Etude Géologique, Pétrographique et Géochimique des basaltes de Mohammedia et leurs comparaisons avec ceux de la Basse Tafna et du Djebel Fillaoucène « Oranie Nord Occidentale »

Abstract

Le pourtour méditerranée occidentale a connu une activité volcanique très intense depuis l’Oligocène jusqu’au Quaternaire. Cette activité magmatique serait liée à l’évolution géodynamique des deux plaques continentales : l’Eurasie au Nord et l’Afrique au Sud (Bellon, Brousse, Girod et Coulon en 1977 ; Semroud, 1981 ; Hernandez, 1983). Entre ces deux plaques, Andrieux, 1971 introduit également le concept du rôle de la microplaque d’Alboran. Par conséquence, l’Oranie Nord-Occidentale, est caractérisée pendant le Moi-PlioQuaternaire, par d’importantes manifestations volcaniques qui ce sont déroulés de manière quasi-constante. Globalement le volcanisme alcalin d’Oranie recouvre des terrains d’âge Miocène ou localement des formations Plio-Quaternaires. Les datations radiométriques (40K – 40Ar sur roche totale) obtenues par Louni-Hacini et al. 1995 et Coulon et al. 2002 mettent en évidence des âges jeunes et une Activité temporelle retreinte pour l’ensemble des manifestations alcalines de l’Oranie. D’un point de vue volcanologique, les volcans d’Oranie Nord-Occidentale montrent des formes varies : en dayas ou en dômes dont les produits émis sont des pyroclastites et des laves basaltiques. Deux épisodes majeurs d’activité dynamique caractérisent le volcanisme d’Oranie. Le premier épisode, de nature stromboliennne, est marqué par l’émission de scories, des bombes et de laves. Il est généralisé à l’ensemble des complexes éruptifs. Le second épisode correspond à une activité de type phréatomagmatique. Il est spécifique aux secteurs d’Ain Témouchent et de la Basse Tafna dans lesquels il a produit des formations volanosédimentaires. L’alignement de l’ensemble des centres éruptifs de l’Oranie Nord-Occidentale suit les directions N20 à N60. L’arrivée des magmas en surface a été guidée par des accidents globalement orientées NE-SW (Bousquet et al. 1981 ; Thomas 1985) et les transversales définies par Glangeaud 1952 aboutissant à un découpage losangique de la croûte. Le secteur volcanique de Mohammadia localisé à environ 80Km à l’Est de la ville d’Oran, s’intègre dans le bassin néogène du Bas Chelif situé dans la partie médiane de la chaîne alpine. La région de Mohammadia a été également le siège d’une activité volcanique, comme certaines autres régions Oranaises (Ain Témouchent, Basse Tafna, Moyenne Tafna, Sahel d’Oran, M’sirda ….). Les roches basaltiques de Mohammadia affleurent au voisinage de Sahouria de couleur gris-noir associes a des brèches et des tufs entre des niveaux de gypse connus dans cette région comme représentatifs du Messénien et des bancs d’une série marnogréseuse attribuée au Pliocène. Nos investigations de terrain nous ont permis de reconnaître dans le secteur de Mohammedia des produits éruptifs représentés par des émissions effusives et explosives. Les laves s’individualisent en deux coulées et un dyke, les pyroclastites sont des bèches volcaniques et des tufs. Les recouvrements importants des sédiments Plio-Quaternaires ne permettent pas d’apprécier la morphologie du volcan de Mohammedia, seule une brèche volcanique à éléments métriques peut témoigner de la proximité d’un centre d’émission qui est situé juste à la sortie Est de la ville de Mohammadia. D’une façon générale, l’étude pétrographique des basaltes de Mohammadia a permis de faire ressortir des différences et des similitudes entres ces laves, ainsi pour le dyke et à la brèche, qui à notre avis ne sont pas négligeables. D’une part, une nette évolution minéralogique et texturale depuis les coulées basales vers les plus sommitales, qui se traduit par l’appauvrissement en olivine et clinopyroxène et l’enrichissement du feldspath potassique dans les coulées sommitales. D’autre part, par l’ordre de cristallisation de leurs minéraux, la coulée supérieure voit son plagioclase cristalliser avant le clinopyroxène, contrairement à la coulée inférieure. Ces caractères de cristallisation sont liés aux paramètres thermodynamiques, qui probablement étaient différents pour les deux coulées. L’apparition précoce du clinopyroxène par rapport au plagioclase est probablement liée à un enrichissement du magma en H2O plus élevée dans le magma générateur de la coulée inférieure. L’étude géochimique des volcanites de Mohammadia a permis de faire résulter que ces roches ont une composition basaltique avec des teneurs en MgO pas très élevées qui en font des basaltes évolués. Elles pourraient dériver d’un magma sous-saturé à saturé en silice au sens de Yoder et Tilly (1962). Par ailleurs, leurs compositions chimiques ont montré une tendance alcaline, à subalcaline pour la coulée inférieur, leurs teneurs en TiO2.relativement moyennes n’ont font pas des basaltes franchement alcalins comme pour les basaltes de la Basse Tafna. Quand aux éléments majeurs et traces des basaltes de Mohammadia, nous ne pouvons rejeter l’affinité alcaline de ces roches, sans pour autant ne pas émettre l’hypothèse d’une caractérisation subalcaline pour ces roches, les caractères minéralogiques et géochimiques de la coulée inférieure penchent plus pour cette tendance. Mégartsi (1982) avait également évoqué cette tendance subalcaline pour ces volcanites. Les corrélations entre les différents oxydes et les teneurs en silice ou l’indice de différenciation, indicatrice du degré de différenciation, mettent en évidence le rôle important du processus de cristallisation fractionnée dans l’évolution de ces volcanites. Ainsi, l’étude des éléments en trace confirme ce processus pétrogénétique marqué par le fractionnement de l’olivine et de la magnétite dans les premiers stades. L’anomalie positive en Nb et en Ti observée dans ces laves constitue la signature typique des séries alcalines. Le comportement des terres rares a montré des spectres avec un enrichissement en LREE (100x enrichis par rapport aux chondrites). D’une manière générale, les spectres de terres rares des laves d’Oranie sont de type « enrichis » en LREE. Ils sont caractérisés par un net enrichissement en terres rares légères par rapport aux terres rares moyennes et aux terres rares lourdes. Enfin, certains rapports HFSE dont le La/Nb met en évidence une variation de la composition chimique des sources au cours du temps confirme le caractère alcalin pour les volcanites de Mohammadia. L’étude comparative entre les différents massifs (Mohammadia, Basse Tafna et Djebel Fillaoucène) a permis de déceler des similitudes entre les basaltes de Mohammadia et ceux de Djebel Fillaoucène. Il est à rappeler que les basaltes de Djebel Fillaoucène étudiés par Bendoukha (2008) présentent des caractères géochimiques assez analogues à nos volcanites (basaltes évolués, teneurs élevés en alumine, faible teneurs en TiO2 et P2O5). Ces basaltes ont des caractéristiques géochimiques intermédiaires entre celles des magmas orogéniques calco-alcalins miocènes (Basse Tafna, Sahel d’Oran et M’sirda). De ce fait, nous pensons que les volcanites de Mohammadia pourraient se rapprocher de ces caractéristiques géochimiques alcalines, comme pour les basaltes de Djebel Fillaoucène (Moyenne Tafna). Les rapports des teneurs La/Nb permettent encore une meilleure distinction géochimique entre les basaltes alcalins plio-quaternaires, et les laves transitionnelles d’âge miocène .Ces diagrammes mettent en évidence deux champs : -L’un réservé aux laves d’âge miocène terminal issues du flanc sud du Djebel Fillaoucène et de Mohammadia ; - Le second correspond aux coulées attribuées au Plio-Quaternaire. La mise en place des magmas alcalins d’Oranie Nord-Occidentale se serait effectuée à la faveur de jeux et rejeux des méga-zones de cisaillement jalonnant la marge maghrébine lors d’épisodes distensifs succédant au dernières phases compressives miocènes (Hernandez et al., 1987, piqué et al. 1998, Maury et al. 2000, Coulon et al. 2002). Les basaltes alcalins sont attribuables à l’influence d’un panache asthénosphérique avec fusion d’un manteau enrichi de type continentale (Louni, 2002, Bendoukha, 2008).