Pétrogenèse des roches métamorphiques et anatectiques de la boutonnière paléozoïque de la Haute Moulouya, apport gravimétrique et implications sur l'orogène varisque du Maroc

Abstract

La chaine varisque du Maroc comprend de nombreux plutons granitiques composites qui affleurent dans les domaines mésétiens au Nord de l’accident sud atlasique. L’étude pétrogénétique des magmas de type S n’a pas fait l’objet de travaux spécifiques directs au niveau de la Meseta Marocaine compte tenu de leur rareté. Seules les études géochimiques isotopiques ont pu reconnaître l’importance relative de la participation crustale dans la pétrologie des granitoïdes au sens large. Le complexe granitique d’AhouliMibladen, dans la Meseta orientale marocaine, offre une bonne opportunité pour étudier la pétrogenèse des différents types de granitoïdes comprenant des composantes mantelliques et crustales. Ces dernières y sont représentées par un cortège peralumineux bien exprimé comprenant des migmatites, aux leucogranites à deux micas en passant par des faciès intermédiaires de leucogranites à Crd et Grt. L’analyse pétrologique montre que les réactions de fusion d’un matériel pélitique prennent place par des réactions de déshydratation de la biotite qui produit un liquide anatectique peralumineux avec la cordiérite et le grenat comme phases péritectiques. Le grenat présente des profils de zonage complexes, avec un zonage de croissance prograde dans le cœur puis l’évidence d’une résorption suivie d’une recristallisation dans la bordure. La cordiérite péritectique (XFe = 0,37) est associée à la biotite restitique (XFe = 0,65), alors que la cordiérite cotectique abondante (XFe = 0,65) fait partie des paragenèses des granites à Crd (Bt + FK + Pl + Crd + Qtz). La modélisation thermodynamique par la méthode des pseudosections montre que la fusion par déshydratation de la biotite a eu lieu dans des conditions de faciès granulite (830 à 870 ° C et 6 kbar) produisant une quantité importante du liquide paralumineux. Leur ascension, concomitante à leur évolution par cristallisation fractionnée, et leur mise en place ont conduit à la formation des différents faciès pétrographiques peralumineux de type S d’Ahouli-Mibladen. Nous envisageons un modèle pétrogénétique au cours de l'orogenèse varisque, dans lequel les magmas mafiques de type M dérivés du manteau forment des grands réservoirs à une profondeur de 18 à 20 km, provoquant une augmentation de température isobare et une fusion partielle du protolithe métapélitique environnant. Les magmas différenciés de types M-I et de type S ont été mis en place simultanément dans une série gréso-pélitique d’âge attribué au Cambro-Ordovicien. Cette mise en place est plus ou moins synchrone d’une déformation cisaillante (phase D2) pendant le Viséen Supérieur. L’encaissant est affecté par un métamorphisme régional de faciès schistes verts (association minéralogique composée de Chl+Mus+Qtz+Pl+FK). La mise en place se traduit au niveau de l’encaissant, préalablement équilibré dans le faciès schistes verts, par un déséquilibre thermique qui est à l’origine du développement d’un métamorphisme de contact de type HT-BP se surimposant au métamorphisme régional. Quatre zones métamorphiques ont été mises en évidence définissant ainsi quatre isogrades qui correspondent aux quatre réactions métamorphiques principales suivantes :  la zone à biotite est formée par l’association : Bt+Mus+Chl+FK+Qtz (±Pl ± Grt). La biotite fait son apparition et définit l’isograde correspondant à la réaction monovariante discontinue : Chl+Qtz+FK+H2O=Bt+Mus (1) ;  la zone à Cordiérite est composée de Bt+Mus+Crd+Chl+FK+Qtz (±Pl). La réaction formant la Crd s’écrit : Chl+Bt+Mus+Qtz = Crd+FK+H2O (2)l  les réactions de la formation des silicates d’alumine définissant successivement les zones à andalousite et à sillimanite et les isogrades des mêmes noms s’écrivent : Mus+Crd=Bt+And (Sill)+Qtz+H2O (3) et/ou Mus+Qtz=FK+And (Sill)+H2O (4) et/ou And=Sill (5). Les résultats obtenus à partir de la construction des pseudosections et de la grille pétrogénétique permettent de mieux préciser les conditions PT de ce métamorphisme de contact. La biotite apparaît àune température de 400°C, la cordiérite entre 500 et 520°C et l’andalousite entre 580 et 600°C. Le champ de stabilité de la paragenèse de la zone à andalousite-sillimanite permet de contraindre la pression entre 2.6 et 2.9 Kb, pression considérée constante pour toute l’auréole de métamorphisme. Ainsi les granitoïdes du complexe d’Aouli Mibladen se sont mis en place à une profondeur de 8.5 à 9.5Km développant une auréole de contact pour des températures variant entre 400 et 625°C. Ces résultats couplés aux données gravimétriques traitées dans ce travail permettent de proposer un modèle d’évolution du complexe d’Aouli-Mibladen dans le contexte tectonique de l’orogenèse hercynienne. Cette étude permet aussi de soulever des questions relatives à l’âge des protolithes, à l’existence possible d’épisodes métamorphiques prévarisques à la lumière des propositions sur les schémas géodynamiques hérités de l’orogenèse hercynienne.