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Structure crustale, subsidence mésozoïque et flux de chaleur dans les bassins nord-sahariens (Algérie) : apport de la gravimétrie et des données de puits

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dc.contributor.author Centre national de la recherche scientifique, Centre géologique et géophysique de Montpellier
dc.contributor.author Takherist, Djilali
dc.date.accessioned 2012-01-16T13:15:27Z
dc.date.available 2012-01-16T13:15:27Z
dc.date.issued 1991-03
dc.identifier.issn 0755-267X
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/2332/2011
dc.description 235 pages, illustrations, bibliographie fr_FR
dc.description.abstract (FRE) L'étude des bassins nord-sahariens (Algérie) est abordée selon trois aspects qui ont pour objectifs: - l'analyse de la structure crustale sous la couverture sédimentaire à partir de l'étude des anomalies du champ de gravité, - l'analyse des mécanismes à l'origine du bassin mésozoique et de son schéma d'évolution à partir de l'étude de la subsidence tectonique dans 80 forages répartis à travers toute la partie nord-orientale de la plateforme saharienne, - l'analyse de l'état thermique actuel de cette plateforme et des implications géodynamiques éventuelles sur la structure lithosphérique, à partir de la détermination du flux de chaleur dans 220 forages pétroliers. Après la collecte et le traitement des différentes données (gravimétriques, diagraphiques, etc...), les résultats sont cartographiés de façon systématique. Leur analyse permet de mettre en évidence d'importantes caractéristiques majeures, jusque-là inconnues, marquant à une grande échelle la structure de la plateforme saharienne. L'étude des anomalies gravimétriques de grande longueur d'onde (100 à 300 km) montre, après compensation de l'effet des sédiments, que la structure du socle anté-paléozoique sous les bassins est dominée par une structuration panafricaine (600 Ma), nettement perceptible jusqu'à la limite de l'Atlas Saharien au nord. La mise en évidence d'une zone d'anomalies positives, localement associées à des massifs de roches basiques et ultrabasiques (faciès HP-BT), qui pourrait être interprétée comme une zone de suture intrapanafricaine, soutient l'hypothèse de la formation de la chaîne panafricaine par accolements successifs de blocs crustaux. Ce linéament majeur qui peut être suivi de l'Atlas Saharien au nord jusqu'au Mali au sud a joué un rôle important dans l'évolution structurale du bassin sédimentaire. D'autre part, cette étude met en évidence l'empreinte d'une remobilisation partielle de la croûte dans la partie septentrionale du bassin nord-saharien au cours de l'orogénèse varisque et de sa partie orientale au cours de la distension au Crétacé Inférieur. De même, un certain nom- bre de discontinuités transverses ENE-WSW a été reconnu. Ces linéaments qui affectent aussi bien le Craton ouest-africain que la zone panafricaine pourraient être associées à d'anciennes discontinuités (Archéen?), à caractère continental, dont la remobilisation lors des différentes phases tectoniques conditionne dans une cer- taine mesure la mise en place et l'évolution structurale du bassin. La tectonique et l'érosion, associées au contexte géodynamique de la fin du Paléozoique, ont créé, dans le Nord-est Saharien, les conditions nécessaires à la mise en place d'un bassin sédimentaire dès le début du Mésozoique. L'étude la subsidence tectonique permet de mettre en évidence les mécanismes possibles qui sont à l'origine de son initiation et d'expliciter son schéma d'évolution. Cette évolution est conditionnée par trois phases majeures: - une phase d'initiation au Trias à la faveur d'un mécanisme principal (bombement thermique-érosion- contraction), responsable des 3/4 de la subsidence observée, auquel viennent s'ajouter des mécanismes secondaires (intrusion magmatique, métamorphisme de base de croûte, distension); - une phase jurassique, avec la mise en place des importantes gouttières atlasiques au nord à la faveur de la distension associée au début de l'ouverture atlantique. Cette mise en place entraine le bassin nord- saharien à la subsidence par le biais de la rigidité flexurale (D=2. 10 21 N.rn-' et a= 250km); - une phase de distension au Crétacé inférieur qui est responsable du fonctionnement de fossés tectoniques subméridiens dans la continuité des fossés du sud du Hoggar et parallèles à ceux de Tunisie Orientale. On note au Crétacé supérieur un basculement du bassin vers le sud-est et une remarquable inversion de la subsidence qui affecte les zones jusque-là peu subsidentes (môle d'El Biod). La détermination du flux de chaleur dans 220 forages à partir des données pétrolières montre que l'en- semble de la plateforme saharienne est caractérisé par un flux relativement élevé (82 + 19 MW.M-2) . Les valeurs maximales (90 à 130 mW.m'2) sont observées au sud dans les régions d'Illizi, de In Salah et de Tindouf où elles définissent un axe d'anomalie globalement E-W qui semble marquer l'ensemble du Nord-ouest de l'Afrique. L'étude gravimétrique montre que toute la région est caractérisée par un écart à l'isostasie, maximal dans la partie sud du domaine (50 à 60 mgals). Cet écart à l'isostasie peut témoigner, en l'absence de soulèvement topographique actuel, de l'existence d'une anomalie négative de grande longueur d'onde d'origine profonde. Par ailleurs, l'étude des ondes de surface (Hadiouche et Jobert, 1989) indique l'existence d'une anomalie de vitesses dans le manteau supérieur caractérisant l'ensemble de la plateforme saharienne. Localement, l'analyse des xénolites de péridotites du volcanisme récent d'Illizi montre la présence d'un manteau supérieur fortement métasomatisé et allégé, associée à l'anomalie thermique. On est tenté au vu de la corrélation entre les résultats de ces trois études de conclure que toute la zone d'anomalie thermique est caractérisée par la présence d'un manteau supérieur anormal. (ENG) This study of the North-saharian basins of Algeria has three main objectives : - the understanding of the origin and evolution of the crustal structure underlying the sedimentary cover from the analysis of gravity anomalies, - the understanding of the origin and evolution of the Me sozoic basin from a study of the tectonic subsidence in 80 drill holes distributed over the northeastern section of the Saharian platform, - the study of the present thermal state of this area and its potential implications for the geo- dynamic state of the lithosphere based on heat flow estimates in 220 holes. Various data (gravity, Well logs,...) were collected and systematically maped. Their analysis shows the first evidence of large scale major features, related to the whole Saharian platform. The study of large wavelenght gravity anomalies (100 to 300 km) shows that the structure of the Pre-Paleozoic basement underlying the basins is regulated by a Pan-African structurization extending northwards as far as the Saharian Atlas. The existence of an area of positive anomalies, locally associated to basic and ultra-basic rocks (HP-LT facies) which could be interpreted as an intra-Pan-African suture zone, supports the hypothesis that the Pan-African belt was formed by successive collisional additions of crustal blocks. This important feature observed from the Atlas (to the North) to Mali (to the South) plays a major role in the structural evolution of the sedimentary basin. The study also indicates that the crust was partially remobilized during the variscan orogen in the east. Several ENE-WSW trending discontinuities have been observed. These lineaments, which affect the West African craton as well as the Pan-African zone, could be the relicts of old (Archean?) continental discontinuities ; their remobilization during later tectonic phases partially regulates the evolution of the basin. Tectonics and erosion related to the late Paleozoic geodynamics led to the formation of a sedimentary basin in the northeastern Sahara in the early Mesozoic. The study of its tectonic subsidence suggests mechanisms possibly responsible for its creation and evolution. This evolution is characterized by 3 major phases : - an early Triassic initiation by a major mechanism (thermal buldge, erosion, contraction) responsible for 3/4 of the subsidence to which minor effects are added (magmatic intrusion, metamorphism of the lower crust, extension). - a Jurassic phase with the initiation and development of several northern Atlas trenches related to the extension associated with the Atlantic opening. This phase leads to further subsidence because of the change in flexural rigidity (D=2.1023 N/m ; =250km). - an extension phase during the Lower Cretaceous responsible for the opening of submeridian grabens (extending northwards those observed in the eastern Hoggar and parallel to those of eastern Tunisia). During the Upper Cretaceous, the basin shifts towards the southeast and subsidence begins to affected zones relatively unaffected until than (El Biod Mole). Heat flow estimates from 220 oil wells show that the whole Saharian platform is characterized by a relatively high heat flow (82±19 MW/m2). The highest values (90 to 130 MW/m2 ) are observed in the southern part, near Illizi, In Salah and Tindouf, where they define a globaly E-W axis, apparently characteristic of the whole northwestern Africa. Gravity shows that the same area is characterized by an isostatic anomaly, which is maximum in the south (50 to 60 mgals). This anomaly could be the signature of a large wavelenght negative anomaly at great depth. Surface wave analysis (Hadiouche Jobert, 1989) also define a zone of anomalously low velocities in the upper mantle under the whole Saharian platform. Locally, the chemical analysis of xenoliths in the peridotites of the recent Illizi volcanism indicates a highly metasomatized anomalously light upper mantle in good agreement with the thermal anomaly. The good correlation between these various analysis tends to suggest that the entire zone characterized by a thermal anomaly could correspond to an anomalous upper mantle. fr_FR
dc.language.iso fr fr_FR
dc.relation.ispartofseries Documents et travaux du Centre géologique et géophysique de Montpellier;29
dc.title Structure crustale, subsidence mésozoïque et flux de chaleur dans les bassins nord-sahariens (Algérie) : apport de la gravimétrie et des données de puits fr_FR
dc.type Rapport en série fr_FR

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