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CaractCrisation du magmatisme ProtCrozoique superieur en Afrique de l'ouest et implications geodynamiques : des rifts intracratoniques au Panafricain? P. L. DUPONT ET H. LAPIERKE Lcnhorutoire do Pktrolngie, Universitc; de Nancy I, B. P. 239, 54506 Vundoeuvre les Nancy CELjEX Fr(znce Lcnborcrtoire de gdologie structurule et GIs ccOckanologie et Gkoriynarnique,)) Facultk dus sciences, 6, avenue L24 Gorgeu, 29287 CELIEX France E 'I' J. M. BERTKAND Centre de Rechurches Petrogr(1phiques et Gkoc-hinziques, B. P. 20, 54506 Vandoeuvre les Nancy CEDEX Frunce Rkvision acceptke le 26 juin 1986 L96tude des caracteristiques pttrographiques, rninkralogiques et chimiqucs des mttavolcanites d'ige protkroz(jique supkrieur lncluses dans les skries de Temiessk et de Niokolo Koba - Koulountou (Mauritanides mkridionales) d'une part et dans la strie de Timesselarsine (Hoggar occidental, Algkrie) d'autre part permet uiie premikre reconstitution des environnements gkodyna- miques qui contr6lkrent 1'6volution des chaines panafricaines en Afrique de l'ouest. Les coulkes volcaniques et les pyroclastites associees, nl@tamorphiskes dans les conditions du faciks schiste vert, sont interstmtifiees dans des mktasediments dktritiques et carbonates, indiquant un nnilieu de dkp6t marin, instable, proche de la marge. L'association de laves tholeitiques 2i aftinit6 ockanique 1CgCrernent enrichies cn LREE et de basaltes 2i affinit6 alcaline plus riches en TiO,, Zr, Nb et LREE annoncerait un .rifting* avec expansion limitke en domaine intracontinental. L'absence de connplexes ultriibasiques -basiques dans les Mauritanides mkridionales et leur prksence au Hoggar font penser que l'octanisa- tion etait plus importante en allant du sud vers le nord. Au Hoggar, la femieture du rift se marclue, au sein m&mede l'unitk de Timesselarsine. par un volcanisme calco-alcalin de type marge active. Au Skn6gal et en Guinke, le m&metype de volcanisnie, lnarquant la fermeture et la collision continentale (unitCs de Niokolo Koba - Koulountou), est plus &cent que les series alcalines et tholCitiques. La fermeture senlble donc plus prCcoce au Hoggar que dans les Mauritanides du sud. 'Fhe nnain petrological, mineralogical, and geochemical features oP the metavolcanites belonging to the Late Proterozoic tectono-sedimentary units of southenl Mauritanides (Termesse and Niokolo Koba - Koulountou) and western Hoggar, Algeria (Timesselarsine), permit a reconstruction of the geodynamic environment that controlled the evolution of the Pan-African ranges of western Africa. Flows and pyroclastic beds metamorphosed under greenschist-facies conditions are interbedded within detritic and carbonate platform sediments, suggesting an unstable environment in the vicinity of a conti- nental nnargin. The association of oceanic tholeiites slightly enriched in LREE and basalts more enriched in TiO,, Zr, Nb, and LREE dis- playing alkalic affinities suggests intracontinental rifting succeeded by expansion. The lack of ultrabasic -basic complexes (oceanic paleosutures) in southenl Mauritanides and their occurrence in the Hoggar suggest that the opening was bigger in the north than in the south. The later calc-alkalic sequences of the Niokolo Koba - Koulountou units are tectonically associated with the Termess6 unit. In the Timesselarsine unit, calc-alkalic acid rocks coexist with the basic lavas previously mentioned. Thus, the closure of die rift related to a continental collision appears to be later in southern Mauritanides than in the Hoggar. Can. J. Earth Sci. 24. 96- 109 (1987) Introduction La caracterisaticdn du magmatisme est essentielle pour la reconstitution des contextes geodynamiques contralant le de@t et I'6volution tectono-mitamorphique des series gko- logiques rkcentes. Grjice aux progrks des mkthodes analy- tiques, ceci peut &re applique B l'ktude d'ivinements anciens, comme le(s) magmatisme(s) d'iige prot6rozoique sup6rieur en Afrique de l'ouest, dans deux secteurs clefs situks sur le bord du craton ouest-africain (fig. 1). I1 s'agit, d'une part, de la partie sud de la chaine des Mauritanides a la frontiitre sinegalo-guineenne, et d'autre part, du rameau oriental de la chaine pharusienne du Hoggar occidental en Algkrie. Le but ce de travail est de presenter une vision plus globale du volcanisme panafncain (Protkrozoi'que superieur B terminal) B l'kchelle de 1'Afnque de l'ouest. Les mkthodes utiliskes sont d'ordre pktrographique, minkralogique et giochimique. Les phknomknes mktamorphiques, m2me lkgers, subis par les roches impliquent des variations des teneurs en Ca, Na, K et parfois Mg. De ce fait, nous n'utiliserons que des diagramrnes faisant intervenir les kliments reputes stables pendant les pro- cessus d'alteration, en particulier Ti, V, Nb, Zr et REE. Le magmatisme panafricain dans les Mauritanides Cadre g6ologique ge'n6rul La chaine mobile panafricaine des Mauritanides, qui borde a l'ouest le craton ouest-africain, a etk remobilisee et riactivke A 1'Hercynien (Caledonien). Sa complexit6 conduit B la diviser en trois grands tron~ons. Au nord, le trongon du Ze~nmour- Tiferchai' (Maroc) rkvkle une tectoniquc tangentielle affectant une couverture du Pal6ozoique infkrieur plissie jusqu'au Frasnien (Sougy 1962; Bronner t.t al. 1983). Le rameau centrrd ou arc Bake1 -Akjoujt (Mauritanie) montre une superposition de plusieurs kvknements tectoniques du Prkcambrien a 1'Hercynien. Pour Lille (1967) et Chiron (1973), il s'agit d'une Printed In Canada i Imprime au Canada Can. J. Earth Sci. 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Caractérisation du magmatisme Protérozoïque supérieur en Afrique de l'ouest et implications géodynamiques : des rifts intracratoniques au Panafricain?

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CaractCrisation du magmatisme ProtCrozoique superieur en Afrique de l'ouest et implications geodynamiques : des rifts intracratoniques au Panafricain?

P. L. DUPONT ET H. LAPIERKE Lcnhorutoire do Pktrolngie, Universitc; de Nancy I , B. P. 239, 54506 Vundoeuvre les Nancy CELjEX Fr(znce

Lcnborcrtoire de gdologie structurule et GIs ccOckanologie et Gkoriynarnique,)) Facultk dus sciences, 6 , avenue L24 Gorgeu, 29287 CELIEX France

E 'I'

J. M. BERTKAND Centre de Rechurches Petrogr(1phiques et Gkoc-hinziques, B. P. 20, 54506 Vandoeuvre les Nancy CEDEX Frunce

Rkvision acceptke le 26 juin 1986

L96tude des caracteristiques pttrographiques, rninkralogiques et chimiqucs des mttavolcanites d'ige protkroz(jique supkrieur lncluses dans les skries de Temiessk et de Niokolo Koba - Koulountou (Mauritanides mkridionales) d'une part et dans la strie de Timesselarsine (Hoggar occidental, Algkrie) d'autre part permet uiie premikre reconstitution des environnements gkodyna- miques qui contr6lkrent 1'6volution des chaines panafricaines en Afrique de l'ouest. Les coulkes volcaniques et les pyroclastites associees, nl@tamorphiskes dans les conditions du faciks schiste vert, sont interstmtifiees dans des mktasediments dktritiques et carbonates, indiquant un nnilieu de dkp6t marin, instable, proche de la marge.

L'association de laves tholeitiques 2i aftinit6 ockanique 1CgCrernent enrichies cn LREE et de basaltes 2i affinit6 alcaline plus riches en TiO,, Zr, Nb et LREE annoncerait un .rifting* avec expansion limitke en domaine intracontinental. L'absence de connplexes ultriibasiques -basiques dans les Mauritanides mkridionales et leur prksence au Hoggar font penser que l'octanisa- tion etait plus importante en allant du sud vers le nord.

Au Hoggar, la femieture du rift se marclue, au sein m&me de l'unitk de Timesselarsine. par un volcanisme calco-alcalin de type marge active. Au Skn6gal et en Guinke, le m&me type de volcanisnie, lnarquant la fermeture et la collision continentale (unitCs de Niokolo Koba - Koulountou), est plus &cent que les series alcalines et tholCitiques. La fermeture senlble donc plus prCcoce au Hoggar que dans les Mauritanides du sud.

'Fhe nnain petrological, mineralogical, and geochemical features oP the metavolcanites belonging to the Late Proterozoic tectono-sedimentary units of southenl Mauritanides (Termesse and Niokolo Koba - Koulountou) and western Hoggar, Algeria (Timesselarsine), permit a reconstruction of the geodynamic environment that controlled the evolution of the Pan-African ranges of western Africa. Flows and pyroclastic beds metamorphosed under greenschist-facies conditions are interbedded within detritic and carbonate platform sediments, suggesting an unstable environment in the vicinity of a conti- nental nnargin.

The association of oceanic tholeiites slightly enriched in LREE and basalts more enriched in TiO,, Zr, Nb, and LREE dis- playing alkalic affinities suggests intracontinental rifting succeeded by expansion. The lack of ultrabasic -basic complexes (oceanic paleosutures) in southenl Mauritanides and their occurrence in the Hoggar suggest that the opening was bigger in the north than in the south.

The later calc-alkalic sequences of the Niokolo Koba - Koulountou units are tectonically associated with the Termess6 unit. In the Timesselarsine unit, calc-alkalic acid rocks coexist with the basic lavas previously mentioned. Thus, the closure of die rift related to a continental collision appears to be later in southern Mauritanides than in the Hoggar.

Can. J . Earth Sci. 24. 96- 109 (1987)

Introduction

La caracterisaticdn du magmatisme est essentielle pour la reconstitution des contextes geodynamiques contralant le de@t et I'6volution tectono-mitamorphique des series gko- logiques rkcentes. Grjice aux progrks des mkthodes analy- tiques, ceci peut &re applique B l'ktude d'ivinements anciens, comme le(s) magmatisme(s) d'iige prot6rozoique sup6rieur en Afrique de l'ouest, dans deux secteurs clefs situks sur le bord du craton ouest-africain (fig. 1). I1 s'agit, d'une part, de la partie sud de la chaine des Mauritanides a la frontiitre sinegalo-guineenne, et d'autre part, du rameau oriental de la chaine pharusienne du Hoggar occidental en Algkrie.

Le but ce de travail est de presenter une vision plus globale du volcanisme panafncain (Protkrozoi'que superieur B terminal) B l'kchelle de 1'Afnque de l'ouest. Les mkthodes utiliskes sont d'ordre pktrographique, minkralogique et giochimique. Les phknomknes mktamorphiques, m2me lkgers, subis par les

roches impliquent des variations des teneurs en Ca, Na, K et parfois Mg. De ce fait, nous n'utiliserons que des diagramrnes faisant intervenir les kliments reputes stables pendant les pro- cessus d'alteration, en particulier Ti, V, Nb, Zr et REE.

Le magmatisme panafricain dans les Mauritanides

Cadre g6ologique ge'n6rul La chaine mobile panafricaine des Mauritanides, qui borde a

l'ouest le craton ouest-africain, a etk remobilisee et riactivke A 1'Hercynien (Caledonien). Sa complexit6 conduit B la diviser en trois grands tron~ons. Au nord, le trongon du Ze~nmour- Tiferchai' (Maroc) rkvkle une tectoniquc tangentielle affectant une couverture du Pal6ozoique infkrieur plissie jusqu'au Frasnien (Sougy 1962; Bronner t.t al. 1983). Le rameau centrrd ou arc Bake1 -Akjoujt (Mauritanie) montre une superposition de plusieurs kvknements tectoniques du Prkcambrien a 1'Hercynien. Pour Lille (1967) et Chiron (1973), il s'agit d'une

Printed In Canada i Imprime au Canada

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DUPONT ET AL. 97

Mauritanides

1///1 Chaines panafricaines

ml Socle ante- panatricain

- Failles

-/ Zone de suture #

FIG. 1. Schema des provinces structurales majeures au Panafricain en Afrique de l'ouest.

chaine prkcambrienne autochtone. Dia et al. (1974), puis Lecorche (1980), y reconnaissent des 6venements tectoniques post-devoniens, et Lepage (1983) retrouve une tectonique tangentielle fini-Prkambrien B I'extremitk sud du rameau. Le tron~on sud (Sknkgal et Guinke) est form6 de deux branches plissies divergentes (fig. 2) : (i) la branche orientale des Bassaris (unites de TermessC et de Guinguan) recouverte h l'est par le groupe sedimentaire de Mali et (ii) la branche occiden- tale de la Koulountou (unites de Niokolo Koba - Koulountou au nord et de Forecariah au sud). Les prolongements de la chaine vers le sud restent hypothetiques. L'unitk gneissique et amphibolitique de Forecariah, considdrke comme un sub- stratunl archeen ou birrinlien remobilisk au Panafricain (Ville- neuve 1984), est comparable aux groupes de Kasila, Kenema et Marampa, dates entre 2700 et 2100 Ma (Williams et Willlai~ls 1976; Williams 1978) en Sierra Leone. Be meme une comparaison est possible entre la couverture proterozo'ique supkrieur des Mauritanides mkridionales et une partie de la skrie de Rokel River (Culver et Williams 1979)' en particulier

FIG. 2. Schema geologique du t ronpn sud des Mauritanides (d'apres Villeneuve 1980). (1) Substratum protkrozoique infkrieur et moyen. (2) Groupe dc Madina Kouta. (3) Unites de Niokolo Koba - Koulountou. (4) Unite dc Guinguan. (5) Unite de TermessC. (6) Groupe de Mali. (7) Groupe de Youkounkoun. (8) Granites et (9) gneiss et amphibolites de l'unite de Forecariah.

entre les formations volcaniques des Monts Kasewe et celles des hlonts Binia appartenant au groupe de la Kolente (6qui- LEI

10 valent du groupe de Mali). FIG. 3. Schema g6ologique des Mauritanides au sud-est du Senegal Le manque de datations ne nous permet pas de donner un ige et au nord de la Guinee (d'aprits Villeneuve 1982). (1) Basslns c8tiers

prdcis pour l'ddification de la chaine. NCanmoins, elle s'est dU TeRiaire et du Qualemairc. (2) CouveRure palCozoique. (3) Tillite rkalisee ceeltainement apr2s la stabilisation du socle cristallin du Prc~t~rozoique superieur. (4, s) Unites de Niokolo Koba - du sendgal oriental (boutonnikre de K6dougou) aprks 2000 Ma Koulountou. (6) Groupe de Madina Kouta. (7) Unit6 de Guinguan. (Bassot et al. 1963) et vraisemblablement aux environs de (8) Unit6 de Temesse. (9) Socle remobilisk au Panafricain. 1000 Ma, avant des de@ts glaciaires kocambriens (650- (10) Socle birrimien.

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CAN. J . EARTH SCI. VOL. 24. 1987

%AWLLA[: 1. Analy ses reprksentatives des rn6tavolcaniees tholkitiques des unites de Timesse%ai-sine (Hoggar) et de Temess@ (Mauritanides)

NOTA : PF, perte au feu; n.a., non ana lyd .

600 Ma) situes au somrraet du groupe de Madina Kouta (Ville- neuvc 1984). En effet, si aucune datation n9a pu etre effectuee dans Hes unites o~ie~ltales (Termess6 et Cuinguan), ces de~nieres sont supposkes contempomines dc la transgression de la base du groupe de Madina Kouta sur Be groupe continental de Skgou, c'est a dire plus rkcentes que 1020 Ma (Bassot et a!. 1963). Des Sges, compris entre 820 f 25 st 683 18 Ma (Bassot ct Caen-Vachette 1983) ct representant lcs dernikres rnanifestations magrnatiyues dans la chaine, ont, par coaatre, kt6 obtenus dans Ba zone occidentale. Bassot et Caen-Vachette (1983) estiment que les rhyolites de Niokolo Koba sont pos- tkrieures a urn des gmnites date h 683 + 18 Ma. On peut donc en conclure quc l'edification de la chaine s'est termink entre 480 et 650 Ma.

Au SCn6gal oriental et au nord de la Guinke, Villeneuve (1980, B 982, 1984) distingue, au niveau de la divergence des deux mrneaux sus-nommes , trois grandes unit& structurales , en bordure d'un avant-pays, partie du bouclier ouest-africain (boutonnikre de Kkdougou) et qui sont d'est en ouest (fig. 3) :

( i ) Lqunit6 de Ten~~essk ( 1 0 0 m), constituke d'une alter- narace de basaltes massifs, parhis en coussins, associes a des lapilli tufs, B des jaspes, a de puissants niveaux cineritiques, a des intercalations dolomitiques centimktriques et a des argilites contenant des pass6es de galets striks d'origine glaciaire. Des plis PI, isoclina~ax, rnktriques, frequemment cisaillks. de direction nord-nord-est et a schistosite de plan axial de type

fracture, fortement pentee vers l'ouest ou l'est, sont repris par des plis P,, droits, ouverts, de direction nord-sud (Villeneuve 1984).

(ii) L'unitC de Guinguan, coinportant un groupe infkrieur (2800 m) fonne de mktabasaltes associes a des ~nicaschistes, amphiboloschistes et a~nphibolites et un groupe supirieur, moins kpais, comprenant des grks et des tuffites felsiques. Du point de vue tectonique, on observe la reprise de plls PI , iso- clinaux, souvent couches, a schistositk de plan axlal. de type flux et d'axes nord-est-sud-ouest par des plis P,, ouverts. symktriques ou ddjetes vers l'est, avec une schistositk de plan axial de type fracture (Villeneuve 1984).

(iii) Les unites de Niokolo Koba, ou les laves (basaltcs ri rhyolites) sont associees a des pyroclastites ignimbritiques, B des jaspes et a des granites, et de la Koulountou ou dacites et rhyolites sont associCes 5 des pyroclastites et a des mktaskdi- ~nents (micaschistes, ch%oritoschistes, quartzites). Des plis PI metriques, droits a deversks, de type isoclinal, d'axes nord-est - sud-ouest 2 est-nord-est - ouest-sud-ouest ont 6t6 decrits dans le materiel volcano-dktritique. Ils sont repris par des plis P,, isoclinaux, ~nais dkversks ou couches vers l'est et, admettant une schistositk de flux nord-nord-est - sud- sud-ouest, de pendage variable; ces structures sont souvent recoupees par une schistosite de type fracture, sub-ve~ticale et de direction nord - sud a nord-~aord-est - sud-sud-ouest (Villeneuve 1984).

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1 est secondaire. Epidote et chlorite sont dispesskes dans %a o 2 mksotase. Les basaltes plus porphyriques renfenncnt des A 3 pseudomorphoses d'olivine. Les phknocristaux de clinopy-

roxPnc et de plagioclase baignent dans une n-aksostase fine. Le second type de basalte difkre du prkckdent par des tex-

tures plus fluidales, oG les rnicrolites dc plagioclase sont orient& et oh la ~nksostase. peu abondante. est calcitiske et piquetkc d'oxydes.

Les pyroclastites sont (i) soit des lapilli tufs, nionoghiques,

A 2 fragments anguleux de basaltes intersertaux (s. I. ) et B ciment calcaire, ou polygkniques, a fragments basaltiques divers et 2i ciment trks Bin, proche d'un verre recristallisk; ( i i ) soit des

I cinkrites, constitukes en grmde partie de quartz et cle rares L I b cristaux de plagioclase alter&.

1 2 3 F ~ O * / M ~ O Les kpiclastites sont (i) soit des grks ?i ciment cakaire ou

cryptochstallin particllement rcctistallisk en quartz; (ii) soit des silts B esquilles de quartz et de plagioclase, dans un cinlemt silico-argileux contenant des dkbris de v e m .

Les laves et pyroclastites de l'unitk de Guinguiin prksentent des paragenkses de type schiste vert profond (actinoteltrkmo- lite, chlorite, kpidote, quartz, calcite) om de type amphibolite (hornblende verte, ipidote, chlorite, quartL, calcite). La schistositk y cst largement developpke, et aucun minkral mag- matique primairc n'est conservk. Le manque d'kchantillons et dc donnkes geochimiques, nous empeche d'ktudier en dktail cette unite.

Les unites de Niokolo Koba ct de la Koulountou, I'ouest 100 des prkckdentes, se distinguent par la dominance des f a d s

plutoniques sur les faciks volcaniques. Nous nous limiterons ici B l'ktude des volcanites et dcs pyroclastites. Le mkta- morphisme de type schiste vert ayant affect6 ces khnnations iniplique une albitisation du plagioclase et une ouralitisation du clinopyroxkne .

Les basaltes, porphyriques ou B texture de trempe, montrent

2 6 10 14 " TI pprn/1000

FIG. 4. (a) Variation de TiO, en hnction de FeO*/MgO (Miyashiro 1974). AT, dornaine anisotitane; IT, domaine isotitantk (Bkbien 1980). (b ) Variation de V ppm en fonction de Ti ppm/l000 (Shervais 1982); 20, 50 et 100 sont des llgnes B rapporf TdV constant. (I) Basaltes de l'unitk de Tenaness6 (Mauritanides) (2) Basaltes et (3) ~ m d 6 s i t e s ~ de l'unitd de Tirnesselarsine (Hoggar).

Pktrographie des mktuwlcanitc~s Au sein de l'unitk de Termessk, un ensemble volcanique a

dominante basaltique et un ensemble volcano-dktritique ont kte dkfinis (Dupnt et a!. 1984). Toutes ces formations ssnt affectkes par un mktamosphisme faible, developpant des paragknkses caract6ristiques du sous-faciks schiste vert & chlorite (albite, chlorite f kpidote f quartz f calcite). Tous les minkraux magmatiques priinaires ont disparu sauf le clino- pyroxkne. Le plagioclase est albitisk et s@r-icitisk.

Deux types principaux de basaltes ont kt6 reconnus : le premier regroupe des roches B texture intersertale au sens large (intersertale, sub-dolkritique, porphyrique); les lattes de plagioclase inframillimktriques millim6triques formant la mksotase peuvent s'associer entre elles en gerbes ou en touffes et indiquer une texture de trempe, caractiristique d'une mise en place sous-aquatique. Le clinopyroxkne, en microlites ou en phknocristaux, est chloritisk ou ouralitisk. Les opaques (non dkterminks) sont disseminks dans la mksostase. Le quartz, en microcristaux interstitiels ou en inclusions dans le plagioclase,

une association dcs micro- ou phknocristaux de plagioclase au clinopyroxkne (diopside) et aux spinelles. Zircon et apatite sont en inclusions dans le feldspath. La iaa&ostase, piquetke d'oxydes, est finement cristallis6e.

Dans les andksites, le plagioclase posskde deux habitus : les microlites soulignent une texture fluidale, alors que les phkno- cristaux sont plut6t associks en glomkroporphyres. L'amphi- bole montre un processus de rksorption marquk par un liscrk de rninkraux opaques autour des cristaux, ainsi qu'une rktro- morphose en kpidote, oxydes et quartz. La ~lmksostase est riche en skricite.

Les dacites prksentent une texture posphyrique soulignke par l'abondancs du plagioclase en grandes lattes. &'amphibole et la biotite sont souvent silicifikes. La ~nksostase. recristalliske en quartz et feldspath, inclut de nombreuses paillettes d'oxydes, d'kpidote et dc siricite.

Les rhyolites sont remarquables par l'abondance des ph6no- cristaux de quartz et d'orthose. Le plagioclase y est comdk et fractuk. Biotite et amphibole sont en cristaux milli- metriques. Skricite, calcite et kgidote, abondantes clans la pste, se moulent sur les phhocristaux et dktem~inent une texture pseudo-fluidale.

Les ignimbr-ites sont les faciks dominants p a m i les roches pyroclastiques associkes aux laves felsiques. Elles montrent des processus de dkvitrification. Des flammes centiirm6triques entikrement recristalliskes et des kchardes vitreuses plissotkes soulignent une texture pseudo-fluidale eutaxitique autour des microph6nocristaux de feldspath alcalin oan calco-sodique, d'amphibole et de biotite a inclusions de zircon. La mksostase,

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CAN. J . EARTH SCI. VOL. 24, 1987

FIG. 6. Spectres de terres rdres normaliskes aux chondrites (Even- sen et al. 1978) des nletavolcanites de Termessk (Mauritanides). Carrks, basaltes a affinite oceanique; triangle, basalte andesitique a affinitk ockanique; hexagones, basaltes a affinitk alcaline.

1 2 3 4 5 ~ j ~ b

FIG. 5 . (u) Diagramme (Ti/ 100) - Zr- (Y x 3) (Pearce et Cann 1973); A + B, tholeites pauvres en K20; C + B, basaltes calco- alcalins; B, basaltes continentaux ou d'iles ockaniques. (b ) Variation de TiO, en fonction de YINb (Floyd et Winchester 1975). Tiretk, champ des basaltes B affinitk alcaline; pointillk, champ des tholkites affinite oceanique. Memes symboles qu'en figure 4.

cryptocristalline, est envahie par des srnectites et des oxydes. Les lapilli tufs polygkniques et les cinkrites restent des con-

stituants mineurs de la skrie.

Chirnisrne des rne'tavolcunites L'ktude gkochimique qui suit ne concernera que les laves les

moins mktamorphiskes, celles des unitks de Termessk et de Niokolo Koba - Koulountou.

M&tuvolcanites de Termessc" (tableau 1) Dans le diagramme TiOz - FeO*/MgO (fig. 4a) (Miyashiro

1974), l'unitk de Termessk, tholkitique, est globalement anisotitan6e (Bkbien 1980). Cependant deux familles de points sont B distinguer. L'une, dont les teneurs en TiOz sont infkrieures B 2%, a des rapports Ti/V compris entre 25 et 47 caractkristiques, selon Shervais (1982), des skries de type ockanique (fig. 4h). L'autre, dont les teneurs en TiOz sont supkrieures B 2,5%, a des rapports Ti/V plus klevks, qui,

d'apks cet auteur, sont caractkristiques des skries transition- nelles (35 < Ti/V < 70) ou alcalines (50 < Ti/V < 100). Les tholkites enrichies en TiOz le sont aussi en Zr. Nb et dans le diagramme (Ti/ 100) - Zr - (Y x 3) (fig. 5a) (Pearce et Cann 1973), elles prksentent des affinitks avec les basaltes continen- taux ou d'i'les ockaniques, alors que les tholkites ockaniques moins riches en TiOz, en Zr (< 110 ppm), en Nb (< 10 ppm) occupent bien le champ des laves abyssales. Sur le diagramme TiOz - (Y/Nb) (fig. 5b) (Floyd et Winchester 1975), la coexis- tence de deux lignkes magmatiques est confirmke au sein de l'unitk de Termessk, puisque les basaltes B tendance alcaline ont des rapports Y/Nb ( < 2) plus faibles que ceux des tholkites ockaniques (3 < Y/Nb < 5). Ces dernikres montrent des spectres de terres rares sub-plats (fig. 6), mais faiblement enrichis en terres rares lkgkres (1,81 < CeN/YbN < 1,98). Par contre les basaltes a affinitk alcaline sont fortement enrichis en terres rares lkgkres et un peu appauvris en terres rares lourdes (734 < CeN/YbN < 10,94).

La distinction de deux skries gkochimiques, au sein de l'unitk de Termessk, est confirmke par l'analyse, B la micro- sonde automatiske, de diffkrents cristaux de clinopyroxkne pris, d'une part, dans un basalte B clinopyroxkne et olivine transformke ( n ~ 1175) et un basalte porphyrique B clinopy- roxkne (no 1 175b) B affinitk ockanique, d'autre part, dans un basalte B texture fluidale (no 1 178g) B affinitk alcaline. Les kcarts de composition entre coeurs et bordures ne sont pas

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DUPONT ET AL.

TABLEAU 2. Analyses representatives de clinopyroxknes des basaltcs de Termcssk (Mauritanidcs du sud)

1 178g 1175 1174k

61 b c d e f K 11 1

SiOz Ti02 A1203 FeO MnO MgO CaO NazO crzo3 Total

Si AlHV Al"' Ti Fez' Fc3+ Mn Mg Ca Na Cr Total Wo En Fs

Formules stmcturales sur la base de 6 oxygknes 1,698 1,861 1,864 1,874 1,943 0,302 0,138 0,136 0,126 0,057 0,057 0,018 0,075 0,077 0,029 0,081 0,041 0,020 0,018 0,009 0,134 0,172 0.156 0,169 0,210 0,124 0.053 0.026 0,022 0,015 n.d. n.d. n.d. n.d. 0,005

0,717 0,817 0,859 0,865 1,005 0,840 0,857 0,843 0,815 0,695 0,042 0,030 0,012 0,020 0,013 n.d. n.d. 0,050 0,009 0.011 3,995 3,987 4,041 3,995 3,992

46 45 45 44 3 6 3 9 43 46 46 5 2 15 12 9 10 12

NOTA : Microsonde Clectronique CAMEBAX 2 15 kV et I10 mA; ternps de cornptage, 6 s; n.d., non dCtect6.

TABLEAU 3. Analyses representatives des metavolcanites calco-alcalines des unites de Timesselarsine (Hoggar) et de Nikolo Koba - Koulountou (Mauritanidcs)

Ti~nesselarsine Niokolo Koba - Koulountou

H92P13 H91P19 H87P90 H82P41 82 1 1847 1845b 403

SiO, A1203 Fe203T MnO MgO CaO Na20 KzO TiOz PzO, PF Total Cr Ni v Mg/(Mg + Fe2+)

NOTA : PF, perte au feu; n.a., non analysC.

significatifs (les analyses donnkes en rkfkrence sont celles dc lame mince n'a pas permis de distinguer les deux types de grains individuels, tableau 2). clinopyrsxene dans ce basalte. Sur le diagramme de la figure

L'augite (En43-5,Ws35,5-4,Fs9,5S1,) est le type donlinant 7h, Ti croft jusqu'h une valeur XFe de 0.3 (XFe = FeZ+/(FeZ+ (fig. 7a). Ses teneurs en Ti sont faibles (0,34% < Ti02 < + Mg2+); Ti, Fe2+ et Mg2+ sont les nombres d'atomes en site 0,82%), sauf dans le cas du basalte fluidal i affinitk alcaline octakdrique issus des fonnules stmcturales) pour le clino- (TiO, = 1.75%), oG I'augite est assmike h de la salite pyroxkne des basaltes ockaniques. On note une corr6lation (En39,5-40W~46-46,5F~14) riche en Ti (2,49-2,94%). L'ktude en nkgative de Ti avec XFe pour ceux. plus riches en A1 et Ti et

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CAN. J. EARTH SCI. VOL,. 24, 1987

FIG. 8. (a) Variation de Ti02 en fonction de FcO*/MgO (Miyashiro 1974) pour les mitavolcanites de Niokolo Koba - Koulountou (Mauritanides). AT, domaine anisotitane; IT, dolnaine isotitanC (BCbien 1980). (b) Variation de V ppnl en fonction de Ti ppm/1000 (Shervais 1982) pour les mktavolcanites de Niokolo Koha - Koulountou; 20. 50 et 100 sont des lignes i rdpport TifV constant. (1) Basaltes. (2) Andesites. (3) Dacites. (4) Rhyolites. (5) Ignirnbrites.

0.1 0.2 0.3 X Fe

FIG. 7. ( a ) Colnpositlon du clinopyroxkne des basaltes de Termesse (Mauritanides). (b) Variation de Ti x 10 en fonction de XFe (XFe = Fe2+/(Fe2+ + Mg2+)) pour les clinopyroxknes des basaltes de Termesse. Ti, Fe2+ et Mg2+ sont les nolnbres d'atoines de Ti, Fe et Mg en site octaedrique dans la formule structurale. (1) Basalte ri afti- nit6 alcaline. (2, 3) Basaltes 2 affinite ockanique.

plus pauvres en silice, du basalte a affinitk alcaline. Ce caractkre se rctrouve dans certains types de clinopyroxkne de basaltes alcalins oceaniques (Schweitzer et al. 1979), mais, ici, leur richesse en Na serait plut6t le tkmoin d'une origine continentale.

M6tavolcanites de Niokolo Koba - Koulountou Les points reprksentatifs des analyses (tableau 3) des

volcanites des unitks de Niokolo Koba - Koulountou montrent une affinitC calco-alcaline dans le diagramme TiOz- (FeO*/MgO) (fig. 8a) (Miyashiro 1974) et dans le diagrarnme V-Ti ppm/1000 (fig. 8b), ou Shervais (1982) classe les rochcs calco-alcalines en deux groupes en fonction de leur teneur en silice, les termes les plus differenciks ayant des rap- ports Ti/V klevks (de 50 B plus de 100). Les variations des teneurs en terres rares lkgkres sont plus importantes que celles des terres rares lourdes (tableau 4). L'absence d'anomalie positive en europium fait penser que la richesse en aluminium des roches n'est pas like au fractionnement du piagioclase, mais serait plut6t due B une particularit6 du magma parental. Ces diffkrents caractkres, ainsi que l'allure gknkrale des

spectres (fig. 9) sont comparables a ceux des lignees calco- alcalines hautenlent potassiques donnkes en reference par Sill (1981).

Les donnkes pktrographiques, g6ochiiniques et minkralo- giques ont pennis de mettre en kvidence, au sein de l'unitk de Termesse, l'association de volcanites tholkitiques ockaniqucs et de basaltes a affinitk alcaline. Les differences existant entre ces tholkites de type ockanique (enrichies en terres lares ldgkres) et les basaltes de rides ockaniques font penser que celles-ci ne sont pas issues d'une dorsale type (Ville- neuve 1984).

Dans les unitds de Niokolo Koba - Koulountou, rien nc permet de conclure, par manque de donnkes, quant h un possible comagmatisme entre les laves et ignimbrites calco- alcalines (Villeneuve 1984). Cependant l'association laves + ignimbrites + plutonites (non ktudiies ici) rappelle plut8t les series de marge active a croiite continentale epaisse ( > 30 km) que celles d'arc insulaire (Coulon et Thorpe 1981).

Le magmatisme panafricain du Hoggar occidental

Cadre gknlogique geizhal Trois grands dornaines structuraux (Bertrand et Caby 1978)

ont kt6 detinis au Hoggar (Algkrie). I1 s'agit, de l'ouest vers l'est (fig. 10) de la chaine pharusienne du Hoggar occidental (Lelubre 1952; Gravelle 1969; Caby 1970), du Hoggar central polycyclique (Bertrand 1974) et du Hoggar oriental (Bertrand et al. 1978).

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TABLEAU 4. Analyses des terres rares dans les ~nCtavolcanites calco-alcalines des unit& de Tinllesselarsine (Hoggar, d'aprits Chikhaoui 1981) et de Niokolo Koba - Koulountou (Mauritanides)

Tirnesselarsine Niokolo Koba - Koulountou

3353 4710 4552 4555 82 1 1847 1850F 1203E 1200

N o a ~ : n.a., non ;inalysC.

~ ' " ~ ' " ' ~ " " " \ i \

FIG. 9. Spectres dc terres rares normalisCes aux chi~ndrites (Even- sen c't al. 1978) des 1nCtavo1canites de Niokolo Koba - Koulountou (Mauritanides). Hexagones, basaltes; triangle plein, rhyolite; triangle ouvept, dacite: can-6, igninnbrite.

La chaine pharusienne appartient a une zone mobile, ou dorninent les formations volcaniques et volcano-sedimentaires d'iige prot6rozoique nloyen a superieur, active il y a environ 650 Ma lors de l'orogknkse panafricaine. Elle est limitee, a I'ouest, par le vieux craton ouest-africain noyaux archeens et, a l'est, par le Hoggar central polycyclique, constituk surtout d'un materiel gneissique ancien, d'iige &urnken, ayant subi

une reactivation de haut degr6 et une tectonique tangentielle au cours de l'orogenkse panafricaine (Bertrand et al. 1984).

La chahe est subdivisee en deux rameaux (Caby 1970; Bertrand 1972; Black 1978) skparks par l'unitk granulitique d'In Ouzzal constituee de matkriaux archeens repris 1'Eburneen (Ferrara et Gravelle 1966).

Le rameau occidental, i structure complexe, comprend des fragments de socle du Prot6rozoique infkrieur inject6 par des granites syntectoniques Lburnkens (2090 Ma) (Allkgre et Caby 1972), des series de couverture du Proterozo'ique moyen et sup6rieur (serie B Stromatolites) et du Pmterozoique terminal (serie Verte) afkctees par l'orog6nkse panaficaine et des formatio~ls molassiques (series Pourprees) eocambriennes B cambriennes. Dans cette zone I'ouverture ocianique est datke aux environs de 800 Ma (Clauer 1976)' et la collision con- tinentale cl6turant 1'6volution oroginique s'est produite entre 610 et 540 Ma (Bertrand et Davlson 1981; Liegeois et Black 1984).

Dans le rameau oriental ou <<fossi pharusien centralu (Lelubre 1952) deux ensembles, ant6rieurs a la tectonogenkse panafiicaine sensu strictc~, dat6e entre 660 et 560 Ma (Gravelle 1969), skpares par une discordance majeure (Bertrand at al. 1966), ont kt6 reconnus.

L'unitk de Tirnesselarsine (Gravelle 1969) (fig. 1 I), type du Pharusien I, est attribuable au Proterozoique supkrieur. Ses formations volcano-sedimentaires 6pimCtarnorphiques, clkpo- sees aprks 1000 Ma (si on accepte l'assimilation de ces forma- tions avec la serie B Stromatolites decrite par Caby (1970) et dCpos6e entre 1080 et 790 Ma (Allkgre et Caby 1972: Clauer 1976)). sont affect& par des plis couches d'axes nord- est - sud-ouest (Gravelle et Chikhaoui 1976) lors de l'oro- gknkse kibarienne (xi.), puis inject& par des granites calco-alcalins (type Tin -Tekadiouit) . 11s sont ensuite repris par les plis d'axes nord - sud panafricains. Les deformations synm6tamorphiques et l'abondance de plutons granitiques empkchent d'etablir la lithostratigraphie de cette unite.

L'unite d' Amded - Irrelouchem (fig. 1 I) , type du Pharu- sien 11, est attrikuakle au Proterozo'ique ternlinal (Gravelle 1969). Elle n'est affectee que par une seule phase tectoilique qui dkveloppe des plis droits d'axes nord - sud. Cette phase est supposke synchrone des granites dates ii 650 f 30 Ma (Gravelle 1969).

Les batholites calco-alcalins intrusifs de la region de Silet ont kt6 dates par la methode UIPk sur zircon (Caby et al. 1982). La diorite quartzitzre de Tin-Tekadiouit est datee B

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104 CAN. J. EARTH SCI. VOL. 24, 1987

FIG. 10. Carte gkologique simplifih du bouclier Touareg (d'aprks Caby et al. 1981). (1) Roches indiffkrencikes du Hoggar oriental. (2) Schistes volcano-dktritiques du Hoggar central et oriental. (3) Gneiss prk-panafricain rkactives. (4) Grauwackes et roches mag- matiques du Protkrozo'ique supkrieur et terminal de la branche est de la chaine pharusienne. (5) Gneiss indiffkrencik tr5s &activks au Pan- africain. (6) Granulites kbumkens peu rkactivks. (7) Grauwackes et roches magmatiques protkrozo'ique supkrieur et terminal de la branche ouest de la chaine pharusienne. (8) ~Skr ie Pourpree~ et gneiss rkactivks. (9) Grauwackes et roches magmatiques du Protkmzo'ique supkrieur et terminal de la zone d'accrktion de Tilernsi. HE, Hoggar oriental. HCP, Hoggar central polycyclique. CP, chaine pharu- sienne : BE, branche est; BO, branche ouest.

868 + 8 Ma; le granite porphyroi'de de Taklet est date 839 f 4 Ma. Ces iges reprksentent la cristallisation magmatique des faciks considkr6s. La phase de plis couchks affectant le Pharu- sien I serait antkrieure 2i cette gamme d'iges.

Ainsi les formations du Pharusien I, supposkes posterieures 2i 1008 Ma, recoupkes par les batholithes de Tin-Tekadiouit et de Taklet, sont donc plus anciennes que 868 Ma, et I'ige prot6rozoi'que terminal du Pharusien I1 est confirmk; mais le climax de I'orogknkse panafricaine dans cette rkgion est encore ma1 datk. On doit souligner ici que l'kvolution complkte du Pharusien I ktait terminke B l'kpoque oh se produisait, a l'ouest, l'ouverture ocCanique entre le craton ouest-africain et le continent impliquk dans la future chaine pharusienne.

m m 1 2 3 4 5 6 7

FIG. 11. Carte gkologique schbmatique dc la rkgion de Silct et situation de la zone ktudike dans le Hoggar. (1) Pharusien infkrieur non diffkrencik. (2) Pharusien infkrieur, complexes volcano-skdimen- taires. (3) Pharusien supkricur, unit6 d' Amded - Irrelouchem. (4, 5) Granites. (6) Gabbros. (7) Basaltes rkeents du Tahalra. A, unit6 de Timesselarsine; B, batholite de Tin - Tekadiouit .

1977; Chikhaoui 198 1). Les differents caractkres pktro- graphiques et gkochimiques des laves et pyroclastites de Timesselarsine ont permis de distinguer une skrie tholeitique et une skrie calco-alcaline. Cette distinction est basee sur des critkres a la fois minkralogiques (presence ou absence d'amphibole) et chimiques (richesse ou pauvrete en titane).

La complexitk structurale (tectonique polyphaske) du Pharu- sien I explique l'extreme imbrication a l'affleurement des kchantillons repdsentatifs de ces deux series.

Lu shie tholei'tique Les dolkrites, parfois schistoskes, sont constitukes de lattes

de plagioclase cimentkes par des cristaux de clinopyroxkne millimktriques, d'abondants grains d'opaques et de l'kpidote interstitielle.

Les basaltes sont, soit porphyriques vacuolaires, soit aphy- riques. Les premiers, a texture microlitique plus ou moins fluidale et a mksostase cryptocristalline riche en kpidote, montrent des pseudomorphoses d'anciens minkraux ferro- magnksiens (olivine ou orthopyroxkne), et leurs vacuoles sont remplies de quartz seul ou accompagnk d'kpidote, chlorite, actinote et calcite. Le deuxikme type se diffkrencie par la prksence de microphknocristaux de clinopyroxkne ouralitise, plus ou moins groupks et de plagioclase albitisk et s6ricitisk.

Les <<andksites tholkitiques~ (Dupont et al. 1986), dkfinies d'ap&s les critkres de Gill (1981)' se distinguent des basaltes par l'abondance du plagioclase disposk le plus souvent en lattes (texture intersertale) ou en microlites, et des andesites sensu stricto par l'absence d'amphibole magmatique. Leur mksostase, recristallis6e en quartz et chlorite, renferme, outre des microphCnocristaux et des microlites de clinopyroxkne ouralitisk, de petits grains d'opaques. Les faciks les plus diffkrenciks sont franchement porphyriques, et le plagioclase albitique est rempli d'inclusions de skricite et d'kpidote. La mksostase, recristallis6e en quartz et kpidote, inclut des oxydes

Pe'trographie des m&tavolcanites et des vksicules renfermant chlorite et kpidote. L'Ctude pktrographique des mktavolcanites du rameau L'amphibole est absente.

oriental de la chaine pharusienne du Hoggar occidental se Parmi les pyroclastites associkes aux laves, les lapilli tufs limitera aux faciks de l'unitk de Timesselarsine, car la skrie polygkniques 2 fragments de basalte et d'and6site dominent. d'Amded -1rrelouchem surmontant celle de Timesselarsine est Le ciment y est peu abondant et constituk d'une mosai'que fine- bien connue aujourd'hui (Gravelle 1969; Fabriks et Gravelle ment cristalline de quartz, kpidote, skricite et chlorite.

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DUPONT ET AL. 105

FIG. 12. Spectres de terres rares normaliskes aux chondrites (Even- sen et al. 1978) de la s@rie tholkitique de Timesselarsine (Hoggar). Carrk, basalte ii affinitk ockanique; cercles, basaltes transitionnels; triangle ouvert, uandksite basique~ i affinitk ockanique; triangle plein, aand@site aciden affinite ockanique; hexagones, basaltes a affinitk alcaline.

Les mktaskdiments, intercalks dans le complexe volcanique, sont essentlellement des skricitoschistes, riches en muscovite.

LR se'rie calco-alcaline Les dolkrites, pksentes dans cette skrie, se distinguent de

leurs kquivalents tholCitiques par l'abondance des lattes de plagioclase transform6 en un feutrage de skricite, chlorite et kpidote, cimentkes par des cristaux de clinopyroxene ouralitisk.

Les andksites acides prksentent une texture et une minkra- logie typique de lave orogknique. Elles affleurent en coul6es associkes aux formations tholkitiques ou en filons dans l'ensemble volcano-skdimentaire. La texture est porphyrique parfois fluidale. L'amphibole, probablement une hornblende, est transformke en chlorite. Le plagioclase, group6 en glomkroporphyres ou non, est transform6 en une association de paillettes de skricite et de chlorite, rarement accompagnkes de petits cristaux de biotite et de piedmontite. La mksostase est recristalliske en calcite, chlorite, Cpidote et quartz.

Dacites et rhyolites sont aussi associkes aux coulkes basal- tiques tholkitiques. La texture est microlitique porphyrique plus ou moins intersertale, parfois fluidale. Le feldspath calco- sodique, en phknocristaux parfois groupks, est albitisk ou s6ricitisk. La mksostase, ~cristallis6e en quartz, contient par-

fois des microlites de plagioclase et des pseudomorphoses d'anciens minkraux ferro-magnksiens .

Les pyroclastites associkes aux laves sont principalement des tufs formks par l'accumulation de cristaux cassks de quartz, de ferro-magnksiens transformis et de lattes de plagioclase dans un ciment chloriteux riche en oxydes. Calcite et grains opaques foment parfois des plages lenticulaires en remplissage des cavitks et fissures.

Chirnisrne &s rnkta~~olcanites Lcl skrie tholkitique (tahleuu 1) Dans le diagramme Ti02 - (FeO*/MgO) (fig. 4u)

(Miyashiro 1974)' ou la skrie tholkitique est anisotitanke (Bkbien 1980), deux familles de points sont ?i distinguer : une B teneurs en TiOz inferieures B 2 % , l'autre B teneurs en TiOz comprises entre 2 ,s et 3 96. Les roches enrichies en Ti ont des rapports Ti/V Clevks caractkristiques des skries transitionnelles ou alcalines (fig. 4b) (Shervais 1982). Ceci est confinnk dans le diagramme (Ti/ 100) - Zr - Y x 3 (fig. 5a) (Pearce et Cann 1973), ou elles montrent des affinitks avec les basaltes conti- nentaux ou d'iles oceaniques. Par contre la place des tholkites ockaniques, moins riches en titane, et dont les rapports Ti/V sont plus faibles, est moins kvidente sur cette figure. Le dia- gramme TiO, -(Y/Nb) (fig. 5b) (Floyd et Winchester 1975) perrnet pourtant de bien les distinguer des basaltes B affinitk alcaline puisqu'elles ont des rapports Y/Nk plus Clevks (2,37 < Y/Nb < 4,97) que ces derniers (0,83 < Y/Nb < 1'82). Les spectres de terres rares sont comparables a ceux des laves de l'unitk de Termessk (Mauritanides). Les tholkites oceaniques sont faiblement B moyennement enrichies en t e n ~ s rares lkgkres (2,33 < CeN/YbN < 5,32) alors que les basaltes a affinitk alcaline sont trks enrichis en terres rares lkgkres (3,65 < CeN/YbN < 9,82) et un peu appauvris en terres rares lourdes (fig. 12).

Ln skrie calco-alcaline (tableaux 3 et 4) Dans le diagramme Ti0, - (FeO*/MgO) (fig. 13a)

(Miyashiro 1974) cette skrie, appauvrie en Ti02, est isotitanke selon les critkres de BCbien (1980). Shervais (1982) classe, dans le diagramme V -Ti ppm/1000, les roches calco- alcalines en deux groupes en fonction de leur teneur en silice. Dans notre cas, les termes les plus diffkrenciks ont des rapports Ti/V proches ou sup6rieurs ?i 50 (fig. 13b). Les spectres de terres rares (fig. 14) (Chikhaoui 1981) rkvklent un enrichisse- ment en terres rares lkgkres et un faible fractionnement en terres rares lourdes, ainsi que l'absence d'anomalies en europium (tableau 4). 11s peuvent 2tre cornparks ceux des skries orog6niques moyennement potassiques donn6es en kf6rence par Gill (198 1).

L'ktude de l'unitk de Timesselarsine nous a permis de mettre en kvidence l'association, au sein de la skrie dite tholkitique, de volcanites thol6itiques ockaniques, lkgkrement diffkrentes des tholkites abyssales typiques, et de basaltes, i affinitk transitionnelle ou alcaline, proches de ceux de 1'Afar (Treuil 1983). Cette ktude a confirm6 la presence B Timesselarsine d'une s6rie calco-alcaline dkji connue (Fabriks et Gravelle 1977), et dont certains caractkres (diffkrenciation prononcee avec prkdominance des faciks acides, allure des spectres de terres rares) rappellent beaucoup ceux des skries de marge active.

Synthkse des rksultats et implications gkodynarniques L'etude pktrographique et gkochimique des mitavolcanites

appartenant aux unitks de Termessk (ProtCrozoi'que supkrieur

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FIG. 13. ( a ) Variation de Ti02 en fonction de FeO*/MgO (Miyashiro 1994) dans la serie calco-alcaline de Tiinesselarsine (Hoggar). AT, domainc anisotitane; IT, domaine isotitanC (Rkbien 1980. ( 6 ) Variation de V ppm en fonction de Ti ppnl11000 (Shewais 1982) dans la meme serie; 20.50 et 100 sont des lignes 2 rapport Ti/V constant. ( I ) Basalte. (2) AndCsites. (3) Dacites.

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terminal) dans la partie sud de la chaine des Mauritanides et de Timesselarsine (Protkrozoi'que supkrieur prkcoce) au Hoggar occidental rkvele, au sein de formations ayant subi le meme type d'kvolution tectoilique (tableau 5), la prksence d'un volcanisme continental B affinitk alcaline, ou transitionnelle, associk B des tholkites B affinitk ockanique (Bupont et ul. 1985a, 1985b, 1986).

Cette association se retrouve kgalement dans d'autres sec- teurs de 1'Afrique de I'ouest, comme 1'Anti-Atlas au Maroc (Bodinier et ul. 1984) et dans le tron~on central des Mauri- tanides (Bupont et al. 198%; Remy 1985).

Par ailleurs un volcanisme calco-alcalin a 6tk mis en kvi- dence dans les deux secteurs ktudiks. Dans les Mauritanides. il est represent6 par les formations acides des unites de Niokolo Koba - Koulountou, tectoniquement et stratigraphiquetnent bien distinctes de l'unitk de Termessk, situke plus B l'est.

Par contre, au Hoggar, les roches calco-alcalines sont associkes, au sein d'une meme unit6 (Timesselarsine), aux tholkites ockaniques et aux basaltes 2 afiinitk alcaline. Ainsi s'il existe deux entitks petrographiques et gkochimiques bien distinctes, dans le tronGon sud des Mauritanides, le schema parait plus compliquk dans le rameau oriental du Noggar occidental, oh une seule unit6 contient les differentes familles gkochimiques .

Les ensembles lithologiques, dans les secteurs clefs choisis pour cette etude, sont lkgkrement diachroniques, mais ils possedent des caractkres petrographiques, gkochimiques et skdimentologiques communs, utilisks ici pour proposer une ebauche de mod&le gkodynamique .

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FIG. 13. Spectres de terres rares nornlalisCes aux chondrites (Evensen el a!. 1978) de la sklie calco-alcaline de Timesselarsine (d'aprks Chikhaoui 198 1). CarrC. basalte; cercles, basaltes andksi- tiqucs; triangle, andbite.

Les series basiques afilnite alcalinc et tholeitiques a afflnite ockanique (unites de Termessi dans les Mauritanides st de Timesselarsine au Hoggar) annonceraient un debut de <<rift- ing>> suivi d'une oceanisation limitee en dornaiilc intraconti- nental. Les complexes ultrabasiques - basiques, ii cachet ophiolitique, prksents au Hoggar dans la zone de Silet (Abed B983), sont probablement les temoins de cette expansion. Leur absence dans le tronqon sud des Mauritanides indiqueraient que dans cette region, l'ockanisation se serait limitee a la for- mtion d'un rift. Par contre des temoins de croGte oceanique retrouves dans le secteur central des Mauritanides (Bia 1984) et B Bou Azzer au Maroc (Leblanc 1975) font penser que 17expansion etait, a l'kpoque, de plus en plus importante, en allant du sud vers le nord.

Les series calco-alcalines (unites de Niokolo Koba -

Koulountou dans les Mauritanides et de Timesselarsine au Hoggar) marqueralent la fermeture du rift suivie d'une colli- sion continentale (tableau 5).

On peut se satisfaire de ce modkle sinlple pour expliquer 1'Cvolution geotectonique du sud des Mauritanides uu les grandes familles pktrographiques et geochimiques appartien- nent a deux unites tectono-stratigraphiques distinctes (Termesse et Niokolo Koba), separees par une phase tec- tonique majeure, considerec conlmc la consequence d'une sub- duction (Villeneuve 1984).

Par contre ce modkle ne peut &re appliquk pour rendrc compte de I 'evolution gkodynamique du rameau oriental de la chaine pharusienne. En effet, la collision, succedant B la for- mation du rift et a la legere expansion, est marquee lci par un volcanisnle calco-alcalin d7ige pharusien I, qui appartient a la meme entit6 tectono-skdimentaire que le magmatisme tholei- tique. De plus, le cycle Pharusien I1 est lui-meme caracthis6 par un volcanisme calco-alcalin (unite d' Amded - Irre- louchem) (Fabries et Gravelle 1977; Chikhaoui 198 I), qui chronologiquement ne peut 2trc lie 2 une kventuelle collision tardi-phamsien I.

11 faudrait donc irnaginer, pour expliqucr 1'6volution gCody- namique globale de la chaine pharusienne: (i) soit un jeu d'ouvertures et de collisions successiives echelonnees dans le temps et l'espace, plut6t que la creation d'un mega-ocean ayant donne naissance a la zone mobile pharusienne: (ii) soit un seul cycle ouverture-collision suivi du jeu de grands decrochements, comme ceux qui sont mis en evidence au sud du secteur de Silet par Lapique et ak. (1985).

L'evolution de la chaine panafricaine occidentale (Mauri- tanides) serait donc diffkrente de celle de la chaine orientale (chaine pharusienne du Hoggar), en dkpit des analogies (pCtro- graphiques , g6ochimiques et s6dimentologiques) existantes.

Dans l'ktat actuel des connaissances, l'histoire protkro- zoique sugrieur de 17cruest-africain nous parait caracterisee par une succession d'ouvertures et de fermetures limitees, s'kchelonnant dans l'espace et le temps entre 1000 et 550 Ma, et accompagnkes ou non par de grands decrochements, neces- sitant des reajusternents isostatiques, ou responsables d'une fusion crustale (Dupont et eel. 1986). Ceci invite a une cornparaison avec la succession d'arcs insulaires connus 5 la 1m5me kpoque en Arabie Saoudite (Bakor et al. 1976; Green- wood et ak. 1976). Bans ces conditions, les <;om5lations strati- graphiques entre ou a 17intCrieur de zones mobiles rkputees de m2me 2ge sont dklicates.

Bes ktudes syst6n1atiques en ccpurs, tant dans les Mauri- tanides (centrales et mCridionales) qu'au Hoggar apporteront des donnees de temin et de laboratoire supplementaircs et necessaires pour affjner ces p r e m i k ~ s conclusions.

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