Dynamique des bassins d'avant-pays carbonifères: signatures tectoniques, sédimentaires et magmatiques de l'évolution de la chaîne hercynienne du Maroc central septentrional

Abstract

La prise en compte des données tectono-sédimentaires et magmatqiues du Carbonifère du Maroc central septentrional et leur interprétation dans notre réflexion sur la dynamique de la chaine, nous ont conduit à proposer un nouveau modèle pour l'orogenèse du Maroc mésétien. Ce nouveau modèle implique une série de processus orogénique qui s'intègrent dans le cadre d'une convergence de plaques. La progression de la déformation se fait par l'intermédiaire de deux séquences de chevauchements globalement progrades. La première, d'âge Famenno-tournaisien à Viséen supérieur (V3ß/y à V3c), détermine un prisme de déformation dont les fronts de situent dans l'arc Moyen Atlas-Haut Atlas oriental (ou alignement infléchi Tazzeka-Azrou-Ait Tamil-Tamlelt) et dans la zone de khouribga-Oulmès, cette déformation se traduit par culminations antiformales dans la série prétectonique ordovicenne à dévonienne déterminées par en un ensemble de duplex et empilements antiformaux dont le niveau de décollement inférieur est situé dans le base pélitique de l'Ordovicien: le niveau de décollement de toit dans les schistes siluriens à faible viscocité effective (réputés comme « couche savonneuse »). cette propagation de la déformation contrôle la sédimentation transgressif du Carbonifère: la sédimentation est généralement catastrophique avec conglomérats, coulées d'olistolites et turbidites ou Tournaisien (ou famenno-tournaisien) et viséen inférieur suivi, dans un maxima transgressif, par un faciès essentiellement carbonaté qui se généralise au viséen supérieur. La seconde, d'âge viséen terminal-westphalien inférieur, est caractérisée par des dépocentres d'ordre II associés à la propagation de systèmes CAS (Chevauchement-anticlinal d'amortissement-synclinal frontal). La surrection des anticlinaux d'amortissement de chevauchement contrôle la sédimentation qui s'organise en séquences de dépôts tectonogénétiques sous effet des variations d'espace disponible d'origine tectonique. La disposition rétrogradante de la sédimentation synorogénique (couple débrites-turbites et coulées de pente) enregistre les mouvements successifs de cette propagation généralement « overstep » des branches de chevauchement par la création rapide de l'espace disponible, la déstabilisation et l'érosion du bord actif du dépocentre. Avec une sédimentation interfère vers le bord passif du dépocentre avec un sédimentation normale de plate forme à dynamique de tempête. Les chevauchements de cette deuxième séquence se branchent au niveau du décollement basal situé dans les schistes siluriens et évoluant vers la base de la série carbonifère. Comparé au modèle de Decelles et Giles (1996), le système de bassins d'avant-pays du domaine mésétien, est caractérisé par la prédominance de la « wedge-top depozone » sur les autres zones de dépôt du système de bassins d'avant-pays en contexte sous-alimenté (« underfilled foreland basin system ») et répond à une organisation attribuée souvant aux premiers stades de développement d 'une chaîne. Le magmatisme basique interstratifié dans la série orogénique namuro-westphalienne de Fourhal (sills différenciés, dolérites et basaltes en pillow-lavas) dont les signatures géochimiques montrent une tendance calcoalcaline et un cogénétisme entre les différents faciès serait le produit de la fusion hydratée d'une lithosphère mantellique métasomatisée. Se trouvant à plus de 500km de la suture, il serait le produit de fusion lithosphérique soit par déhydratation de la croûte océanique s'enfonçant avec un faible angle de subduction soit par montée asthénosphérique à la suite d'un sous-placage de la lithosphère continentale se terminant par une rupture de la plaque subductée (Slab breakoff) sous le bassin d'avant-pays mésétien en position rétrolithosphérique.