active margin basalts.</note>
<note type="content">Figure 9: Reconstruction du Supercontinent Rodinia au début du Néoprotérozoïque 〚47〛. Asterisque : position du rift du Saghro dans le domaine ibéro-saharien et nilotique démantelé par les extensions panafricaines (ligne en tiréts). Secteurs décorés : ceintures orogéniques greenvilliennes. Reconstruction of the early Cryogenian supercontinent Rodinia 〚47〛. Asterisk: location of the Saghro rift in the Ibero-Saharian and Nilotic domain (dash line) which was dismembered by the Pan-African extensions. Decorated area: Greenvillian orogenic belts.</note>
<note type="content">Tableau I: Analyses chimiques des laves des groupes du Cryogénien inférieur de Sidi Flah, Kelaat Mgouna et Boumalne. Chemical analyses of lavas of Sidi Flah, Kelaat Mgouna and Boumalne Early Cryogenian Groups.</note>
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<title level="a" type="main" xml:lang="fr">Géochimie et signification géotectonique des volcanites du Cryogénien inférieur du Saghro (Anti-Atlas oriental, Maroc)</title>
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<p>Les groupes du Cryogénien inférieur de Sidi Flah, Kelaat Mgouna et Boumalne (Saghro, Anti-Atlas, Maroc) sont formés de dépôts turbiditiques et de laves interstratifiées, accumulés dans des bassins tectoniques. A Sidi Flah, les volcanites correspondent à des basaltes transitionnels à composition de tholéiites de rift initial (IRT) et à des basaltes alcalins de type basalte dˈîles océaniques (OIB). A Kelaat Mgouna, il sˈagit de tholéiites continentales pauvres en Nb. A Boumalne, les basaltes ont une signature d’IRT. Ces formations volcaniques et sédimentaires constituent les éléments dˈun rift naissant à lˈaplomb de dômes thermiques, le long dˈun axe SW-NE, le rift du Saghro. La déchirure continentale a eu lieu au début du Néoprotérozoïque lors de la dislocation du supercontinent Rodinia, dans un continent « ibéro-saharien » qui occupait une position frontale par rapport au craton ouest-africain alors situé au voisinage du pôle sud. La formation du rift du Saghro est contemporaine de lˈouverture dˈun domaine océanique représenté par les ophiolites de lˈAnti-Atlas central et correspondant à l’extension de lˈocéan Braziliano.</p>
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<p>Abstract: The Early Cryogenian groups of Sidi Flah, Kelaat Mgouna and Boumalne (Saghro, Anti-Atlas, Morocco) are constituted by turbiditic deposits and interbedded lavas, accumulated in tectonic basins. At Sidi Flah, volcanics are transitional showing initial rift tholeiites (IRT) fingerprint and alkali basalts of oceanic island basalt (OIB) compositions. At Kelaat Mgouna, volcanics consist of low-Nb continental tholeiites. At Boumalne, basalts are of IRT composition. The volcanic and sedimentary formations belong to a nascent rift caused by thermal doming along a SW-NE axis, the Saghro rift. The continental break-up occurred in the early Neoproterozoic and during the Rodinia supercontinent dislocation, within a continent called “Ibero-saharian Craton” which was in front of the West-African Craton located near the South Pole. The Saghro rift is contemporaneous to the opening of an oceanic domain represented by Central Anti-Atlas ophiolites and related to the extension of the Brazialiano Ocean.</p>
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<abstract lang="en">Abstract: The Early Cryogenian groups of Sidi Flah, Kelaat Mgouna and Boumalne (Saghro, Anti-Atlas, Morocco) are constituted by turbiditic deposits and interbedded lavas, accumulated in tectonic basins. At Sidi Flah, volcanics are transitional showing initial rift tholeiites (IRT) fingerprint and alkali basalts of oceanic island basalt (OIB) compositions. At Kelaat Mgouna, volcanics consist of low-Nb continental tholeiites. At Boumalne, basalts are of IRT composition. The volcanic and sedimentary formations belong to a nascent rift caused by thermal doming along a SW-NE axis, the Saghro rift. The continental break-up occurred in the early Neoproterozoic and during the Rodinia supercontinent dislocation, within a continent called “Ibero-saharian Craton” which was in front of the West-African Craton located near the South Pole. The Saghro rift is contemporaneous to the opening of an oceanic domain represented by Central Anti-Atlas ophiolites and related to the extension of the Brazialiano Ocean.</abstract>
<note type="content">Figure 1: Les principaux domaines du Protérozoïque dans lˈAnti-Atlas marocain 〚3〛. 1. Protérozoïque, 2. Paléozoïque inférieur et Infracambrien, 3. Terrains post-protérozoïques. C.O.A. : Craton ouest-africain, C.C. : Craton du Congo. The main Proterozoic domains in Moroccan Anti-Atlas 〚3〛. 1. Proterozoic, 2. Lower Palaeozoic and Infracambrian, 3. Post-Proterozoic terranes. C.O.A.: West-African Craton, C.C.: Congo Craton.</note>
<note type="content">Figure 2: Carte géologique du Saghro (simplifiée dˈaprès la carte géologique au 1/200 000 du Saghro-Dadès , 〚19〛). Cryogénien inférieur : 1. Terrains turbiditiques et volcaniques, 2. Gabbros, 3. Diorites à granodiorites. Cryogénien supérieur à Néoprotérozoïque III : 4. Terrains volcano-clastiques et volcano-détritiques, 5. Granites, 6. Filons dˈandésite et de rhyolite. Couverture : 7. Grès et carbonates de lˈAdoudounien, 8. Terrains post-Adoudounien. 9. Failles. Bassins du Cryogénien inférieur : A, Sidi Flah; B, Kelaat Mgouna; C, Boumalne. Geological map of Saghro (simplified after the 1/ 200 000 geological map of Saghro-Dades, 〚19〛). Early Cryogenian: 1. Turbiditic and volcanic terranes, 2. Gabbros, 3. Diorites to granodiorites. Upper Cryogenian to Neoproterozoic III: 4. Volcani-clastic and volcani-detritic terranes, 5. Granites, 6. Andesitic and rhyolitic dykes. Cover: 7. Adoudounian sandstones and limestones, 8. Post-Adoudounian terranes. 9. Faults. Early Cryogenian Basins: A, Sidi Flah; B, Kelaat Mgouna; C, Boumalne.</note>
<note type="content">Figure 3: Projection stéréographique des structures de la déformation panafricaine majeure et contrainte σ1 correspondante dans les groupes de Sidi Flah, Kelaat Mgouna et Boumalne (hémisphère inférieur). Stereoplot of structures related to the major Pan-African event and corresponding σ1 strain in Sidi Flah, Kelaat Mgouna and Boumalne Groups (lower hemisphere).</note>
<note type="content">Figure 4: Logs stratigraphiques des groupes du Cryogénien inférieur du Saghro et positions des laves interstratifiées : Sidi Flah (A), Kelaat Mgouna (B) et Boumalne (C). 1. Conglomérats et brèches, 2. Grès graveleux et grès grossiers, 3. Grès lithiques, 4. Grès moyens, 5. Grès fins, 6. siltites litées, 7. Pélites, 8. Argilites, 9. Jaspes, 10. Carbonates, 11. Laves. Stratigraphic columns of Early Cryogenian Groups and interbedded lavas: Sidi Flah (A), Kelaat Mgouna (B) and Boumalne (C). 1. Conglomerates and breccias, 2. Pebbly and coarse grained sandstones, 3. Lithic sandstones, 4. Medium grained sandstones, 5. Fine grained sandstones, 6. Laminated siltites, 7. Pelites, 8. Shales, 9. Jaspers, 10. Limestones, 11. Lavas.</note>
<note type="content">Figure 5: A. Principales familles de failles affectant les groupes de Sidi Flah, Kelaat Mgouna et Boumalne. B. Jeu des failles N et NE à ENE dans les ouvertures des bassins du Cryogénien inférieur du Saghro lors de lˈextension pré-panafricaine. C. Schéma interprétatif montrant les régimes dˈouverture en transtension et extension pure des bassins du Saghro et le jeu transcurrent de lˈaccident majeur de lˈAnti-Atlas (Bou Azzer-El Graara). A. The main fault populations in the Sidi Flah, Kelaat Mgouna and Boumalne Groups. B. Motion along The N and NE to ENE faults for the opening of Saghro Early Cryogenian Basins during pre-Pan-African extension. C. Interpretative schem showing the transtensional and extensional opening styles of Saghro Basins and the transcurrent movement of the « Accident Majeur de lˈAnti-Atlas » (Bou Azzer-El Graara).</note>
<note type="content">Figure 6: Position des laves du Cryogénien inférieur du Saghro dans le diagramme Zr/TiO2-Nb/Y 〚27〛. Plot of Saghro Early Cryogenian lavas in the Zr/TiO2-Nb/Y diagram 〚27〛.</note>
<note type="content">Figure 7: Profils étendus des éléments incompatibles des basaltes du Saghro normalisés au manteau primitif (valeurs de normalisation de 〚28〛). A. Profils des basaltes de Sidi Flah. Basaltes de réference : IRT et OIB 〚29〛 et  basaltes alcalins mésozoïques de Victoria 〚30〛. B. Profils des basaltes de Kelaat Mgouna comparés à ceux des tholéiites continentales faiblement titanées dˈâge Mésozoïque du Brésil 〚35〛 et de lˈAustralie 〚30〛. C. Profils des basaltes de Boumalne. Basaltes de réference : IRT et OIB 〚29〛. Primitive mantle normalized incompatible multi-elements diagrams of Saghro basalts (normalization after 〚28〛). A. Diagrams of Sidi Flah basalts . Reference basalts: IRT and OIB 〚29〛 and Mesozoic alkali basalts of Victoria 〚30〛. B. Diagrams of Kelaat Mgouna basalts compared to those of Mesozoic low-Ti continental tholeiites of Brazil 〚35〛 and Australia 〚30〛. C. Diagrams of Boumalne basalts. Reference basalts: IRT and OIB 〚29〛.</note>
<note type="content">Figure 8: Position des basaltes du Cryogénien inférieur du Saghro dans deux diagrammes de discrimination géotectoniques. A. Diagramme Y/15-La/10-Nb/8 〚31〛. 1A. Basaltes calco-alcalins, IC. Tholéiites dˈarc, 1B. Domaine intermédiaire entre 1A et 1B. ; 2A. Tholéiites continentales, 2B. Basaltes de bassin dˈarrière-arc ; 3A. Basaltes alcalins de rift intracontinental, 3B et 3C. MORB enrichis, 3D. MORB normaux. B. Diagramme (Tb/Ta)N-(Th/Ta)N 〚32〛. N-MORB : MORB normaux, E-MORB : MORB enrichis, BAB : Basaltes de bassin dˈarrière-arc, CFB : Tholéiites continentales, OIA : arc océanique de type Mariannes, IAB : arc intermédiaire, OIB : Basaltes dˈîles océaniques, CWPAB : Basaltes alcalins à transitionnels continentaux et CAMB : Basaltes de marge continentale active. Plot of the Saghro Early Cryogenian basalts in two geotectonic discriminant diagrams. A. Y/15-La/10-Nb/8 diagram 〚31〛. 1A. calc-alkaline basaltes , IC. Volcanic arc tholeiites, 1B. Area of overlap between 1A and 1C.; 2A. Continental Tholeiites, 2B. Back-arc basin basalts; 3A. Alkaline basalts from intra-continental rift , 3B and 3C. E-type MORB, 3D. N-type MORB. B. (Tb/Ta)N-(Th/Ta)N diagram 〚32〛. N-MORB: “normal” MORB, E-MORB: enriched MORB, BAB: back-arc basin basalts, CFB: continental flood basalts, OIA: Mariana-type intra-oceanic arc, IAB: intermediate arc, OIB: ocean island basalts, CWPAB : continental within-plate alkali and transitional basalts and CAMB:  continental active margin basalts.</note>
<note type="content">Figure 9: Reconstruction du Supercontinent Rodinia au début du Néoprotérozoïque 〚47〛. Asterisque : position du rift du Saghro dans le domaine ibéro-saharien et nilotique démantelé par les extensions panafricaines (ligne en tiréts). Secteurs décorés : ceintures orogéniques greenvilliennes. Reconstruction of the early Cryogenian supercontinent Rodinia 〚47〛. Asterisk: location of the Saghro rift in the Ibero-Saharian and Nilotic domain (dash line) which was dismembered by the Pan-African extensions. Decorated area: Greenvillian orogenic belts.</note>
<note type="content">Tableau I: Analyses chimiques des laves des groupes du Cryogénien inférieur de Sidi Flah, Kelaat Mgouna et Boumalne. Chemical analyses of lavas of Sidi Flah, Kelaat Mgouna and Boumalne Early Cryogenian Groups.</note>
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