Evolution Lithostructurale Des Monts Des Ksour (Atlas Saharien, Algérie) Au Cours Du Trias Et Du Jurassique : Géodynamique, Typologie Du Bassin Et Télédétection
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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITE ABOU BEKR BELKAID TLEMCEN Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie et des Sciences de la Terre et de l’Univers Département des Sciences de la Terre et de l’Univers Laboratoire de recherche N° 25 Promotions des ressources minières hydriques et pédologiques THESE présentée par KACEMI ALI en vue de l’obtention du Doctorat en science Filière : Sciences de la Terre Option : Structurologie – Sédimentologie Evolution lithostructurale des Monts des Ksour (Atlas Saharien, Algérie) au cours du Trias et du Jurassique : Géodynamique, Typologie du bassin et Télédétection Soutenu le : 18 Décembre 2013 devant le Jury composé de : Présidente : Ghellaï Nacéra Professeur U.A.B. Tlemcen Directeur de thèse : Bensalah Mustapha Professeur U.A.B. Tlemcen Examinateur : Belhaï Djelloul Professeur U.S.T.H. B Alger Examinateur : Benyahia Mohamed Professeur U. Sidi Bel Abbes Examinateur : Mahboubi M’Hamed Professeur U. Es Sénia Oran Année universitaire : 2012-2013 AVANT-PROPOS Je voudrais commencer cet avant propos par évoquer le souvenir du défunt Monsieur le Professeur Mékahli Larbi qui m’a ouvert les portes de l’investigation dans cette spécialité où, il n’y a que de la connaissance des secrets de cet univers qui sont à nos yeux en plus d’une curiosité naturelle, une œuvre divine qui reflète l’histoire universelle depuis la création jusqu’à nos jours. Le travail présenté dans ce mémoire est d’abord un travail de terrain. Plusieurs missions ont été effectuées dans une région où, l’hospitalité et la gentillesse des habitants m’ont facilité ce travail. Il s’est concrétisé grâce au concours matériel de notre laboratoire de recherche (Labo. 25). Au terme de ce travail, Il m’est agréable d’adresser mes plus vifs remerciements aux personnes qui m’ont aidé notamment sur le plan moral dans la réalisation de ce travail. J’exprimerai tout d’abord ma plus profonde gratitude et respect au Professeur Bensalah Mustapha, Doyen à l’université de Tlemcen et Directeur du Laboratoire N° 25, d’avoir accepté sans hésitation de prendre la direction de ce travail qui n’était au départ qu’une « idée mal définie » en m’accordant une confiance totale, surtout, quand il s’agissait d’un projet « terrain ». Je n’oublierai jamais les missions de terrain que nous avons effectué ensemble dans les Monts des Ksour. Je veux rendre un chaleureux hommage à ceux qui m’ont fait l’honneur d’en constituer le jury : Le Professeur Ghellaï Nacera m’a fait l’honneur et la joie de bien vouloir présider le jury de cette thèse, qu’elle soit remerciée. Je remercie particulièrement monsieur Belhaï Djelloul, Professeur à l’USTHB d’Alger d’avoir accepter d’examiner ce travail. Mes remerciements vont également à monsieur Benyahia Mohamed Professeur et Doyen à l’université de Sidi Bel Abbes pour prendre part à mon jury, je lui suis très reconnaissant. Je suis toujours honoré par la présence de monsieur Mahboubi M’Hamed, Professeur à l’université d’Oran dans mon jury. Qu’il trouve ici l’expression de ma gratitude et mon profond respect. Ma reconnaissance va aussi à madame Azzouni Abla, Professeur à l’université de Tlemcen qui a exprimé un vif intérêt à l’avancement de mes travaux en me prodiguant conseils et encouragements surtout au cours de ces deux dernières années. Mes remerciements vont aussi à madame Kazi Tani Soumia qui m’a apporté sa collaboration à la détermination des foraminifères récoltés au cours de mes investigations. Il m’est agréable d’adresser mes sincères remerciements à messieurs Hakim Hebib et Adaci Mohamed membres du Labo. 25 pour leur soutien moral. Je remercie aussi monsieur et madame Bouanani qui n’ont jamais cessé de me soutenir. Je remercie sincèrement messieurs Rahmani Abderrahmane et Benmaâmar Abdelkrim de m’avoir toujours soutenu et de m’accompagner plusieurs fois sur le terrain. Je garde un parfait souvenir de tous les étudiants de 4ème et 3ème année que pendant les stages de terrain dans les Monts des Ksour ont toujours montré l’intérêt qu’ils portaient à ces camps de terrain. Ils ont pris eux aussi une part à la réalisation de ce mémoire. Je tiens aussi à remercier tous les étudiants ingénieurs qui ont travaillé sur l’Atlas Saharien Occidental sous ma direction et qui m’ont aidé à la réalisation de cette thèse. Ma reconnaissance est orientée à mes collègues enseignants du département STU qui m’ont aidé de près ou de loin à la réalisation de ce travail, Messieurs Baghli, Tabet Hellal, Taleb, Boucif, Benchouk, Bensefia, Benramdane, Benadla, Choukri, monsieur et madame Boudjemâa, mademoiselle Hadji etc. Je remercie aussi tous les chauffeurs qui m’ont accompagné sur le terrain : Abdelwahid, Belkhiri, Facih, Ghaouti, Kacimi et Tahar. Enfin ce mémoire représente aussi pour une part non négligeable, la longue patience de ma femme et de mes enfants. Je dédie ce travail à ma mère A ma femme et mes enfants : Mohamed, Youcef et Abdelaziz A mes frères et sœurs. A tous, merci TABLE DES MATIERES Pages AVANT-PROPOS 01 RESUME 08 PREMIER CHAPITRE : INTRODUCTION 10 I. PRESENTATION DE LA REGION D’ETUDE 12 A. Le Maghreb géologique : cadre géographique et géologique 12 B. L’Atlas Saharien Occidental (Monts des Ksour) : cadre géographique et 16 géologique II. HISTORIQUE DES TRAVAUX ANTERIEURS 19 A. Dans le cadre cartographique 19 B. Dans le cadre sédimentologique 20 C. Dans le cadre structural 20 D. Divers 23 III. NATURE ET OBJECTIFS DE L’ETUDE 25 A. Nature de l’étude 25 B. Problèmes, objectifs et méthodes de l’étude 25 DEUXIEME CHAPITRE : LITHOSTRATIGRAPHIE 29 I. LES FORMATIONS LITHOSTRATIGRAPHIQUES ET LEURS LIMITES 30 A. Délimitation des secteurs 30 B. Les discontinuités adoptées 31 C. Les Formations lithostratigraphiques 31 1. Dans le secteur d’Aïn Ouarka 33 2. Dans le secteur de Zerga de Sfissifa 34 3. Dans le secteur de Forthassa 34 II. ETUDE LITHOSTRATIGRAPHIQUE 36 A. LE SILLON ATLASIQUE : SECTEUR D’AÏN OUARKA (LE 36 CHEMARIKH) Introduction 1. LES FORMATIONS DU LIAS AU DEBUT DOGGER: « DOLOMIE DE CHEMARIKH, ALTERNANCES D'AÏN OUARKA, 36 MARNO-CALCAIRES DE AÏN RHEZALA ET BRECHES DE LA RAKNET EL KAHLA » 1.1 Description des coupes 37 1.1.1 Coupe du SW d’Aïn Rhézala 37 a. La « Dolomie de Chémarikh » 38 b. Les « Alternances d’Aïn Ouarka » 39 c. Les « Marno-calcaires de Aïn Rhézala » 41 d. Les « Brèches de la Raknet El Kahla » 41 1.1.2 La coupe du NE de Aïn Rhézala ou coupe de la Raknet El Kahla 43 a. La « Dolomie de Chémarikh » 43 b. Les « Alternances d’Aïn Ouarka » 43 c. Les « Marno-calcaires de Aïn Rhézala » 43 d. Les « Brèches de la Raknet El Kahla » 43 2. LES FORMATIONS DU BAJOCIEN-BATHONIEN : 45 « TÉNIET EL KLAKH » ET « TIFKIRT » Introduction 45 2.1 Description des coupes 46 2.1.1 La « Formation de Téniet El Klakh » 46 Première coupe : coupe au Sud d’Aïn Rhézala 46 2.1.2 La « Formation de Tifkirt » 49 Deuxième coupe : coupe de Djebel Djeraouine au nord du Diapir 49 3. LES FORMATIONS DU DOGGER-JURASSIQUE SUPERIEUR : 50 « DJARA ET AÏSSA » Introduction 50 3.1 Description des coupes 51 3.1.1 La « Formation de Djara » 51 3.1.2 La « Formation d’Aïssa » 54 3.1.3 Description d’une coupe levée à Djebel Djara 54 4. LES FORMATIONS DU PASSAGE JURASSIQUE–CRETACE ET 58 CRETACE INFERIEUR : « TILOULA ET TIOUT » 4.1 Description des coupes 58 4.1.1 La « Formation de Tiloula » 58 a. Introduction 58 b. Description de la coupe de Djebel Djara 59 c. Conclusion 60 d. Age de la formation 62 4.1.2 La « Formation de Tiout » 62 a. Introduction 62 b. Description de la coupe 63 c. Age de la formation 66 A. LE SILLON PRE-ATLASIQUE : SECTEUR DE NESSANIS 67 (FORTHASSA CHERGUIA) (SUD DE L’ACCIDENT SUD MESETIEN) Introduction 67 1. Description des coupes 67 1.1 «Dolomies du Guettob Moulay Mohammed» 71 1.2 «Les Alternances du Gaaloul» 72 1.3 «Les Marno-calcaires du Réha» 72 2. Conclusion 74 A. LA RIDE DE ZERGA DE SFISSIFA (ACCIDENT NORD ATLASIQUE) 76 Introduction 76 1. Description des coupes du flanc Nord-Ouest 76 1.1 « Dolomies basales » (ou « Dolomie de Souiga ») 76 1.2 « Alternances de calcaires et de marnes » (ou « Alternances d'Aouinet Es Siah ») 77 1.3 « Ensemble marneux intercalé de rares bancs de calcaires » (ou « Marno-calcaires 77 d'Aïn Beïda ») 1.4 « Une formation de calcaires à la base et marnes au sommet » (ou « Formation de 77 Mélah »). 1.5 La « Formation de Téniet El Klakh » 79 1.6 La « Formation de Tifkirt » 79 1.7 La « Formation de Djara » 79 1.8 La « Formation d’Aïssa » 83 D. CONCLUSION 90 TROISIEME CHAPITRE: TECTONIQUE ET SEDIMENTATION 91 INTRODUCTION 93 A. Rappels sur les accidents tectoniques 93 B. Analyses structurales 96 C. Présentation de l’étude 97 I. INVENTAIRE DES ACCIDENTS SYNSEDIMENTAIRES : GEOMETRIE, 98 CINEMATIQUE ET CARACTERISTIQUES A. Dans les affleurements triasiques 98 - Dans le sillon atlasique (Aïn Ouarka, Djénien) 98 - Dans la ride Zerga-Souiga-Mélah 102 - Dans le sillon préatlasique 102 Conclusion 103 B. Dans la Dolomie de Chémarikh et ses équivalents dans les autres zones (à 103 partir de l’Hettangien) 1. Dans le sillon atlasique : au niveau du Djebel Chémarikh 103 2. Dans la ride de Zerga : au niveau de Djebel Zerga 108 3. Dans le sillon préatlasique : au niveau de Nessanis 108 4. Conclusion 109 C. Dans les Alternances d’Aïn Ouarka et leurs équivalents dans les autres zones 109 (à partir du Sinémurien) 1.