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INTRODUCTION :En parallèle avec la formation théorique ; institut de
mines s’intéresse au côté pratique et ceci en organisant des stages terrains dans le but d’appliquer le baguage appris en classe et d’élargir nos connaissances sur terrain.
Les principaux objectifs de ce stage sont :
L’étude pétrographique des minéraux de métamorphisme (macroscopiquement).
Savoir cartographier un terrain cristallin.
Appliquer les notions de métallogénie pour définir certains types de gîtes.
Faire un aperçu structural et connaître la géologie régionale.
C’est dans ce cadre qu’on a effectué ce stage aux Jbilets
qui est une récapitulation des excursions déjà effectuées dans cette région (Bir N’hass, Ouled Ouaslam, Rhamna…).
I- Cadre géographique des Jbilets :
Les Jbilets situées dans le Maroc occidental sont un ensemble de collines et de plaines rocheuses de paléozoïque très plissé qui s’étend en direction équatoriale sur environ 170 km et en direction méridienne sur 7 à 40 km.
Elles constituent l’un des principaux massifs hercyniens du Maroc, entourées de terrains plus récents et allongés perpendiculairement aux structures hercyniennes du Maroc occidentales, qui sont subméridiennes.
Ce massif parallèle au Haut Atlas de Marrakech est encadré par :
La plaine de la Bahira au Nord, La plaine de Haouz au Sud , Les collines du Jurassico-Crétacé des Mouissat à l’Ouest, Les montagnes de l’Atlas de Beni Mellal à l’Est.
Schéma illustre la situation de Jbelets
C Ce massif s’étend sur un territoire cartographié de 8700 km², sa superficie est d’environ 3800 km².
Les Jbilets sont réparties en 3 grandes parties qui sont :
Jbilets centrales Jbilets occidentales Jbilets orientales
II- Cadre géologique des Jbilets :
1) Situation géologique :
L’unité de Sidi Bou – Othman est située dans la boutonnière hercynienne
des Jbilets; elle fait partie de deux ensembles définis par les schistes de sarhlef,
presque monotone (à l'Ouest) et les flyschs de Kharrouba (à l'Est) qui sont
attribués au Viséen Sup-Namurien.
Flyschs orientales de Kharrouba : d’age Viséen supérieur
constitué par
Une alternance de quartzite et de schiste parfois les grés non métamorphisés.
Schistes de Saghlef : ils n’affleurent que dans les vallées vers
l’Ouest là
Ou les couvertures sont décapées, ils remontent au Viséen supérieur
Namurien. Dans la base de cette formation il y a présence des niveaux de
calcaire bioclastique. On a même une abondance des roches magmatiques :
coulées sous marines (silts), gabbros, microdiorites, rhyolithes, tufs
volcaniques acido-basiques, pegmatites, diorites, microgranites…
Carte de Sidi Bou-Athman
Dans certaine parties de Jbilets il y a l’apparition des terrains ordoviciens allochtones, des olistolithes ou des nappes de glissements synsédimentaires considérés comme étant des klippes (psammites ordoviciennes) .
On remarque aussi la présence de lambeaux de calcaires fossilifères datant le dévonien.
2) Lithostratigraphie :
Au cours de notre étude lithologique de tous les 4 domaines, nous avons rencontré les phénomènes et faciès décris ci-dessous :
Des filons de pegmatites : fréquemment de direction variables de N10 à N30 et de pendage de 65 à presque 80 NW marqués. La majorité des ces filons sont normaux, parfois boudinés (domaine I) et même plissés (domaine IV).
Des formations de schistes à andalousite, à cordiérite et à séricite, avec parfois des paquets de schistes dans les flyschs dus aux variations latérales de la séquence originelle du faciès; et aussi la présence de psammites schistosités dans le domaine III.
Des filons de microdiorites de direction N10 à N30 et de pendage 60 à 70 NW T marqués dans le domaine I et dans des faibles proportions ailleurs.
Des filons de sidérite et de quartz hydrothermal de direction générale N110 à N130.
Des skarns poly minéraux (à grenat, idocrase, amphibole et wollastonite), des calcaires métamorphiques purs (dans tous les domaines) et ceux à crinoïdes appelés calcaires fossilifères (domaine IV).
Des flyschoides à flyschs (à alternance de schistes et de quartzites) d'épaisseur augmentant vers l'est avec un pendage
De faible calcaire métamorphique par rapport à celui des flyschoides témoignant d'une mise en place de calcaire
provenant d'un front de nappe de charriage (domaine II).
Des filons et de masses de quartz laiteux.
Des minéraux de métamorphisme, idocrase, grenat, amphibole, cordiérite, andalousite, séricite, wollastonite, reflétant le degré de métamorphisme.
Des minéraux utiles : malachite, azurite, galène, blende
3) Tectoniques et orogenèses :
L'unité de Sidi Bou-Othman a connu deux orogenèses, un hercynien primaire antérieur à l'autre atlasique secondaire (alpine).
L'orogenèse hercynienne a débuté par une phase de plissement N40 (la grande antiforme), accompagnée d'un métamorphisme régional croissant vers le sud.
Elle est régie à Sidi Bou-Othman ainsi que dans toutes les Jbilet par quatre phases tectoniques :
1ere Phase : caractérisé par des contraintes tangentielles et vont donner la nappe de charriage de Jbelets oriental.
2eme Phase : phase de plissement dite hercynienne major caractérisé par deux jeu de plis S1 et S2 avec la schistosité, métamorphisme et magmatisme.
3emePhase : caractérisée par la présence de Kike-band avec une
schistosité de crénulation.
4eme phase : c’est une phase de distension, il y a la mise en place des filons de microdiorites dans des fractures de relâchement.
5eme phase : dans cette phase on a la mise en place de filon quartzo - carbonaté (Ankérite) carbonate de fer et de manganèse ; c’est remplissage de fracture orienté Est- Ouest (direction atlasique ou tardive).
Ainsi que l'existence de filons de direction de l'ordre N10 à N30 des filons de pegmatites microdiorites, quelque fois de quartz laiteux et de la
schistosité S1 et par une importante tectonique tangentielle amenant de terrains ordoviciens sur ceux carbonifères.
L'orogenèse Atlasique est traduite par la présence des filons et de sidérite, de quartz hydrothermaux et de microfailles (failles millimétriques) au sein de la roche de direction N110 à N130.
I-SITUATION GEOGRAPHIQUE :
Le domaine IV est sous forme de rectangle définie par les coordonnées suivants :
Coordonnés A B C D
Les abscisses225 260 260 255
Les ordonnés143,1 142,9 140,8 141
Notre domaine est limité au:
Nord par Douar Larab ;Sud par Douar Boukricha ;Ouest par l’autoroute (Marrakech, Casablanca) ;
Est par Douar Ouled Bennsour
II- SITUATION GEOLOGIQUE :
Ce domaine est approprié au Viséen Sup-Namurien selon des études plus avancées. Il est situé dans la boutonnière hercynienne des Jebilet fait partie de deux ensembles définis par les schistes de sarhlef et les flyschs de Kharrouba.
III- Description des faciès rencontrés :
Le domaine IV est caractérisé par une variation de faciès :
Schiste, Calcaire métamorphique, Quartzite… Ainsi qu’une variation de forme sous la quelle ils se présentent :
Lentilles, Filons...
A-les schistes :
Dans notre domaine on a constaté deux types de schistes o Les schistes seins :
Les points
Généralement on les trouve dans notre domaine dans les plaines et les talwegs ; ils sont des roches métamorphiques (les pellite et les argiles ont subis un métamorphisme régional) friables et caracterisés par leur faible densité.
o Les schistes tachetés :
Ce sont des roches métamorphiques ont subis un métamorphisme de contact qui permet d’avoir certain minéraux comme andalousite ; cordiérite et sericite ….et la présence de schistes à andalousite et de schistes à cordiérite dans la même place explique un chevauchement d'auréoles de métamorphisme de contact.
Pour les schistes à andalousite sont les plus abondants dans ce domaine qui on en rencontre dans les sommets. Schiste en dalles: ils sont caractérisés par une grande densité d'andalousite proportionnelle au développement des cristaux (au NNW), ce qui permet d’être plus résistants à l'altération chimique et détritique, de remarquer les plans de schistosité (N17, 50 NW), et de traduire une séquence originale forte en silicates d'alumines.
Andalousite
Schiste à andalousite
Schistes à cordiérite : qui sont moins résistant à l’altération chimique et détritique.
On a aussi repéré des schistes à séricite.
On a observé une altération entre les schistes à andalousite et les schistes à séricite qui sont le résultat d'un métamorphisme topochimiqe et d'un enrichissement (andalousite) ou appauvrissement (séricite) en silicates d'alumines (séquence originelle) .
La schistosité S1 varie généralement de direction N10 N20 et de pendage 50 90W; (N15, 50W / N10, 70WNW / N 10,50W / N10, 90 / N0, 65WNW) et moule les filons de pegmatite (même direction et pendage) sauf en cas de boudinage ou de lentille. Cette schistosité est due au métamorphisme régional et de contact (la mise en place du granite)
Les schistes en dalle
Schiste à cordiérite
B-Les Skarns et calcaires métamorphiques :
La mise en place du batholite hercynien a engendré avec lui un métamorphisme de contact des roches encaissantes et préexistantes, ce métamorphisme peut être soit topochimique c'est-à-dire sans apport hydrothermal soit allochimique c'est-à-dire avec un apport hydrothermal.
Si l’un d’eux (métamorphisme allochimique ou topochimique) touche les carbonates on aura une transformation :
1 cas : en cas du métamorphisme topochimique on aura transformation du calcaire au calcaire métamorphique sans apport.
2 cas : en cas de métamorphisme allochimique on aura une transformation du calcaire au calcaire métamorphique avec apport.
Cette photo montre la zone d’echange
Dans notre domaine il y a une très grande ressemblance entre le calcaire métamorphique avec apport et le Quartzite, on cherche la zone d’échange qui est caractérisé par l’existence des minéraux de métamorphisme tel que l’idocrase et le grenat qui sont le résultat des réactions entre les produits endogènes et les carbonates.
Skarns sont des roches métamorphiques avec un apport,ce dernier est un minéral de silicate de calcium tel que le calcium vient des calcaire tendis que la silice vient de l’apport hydrothermal qui peut être pneumatolitique .
Dans notre domaine on a trouvé 2 minéraux de matémorphisme avec apport qui touche les calcaires qui selon leurs abondance (Si l’apport a un statut plus développé) peuvent donner skarns.
On peut trouver soit l’un de ces minéraux seul soit les 2 à la fois :
L’Idocrase : qui est un Sorosilicate de formule chimique (OH) 4(SiO4)2(Si2O7)2, les cristaux sont prismes allongés à section carré Si ce minéral est abondant on aura des Skarns plus précisément L’ Idocrasite. Sinon on aura calcaire métamorphique à idocrase.
La Grenat : constitué par grenat qui est un Nésosilicate de formule générale X3Y2 (SiO4)3 avec Y= Al, Fe, Cr… et
X= Ca, Mg, Fe… Si ce minéral est abondant on aura des Skarns plus précisément la Grenatite. Sinon on aura calcaire métamorphique à Grenat.
Les Skarns et les calcaires métamorphiques avec apport se presentent sous forme de lentilles à pendage vers l'ouest, de 3m d'épaisseur en générale et de couleur brune due aux oxydes de fer, ils sont abondants à l’ouest du domaine IV tandis qu’à l’extrême de l’Est du domaine, on trouve des calcaires métamorphiques sans apport et sous formes de bancs,de couleur grise (N15 , 75W )et du calcaire
L’idocrase
Grenat
métamorphique avec apport mais avec de minéraux de métamorphisme par endroit .Le calcaire métamorphique avec apport est très abondant dans notre domaine il se situe généralement sur les sommet vue sa résistance à l’érosion et l’altération avec un aspect rocheux par rapport à son encaissant le schiste .
C-Les filons de quartz laiteux :
Aucun cristal n'est pas visible, fracturé sous forme de bancs massifs où de couleur blanchâtre, d'épaisseur de 80 cm en générale. Parfois boudiné, généralement il a une direction parallèle à celle de la schistosité et de filons de pegmatites, N15 et à pendage 50W.On n’a aucune idée sur la chronologie de la mise en place des filons car il n’est pas des relations entre eux.
D- Les filons de pegmatites :
La pegmatite est une roche magmatique silicatée à grands cristaux de
taille supérieure à 20 mm, et pouvant atteindre plusieurs mètres.
La plupart des pegmatites ont une composition granitique. Elles
contiennent habituellement du quartz, des feldspaths et du mica.
D'autres minéraux peuvent exister : tourmaline, béryl, grenat… et par
endroit des minerais rares comme la cassitérite liée au quartz.
La couleur des pegmatites varie selon l’abondance de ces minéraux
accessoires.
Les pegmatites forment des poches ou des filons, à l'intérieur ou au
voisinage immédiat des plutons granitiques auxquels elles sont génétiquement
associées. Elles correspondent au liquide résiduel, riche en eau, de fin de
cristallisation d'un magma granitique.
Filon de quartz laiteux plissé.
L'abondance de l'eau facilite la diffusion des éléments chimiques et
permet la croissance des grands cristaux.
Les pegmatites rencontrées dans notre domaine ont :
Une forme filonienne : les filons ont une direction allant de
N10 à N30 et un pendage variant entre 70 et 80 vers WNW. Cette direction
prouve qu’ils ont une relation avec l’orogenèse hercynienne, il s’agit de
remplissage des failles et fractures issues de cette tectonique cassante dont
domaine IV, ce remplissage peut s’effectuer dans des fractures conjuguées de
directions différentes mais dans ce cas les filons sont de petites dimensions.
Une structure : globalement rubanée, massive au centre des
filons avec l’existence d’une structure bréchique aux épontes au contact avec les
schistes : les processus de la différenciation magmatique ont divisé le magma
initial en des lits indépendants de point de vue évolution (lit de quartz développé
au centre suivi d’un lit de feldspath le reste du filon est constitué par un mélange
de quartz, feldspaths,micas…avec des enclaves de schistes aux épontes).
Une texture pegmatitique : les cristaux ont une
dimension moyenne de quelques cm et peut atteindre même quelques dm. La
taille des cristaux décroît en allant de l’axe de filon jusqu'aux épontes cela est
expliqué par le mode de refroidissement du magma granitique ; au contact de
l’encaissant les cristaux sont moins développés (refroidissement rapide) par
rapport à ceux dans l’axe du filon (refroidissement lent).
Il faut signaler qu’on a trouvé au contraire un filon de pegmatite de direction atlasique (N110) ce qui peut être expliqué par le remplissage d’une faille atlasique précoce par une matière hercynienne et non plus d’une faille hercynienne.
E- Filon de Sidérite :
Photo montrant les pegmatites affectées par
Ce filon a une couleur marron ou rougeâtre avec des tâches d’oxydations de fer, il est Quartzo carbonaté parce qu’il contient les carbonates de fer qui font effervescence à HCL à froid.
C’est Sidérite qui est minéral brun, translucide ou transparent, composé essentiellement de carbonate de fer, de formule FeCO3.
Les caractéristiques de la sidérite sont : Le système cristallin : rhomboédrique et apparaît également en formations massives.L’éclat : vitreux.La dureté : varie de 3,5 à 4. La densité : 3,83 à 3,88.
Le minéral devient fortement magnétique quand il est chauffé. Les cristaux sont sous formes de prismes au clivage parfait. Il renferme aussi la silice.
Dans notre domaine on a rencontré un filon de sedirite qui est un remplissage de une faille vivante subis un mouvement de cisaillement (c‘est une faille rejoué) .
Filon de Sidérite
Le filon de sedirite
Remplissage d’une faille vivante par sedirite
IV-GITOLOGIE DU DOMAINE IV :
Au cours de notre stage, nous avons rencontré des filons à minéralisation, comme c’est le cas :
Les filons de pegmatite stannifère qui porte une minéralisation en cassitérite qui est une minéralisation de l’étain et tungstène.
Pegmatite à casseterite
L’existence d’une richesse en minéralisation du graphite.
Le graphite
Le contact entre les schistes et les calcaires métamorphiques c’est un metalotecte de l’existence de graphite.
Le contact de calcaire et les schistes
Les filons de Quartz laiteux hydrothermaux lié au granite ces filons sont généralement lié a la minéralisation de lithium appelé lipedolite.
Les filons de pegmatites à abondance de cristaux bien développés sont exploités pour les deux substances utiles proportionnellement avec les
feldspaths et les micas blancs pour usages industriels (céramique, isolants électriques et thermiques…).
V- La tectonique :
Dans notre domaine on a constaté la manifestation de plusieurs
phénomènes tectoniques :
1) Les failles :
On distingue tout d’abord deux grandes familles ; celles attribuées à l’orogenèse hercynienne, dont le remplissage a donné naissance à des filons de pegmatite et du quartz laiteux, et une famille des failles accompagnantes de l’orogenèse atlasique dont le remplissage est un ensemble des filons quartzo carbonatés (sidérite). Dans les marges du remplissage on trouve des brèches c’est dernières sont composées de blocs schisteux angulaires cimentés.
Par exemple : La faille qui a affecté le filon de pegmatite par endroit on
trouve des schistes, d’aspect très bréchifiés, en ballés avec des fragments
quartzeux dans les brèches.
on constate que deux lentilles de calcaires sont décalées,
donc il se peut que cela soit une faille surtout au niveau des zones de
faiblesses .On a observé le changement de direction de la schistosité qui a
été dérangée par des petites failles au niveau du talweg (non
cartophiable).
Une faille dextre (voir station S2 dans la carte ) de direction
EST-OUEST.
Une grande faille passante par Douar El larab qui se situe à la
limite du notre domaine.
2) La schistosité :
L’importance de la schistosité se présente dans la reconstitution des
mouvements qui ont accompagné les déformations des roches. La schistosité est
un système remarquable de plan de directions parallèles qui a apparu après la
Faille de DOAR LARAB
(Station6)
déformation, c’est à dire sous l’effet des contraintes la roche se divise en
feuillets parallèles.
La direction de la schistosité varie de N0, à N10, N20, N30, N40, mais
toutes ces directions sont attribuées à l’orogenèse hercynienne. Parfois, cette
schistosité est dérangée soit lors de la montée d’un fluide magmatique (N50 à
N60 prés des filons de pegmatites), soit par des failles.
Prés des filons, on constate un phénomène très spectaculaire, c’est la
réfraction de la schistosité qui affecte les épontes des filons avec une légère
variation de direction.
3) Schistosité de crénulation :
Par endroit du domaine on a rencontré la schistosité de crénulation S2,
dont les plans de la schistosité passent par les charnières de S1 plissée : S2 est
orientée N40 alors que S1 est orientée N10.
4) Le boudinage des filons de pegmatite :Les filons de pegmatite présentent une variation au niveau de la
puissance traduite par amincissement et une réouverture du filon à la puissance
initiale, ils ont l’aspect d’un « chapelet de saucisse », et ils se décomposent en
lentilles plus ou moins continues, ces lentilles ont actuellement des formes
prismatiques plus ou moins allongées en trois dimensions, mais à l’origine elles
formaient un niveau contenu de pegmatite. Ce phénomène est dû à l’étirement
parallèlement à la direction du filon qui peut parfois provoquer des
étranglements puis des ruptures. Cet étirement est attribué à l’ensemble des
contraintes liées à la phase hercynienne affectant les filons de pegmatite pendant
leur phase plastique.
Le boudinage
3) Les diaclases (veines) :
Ce sont des petites craquelures à l’intérieur des roches, généralement
remplies, totalement ou partiellement. Ces craquelures sont principalement
remplies par la calcite ou le quartz. On s’aperçoit que leur remplissage reflète le
plus souvent la nature de la roche encaissante (la calcite dans les calcaires
métamorphiques et le quartz auprès du filons quartzeux ou le filon
hydrothermal). Ainsi les eaux de précipitations lessivent les calcaires
métamorphiques, et transportent les carbonates de calcium solubles, après, en
effet de l’augmentation de la température, ces eaux laissent précipiter la calcite
ce qui remplie les diaclases des roches aux voisinage ; par contre le remplissage
en quartz est lié directement aux liquides chauds associés aux fluides
responsables de la formation des filons.
Diaclase remplis par la calcite
VI-Les phénomènes rencontrés :
1) Les klips :
Par définition sont des lambeaux de charriage c'est-à-dire une portion d’une unité tectonique allochtone (nappe de charriage) déposé sur un terrain autochtone.
Calcaire du Dévonien ( Station5) :
Constitué d’un calcaire d’age dévonien vue l’existence des orthoséres qui sont des fossiles a coquilles droite en roulé a section ronde surtout dans la lentille de calcaire qui est situé a 1125 m de la route principale N° 7 qui relie Marrakech à Casablanca.) est un témoin de l’existence d’un klip.
Schéma d’orthocere
Fossile Orthocere
2) Les glissements (station4) :
Dans notre domaine on a des glissements de calcaires qui se situe a l’extrême Ouest et Est sur les sommets ; comme témoin de ce glissement on trouve un aspect bréchifié ainsi qu’un contact tangentiel anormal entre le calcaire et le schiste, ces clips se situe a l’extrême Ouest et à l’Est.
3) Stylolite :
Définition :C’est des structures en forme de colonnettes s’interpénétrant au sein de
roches calcaires ou marno-calcaires en dessinant des joints
Glissement de
Le
irréguliers,généralement soulignés par une surface noirâtre ou brunâtre(produits charbonneux ou argileux). Ces figures, que l’érosion peut mettre en relief, correspondent à des surfaces de dissolution sous pression, et permettent notamment de déterminer la direction de la compression qui leur a donné naissance et qui est parallèle à l’allongement des colonnettes.
Dans notre domaine on trouve les stylolite dans les filons de sidérite (surtout celui de la station S1 ) dans ce cas les stylolite sont un remplissage de quartz
4) L’olistostrum : C’est une accumulation chaotique de terrains empruntés au front d’une nappe de charriage, au cours de sa mise en place dans un bassin sédimentaire,par suite de leur glissement par gravité sur le fond de ce bassin.On nomme
Schéma de stylolite
Les stylolites
olistolites (ou olistolithes) les gros blocs appartenant à cette masse glissée, et qui sont emballés dans les terrains sous-jacents. Les olistostrums sont situé à coté de Douar Ben Hmad, alors le front de la nappe de charriage se situe dans cette zone.
Sgmouide s3Nous avons rencontré un filon de pegmatite a une atendence vers
est – ouest ,il embale les schiste à la direction hyrcinien car les pegmatites epouse la schistosité, et puise que les pegmatites sont shisteusés alors on peut dire que les pegmatites sunschisteux ou
antéschisteux Photo + shema
