Inventaire, pétrologie et géochimie du cortège de roches magmatiques (terrestres et extra-terrestres) retrouvées dans les régions de Chegga et d’Aftout (Eglabs, Dorsale Reguibat, Sahara du Sud Ouest algérien).

Abstract

La dorsale Réguibat se situe dans la partie nord du craton ouest africain. Elle est constituée de trois zones d’inégales étendues : (i) une première zone, la plus importante occupe les 2/3 sud-ouest et ouest du massif ;(ii) une deuxième constituée du fossé de Yetti, elle traverse le massif Réguibat du NNW au SSE ; (iii) et enfin une troisième zone : la région des Eglabs, qui fait partie de la dorsale Réguibat orientale et qui est partagée entre l’Algérie et la Mauritanie. La dorsale Réguibat est recouverte par des séries sédimentaires d’âges variés, où le Précambrien domine. Elle a été affectée par un métamorphisme variable qui a provoqué des granitisations. Subdivisée en trois parties, sa partie occidentale regroupe le socle précambrien de l’Amsaga très migmatitique et formé de roches métamorphiques. La partie centrale comporte l’ensemble des formations de la série de Ghallaman et la partie orientale présente les formations de la série de Chegga, de Yetti et d’Aftout. Plusieurs séries ont été définies dans ce précambrien: La série de Yetti, caractérisée par une série schisteuse, gréseuse et volcanique, affectée par un métamorphisme général. La série de Guelb el Hadid est la partie inférieure de la couverture infratillitique. Le volcanisme des Eglab est essentiellement rhyolitique ; il pourrait être lié au magmatisme Aftout dont il serait l’ultime manifestation. Le magmatisme de cette partie de la Dorsale est constitué de deux types de granite : (i) les granites du Yetti à amphibole et à biotite et (ii) les granites d’Aftout caractérisés par plusieurs générations. Tardivement, un magmatisme basique filonien et en petites intrusions s’est mis en place. De nature gabbroïque, il est encaissé dans les granites les plus récents. Des syénites alcalines en petits massifs circulaires ou elliptiques sont également intrusives dans ces granites. Parmi les roches terrestres échantillonnées, notre étude pétrologique et géochimique a porté essentiellement sur le magmatisme filonien mis en place dans un contexte tardi-orogénique. Deux types ont pu être distingués : * Un plutonisme filonien basique de puissance décamétrique à métrique et recoupant les granites de Chegga et d’Aftout ainsi que la série arkosique de Guelb El Hadid. L’étude détaillée d’un filon de 10 mètres d’épaisseur montre une composition gabbroïque avec une paragenèse minérale à plagioclases, pyroxènes avec de rares 164 amphiboles et biotites ainsi que des ilménites. L’analyse microscopique fait apparaître une zonation avec, au coeur, des norites gabbroïques à orthopyroxènes (bronzite et d’hypersthène) et clinopyroxènes abondants puis, en bordure, des norites où seul l’orthopyroxène est très abondant. Les exsolutions dans les pyroxènes sont fréquentes dans les deux faciès. L’abondance des clinopyroxènes dans le coeur du filon (norites gabbroïques) par rapport aux faciès de bordure (norites), est expliqué par la déstabilisation au cours du refroidissement de la solution solide avec une composition pigeonitique, cette déstabilisation conduit à une séparation des deux phases : l’orthopyroxène et le clinopyroxène (démixtion). Cette séparation ou démixtion est relativement complète au coeur du filon dont le refroidissement et relativement lent. La température de cristallisation estimée par les démixtions de pyroxènes avoisine les 950 à 1000°C. Le plagioclase est de type (labrador et bytownite) ; les teneurs les plus élevées en anorthite sont rencontrées dans le faciès de bordure. La biotite, en quantité subordonnée, a un XMg de 0,5. Enfin, les opaques sont représentés par de l’ilménite et de la magnétite. Ces gabbros sont caractérisés par la cristallisation précoce du plagioclase par rapport au pyroxène, ce qui traduirait une pression d’eau assez élevée dans le magma ainsi qu’une fugacité d’oxygène non négligeable. Cette dernière est appuyée par la présence de magnétite dans ces plutonites. L’étude chimique des clinopyroxènes suggère une affinité tholéiitique dans un domaine non orogénique particulièrement dans un domaine continental. L’étude géochimique qui s’est basée sur les éléments majeurs et traces, nous a permis de conclure que le magma à partir du quel nos roches se sont formées est un magma calco-alcalin qui provient de la fusion partielle d’un manteau enrichi. A partir de l’interprétation des diagrammes multi-éléments normalisés par rapport aux MORB, nous avons pu constater que notre liquide basique a été contaminé par la croûte lors de son transfert vers les niveaux supérieurs. La source, à l’origine de ce magma basique, serait un manteau lithosphérique enrichi et le produit d’une fusion partielle d’une péridotite mantellique à spinelle. Au cours de son transfert, ce magma aurait subi une contamination crustale et acquis une affinité calco-alcaline secondaire. *Un magmatisme hypo-volcanique représenté par des filons décamétriques granodioritiques, recoupant les granitoïdes de Chegga. Ce sont des faciès grenus au coeur et 165 microgrenus porphyriques en bordure, parsemés d’enclaves magmatiques traduisant alors les phénomènes de mélanges de magmas. Ce sont des granodiorites à amphibole et biotite grenues au coeur et microgrenues porphyriques en bordure. La présence d’opaques type magnétite traduit leur appartenance aux granites à magnétite d’Ishihara (1977) et traduisant aussi une fugacité d’oxygène suffisamment élevée. L’amphibole est le minéral ferromagnésien le pus abondant. Il se caractérise par une hornblende verte de type magnésio-hornblende. Les conditions de cristallisation estimées sont de près de 2Kb (5 à 7km) avec une température avoisinant les 700°C. L’analyse chimique de la biotite révèle une affinité subalcaline à calco-alcaline de ces granitoïdes. Par ailleurs, la présence d’enclaves magmatiques montre l'importance de l'hybridation et met l'accent sur les interactions mécaniques entre la roche hôte qu'est le granite et les fragments du magma mafique non assimilés par le magma felsique que sont les enclaves (ocelles de quartz, microenclaves). L’amphibole de ces dernières de type tschermakite et magnésio-hastingsite reflète une origine plus profonde de l’ordre de 15 à 18 km et des températures plus élevées de l’ordre de 900°C. Ces faciès granitiques sont fortement enrichis en éléments lithophiles, particulièrement en Rb et en Th. Cet enrichissement en ces éléments témoigne de l'influence de la croûte continentale. Une légère anomalie négative en Nb, confirme le caractère subalcalin mis en évidence par l’étude des biotites, et confirme leurs caractères de granites post-collisionnels, une mise en place au cours de la relaxation postéburnéenne. Les échantillons de météorites, récoltés dans la région des Eglabs, ont fait l’objet de la plus grosse partie de ce travail de recherche. L’étude pétrologique, géochimique et isotopique détaillée a permis de distinguer les deux grand types, à savoir achondrites et chondrites. La majorité des échantillons récoltés semblent être essentiellement des achondrites ayant une origine probable de l’astéroïde 4Vesta qui est un astéroïde différencié avec un diamètre de près de 400 km. Pour la plus grande partie de ces achondrites s’avèrent être des eucrites ; ces dernières sont des roches basaltiques ayant des âges de cristallisation liés au début de la formation du système solaire. Après les processus magmatiques dans les corps différenciés, la plupart de ces eucrites témoignent d’un événement de réchauffement secondaire. Elles sont généralement soumises à une élévation de température, supérieure à 166 800°C. Ce métamorphisme thermique est bien individualisé par l’équilibration et l’homogénéisation de leurs pyroxènes avec des exsolutions en lamelles d’augite et la disparition progressive de la texture magmatique ophitique. La plupart des eucrites montrent une texture bréchique monomicte ; ce qui suggère que, les événements thermiques ayant induit leur métamorphisme et leur homogénéisation, sont liés à des événements d’impact qu’aurait subi le corps parent des eucrites (Vesta 4). Des réchauffements peuvent être également dus à des enfouissements progressifs liés à des épanchements successifs de laves dans la surface du corps parent (Vesta 4). L’étude pétrologique, géochimique et isotopique des achondrites récoltées au Sahara algérien a montré l’appartenance de ces roches au groupe des "HED" constituant l’astéroïde Vesta 4. Il s’agit d’une eucrite monomicte, de deux eucrites polymictes, d’une howardite et d’une diogénite. L’eucrite monomicte de composition basaltique, s’est mise en place sous forme de coulée de surface ou en dyke intrusif dans la croûte de l’astéroïde. Sa composition lithologique a été modifiée par un métamorphisme thermique (>800°C) bien illustré par l’équilibration des compositions de pyroxènes ainsi que la démixtion des pigeonites en orthopyroxène et clinopyroxène, alors que ses textures magmatiques sont partiellement préservées. Ce réchauffement subi par la roche a induit la volatilisation du soufre et a abouti à la réduction du fer des silicates en fer métal. L’eucrite monomicte est un liquide résiduel issu de la cristallisation fractionnée d’un liquide magmatique basaltique. Les deux eucrites polymictes et la howardite sont des brèches composées de fragments de minéraux et de roches à composition d’eucrites basaltiques et de diogénites. Les impacts successifs sur le corps parent ont produit la howardite et les eucrites polymictes. Ce sont des régolites qui se forment alors à partir des fragments de roches de profondeur et de surface de l’astéroïde et sont colmatés par une matrice finement bréchique. La diogénite est constituée essentiellement de cristaux centimétriques d'orthopyroxène (orthopyroxénite). Elle est très pauvre en terres rares légères (REE) par rapport à la chondrite C1. Elle peut représenter la phase cumulative d’un liquide mantellique appauvri. L’analyse isotopique de l’oxygène a confirmé l’appartenance des roches étudiées à la lignée du groupe des "HED" attribué à l’astéroïde 4Vesta. Il a été également mis en évidence deux grands groupes de chondrites ordinaires sur la base du pourcentage du fer métal : le groupe H et L. Puis, selon le degré de 167 métamorphisme thermique et à partir des différences pétrologiques nous avons pu reconnaître les types 4, 5, et 6, voire 7. Un échantillon de chondrite carbonée été aussi reconnu et fait l’objet d’une étude pétro-géochimique. Les chondrites ont subi des processus post-accrétion qui ont modifié leurs propriétés physico-chimiques initiales. Ces principaux processus post-accrétion sont l’altération aqueuse et le métamorphisme thermique. En effet, les météorites chondritiques montrent des preuves d’un réchauffement interne dans les corps non différenciés ; ce qui conduit à une recristallisation des minéraux et à une modification de leurs textures. La première roche chondritique étudiée est une chondrite ordinaire de type L6. Les compositions moyennes des olivines et des pyroxènes permettent de la classer dans le groupe des chondrites ordinaires de type (L) puis L6 à cause du grade important de métamorphisme thermique. L’altération très poussée du métal et la préservation des silicates indiquent que la roche a atteint un degré d'altération W4. L'olivine présente des extinctions ondulantes et des fractures planes, ce qui permet de la classer dans le domaine de choc de type S3. Le processus d’altération dans cette chondrite L6 a conduit à la transformation du métal en hydroxyde de fer et à la transformation des sulfures. Cette étape aboutit au lessivage du soufre et sa combinaison partielle avec le Ba et Sr pour former des minéraux sulfatés. Après étude pétrographique, chimique, et isotopique du fer des chondrites ordinaires (OC) équilibrées du désert chaud découvertes dans le Sahara du sud-ouest algérien. Il a été mis en évidence que les chondrites le plus altérées renferment la composition isotopique du fer la plus lourde. La deuxième roche est une chondrite ordinaire de type L4. Les compositions moyennes des olivines et des pyroxènes indiquent qu’elle appartient à la classe L. L'abondance du verre trouble, l'homogénéisation totale des pyroxènes, la présence des phénocristaux de clino-enstatite la situe dans le type 4. L'altération du fer est moyenne à forte, les veines d'oxydes sont très abondantes ; ce qui lui attribue un degré d'altération (W3). Les olivines présentent des fractures irrégulières, avec des extinctions ondulantes. Cette chondrite est soumise à un degré de choc de type S2. La troisième roche est une chondrite ordinaire de type H5. Les compositions moyennes des olivines et des pyroxènes indiquent qu’elle appartient à la classe H. Les chondres sont peu nombreux avec des limites floues, le verre dans les chondres est totalement recristallisé en feldspaths plagioclases. Les pyroxènes et les olivines sont totalement homogénéisés. Ces caractères la situent dans le type 5. 168 La quatrième roche est une chondrite ordinaire bréchique de type L4-L6. Elle est constituée de deux parties : une première partie très pauvre en chondres et une deuxième partie sombre très riche en chondres lui donnant une texture chondritique bien défini. Dans cette dernière, le verre igné est partiellement recristallisé. Nous avons utilisé les compositions des olivines et des pyroxènes qui sont hétérogènes pour la partie sombre riche en chondres. Pour la partie claire pauvre en chondres, les compositions sont homogènes. Ces compositions indiquent que la roche se situe dans le domaine de la classe L, avec un type 4 pour la partie sombre et un type 6 pour la partie claire. Cette chondrite a subi des chocs, la présence de veines et de fractures remplies de substance amorphe au niveau des minéraux traduit un degré de choc S5. Le fer métal modérément altéré, les silicates sains attribuent à cette roche un degré d'altération W2. La cinquième roche est une chondrite ordinaire de type H6, voire 7. La roche est totalement recristallisée présentant des textures d’u métamorphisme très poussée. Les feldspaths sont très développés ainsi que les phosphates qui indiquent des étapes de métamorphisme importantes. Ces derniers ont des compositions de chlorapatite et de whitlockite décrites généralement dans les acapulcoïtes. Les intervalles de composition des olivines et des pyroxènes indiquent une classe H. La roche a subi peu de choc (S2-3). Le fer métal apparaît moyennement altéré, les sulfures sont peu altérés et les silicates sont indemnes de toute altération (W3). La sixième et dernière roche étudiée est une chondrite carbonée CV3. Elle est formée par de rares chondres et des inclusions réfractaires CAIs, constituées par des minéraux riches en calcium et titane. La matrice est fine formée par de l’olivine et du pyroxène avec fer métal, magnétite, troïlite et pentlandite. Les minéraux sont très hétérogènes en composition (fayalite-forstérite, enstatite-diopside-hédenbergite). Les plagioclases sont généralement de l’anorthite. L’abondance des CAI nous amène à la classer dans le groupe des météorites carbonées de type Vigarano (CV) avec un type pétrologique 3 (non équilibré en composition et présence de verre). Cette météorite appartient aux chondrites carbonées de type Oxydée-Bali CV3OxB pour (i) le pourcentage de la matrice par rapport aux chondrules (Matrice/chondrules <1), (ii) l’abondance de la magnétite et l’absence du fer métal et (iii) la gamme de la fayalite de l’olivine qui est de Fa0,7 à Fa91, la pré pure fayalite est trouvé seulement dans les CV3OxB. L’oxydation (magnétite aux dépens du métal) et la formation des olivines ferrifères à partir des enstatites ont eu lieu probablement dans la nébuleuse par substitutions entre les gaz nébulaires et les chondrules à olivine.