Pétrogenèse des carbonatites du complexe alcalin de Tamazert (Haut Atlas de Midelt, Maroc)

Abstract

Les études cartographiques et pétrographiques montrent que la mise en place des carbonatites du complexe alcalin éocène du Tamazert (Haut Atlas central, Maroc) est liée à deux épisodes chronologiquement distincts. Le premier épisode dont les faciès carbonatitiques sont associés au stade plutonique précoce est représenté par un lacis de veinules et de poches tardives à calcite spathique blanche recoupant exclusivement les ultrabasites alcalines jacupirangites/melteigites. Quant au deuxième épisode, d’ampleur beaucoup plus importante, il se manifeste par le développement d’occurrences de carbonatites regroupées en deux ensembles pétrographiquement différents dont : 1. Les carbonatites se présentent sous forme de champs filoniens à calcite au centre et à calcite ferrugineuse au SW du complexe ; et 2. Les carbonatites de la partie centrale du massif en remplissage des filons et des structures diatrémiques à dolomite ferrugineuse et ankérite. Sur la base de leurs compositions en CaO-MgO-FeOt et SiO₂, les carbonatites du tamazert sont classifiées en : (1) calciocarbonatites (sövites, microsövites, et alvikites avec des teneurs en CaO, MgO, FeOt et SiO₂ variant successivement de 47 à 56.6%, 0.2 à 0.8%, 0.3 à 5.5% et 1.3 à 6.8% ; (2) magnésiocarbonatites (30à33% CaO, 18.3 à 18.6% MgO, 4.9 à 6% FeOt et 1.5 à 5.6% SiO₂) et (3) silicocarbonatites (SiO₂ variant de 19 à 31% pour des valeurs CaO, MgO et FeOt variant respectivement de 15 à 24%, 6.5 à 9% et 6.6 à 7.6%). Pour leur part, les teneurs en terres rares et éléments en traces incompatibles permettent de discriminer entre deux groupes de carbonatites à savoir : (1) les calciocarbonatites du secteur SW qui se montrent les plus enrichies en TR talonnées de très près par les magnésiocarbonatites et les silicocarbonatites ; et (2) les calciocarbonatites de la partie centrale du massif qui se montrent les plus appauvries. De telles différences pourraient être attribuées à des différences de degré de fusion partielle d’une péridotite carbonatée. Les données des isotopes stables montrent que les calciocarbonatites des secteurs SW et la partie centrale du massif, avec des valeurs δ13 CPDB et δ18OSMOW variant successivement de -5.5 à -3‰ et de +8.2 à +9.7‰, dérivent d’une source mantellique. Quant aux silicocarbonatites et magnésiocarbonatites, elles mettent en valeur des rapports δ13 CPDB et δ18OSMOW se projetant en dehors du champ des valeurs mantelliques suggérant soit un fractionnement à hautes températures soit des recristallisations dues à la circulation de fluides hydrothermaux. Les plus fortes valeurs δ13 CPDB et δ18OSMOW enregistrées au niveau des échantillons de calciocarbonatites encaissées dans les calcaires liasiques témoignent d’un phénomène de contamination crûstale. Par ailleurs, les rapports (87Sr/86Sr)i [0.7033 à 0.7036], (143Nd/144Nd)i [0.5127 à 0.5128], (206Pb/204Pb)i [19 et 19.9], (207Pb/204Pb)i [15.53 et 15.6] et (208Pb/204Pb)i [38.1 et 39.4] stipulent que les carbonatites du Tamazert sont produites à partir d’une source mantellique appauvrie de type HIMU. Les occurrences de carbonatites encaissées dans les calcaires montrent des valeurs isotopiques nettement radiogéniques attestant encore une fois d’un processus de contamination par les carbonates liasiques. Les compositions Sr-Nd de même que les coefficients de partage des éléments en trace entre carbonatites et roches silicatées associées ne limitent pas en faveur d’une relation par immiscibilité de liquide entre ces deux groupes de roches mais plutôt comme dérivant de sources différentes ou d’une même source (péridotite carbonatée) mais à des taux de fusion partielle différents. Les calciocarbonatites des cumulats ultrabasiques (melteigites) seraient issues de la différenciation par cristallisation fractionnée à partir d’un manga parent silicaté alors que les calciocarbonatites d’obédience filonienne elles représenteraient des cumulats cristallisant soit directement à partir d’une source mantellique dont le liquide primaire est de composition magnésio-carbonatitique soit d’un magma de type calciocarbonatite produit par métasomatisme des 1herzolites. En revanche, les magnésiocarbonatites cristalliseraient directement à partir d’un magma de type mgnésiocarbonatite produit par fusion partielle d’une péridotite carbonatée. Les silicocarbonatites dont la cristallisation des tectosilicates (quartz et feldspath) est tardive, sont interprétées comme des produits métasomatiques liés aux circulations des fluides hydrothermaux accompagnants la mise en place du complexe du Tamazert. Ce schéma pétrogénétique pourrait concorder avec les données de la tectonique alpine du Haut Atlas qui montrent l’installation d’un plume mantellique (sous le NW de la plaque africaine) responsable de l’activité magmatique alcaline néogène du Maroc et, du moins en partie, de la surrection de la chaîne atlastique. Si l’on considère que l’origine du complexe alcalin à carbonatites de Tamazert est liée à ce plume mantellique, ce dernier aurait donc été actif dès l’Eocène.