La région d'Azarhare, au nord-est de la Meseta occidentale marocaine (Fig. 1), fait partie d'un bassin extensif associé à un bassin d'avant-pays [1,2,4–7,13]. Une particularité stratigraphique de la région est de présenter à Akerchi des séries du sommet du Viséen et de la base du Serpoukhovien (= Namurien inférieur) [7,10,18,20]. La stratigraphie séquentielle et les microfaunes carbonatées du Nord du secteur (Agouraï, Adarouch et les boutonnières du causse moyen-atlasique) ont été étudiées [3–7] afin d'expliquer le fonctionnement du bassin. Trois phases extensives ont été définies [3–7] : la première au Viséen inférieur/moyen ( « V2a » = Arundien = biozone marocaine Cfm1 [19,20]) responsable de l'ouverture du bassin ; la seconde à la base du Viséen supérieur ( « V3bα/V3bβ » = Asbien inférieur = Cfm4–5 [19,20]) et la troisième au Viséen terminal ( « V3c » = Brigantien = Cfm8 [19,20]). Le régime devient compressif après le Serpoukhovien [4,7]. Aucune recherche n'ayant été effectuée précédemment dans les régions du Sud-Est, nous avons choisi d'étudier trois coupes A, B, C de la série d'Azarhare (Fig. 1).

Cinq faciès lithologiques se sont déposés dans des environnements plus ou moins proximaux, évoluant dans différents domaines de l'infralittoral (Figs. 2 et 3). (1) Des conglomérats polygéniques chenalisés, contenant des fragments de grès ordoviciens et de phtanites siluriennes, et des galets calcaires dévoniens tectonisés (Fig. 3A) à styliolinidés (Fig. 3B) et foraminifères Nanicella sp. (2) Des calcaires bioclastiques et bioconstruits, dont des microbialithes (cyanobactéries coccoïdes ; Fig. 3C), abritant quelques foraminifères remaniés ou fixés – Endothyra ex gr. prisca et Eotuberitina ex gr. reitlingerae (Fig. 3D et E) – et creusés de structures d'attribution discutée – Prethocoprolithus ou Terebella [11,14]. Ces constructions se développent dans des milieux proches de l'émersion [16]. Le ciment, une calcite microsparitique à sparitique en mosaïque drusique (Fig. 3C et D), ne présente aucune silicification tardive. (3) Des calcaires sableux de texture packstone, wackestone ou rudstone (Fig. 3F–H et M) sont les plus riches en fossiles, et témoignent de l'installation de plates-formes carbonatées peu profondes. (4) Des grès calcaires, grossiers, moyens à fins, avec ou sans granoclassement (Fig. 3H–L), se forment en zone infralittorale supérieure régie par des courants littoraux et la houle [3,5–7]. L'extinction roulante des grains de quartz et la présence de muscovite suggèrent une source à partir de roches métamorphiques (ortho- ou paragneissiques). (5) Des argilites noires, intercalées dans les différents faciès, qui sont interprétées comme la réponse à des diminutions momentanées de l'énergie du milieu de dépôt.

La série peut être datée du Viséen supérieur, précisément de l'Asbien supérieur–Brigantien ( « V3bγ/V3c » à « V3c » = Cfm 7–8 [18]). Cet âge est fourni [9,12,19] par des archaediscidés évolués (Fig. 3J), de rares Loeblichia primitives (Fig. 3M) et des Ungdarella, parfois très bien conservées (Fig. 3L), voisinant avec des Koninckopora (Fig. 3K). D'autres algues sont proches de Paraepimastopora (Fig. 3H), genre ne devenant commun qu'à partir du Serpoukhovien, mais signalé dans l'Asbien d'Espagne [17].

La stratigraphie séquentielle, par l'identification de discontinuités sédimentaires de type I ou II et de séquences de dépôt de 3^e ordre, a conduit à une corrélation de ces séquences avec celles des régions d'Adarouch et d'Imouzzer du Kander [3–7]. On retrouve donc à Azarhare les séquences et limites de séquences de la formation de Tizra (Fig. 4). Une terminologie unifiée des séquences viséennes identifiées est donc proposée, afin de simplifier la nomenclature régionale (Fig. 4).

Tous les faciès (excepté les microbialithes) montrent des figures de compaction avec imbrication des grains et des contacts concavo-convexes et microstylolithiques (Fig. 5A). La compaction mécanique a donc induit la dissolution des composants carbonatés. Le ciment initial micritique a recristallisé en microsparite et en sparite. La calcite magnésienne libère une partie du magnésium du fluide diagénétique pendant la recristallisation et devient faiblement magnésienne. Le Mg ainsi libéré peut participer à la précipitation de la dolomite baroque développée pendant la diagenèse, plus tardive (Fig. 5B). La présence de la dolomite dans tous les faciès, sauf dans les microbialites, pourrait indiquer que le Mg des eaux interstitielles a été piégé avant d'avoir traversé toute la série. Les oxydes de fer, soulignant les joints stylolitiques et associés à la dolomite (Fig. 5A et B), peuvent aussi provenir de la transformation diagénétique de la calcite fortement magnésienne et de la matière organique. Le ciment carbonaté précoce zoné (Fig. 5C) des conglomérats a évolué en dolomite baroque, montrant la présence d'oxydes de fer. Cette dolomite se singularise en cathodoluminescence par des couleurs orange à jaune-orangé. Au MEB, elle apparaît entourée par de la silice qui remplace la calcite (Fig. 5D). En nous fondant sur la texture de la kaolinite–leverriérite (Fig. 5E) et vermiculaire – et sur l'illite présente dans les niveaux les plus détritiques, nous proposons une origine diagénétique pour ces minéraux. La kaolinitisation est bien connue dans les faciès gréseux. On peut l'expliquer par la transformation de la muscovite à forte concentration de silice selon la réaction (modifiée d'après [8]) :

Cette réaction permet aussi d'expliquer la néoformation de l'albite contemporaine de la kaolinite et de l'illite présentes (Fig. 5F). Si cette réaction rend compte de la formation des feuillets de la kaolinite entre ceux de la muscovite, elle ne permet pas d'expliquer la kaolinite « en vermicules », qui se distingue au MEB dans les espaces intercristallins, sans aucun feldspath altéré à proximité. Cette kaolinite est précipitée à partir de fluides interstitiels. Selon des analyses par diffraction des rayons X (DRX) des minéraux argileux, l'échantillon Ba19, contient 57 % de kaolinite et 43 % d'illite. L'indice de cristallinité de l'illite 0,354 correspond à l'anchizone sur le diagramme proposé par Kübler et Jaboyedoff [15] et indique un faible degré de métamorphisme.

La série d'Azarhare, dans le Nord-Est du Maroc Central, se compose d'une sédimentation mixte carbonatée et détritique, déposée sur le littoral d'une plate-forme. Les algues problématiques Ungdarella et Koninckopora permettent de dater la série du Viséen supérieur, du « V3bγ/V3c » au « V3c » (= Asbien supérieur à Brigantien = Cfm7–8), et de la corréler avec trois séquences de dépôt de troisième ordre : SD5, SD6 et SD7, d'importance régionale. La minéralogie initiale des grès calcaires (quartz, muscovite, et minéraux argileux) évolue durant la diagenèse d'enfouissement par une kaolinitisation de la muscovite (formation de leverriérite) et une néoformation d'albite et de kaolinite vermiculaire interstitielle. Le ciment d'HMC, calcite micritique fortement magnésienne, se transforme en LMC, calcite faiblement magnésienne, et en dolomite baroque. Une circulation tardive de fluides riches en silice conduit au remplacement des carbonates par des quartzs diagénétiques.