Mémoire du Service Géologique de l'Algérie, n° 11, pp. 9-31, 12 fig., 2002.

 

Les formations volcano-sédimentaires néoprotérozoïques de la branche orientale de la chaîne pharusienne (Hoggar occidental, Algérie) : lithologie et géochimie

 

Lakhdar BOUKHALFA*

* Office National de la Recherche Géologique et Minière (O.R.G.M), B.P.102, Boumerdès, Alger - ALGERIE.

 

    Résumé

La chaîne trans-saharienne panafricaine du Hoggar est constituée de terranes, accolés au cours de deux périodes majeures de collision (Black et al., 1994 , Fig. 1) : une période précoce de collision intense à l'Est, avec le Craton Est Saharien (ESC), entre 750-660 Ma (Black et Liégeois, 1993; Liégeois et al., 1994) et une période tardive de collision oblique, avec le Craton Ouest Africain (CWA), entre 650-550 Ma.

Dans le Hoggar occidental, la branche orientale de la chaîne panafricaine trans-saharienne est caractérisée par un cycle néoprotérozoïque précoce (Pharusien I), daté entre 870-840 Ma, âges des granitoïdes syn à tardi-orogéniques (Caby et al., 1982) et recouvert par des formations volcano-sédimentaires du cycle tardi-né protérozoïque (Pharusien II).

Les nouvelles observations de terrain et les données pétrographiques et géochimiques ont permis de préciser la lithologie et la géochimie des formations volcano-sédimentaires du Hoggar occidental, subdivisées en deux groupes:

1- Le groupe du Pharusien inférieur (PhI), formé de deux séries

a.       une série inférieure de plateforme, constituée de métasédiments (marbres et dolomies, parfois à stromatolites), recoupés et/ou intercalés de laves et/ou de sills de basaltes transitionnels et tholéiitiques et de lentilles et amas de roches basiques-ultrabasiques;

b.      une série supérieure volcano-sédimentaire, composée de formations détritiques, à caractère flyschoïde et surmontée par des volcanites bimodales, d'affinité tholéiitique à calco-alcaline, représentées par des basaltes-andésites, dacite et rhyodacite. La série est recoupée par des batholites de granitoïdes calco-alcalins modérément riches en potassium.

         2- Le groupe du Pharusien supérieur (PhIl), également représenté par deux séries :

a.      une série inférieure volcano-détritique, composée de formations gréso-pélitiques parfois à caractère flyschoïde, surmontée par des volcanites d'affinité tholéiitique à calco-alcaline   (basalte­dacite-rhyolite-ignimbrite) et recoupée par les granitoïdes tardi à post-orogéniques montrant un chimisme calco-alcalins à alcalins, riches en potassium.

b.    une série supérieure détritique, composée de conglomérats polygéniques (tillites?) et d'arkoses à cachet molassique.

Les arguments de terrain suggèrent une évolution probable, effectuée au cours de deux stades successifs d'ouvertures et fermeture diachroniques des bassins volcano-sédimentaires, résultant de déformations transcurrentes, affectant une croûte continentale, située au-dessus d'une zone de subduction.

Mots clés : Hoggar occidental - Chaîne Pharusienne (Pan-Africaine) - Géochimie - Evolution géodynamique.

 

The neoproterozoic volcano-sedimentary formations of the eastern Branch of the Pharusian Belt (Western Hoggar, Algeria): lithology and geochemistry 

   

    Abstract

     Pharusian (Pan-African) belt of eastern branch of western Hoggar (Central Sahara, Algeria): a new Iithostratigraphic schema of volcano-sedimentary formations and related plutonic rocks; geological and geochemical synthesis; and geodynamic evolution.

          In the eastern branch of Pharusian belt of western Hoggar, two plutonic and volcano­sedimentary groups have been defined. Their geodynamic contexts have been interpreted such as:

 -  Either linked to the events of two different orogenic cycles: an early orogenesis (about 850 Ma) and late Pan-African orogenesis (600 Ma), joined according the tectonic model of terranes,

 -  Either linked to the successive and diachronic processes evolution of single pharusian (Pan­African) orogenic cycle.

          The new geologic fields and geochemical data obtained in this work, have also allowed to subdivide the plutonic and volcano-sedimentary formations into two superposed groups :

 1- The lower Pharusian group (PhI): It is composed of two superposed series :

 ·   A lower plate-form serie, composed of detritic sediments with marbles and dolomies sometime with stromatolits, intercaled and/or cuted by sills or shoots of transitional and tholeiitic basalts and interacted by mafic and ultramafic ophiolitic complexes.

 ·   An upper volcano-sedimentary serie: composed of detritic flyshoïd sediments overlied by bimodal tholeiitic and calco-alcalic, volcanic rocks (basalt, andesite, dacite and rhyolite). These formations are largely cuted by batholiths of pre and synorogenic medium to high potassic calco-alcalic granitoïd.

 2- The upper Pharusian group (PhII): This group is also subdivided into two series:

 ·         A lower serie, composed of detritic sediments, sometimes with a flyshoïd feature, surmounted by a bimodal,(tholeiitic and calco-alcalic), volcanic rocks (basalt, dacite, rhyolite and ignimbrite). This formations are locally cuted by late to post-orogenic calco-alkaline to alkalin high potassic granite

 ·         An upper serie, composed mainly of polygenic conglomerates (tillites?) and arkoses with molassic cachet, locally intercaled, with volcanic alcalic rocks.

     The geological and structural criteria indicate that, the evolution of the pharusian belt is probably realised into two successive stages, leading to a successive and diachronic openings and closings of volcano-sedimentary basins. These processes have been cased by transcurrant movements, affecting a continental crust, located above a subduction zone.

 Key words : Western Hoggar - Pharusian belt (Pan-African) - Geochemistry - Geodynamic evolution.