Abridged English version
In eastern Morocco, Hercynian granitoid plutons are cropping out in arranged, isolated, or grouped massifs complexes (Fig. 1). Most of these massifs, which intruded different levels of Palaeozoic series, present concentric structure and crosscut the Hercynian tectonic structures [14].
Les granitoı̈des hercyniens marocains dans leur cadre structural. 1 : Granitoı̈des, 2 : terrains paléozoı̈ques à plissements namuro-westphaliens et localement à nappes syn- à tardi-sédimentaires, 3 : Paléozoı̈que peu déformé, 4 : accidents majeurs, 5 : front de charriage, 6 : zone de granitoı̈des à biotite, 7 : zone de granitoı̈des à amphibole.
Hercynian Granitoids of Morocco in their structural setting. 1: Granitoids, 2: Palaeozoic deposits with Namuro-Westphalian folding and locally syn- to late-sedimentary nappes, 3: low-deformed Palaeozoic, 4: major accidents, 5: thrust front, 6: biotite-granitoid zone, 7: amphibole-granitoid zone.
RbSr dating [18] display emplacement ages ranging between 330 to 250 Myr. The Aouli, Tarilest and Merguechoum granodiorites seem to be the earliest granitoid magmatism in the area, while the biotite-bearing granite of Beni-Snassène and Boudoufoud are the youngest ones (Table 1).
Principales caractéristiques des granitoı̈des de la Meseta marocaine orientale
Main characteristics of the granitoids of eastern Moroccan Meseta
| Zekkara | Tarilest | Béni-Snassène | Boudoufoud | Tanncherfi | Alouana | Merguechoum | Hssaine Diab | Haute-Moulouya (Aouli) | |
| Type | diorite quartzique, tonalite, granodiorite | diorite quartzique, granodiorite, leucogranite | granodiorite, leucogranite | granite à biotite, leucogranite | granodiorite, granite à biotite et amphibole | granodiorite, monzonite, monzogranite | diorite, tonalite, monzogranite, granite | granodiorite, microtonalite | granodiorite, granite |
| Âge (Ma) | 287±8 | 328±19 | 247±7 | 259±11 | 286±10 | 284±7 | 321±15 | 284±7 | 333±2 |
| Rapport Isri | 0,7087±0,0001 [18] | 0,7057±0,0003 [18] | 0,7080±0,0001 [18] | 0,7092±0,0003 [18] | 0,7049±0,0001 [1] | 0,7059±0,0017 [31] | 0,7050±0,0002 [18] | 0,7059±0,0007 [31] | [20] |
| Encaissant (âge) | gréso-pélitque (Ordovicien- Silurien) | silto-gréseux (Paléozoı̈que indéterminé) | schisto-gréseux (Dévonien inférieur) | schisto-gréseux (Dévonien inférieur) | silto-gréseux (Paléozoı̈que indéterminé) | silto-pélitique, psammite, phyllades (Tournaisien–Viséen) | silto-gréseux (Paléozoı̈que indéterminé) | schisteux (Paléozoı̈que inférieur) | schisteux (Cambro-Ordovicien) |
| Minéraux clés | plagioclase, An45–An14, magnésio-hornblende, biotite | plagioclase, An40–An30, augite, magnésio-hornblende, biotite | plagioclase, An35–An28, oligoclase, biotite | plagioclase, < An20, biotite | plagioclase, An42–An38, amphibole, biotite | plagioclase, amphibole, biotite | plagioclase, amphibole, biotite | plagioclase, An40–An30, biotite | plagioclase (An48–An35), pyroxène, amphibole, biotite |
| Enclaves magmatiques | tonalite-diorite | diorite | tonalite-diorite | ? | tonalite | tonalite, granodiorite | tonalite | ? | tonalite, diorite |
| Association magmatique | calco-alcalin K | calco-alcalin K peralumineux | calco-alcalin K peralumineux | calco-alcalin K | shoshonitique | calco-alcalin K | calco-alcalin K | calco-alcalin K peralumineux | shoshonitique |
| Origine | hybride | hybride | hybride | hybride | mantellique | hybride | hybride | hybride | hybride |
This work is based on petrographical and geochemical data that we gathered on the Zekkara, Tarilest, Beni-Snassène and Boudoufoud massifs. Those of other neighbouring massifs (Alouana, Aouli, Merguechoum, Tannecherfi, and Hassiane Diab) were collected from published studies and used to infer their petrogenetic history and the tectonic setting in which the acidic magmas were emplaced (Table 1).
The petrographical association of Tarilest, which is composed of quartzic diorites, granodiorites, and microgranodiorites, is similar to the Zekkara granitoid, except that this latter includes tonalites. Nonetheless, Boudoufoud and Beni-Snassène granitoids consist exclusively of biotite-bearing granodiorite. All these associations are intruded by late leucogranitic protrusions. The granitic massifs of Alouana, Aouli, Merguechoum, and Tannecherfi, present similarities with Tarilest and Zekkara granitoids. The Hassiane Diab massif displays petrographical affinities with Beni-Snassène and Boudoufoud granitoids (Table 1).
The massifs of Tarilest, Zekkara, Alouana, Aouli, Merguechoum and Tannecherfi are characterized by amphibole and biotite, while those of Beni-Snassène, Boudoufoud and Hassiane Diab only contain biotite (Table 1).
All studied granitoids are affected by the same hydrothermal alteration event that is expressed by the sericitization, albitization and epidotitization of feldspars as well as by the chloritization of amphibole and biotite.
In the aluminium balance diagram of Debon and Lefort [6], the granodiorite and the biotite-bearing leucogranite of Beni-Snassène are within the domain II corresponding to the peraluminous granites where the Boudoufoud and Hassiane Diab biotite-bearing granite also exist. However, the association of Tarilest, Alouana and Aouli is of a cafemic nature and has a metaluminous character. That of Zekkara, Tanncherfi, and Merguechoum cafemic massifs is metaluminous to slightly peraluminous. Quartzic diorite and tonalite penetrate into the peraluminous domain. It is also to be noted that the majority of associations is distinctly in the peraluminous domain.
Most rocks are predominantly high-K calc-alkaline (Fig. 2). Some altered samples are located into the low to medium potassic fields.
Les granitoı̈des de la Meseta orientale dans le diagramme SiO2K2O [23]. Sources de données : (1) Alouana [31], (2) Tanncherfi [1], (3) Boudoufoud, (4) Beni-Snassène, (5) Tarilest, (6) Hassiane Diab [27], (7) Merguechoum [3], (8) Zekkara, (9) Aouli [20].
The granitoids of eastern Meseta in the SiO2K2O diagram [23]. Data sources: (1) Alouana [31], (2) Tanncherfi [1], (3) Boudoufoud, (4) Beni-Snassène, (5) Tarilest, (6) Hassiane Diab [27], (7) Merguechoum [3], (8) Zekkara, (9) Aouli [20].
Chondrite-normalized REE patterns of six granitoid massifs display similar distributions and abundances (Fig. 3). They are sub-parallel and all LREE enriched; the (La/Yb)N ratio varies from 3 to 16. The Eu negative anomaly is more or less pronounced.
Éléments traces normalisés par rapport aux ORG des granitoı̈des de la Meseta orientale [22].
ORG-normalized trace element granitoids from the eastern Meseta [22].
Granitoids of eastern Morocco are either arranged in biotite series (Boudoufoud, Beni-Snassène and Hassian Diab), or in amphibole series (Tarilest, Zekkara, Tanncherfi, Merguechoum, Alouana and Aouli). These two groups, marking a zonality, are situated according to two nearly parallel alignments and oriented slightly NE–SW.
In different plots, the behaviour of different granitoids suggests that these rocks belong probably to the same family with high-K to shoshonitic calc-alkaline granitoids in spite of age differences.
This zoneography, which expresses an evolution of set-up ages and a degree of differentiation toward the north, has already been demonstrated by the zircon typology study [8]. Similar sources are presumably the origin of numerous liquids of different compositions that are spread in time and that sourced the granitoids of the eastern Meseta. High Rb/Zr and Nb/Zr ratios suggest a genesis of all granitoids massifs in the post-collisional context (Figs. 4 and 5).
Diagrammes SiO2Rb/Zr. Légende: cf. Fig. 2.
SiO2Rb/Zr diagram. Legend: see Fig. 2.
Diagrammes (Nb/Zr)NZr. Légende: cf. Fig. 2.
(Nb/Zr)NZr diagram. Legend: see Fig. 2.
Also, this zoneography (biotite-bearing facies and amphibole-bearing facies) along NE–SW lineaments may express trending of lithospheric shear zones in this Moroccan Hercynian belt.
1 Introduction
Au Maroc oriental, les granitoı̈des hercyniens comptent une dizaine de plutons en massifs isolés ou groupés en de vastes complexes. Ce sont les granites de Zekkara, des Beni-Snassène, de Tarilest, de Merguechoum, de Boudoufoud, de Tanncherfi, d'Aouli, de Hassiane Diab et de Alouana (Fig. 1). Ces massifs granitiques et leur encaissant ont fait l'objet de plusieurs études antérieures, structurales [14,16,17], pétrographiques [1–3,12,20,28,30] et isotopiques [5,15,20,21,26,32]. Les âges Rb/Sr sur roches totales [18], U/Pb sur zircon [21], Rb/Sr et Sm/Nd [1], Rb/Sr sur roches totales [32] de ces corps granitiques s'échelonnent depuis 330 jusqu'à 250 Ma [18]. Les premières générations de granites correspondent aux granodiorites d'Aouli, de Tarilest et de Merguechoum, les plus jeunes étant les granites à biotite des Beni Snassène (Tableau 1). Tous les granites étudiés susmentionnés sont postérieurs au métamorphisme régional de faible degré daté à 370 Ma dans la haute Moulouya [5,15] ; toutefois, la granodiorite d'Aouli (330 Ma) serait syn- (?) à post-métamorphisme [11].
Par ailleurs, trois suites magmatiques calco-alcaline, sub-alcaline et peralumineuse ont été distinguées sur la base d'une étude sur les éléments majeurs et la typologie de la biotite [12].
Les données pétrographiques et géochimiques réalisées sur les massifs de Zekkara, Tarilest, Beni-Snassène [8,9] et Boudoufoud [10], jointes, d'une part, aux données qui existent sur les massifs de Alouana [30], Merguechoum [3], Tannecherfi [1] Aouli [20,21] et Hassiane Diab [27] et, d'autre part, aux nouveaux diagrammes présentés ici suggèrent (c'est l'objet de cette note) que ces roches, malgré la différence d'âge et la répartition géographique, semblent appartenir à une même famille de granites essentiellement calco-alcalins, fortement potassiques à shoshonitiques.
2 Pétrographie
Les granites des massifs de Zekkara, Tarilest, Boudoufoud et de Beni-Snassène contiennent tous les types de faciès qu'on peut rencontrer dans ce domaine. Les caractéristiques de ces massifs ainsi que celles d'autres massifs voisins dont les données sont disponibles ont été reportées dans le Tableau 1.
L'association pétrographique de Tarilest comporte des diorites quartziques, des granodiorites et des microgranodiorites. Elle est comparable à celle de Zekkara, qui comprend en plus des tonalites. En revanche, les granites de Boudoufoud et de Beni-Snassène sont formés exclusivement de granodiorite à biotite seule. Toutes ces associations sont traversées par des protrusions leucogranitiques tardives. Les autres massifs, ceux de Alouana, Merguechoum et Tannecherfi s'apparentent aux granites de Tarilest et Zekkara, mais contiennent, de plus, des faciès monzogranitiques. Le massif de Hassiane Diab présente des analogies de faciès avec les massifs de Beni-Snassène et Boudoufoud (Tableau 1).
Sur le plan minéralogique, dans les massifs de Tarilest, de Zekkara, d'Alouana, d'Aouli, de Merguechoum et de Tannecherfi, les faciès granitiques sont caractérisés par l'amphibole et la biotite ; en revanche, ceux de Beni-Snassène, de Boudoufoud et de Hassiane Diab renferment exclusivement de la biotite (Tableau 1).
Tous les granitoı̈des étudiés sont affectés par le même processus d'altération hydrothermale, qui se traduit par la séricitisation, l'albitisation et l'épidotitisation des feldspaths et aussi par la chloritisation des amphiboles et des biotites. Toutefois, cette altération ne masque pas les caractères originaux des roches étudiées. La plupart des muscovites observées dans les faciès granitiques sont d'origine secondaire [8].
3 Géochimie
Dans le diagramme du bilan alumineux de Debon et Lefort [6], la granodiorite et le leucogranite à biotite de Beni-Snassène sont dans le domaine II, correspondant aux granites peralumineux. Le granite à biotite de Boudoufoud et Hassiane Diab se trouve aussi dans le même champ. Cependant, l'association de Tarilest et Alouana est de nature cafémique et a un caractère métalumineux. Celle de Zekkara, Aouli, Tanncherfi et Merguechoum, aussi cafémique, est de caractère métalumineux à légèrement peralumineux. La diorite quartzique et la tonalite s'enracinent dans le domaine peralumineux.
Le diagramme K2O en fonction de SiO2 de Peccerillo et Taylor [23] montre que la majorité des granites étudiés ont des teneurs élevées en potassium et sont typiquement calco-alcalins, fortement potassiques à légèrement shoshonitiques, avec un rapport K2O/Na2O>0,5, K2O variant entre 2 et 6 % (Fig. 2). Ce sont les roches les plus récentes qui sont les plus riches en potassium, sauf pour quelques échantillons altérés, qui se placent dans les domaines faiblement ou moyennement potassiques. Les fortes valeurs en K2O représentent essentiellement un enrichissement en biotite et plus ou moins en feldspath potassique. Les échantillons les plus riches en biotite montrent un caractère fortement K typique.
Les données de terres rares normalisées aux chondrites de Nakamura [19] montrent que les granitoı̈des étudiés ont des distributions et des abondances presque similaires. Les spectres sont sub-parallèles et présentent des rapports (La/Yb)N voisins (3 à 16). Tous les échantillons montrent un fractionnement plus important des terres rares légères par rapport aux terres rares lourdes caractéristiques des séries calco-alcalines. Il n'y a pas de fractionnement de terres rares lourdes. L'anomalie en Eu est insignifiante.
Dans les diagrammes multi-élémentaires normalisés aux ORG (Fig. 3), les spectres présentent un enrichissement en LILES et LREE, avec des anomalies négatives en Nb, Ta et Zr typiques des magmas de zones de subduction. Le Ba montre une anomalie négative entre les éléments adjacents Rb et Th. Dans le massif de Boudoufoud, cette anomalie est très significative, à cause probablement des effets d'une altération hydrothermale.
4 Discussion–conclusion
Les granitoı̈des du Maroc oriental s'organisent, soit en séries à biotite (Boudoufoud et Beni-Snassène, Hassiane Diab), soit en séries à amphibole (Tarilest, Zekkara et Tanncherfi, Merguechoum, Alouana et Aouli). Ces deux groupes marquent une zonalité et se disposent suivant deux alignements presque parallèles, qui sont orientés sensiblement NE–SW.
Le comportement des différents granitoı̈des dans les divers diagrammes suggère que ces granitoı̈des présentent deux types d'affinité : calco-alcalins fortement potassiques (Tarilest, Zekkara, Alouana, Boudoufoud et Beni-Snassène) et shoshonitiques (Tanncherfi, Merguechoum et Aouli). Les granites sont enrichis en LREE et présentent systématiquement des anomalies en Nb et Ta par rapport aux TR caractéristiques des magmas orogéniques [4]. Ceci est interprété dans la chaı̂ne des Andes (Mexique et Chili ; par exemple [7]), qui est connue pour avoir évolué dans un environnement d'arc insulaire mature, comme un effet de la contamination crustale, effet d'autant plus important que la croûte continentale traversée est plus épaisse. Pour cette partie de la chaı̂ne hercynienne marocaine, l'association des roches calco-alcalines et shoshonitiques à un environnement d'arc insulaire est peu probable (absence de vestiges de croûte océanique et de métamorphisme schiste bleu). Par conséquent, la pétrogenèse des roches doit être reliée à un plutonisme qui est contrôlé par des processus non associés à la subduction. Même l'hypothèse d'une subduction précoce, qui envisagerait la signature calco-alcaline–shoshonitique comme liée à la fusion partielle d'un manteau métasomatisé (fort enrichissement en potassium de la source) ne semble pas très réelle, à cause de l'absence, dans la chaı̂ne hercynienne marocaine, de traces d'une zone de subduction pendant tout le Paléozoı̈que [24,25].
Par ailleurs, le magmatisme calco-alcalin de la Meseta orientale (high-K à shoshonitique), comme celui de la Meseta occidentale et ceux des batholites corso-sardes et des Alpes [29], n'est pas nécessairement lié à une marge active de type chilienne.
Ainsi, pour les granitoı̈des du Maroc oriental, les caractères pétrographiques (présence de biotite et d'amphibole) et géochimiques (TiO2<0,87 %, enrichissement en K, Ba, Th et en terres rares légères, rapport Rb/Zr<2 ; Fig. 4) les assimilent aux granites post-collisionnels définis par Harris et al. [13] et de type Hlo (mixte, tardi-orogénique).
Dans le diagramme de discrimination géotectonique Zr–Nb/Zr de Thiéblemont et Tégyey [31], ces granitoı̈des se localisent principalement dans le domaine des magmas de type post-collisionnel (Fig. 5).
Les valeurs élevées du Th et des rapports Nb/Zr attestent l'intervention d'un composant crustal dans leur genèse. Dans ces conditions, les anomalies en Nb et Ta sont à lier à la contamination par la croûte continentale.
La mise en place de ces granites post-collisionnels de la Meseta orientale dans un environnement intracontinental, guidée par des zones de cisaillement [14,17] suivant un modèle de décompression adiabatique [9], est confortée par nos résultats. En effet, la zonalité (faciès à biotite et faciès à amphibole) des granitoı̈des selon des alignements NE–SW témoignerait de l'allure des zones de cisaillement lithosphériques dans cette partie de la chaı̂ne hercynienne marocaine.
Remerciements
Les auteurs remercient MM. D. Gasquet et C. Hoepffner pour leurs critiques et remarques constructives, ainsi que MM. S. Bilal et J. Hertogen pour les analyses chimiques. Les tableaux d'analyse des éléments majeurs et des éléments en traces des échantillons étudiés sont à la disposition de tout lecteur intéressé.