Outline
Comptes Rendus

Géomatériaux / Pétrologie
Le volcanisme cambrien du Maroc central : implications géodynamiques
[The Central Morocco Cambrian volcanism: geodynamic implications]
Comptes Rendus. Géoscience, Volume 335 (2003) no. 5, pp. 425-433.

Abstracts

Au Maroc central, le complexe volcanique de Bou-Acila, attribué au Cambrien, se situe au-dessus des calcaires à traces d'Archéocyathidés, d'âge Géorgien. Malgré le métamorphisme de faible degré qui a affecté ces roches, la texture magmatique originelle est bien conservée. Il s'agit d'une texture doléritique, parfois porphyrique. L'assemblage minéralogique primaire de ces métavolcanites est représenté par les plagioclases, les pyroxènes et les minéraux opaques. L'essentiel de la roche est occupé par des minéraux secondaires, constitués d'albite, d'épidote, de chlorite et de calcite. D'après leurs compositions en éléments majeurs et en éléments en traces, les moins sensibles aux processus d'altération, ces roches présentent des caractères de tholéiites continentales et sont les témoins d'un épisode volcanique en site intracontinental. Ce volcanisme, ainsi que ceux reconnus dans d'autres régions du Maroc confirment l'existence d'un épisode distensif au Cambrien à l'intérieur du Gondwana.

In southeastern Central Morocco, the Bou-Acila volcanic complex is considered of Cambrian age. In spite of low-grade metamorphic effect, initial volcanic texture and mineralogy can be recognized and volcanic rocks are dominated by dolerites and porphyric dolerites. The initial mineralogy is composed of plagioclases, pyroxenes and dark minerals. A secondary mineral assemblage is composed of albite, epidote, chlorite and calcite. According to their immobile elements compositions, the southeastern central Morocco metavolcanites are of within-plate continental tholeiites. This volcanism and those recognized in many other areas in Morocco confirm a Cambrian extensive episode within the Gondwana supercontinent.

Metadata
Received:
Accepted:
Published online:
DOI: 10.1016/S1631-0713(03)00064-6
Mot clés : paléovolcanisme, tholéiites continentales, Cambrien, Bou-Acila, Maroc central
Keywords: palaeovolcanism, continental tholeiite, Cambrian, Bou-Acila, central Morocco
Houssa Ouali 1; Bernard Briand 2; Jean-Luc Bouchardon 3; Paul Capiez 2

1 Université Moullay-Ismaı̈l, département de géologie, groupe GeoCube, BP 4010, Beni-M'Hamed, Meknès, Maroc
2 Laboratoire de dynamique de la lithosphère, université Lyon-1, 27–43, bd du 11-Novembre-1918, 69622 Villeurbanne cedex, France
3 École des mines de Saint-Étienne, 158bis, cours Faurriel, 42023 Saint-Etienne, France
@article{CRGEOS_2003__335_5_425_0,
     author = {Houssa Ouali and Bernard Briand and Jean-Luc Bouchardon and Paul Capiez},
     title = {Le volcanisme cambrien du {Maroc} central : implications g\'eodynamiques},
     journal = {Comptes Rendus. G\'eoscience},
     pages = {425--433},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {335},
     number = {5},
     year = {2003},
     doi = {10.1016/S1631-0713(03)00064-6},
     language = {fr},
}
TY  - JOUR
AU  - Houssa Ouali
AU  - Bernard Briand
AU  - Jean-Luc Bouchardon
AU  - Paul Capiez
TI  - Le volcanisme cambrien du Maroc central : implications géodynamiques
JO  - Comptes Rendus. Géoscience
PY  - 2003
SP  - 425
EP  - 433
VL  - 335
IS  - 5
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/S1631-0713(03)00064-6
LA  - fr
ID  - CRGEOS_2003__335_5_425_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Houssa Ouali
%A Bernard Briand
%A Jean-Luc Bouchardon
%A Paul Capiez
%T Le volcanisme cambrien du Maroc central : implications géodynamiques
%J Comptes Rendus. Géoscience
%D 2003
%P 425-433
%V 335
%N 5
%I Elsevier
%R 10.1016/S1631-0713(03)00064-6
%G fr
%F CRGEOS_2003__335_5_425_0
Houssa Ouali; Bernard Briand; Jean-Luc Bouchardon; Paul Capiez. Le volcanisme cambrien du Maroc central : implications géodynamiques. Comptes Rendus. Géoscience, Volume 335 (2003) no. 5, pp. 425-433. doi : 10.1016/S1631-0713(03)00064-6. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/geoscience/articles/10.1016/S1631-0713(03)00064-6/

Version originale du texte intégral


Abridged English version

1 Introduction

In southeastern central Morocco, a Cambrian age [12,24] has been assigned to the Bou-Acila volcanic complex (Fig. 1). Most authors encountered difficulties to characterize this volcanism using only petrographic characters, because of the mineralogical and textural transformations exhibited by the palaeovolcanites. Recently, geochemical studies were carried on the Sidi-Saı̈d Maâchou palaeovolcanites (coastal Meseta) and on Midelt Palaeozoic amphibolites (eastern Meseta); they are remnants of an alkaline intraplate volcanism [13–15]. In order to obtain a complete synthesis of the Meseta Cambrian volcanism, it is thus necessary to determine the geochemical significance of the Bou-Acila Cambrian volcanism.

Fig. 1

Situation du secteur d'étude (a) ; carte géologique simplifiée (b) et coupe schématique de la région de Bou-Acila (c) [12].

Location of the studied sector (a) ; geological sketch map (b) and schematic section of the Bou-Acila zone (c) [12].

2 Geological sitting

The central massif corresponds to a vast basement overlapped to the south by the phosphatic Cretaceous plateau. The massif is classically subdivided into major structures: anticlinoriums and synclinoriums oriented NE–SW. The Bou-Acila zone, which belongs to the Qasbat-Tadla–Azrou anticlinorium, is characterized by an ante-Carboniferous massif, affected by horst and graben tectonics. Everywhere, these Palaeozoic formations were deformed by the Hercynian orogeny during several phases.

The ‘Bou-Acila andésites’ appear in the horsts of Bou-Acila–Ouahdad, Oued-Aougla–Sidi-Belrhit and of Bou-Ibenrhar (Qasbat-Tadla map 1:100 000 [24]). A series base, formed by andesites, then by tuffaceous green schists, appears only in the Bou-Acila horst [12,24]. The age of this sequence is debated: Precambrian for Morin [12], and Cambrian for Verset [24]. Everywhere else, Georgian limestones appear (Bou-Acila marble); they are covered by a thick volcano-clastic series. This later is essentially composed of dolerites, sandstone, conglomerate and other volcanic rocks. In the southwestern Bou-Ibenrhar horst, the metamorphic limestone level overlies an acid volcano-sedimentary series, probably of Precambrian age. In order to avoid any possible confusion concerning the age of these rocks, this paper aims to determine the geochemical significance of the metavolcanites situated over the metamorphic Georgian limestones.

3 Petrographic and geochemical data

In spite of low-grade metamorphic effects, initial volcanic texture and mineralogy can be recognized and volcanic rocks are mainly dolerites and porphyric dolerites. The initial mineralogy is composed of plagioclases, pyroxenes, and dark minerals. A secondary mineral assemblage is composed of albite, epidote, chlorite and calcite.

Representative analytical data from southeastern central Morocco metavolcanites are reported in Table 1. Except alkali and CaO, which present important variations, most of major elements show a good correlation with a ratio Mgi (Mgi=100×Mg/(Mg+Fe2+) with Fe2+/Fe3+=0.85). The metavolcanites are characterized by low TiO2 (1.24 to 2.32%), Cr (<100 ppm) and Ni (<50 ppm) contents. They present however high V (180 to 360 ppm) and Sc (25 to 44 ppm) contents. Their distribution in a Nb/YZr/TiO2 diagram [25] indicates a subalkaline affinity for most studied rocks, and classify them as andesitic basalts (Fig. 2). Ti/V ratios (30 to 50; Table 1) are similar to those of continental tholeiites, MORB and back-arc basalts, but differ from alkali basalt, calcalkaline basalt, and arc tholeiite ratios. A primordial mantle-normalised spidergram using incompatible elements [22] (Fig. 3) shows a moderate enrichment in light rare-earth elements compared to heavy rare-earth elements (1.3<(La/Yb)mp<2.3; mp=normalised to primordial mantle) and a negative Nb anomaly (0.4<(Nb/Thmp<0.9). A negative Sr anomaly suggests a plagioclase fractionation. Samples from Bou-Acila show a clear Ti anomaly, correlated with a low V concentration, reflecting an important FeTi oxide fractionation.

Tableau 1

Composition chimique des roches étudiées. Analyses réalisées au laboratoire de dynamique de la lithosphère de l'université Claude-Bernard, Lyon-1, par fluorescence X (éléments majeurs et en traces) et à l'institut Dolomieu (Grenoble) par activation neutronique (terres rares, Th, Ta et Hf)

Chemical composition of studied rocks. Analyses performed at the ‘Dynamique de la lithosphère’ Laboratory (Lyons, France) by X-ray fluorescence (major and trace elements) and at the Dolomieu Institute (Grenoble, France) by neutron activation (REE, Th, Ta and Hf)

Oued-Aougla–Sidi-Belrhit Bou-Acila Bou-Ibenrhar
H1b H2 H2b H4 H5 H6a H6b H7 H8 H9 H10 H11 B1 B3 B4 B5 B6 T2 T4
SiO2 55,91 49,00 48,85 47,74 49,89 56,01 46,79 52,43 51,74 50,76 50,05 50,12 59,19 55,09 54,96 50,93 45,52 51,60 48,59
Al2O3 13,26 14,80 14,98 13,94 15,71 14,37 15,42 13,06 13,49 14,38 14,59 14,34 13,11 14,45 13,89 13,28 14,13 15,66 14,91
Fe2O3 10,72 13,43 11,16 13,93 13,12 11,70 12,78 10,33 12,38 12,06 13,56 13,08 7,59 11,01 9,95 10,33 10,72 10,72 13,71
MnO 0,14 0,21 0,18 0,22 0,18 0,20 0,19 0,16 0,17 0,20 0,19 0,19 0,16 0,21 0,17 0,18 0,20 0,18 0,20
MgO 3,92 4,89 5,99 6,07 5,24 3,78 5,65 3,01 4,41 4,27 4,32 5,02 3,62 5,11 4,73 5,12 4,72 5,50 6,66
CaO 7,36 5,14 5,58 7,49 4,47 3,16 7,22 6,85 6,65 7,30 7,60 6,74 6,84 4,63 7,57 6,96 10,59 6,96 6,13
Na2O 3,77 4,07 3,84 3,10 4,92 3,70 3,57 4,21 3,92 3,88 3,03 4,44 5,18 5,42 4,70 4,42 4,26 4,24 3,54
K2O 0,42 0,35 0,24 0,98 0,35 0,45 0,83 0,06 0,62 0,99 0,77 0,34 0,33 0,15 0,32 0,24 0,29 0,62 0,49
TiO2 1,57 1,88 1,60 2,06 2,04 1,83 2,12 2,02 2,05 2,22 2,32 2,28 1,30 1,24 1,39 1,54 1,59 1,33 1,89
P2O5 0,20 0,22 0,20 0,24 0,25 0,21 0,24 0,27 0,28 0,29 0,31 0,26 0,18 0,14 0,16 0,17 0,16 0,18 0,19
P.F. 2,10 4,95 5,97 3,39 2,85 3,90 4,21 5,79 2,83 2,66 2,99 2,24 2,77 1,76 1,23 4,98 7,01 2,54 2,81
H2O 0,10 0,13 0,07 0,10 0,11 0,03 0,09 0,06 0,10 0,12 0,05 0,01 0,04 0,05 0,05 0,06 0,02 0,05 0,10
Total 99,47 99,07 98,66 99,26 99,13 99,34 99,11 98,25 98,64 99,13 99,78 99,06 100,31 99,26 99,12 98,21 99,21 99,58 99,22
Mgi 42 42 52 47 44 39 47 37 42 41 39 43 49 48 49 50 47 51 49
Y 30 35 32 46 37 46 42 39 41 42 45 39 51 42 51 31 28 27 33
Sr 123 237 234 207 178 170 287 184 240 279 494 82 59 70 105 121 140 93 131
Rb 5 6 4 9 4 7 8 1 4 10 9 3 2 1 1 2 3 8 6
Zr 128 138 126 161 156 209 174 180 187 196 206 174 247 208 250 118 107 123 140
Nb 4 6 5 5 6 6 6 7 5 6 7 6 7 6 7 3 3 5 4
Ga 11 21 16 20 18 18 16 15 22 23 19 19 16 18 25 12 12 18 19
Cu 60 40 59 60 10 29 1 49 22 29 6 23 14 2 33 67 61 7 47
Ni 19 49 29 28 25 25 27 17 15 19 20 18 29 28 40 38 42 27 32
Co 38 53 51 50 48 41 47 37 40 37 47 45 27 36 34 41 40 41 53
Cr 28 183 64 82 40 43 92 30 22 29 29 22 57 39 97 119 59 59 78
V 298 363 294 314 317 314 309 310 303 333 330 363 180 226 218 308 296 272 358
Ba 112 260 676 380 150 168 250 614 443 257 194 56 19 19 26 89 52 175 55
Sc 27 38 35 41 35 32 41 29 31 32 33 31 26 29 32 33 39 33 44
Th 0,62 0,79 0,87 0,70 1,42 1,70 1,20
Ta 0,26 0,32 0,39 0,35 0,41 0,52 0,32
Hf 2,79 3,66 4,33 4,35 5,44 6,69 2,95
Ti/V 31,6 31,1 32,6 39,3 38,6 35,0 41,1 39,1 40,6 39,9 42,2 37,7 43,4 32,9 38,3 30,0 32,2 29,3 31,6
La 7,73 10,08 11,71 7,13 9,47 10,87 8,43
Ce 21,98 26,57 30,82 21,01 26,56 31,54 22,77
Pr 3,36 4,03 4,53 3,30 3,98 4,78 3,33
Nd 15,69 19,17 21,16 16,04 18,38 21,82 15,40
Sm 4,25 5,24 5,82 4,80 5,25 6,14 4,42
Eu 1,28 1,64 1,87 1,33 1,21 2,09 1,60
Gd 4,93 6,21 6,84 5,86 6,15 7,20 5,16
Tb 0,82 1,05 1,13 1,06 1,11 1,33 0,93
Dy 5,16 6,54 6,99 6,88 7,11 8,69 5,90
Ho 1,09 1,37 1,52 1,47 1,50 1,93 1,24
Er 3,05 3,81 4,13 4,22 4,33 5,66 3,47
Yb 2,61 3,33 3,65 3,93 4,10 5,44 3,09
Fig. 2

Position des métavolcanites de la région Sud-Est du Maroc central dans le diagramme Zr/TiO2–Nb/Y [23]. Bou-Acila (carré), Oued-Aougla (triangle), Bou-Ibenrhar (cercle).

Position of the southeastern central Morocco metavolcanic rocks in the Zr/TiO2–Nb/Y [23]. Bou-Acila (square), Oued-Aougla (triangle), Bou-Ibenrhar (circle).

Fig. 3

Distribution des éléments incompatibles normalisés au manteau primitif [20] dans les métavolcanites de la zone sud-est du Maroc central. Bou-Acila (carré), Oued-Aougla (triangle), Bou-Ibenrhar (cercle). Comparaison avec les tholéiites continentales (triangle plein), les basaltes d'arrière-arc (cercle plein) [9] et des tholéiites continentales triasiques du Maroc (carré plein) [2].

Primitive mantle-normalised incompatibles elements distribution [20] in the southeastern central Morocco metavolcanic rocks. Bou-Acila (square), Oued-Aougla (triangle), Bou-Ibenrhar (circle). Comparison with a continental tholeiite (black triangle), back-arc basalts (black circle) [9] and a Moroccan Triassic continental tholeiite (black square) [2].

4 Discussion and conclusion

The (Th/Ta)mp–(Tb/Ta)mp diagram [23] shows that the whole studied rocks plot into the field of continental tholeiitic basalt, back arc basalt and N-MORB (Fig. 4). However, the slope of the spidergrams precludes any similitude with N-MORBs. This fact is confirmed by a Th/YbTa/Yb diagram and shows a clear fingerprint of subduction or crustal contamination (Fig. 5).

Fig. 4

Diagramme (Tb/Ta)mp–(Th/Ta)mp [21] pour les métavolcanites étudiées. Bou-Acila (carré), Oued-Aougla (triangle), Bou-Ibenrhar (cercle). OIB : Basaltes des ı̂les océaniques ; CWPAB : basaltes alcalins intracontinentaux ; CFB : tholéiites continentales ; BAB : basaltes d'arrière-arc ; IAB : basaltes d'arc insulaire ; OIAB : basaltes d'arc intra-océanique ; CAMB : basaltes d'arc de marges de type Chili ; IAB : basaltes d'arc intermédiaire.

Position of the studied rocks in the (Tb/Ta)mp–(Th/Ta)mp [21]. Bou-Acila (square), Oued-Aougla (triangle), Bou-Ibenrhar (circle). OIB : Oceanic island basalts ; CWPAB : continental within plate alkali basalts ; CFB : continental tholeiites ; BAB : back-arc basalts ; IAB : island-arc basalts ; OIAB : intra-oceanic-arc basalts ; CAMB : Chilean-type arc basalts ; IAB : intermediate-arc basalts.

Fig. 5

Diagramme Th/YbTa/Yb des roches étudiées [17]. Bou-Acila (carré), Oued-Aougla (triangle), Bou-Ibenrhar (cercle). CA : Calcoalcaline ; Th : tholéiitique ; S : enrichissement lié à la zone de subduction ; C : contamination crustale ; W : enrichissement intraplaque ; f : cristallisation fractionnée (f=0,5).

The Th/YbTa/Yb ratios values of studied rocks [17]. Bou-Acila (square), Oued-Aougla (triangle), Bou-Ibenrhar (circle). CA : Calc-alkaline ; Th : tholeiitic ; S : subduction enrichment ; C : crustal contamination ; W : within plate enrichment ; f : fractional crystallisation (f=0.5).

Their slight Nb negative anomaly, their weak rare earth elements enrichment and their (Th/Ta)pm and (Tb/Ta)pm ratios preclude any orogenic context for the emplacement of those metavolcanites. The specific features of these rocks are often explained as indicative of a back-arc context [7,9]. Such a hypothesis suffers from the absence of arc in Morocco at this time. Thus the characteristics of these metavolcanites can be interpreted as resulting from crustal contamination [2,4,9]. This assumption would be in agreement with an intra-continental extensive setting. Continental tholeiites, with a weak slope spidergram, can be produced by a high mantle-partial-melting degree, probably due to a high lithospheric thinning. A similar hypothesis has been proposed by Bertrand [2] for some Moroccan Mesozoic tholeiites. In Morocco, Cambrian continental tholeiites have been mentioned and studied in many other areas [1,13,16].

1 Introduction

La reconnaissance d'un volcanisme d'âge Cambrien dans la Meseta marocaine remonte à plus d'un demi-siècle [3,6,11,12]. Dans le Sud-Est du Maroc central (pays Zaı̈an), le complexe volcanique de Bou-Acila ([12] ; Fig. 1) a été attribué au Cambrien par Verset [24]. La plupart des auteurs ont souligné les difficultés rencontrées pour caractériser ce volcanisme, en utilisant seulement l'outil pétrographique. En effet, les paléovolcanites ont subi des processus postmagmatiques divers (métamorphisme, hydrothermalisme et altération supergène), conduisant à des transformations minéralogiques et texturales qui rendent la reconnaissance des protolites très délicate. Récemment, les études géochimiques des paléovolcanites de Sidi-Saı̈d Maâchou (Meseta côtière) et des amphibolites de la boutonnière paléozoı̈que de Midelt (Meseta orientale) ont permis de les rapporter à un volcanisme alcalin, mis en place dans un site intra-continental [13–15]. Dans le but de réaliser une synthèse complète du volcanisme cambrien de la Meseta, il est donc nécessaire de faire le point sur les connaissances acquises sur le volcanisme cambrien de Bou-Acila et de mieux cerner son contexte géodynamique de mise en place.

2 Cadre général du Maroc central

Le Massif central est un vaste bombement du socle, disparaissant au sud sous le plateau crétacé des phosphates. Il est classiquement subdivisé en structures majeures : anticlinoriums et synclinoriums, de direction NE–SW. La zone de Bou-Acila, qui appartient à l'anticlinorium de Qasbat-Tadla–Azrou, se caractérise par un ensemble de massifs anté-carbonifères, affectés par une tectonique en horsts et grabens. L'orogenèse hercynienne a déformé ces terrains du Paléozoı̈que, lors de plusieurs phases.

Les paléovolcanites, connues sous le nom d' « andésites de Bou-Acila », affleurent dans les horsts de Bou-Acila–Ourhdad, de Oued-Aougla–Sidi-Belrhit et de Bou-Ibenrhar (à l'est des deux précédents – feuille de Qasbat-Tadla au 1/100 000 ; [24]). La base de la série constituée d'andésites puis de schistes tufacés verts [12,24] n'est visible que dans le horst de Bou-Acila-Ourhdad. L'âge de cet ensemble est controversé : Précambrien pour Morin [12] et Cambrien pour Verset [24]. Partout ailleurs, apparaissent des calcaires « géorgiens » (marbre de Bou-Acila) recouverts par une puissante série volcano-détritique, constituée essentiellement de roches vertes à structure doléritique, de grès et de conglomérat à éléments volcaniques. Dans le Sud-Ouest du horst de Bou-Ibenrhar, le niveau des calcaires métamorphiques fait suite à une série volcano-sédimentaire acide, rapportée au Précambrien. Pour éviter toute confusion possible concernant l'âge de ces métavolcanites, déjà très incertain puisqu'on ne dispose d'aucune donnée géochronologique, on s'intéressera dans ce travail uniquement aux laves situées au-dessus des calcaires métamorphiques d'âge « Géorgien ».

3 Données pétrographiques et géochimiques

Les échantillons étudiés proviennent du horst de Bou-Acila–Ourhdad, du Sud de Jbel Sidi-Belghit (Oued Aougla), ainsi que de la partie occidentale du massif de Jbel-Hadid (Bou-Ibenrhar). Malgré le métamorphisme de faible degré qui a affecté ces roches, avec une paragenèse constituée d'albite, d'épidote, de chlorite et de calcite, la texture magmatique originelle est bien conservée. Il s'agit d'une texture doléritique, parfois porphyrique, qui laisse entrevoir l'assemblage minéralogique primaire de ces métavolcanites : plagioclases, pyroxènes et minéraux opaques.

Les teneurs en éléments majeurs et en éléments en traces des roches représentatives de l'ensemble des métavolcanites dans la zone sud-est du Maroc central sont présentées dans le Tableau 1. À l'exception des alcalins et du CaO, bien connus pour leur mobilité au cours des processus d'altérations postmagmatiques et métamorphiques, et qui montrent ici des fluctuations importantes, les autres éléments majeurs montrent de bonnes corrélations avec le rapport Mgi (Mgi=100×Mg/(Mg+Fe2+) avec Fe2+/Fe3+=0,85 ; Tableau 1). TiO2 est compris entre 1,24 et 2,32 %, ce qui classe ces roches dans les séries relativement pauvres en titane. Ces métavolcanites présentent des teneurs en Cr et en Ni faibles (<100 ppm pour le Cr et <50 ppm pour le Ni ; cf. Tableau 1). Les faibles valeurs des teneurs en ces éléments et celles du rapport Mgi suggèrent que le magma parent a déjà subi une cristallisation fractionnée. Ces roches montrent, en revanche, des teneurs relativement élevées en V (180 à 360 ppm) et en Sc (25 à 44 ppm).

L'utilisation des rapports Nb/Y et Zr/TiO2 [25] montre que la majorité des laves du Sud-Est du Maroc central correspondent à des basaltes andésitiques (Fig. 2). Les faibles valeurs du rapport Nb/Y (0,1<Nb/Y<0,2) les apparentent à des basaltes sub-alcalins (Fig. 2). Les rapports Ti/V (30<Ti/V<50 ; Tableau 1) sont similaires à ceux des tholéiites continentales, des MORB et des basaltes d'arrière-arc [21]. Ils les distinguent ainsi des basaltes alcalins, des basaltes calco-alcalins et des tholéiites d'arc.

Les métavolcanites considérées présentent des diagrammes de normalisation multi-élémentaires par rapport au manteau primitif [22], modérément enrichis en éléments les plus incompatibles, avec des rapports (La/Yb)mp variant de 1,3 à 2,3 (mp : normalisation par rapport au manteau primitif) ; une anomalie négative en Nb et Ta (0,4<(Nb/Th)mp<0,9) ainsi qu'une anomalie négative en Sr, systématique pour tous les échantillons (Fig. 3). Malgré le caractère mobile du Sr, il peut correspondre, au moins pour partie, à un caractère originel de la roche et suggérer un fractionnement des plagioclases. Contrairement à ceux de Oued-Aougla et Bou-Ibenrharn, les échantillons de Bou-Acila montrent une nette anomalie négative en Ti (Fig. 3), corrélée avec de faibles teneurs en V (Tableau 1). Ils reflètent un fractionnement important des oxydes ferrotitanés. Le comportement du Rb et du Ba dans ces roches peut être lié aux processus d'altération postmagmatiques et métamorphiques.

4 Discussion et conclusion

Dans le diagramme (Th/Ta)mp–(Tb/Ta)mp [23], qui fait appel à des éléments incompatibles, peu sensibles à l'altération, l'ensemble des métavolcanites de la région sud-est du Maroc central se projette dans le champ commun des tholéiites continentales et des basaltes d'arrière-arc, et touche au champ des MORB de type N (Fig. 4). L'allure des spectres de normalisation par rapport au manteau primitif exclut la similitude de ces roches avec les MORB. Ce résultat est confirmé par le diagramme Th/YbTa/Yb, qui, d'une part, montre que ces métavolcanites ne peuvent être assimilées à des MORB et, d'autre part, met en évidence une empreinte de subduction ou de contamination crustale (Fig. 5). Il est à noter que les diagrammes géotectoniques classiques sont à utiliser avec précaution, car ils ne permettent pas de distinguer avec précision les tholéiites continentales [2,20].

L'anomalie négative en Nb s'observe classiquement dans des volcanites mises en place dans un site orogénique [17] et en contexte de bassins d'arrière-arc [7]. Cette anomalie s'observe également dans certains domaines anorogéniques, tels que les domaines en distension intracontinentale [2,4]. Dans les métavolcanites de la zone sud-est du Maroc central, la faible anomalie négative en Nb (0,4<(Nb/La)mp<0,6) et le faible fractionnement des terres rares légères par rapport aux terres rares lourdes (1,3<(La/Yb)pm<2,3), ainsi que leur position dans le diagramme géotectonique (Th/Ta)pm–(Tb/Ta)pm [23], excluent toute appartenance de ces métavolcanites à un site orogénique. Les caractères particuliers montrés par ces métavolcanites sont souvent interprétés comme des arguments en faveur d'une mise en place dans un site, en relation avec un bassin d'arrière-arc [7,9]. Une telle hypothèse pose le problème de la reconnaissance d'un arc contemporain de leur mise en place, arc dont aucune trace n'est connue au Maroc à cette époque. Par ailleurs, il est bien admis que les bassins d'arrière-arc se développent à proximité immédiate de l'arc et lui sont contemporains [8,10]. Ceci exclut de mettre en relation ce volcanisme mésétien avec un arc panafricain dans d'autres domaines du Maroc.

Une autre interprétation possible des caractères montrés par ces métavolcanites, l'anomalie négative en Nb et le léger enrichissement en terres rares légères par rapport aux terres rares lourdes (1,3<(La/Yb)mp<2,3), serait à mettre en relation avec une contamination crustale d'un magma mantellique [2,4,9]. Cette hypothèse serait en accord avec une mise en place de ces roches dans un site distensif intracontinental. Des tholéiites continentales, à spectres relativement plats, peuvent être produites par un fort degré de fusion partielle du manteau, probablement dû à un fort amincissement lithosphérique ; c'est l'hypothèse qui a été retenue pour certaines tholéiites continentales mésozoı̈ques du Maroc [2]. Ces dernières montrent un enrichissement relatif en Th, une anomalie négative en Nb, et présentent un rapport (La/Yb)mp voisin de 1,5 (Fig. 3).

Au Maroc, les tholéiites continentales cambriennes de la zone sud-est du Maroc central ne représentent pas un cas isolé. En effet, on connaı̂t, dans la région de l'Ouneı̈ne (massif paléozoı̈que du Haut-Atlas occidental), un volcanisme cambrien à signature géochimique de tholéiites continentales [1,16]. De même, dans la région de Taghwacht, Essalhi [5] et Ouazzani [16] décrivent des basaltes tholéiitiques qui présentent les caractères géochimiques des tholéiites continentales.

En conclusion, les caractères géochimiques particuliers montrés par ces métavolcanites et l'absence d'arc cambrien au Maroc rendent improbable leur appartenance à un magmatisme mis en place dans un environnement d'arc. En revanche, leur ressemblance avec certaines tholéiites continentales mésozoı̈ques du Maroc, leurs analogies avec le volcanisme cambrien dans le Haut-Atlas et l'identité du site de mise en place avec celui des volcanites cambriennes de Sidi-Saı̈d Maâchou, ainsi que celui des amphibolites de la boutonnière paléozoı̈que de Midelt, sont en faveur d'un volcanisme distensif, à caractère de tholéiites continentales mises en place dans un site intracontinental. Ce résultat, appuyé par d'autres, d'ordres sédimentologique et structural, obtenus ailleurs, dans la Meseta [18] et dans l'Anti-Atlas [19], conforte notre hypothèse d'un épisode distensif au Cambrien à l'intérieur du Gondwana [13–15].

Remerciements

Les corrections suggérées par le professeur Alain Piqué, un rapporteur de cet article, nous ont été très profitables et ont contribué à l'amélioration du manuscrit.

References


[1] L. Badra, Les minéralisations polymétalliques (Pb, Zn, Cu, Ba) du haut Atlas occidental marocain et de ses confins dans leur cadre géodynamique, Thèse d'État, Université d'Orléans, 1993, 415 p

[2] H. Bertrand The Mesozoic tholeiitic province of Northwest Africa. Record of the Early opening of central Atlantic (A.B. Kampunzu; R.T. Lubala, eds.), Magmatism in extensional structural setting, the Phanerozoı̈c African Plate, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1991, pp. 147-188

[3] J. Destombes; A. Jeannette Mémoire explicatif de la carte géotechnique de la Meseta côtière à l'est de Casablanca au 1:50 000. Région de Mohammedia, Bouznika, Ben-Slimane, Notes et Mém. Serv. Géol. Maroc, Volume 180 (1966), pp. 1-104

[4] C. Dupuy; J. Dostal Trace elements geochemistry of some continental tholeiites, Earth Planet. Sci. Lett., Volume 87 (1984), pp. 100-110

[5] A. Essalhi, Processus hydrothermaux liés à la zone de faille de Tizi-N'Test : genèse des albitites et des concentrations de barytine dans la région de Taghwacht (haut Atlas occidental, Maroc), thèse, université d'Orléans, 1993, 202 p

[6] M. Gigout Le volcan sous-marin d'âge Acadien de Sidi-Saı̈d Maâchou (Maroc occidental), Bull. Soc. géol. France, Volume 6 (1956), pp. 559-574

[7] R.F. Gribble; R.J. Stern; S. Newman; S.H. Bloomer; T. O'Hearn Chemical and isotopic composition of lavas from the Northern Mariana trough: implications for magma genesis in back-arc basins, J. Petrol., Volume 39 (1998) no. 1, pp. 125-154

[8] J.W. Hawkins; S.H. Bloomer; C.A. Evans; J.T. Melchior Evolution of intra-oceanic arc-trench systems, Tectonophysics, Volume 102 (1984), pp. 175-205

[9] P.E. Holm The geochemical fingerprints of different tectonomagmatic environments using hygromagmatophile element abundances of tholeiitic basalts and basaltic andesites, Chem. Geol., Volume 51 (1985), pp. 303-323

[10] D.E. Karig Origin and developement of marginal basins in the Western Pacific, J. Geophys. Res., Volume 76 (1971), pp. 2452-2561

[11] G. Lecointre Recherches géologiques dans la Meseta marocaine, Mém. Soc. Sci. Nat. Maroc, Volume 14 (1926), pp. 1-158

[12] P. Morin Les marbres d'origine métamorphique du Maroc central (géologie et problèmes d'exploitation), Mines et géologie, Rabat, Volume 11 (1960), pp. 559-574

[13] H. Ouali, Le paléovolcanisme cambrien de la Meseta marocaine : caractérisation géochimique et implications géodynamiques, thèse d'État, université de Meknès, 2001

[14] H. Ouali; B. Briand; J.-L. Bouchardon; M. El Maâtaoui Mise en évidence d'un volcanisme alcalin intraplaque d'âge Acadien dans la Meseta nord-occidentale (Maroc), C. R. Acad. Sci. Paris, Ser. IIa, Volume 330 (2000), pp. 611-619

[15] H. Ouali; B. Briand; M. El Maâtaoui; J.-L. Bouchardon Les amphibolites de la boutonnière paléozoı̈que de Midelt (Haute–Moulouya, Maroc) : témoins d'une extension intraplaque au Cambro-ordovicien, Notes et Mém. Serv. Géol. Maroc, Volume 408 (2001), pp. 177-181

[16] H. Ouazzani, Le paléovolcanisme des secteurs de Guedmioua et du Haut-Seksaoua (Massif ancien du Haut-Atlas occidental, Maroc) : témoins d'un contexte convergent, thèse d'État, université de Meknès, 2001

[17] J.A. Pearce; S.J. Lipard; S. Roberts Caracteristics and tectonic significance of supra-subduction zone ophiolites, Geol. Soc. Lond. Spec. Publ., Volume 16 (1984), pp. 77-94

[18] A. Piqué; M. Bouabdelli; J.-R. Darboux Le rift cambrien du Maroc occidental, C. R. Acad. Sci. Paris, Ser. IIa, Volume 320 (1995), pp. 1017-1024

[19] A. Piqué; M. Bouabdelli; A. Soulaimani; N. Youbi; M. Iliani Les conglomérats du PIII (Néoprotérozoı̈que supérieur) de l'Anti-Atlas (Sud du Maroc) : molasses panafricaines, ou marqueurs d'un rifting fini-protérozoı̈que ?, C. R. Acad. Sci. Paris, Ser. IIa, Volume 328 (1999), pp. 409-414

[20] T. Prestvik; G.G. Goles Comments on petrogenesis and the tectonic setting of Columbia River basalts, Earth Planet. Sci. Lett., Volume 72 (1985), pp. 65-73

[21] J.W. Shervais Ti–V plots and the petrogenesis of modern and ophiolitic lavas, Earth Planet. Sci. Lett., Volume 59 (1982), pp. 101-118

[22] S.S. Sun; W.F. McDonough Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implication for mantle composition and processes, Geol. Soc. Lond. Spec. Publ., Volume 145 (1989), pp. 999-1007

[23] D. Thiéblemont; P. Chèvremont; C. Castaing; C. Triboulet; J.-L. Feybesse La descrimination géotectonique des roches magmatiques basiques par les éléments traces. Réévaluation d'après une base de données et application à la chaı̂ne panafricaine du Togo, Geochim. Cosmochim. Acta, Volume 7 (1994) no. 3, pp. 139-157

[24] Y. Verset Mémoire explicatif de la carte géologique du Maroc au 1:100 000, feuille de Quasbat-Tadla, Notes et Mém. Serv. Géol. Maroc, Volume 240 (1988), pp. 1-132

[25] J.A. Winchester; P.A. Floyd Geochemical discriminations of different magma series and their differentiations products using immobile elements, Chem. Geol., Volume 20 (1977), pp. 325-345

Comments - Policy


Articles of potential interest

Un exemple de volcanisme calco-alcalin de type orogénique mis en place en contexte de rifting (Cambrien de l'oued Rhebar, Meseta occidentale, Maroc)

Hassan El Hadi; Abdelfatah Tahiri; Fernando Simancas Cabrera; ...

C. R. Géos (2006)


Les marqueurs structuraux et magmatiques de l'extension crustale au Protérozoïque terminal–Cambrien basal autour du massif de Kerdous (Anti-Atlas occidental, Maroc)

Abderrahmane Soulaimani; Abderrahim Essaifi; Nassrddine Youbi; ...

C. R. Géos (2004)


Les dykes basiques du massif ancien de l'Ourika (Atlas de Marrakech, Maroc) : géochimie et signification

Ahmed Barakat; Christian Marignac; Mohamed Bouabdelli

C. R. Géos (2002)