Evolution tectono-metamorphique et chronologique des unités métamorphiques du Rif interne (Beni Bousera, Nord du Maroc)

Tectonic and chronological evolution of the metamorphic units of the internal Rif (Beni Bousera, North Morocco)

• Auteur / Autrice : Asmae El Bakili
• Direction : Michel Corsini, Ilias Kacimi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Planète et de l'Univers
• Date : Soutenance le 27/05/2021
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur en cotutelle avec Université Mohammed V (Rabat). Faculté des sciences
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Géoazur (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Jury : Président / Présidente : Abdelfatah Tahiri
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Corsini, Ilias Kacimi, Abdelfatah Tahiri, Karel Schulmann, Omar Saddiqi, Abdessamad El Adraoui, Abdellah Ammar, Jean-Marc Lardeaux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Abdelfatah Tahiri, Karel Schulmann, Omar Saddiqi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rif (Maroc ; massif)

Géologie

Mots clés libres

Arc de Gibraltar

Domaine d’Alboran

Rif Interne

Beni Bousera

Sebtides

Chaîne varisque

Chaîne alpine

Datations U-Th-Pb et 40Ar-39Ar

Extension arrière-arc

Gibraltar Arc

Alboran Domain

Beni Bousera

Sebtides

Variscan orogeny

Alpine orogeny

U-Th-Pb and 40Ar-39Ar dating

Back arc extension

Résumé

Située à l'extrême-ouest de la Méditerranée occidentale, la chaîne bético-rifaine s’est formée au travers d’une histoire orogénique alpine complexe, impliquant des processus de subduction liés à la convergence entre l’Afrique et l’Eurasie depuis le Crétacé. Une découverte importante de ces quatre dernières décennies d'investigations géologiques, a été la mise en évidence des vestiges d’un événement varisque dans les zones internes de la chaîne. Ces résultats soulignent bien la présence de deux systèmes orogéniques superposés, les zones internes de la chaîne bético-rifaine demeurent donc des zones privilégiées pour étudier l’importance de l’héritage structural et métamorphique dans les réactivations partielles ou totale par les évènements les plus récents. Ce travail est localisé dans le secteur de Beni Bousera, ou affleurent les roches crustales et mantéliques qui forment les unités les plus internes de la chaîne. Il s’appuie sur une étude menée à partir des analyses structurales et pétrologiques, des datations U-Th-Pb sur monazite et 40Ar-39Ar sur des micas et des amphiboles. Il nous permet de résumer l’histoire de la chaîne bético-rifaine de la manière suivante : 1) un événement de HP-HT affecte la base du domaine interne à ca 281 ± 3 Ma. Ces nouvelles données pétrologiques et géochronologiques obtenues dans le Rif interne sont corrélées avec les Bétiques, les Kabylies et le massif de l'Edough en Algérie, la ceinture mauritanienne et les Appalaches. Elles attestent d'un domaine convergent au cours du Carbonifère supérieur- Permien inférieur. Tous ces segments orogéniques font partie des Variscides nord-africains construits à la marge nord-ouest du Gondwana en réponse à une convergence entre cette dernière et la Laurentia. 2) autour de 29-26 Ma, un événement métamorphique avec un gradient de type Barrovien à Abukuma affecte les Sebtides (les unités les plus internes de la chaîne), et il est interprété comme résultant de l'évolution de la plaque supérieure d'une zone de subduction. Cet évènement alpin est caractérisé par un chemin prograde marqué par un réchauffement à la base des Sebtides entre 26 et 22 Ma. De telles conditions reflètent un amincissement et un réchauffement de la croûte liée à la remontée asthénosphérique due au retrait de la plaque plongeante ; cet événement marque le début d’un évènement extensif majeur. 3) Au Miocène inférieur à 22-20 Ma, les zones internes (ou domaine d’Alboran) sont affectées par une extension E-W contemporaine de l’ouverture du bassin d'Alboran dans un contexte arrière-arc, et par l’intrusion de filons granitiques dans les péridotites et les unités métamorphiques crustales du domaine interne. Cet évènement a permis l’exhumation finale des Sebtides. 4) Du Miocène inférieur au Miocène moyen, la chaîne bético-rifaine a acquis sa géométrie arquée (l’arc de Gibraltar) suite à la collision entre les zones internes et les zones externes, attestée par une phase de raccourcissement majeur de direction NE-SW à E-W, et 5) l’arc de Gibraltar est affecté par une phase de raccourcissement N-S ante-Pliocène de direction N-S, qui a modifié considérablement sa géométrie.

Located at the extreme tip of the western Mediterranean, the Betic-Rif orogenic system is built through a complex alpine orogenic history involving processes of subduction related to convergence between Africa and Eurasia since the Cretaceous. A remarkable discovery during the last four decades of geological investigations, has been the remains of a variscan event in the internal zones of the belt. These results underline the presence of two superimposed orogenic systems, the internal zones of the belt thus remain a privileged area to study the importance of the structural and the metamorphic heritage in the partial or total reactivation by the most recent events. This work is located in the Beni Bousera sector, where crustal and mantle rocks that form the innermost units of the chain are exposed. Based on structural and petrological analyses, U-Th-Pb dating on monazite and 40Ar-39Ar dating on micas and amphiboles. The history of the Betic-Rif belt can be summarized as it follows: 1) a HP-HT event affects the base of the internal domain at around 281 ± 3 Ma. These new petrological and geochronological data obtained in the internal Rif, are correlated with the Betics, the Kabyle, the Edough massif of Algeria, the Mauritanian, and the Appalachian belts, attesting a convergent domain during the late Carboniferous – early Permian. All of these orogenic segments are part of the North African Variscides built at the north-western margin of Gondwana in response to convergence between the later and Laurentia. 2) at around 29-26 Ma, a Barrovian to Abukuma metamorphic event affects the Sebtides (the innermost units of the chain) and interpreted as the evolution of the upper plate of a subduction zone. This alpine event is typically characterized by a prograde metamorphic path marked by heating affecting the base of the Sebtides between 26 to 22 Ma, such conditions reflect thinning and heating of the crust related to the asthenosphere upwelling due to slab roll-back. This event marks the beginning of a major extensive event. 3) In the Miocene around 22-20 Ma, the internal zones are affected by an E-W extension contemporary to the opening of the Alboran Basin in a back-arc context, and the intrusion of granitic dykes into the peridotites and crustal metamorphic units, the exhumation of the Sebtides was complete at this time. 4) From early to middle Miocène, the Betic-Rif belt acquired its arcuate geometry (the Gibraltar Arc) during the collision between the Internal and the external zones, attested by de NE-SW to E-W shortening phases across the arc. 5) more lately prior to Pliocene, the Gibraltar arc was subjected to contractional possess related to a N-S shortening phase, which drastically altered its geometry.