Apports De La Gravimétrie Dans La Caractérisation Des Structures Éffondrées Dans La Région De Nebeur (Nord Ouest De La Tunisie)
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1661-8726/08/010017–11 Swiss J. Geosci. 101 (2008) 17–27 DOI 10.1007/s00015-008-1255-3 Birkhäuser Verlag, Basel, 2008 Apports de la gravimétrie dans la caractérisation des structures éffondrées dans la région de Nebeur (Nord Ouest de la Tunisie) IMEN HAMDI NASR1, ABDELHAMID BEN SALEM 1, MOHAMED HEDI INOUBLI 1, JAMEL DHIFI 1, 1 1 2 R. ALOUANI , ABDELHAK CHAQUI & VINCENT PERTHUISOT Key words: gravity anomalies, structures, graben, North Tunisia RÉSUMÉ ABSTRACT L’étude des données gravimétriques relatives à la région de Nebeur conduit Gravity data were analysed in the Nebeur area to better understand the orga- à une meilleure compréhension de l’organisation de ses structures profondes. nization of its underlying structures. Analysis of the gravity data included the Pour cela l’anomalie de Bouguer a subi différents types de traitements: calcul computation of a complete Bouguer anomaly, upward continuations, as well de prolongements, de résiduelles, et de dérivées selon différentes directions. as residual and derivative maps. La combinaison des différents résultats issus de l’interprétation des cartes Comparison of gravity maps, geological and structural maps allows the gravimétriques et des données de la géologie de surface conduit à définir des identification of major structural directions and trends of the study area. It directions et des structures majeures pour la région. Plusieurs directions ont confirms some structural elements gathered from outcrops and defines new été confirmées et d’autres ont été mises en évidence, notamment, un fossé ones. In particular, the Oued Tessa – Bled el Ghorfa area that is characterized d’effondrement de direction NO–SE au niveau de la zone de l’Oued Tessa- by a negative gravity anomaly, corresponds to a collapsed structure limited by Bled el Ghorfa. Ce résultat constitue une extension vers le Nord de la zone two NW–SE fault systems. This result extends to north the graben zone that des fossés décrite au niveau des affleurements. is described from outcrops. Introduction tunisien. Ces structures, de type «pull apart», sont de direction NO–SE (Jauzein 1967; Ben Ayed 1986; Chihi 1995). La Tunisie a constitué durant les époques géologiques une L’étude de la carte géologique 1/500 000 (fig. 1) de la Tunisie marge passive de la Téthys méridionale. Sa disposition en blocs montre que ces grabens se présentent comme un enchaînement basculés a favorisé, au cours des époques postérieures, la mon- en escalier avec une diminution de leur extension latérale du tée des matériaux évaporitiques du Trias. Ces matériaux ont Sud vers le Nord. Dans la partie Ouest de la zone des diapirs, percé leurs couvertures à partir de l’Albien (Kujawsky 1969; cet enchaînement est représenté par le fossé de Siliana, le fossé Crampon 1973; Perthuisot 1978) et ont jalonné les accidents de du Sers et le fossé du Kef (Ben Ayed 1975; Chihi 1995) suivi direction NE–SO connus en Tunisie septentrionale. par l’ensemble Laroussa – Bouarada – Fahs. Ces fossés qui sont Lors de la convergence des plaques africaine et eurasiatique esquissés dés l’Eocène (Jauzein 1967; Ben Ayed 1975) ont fonc- (Dercourt et al. 1968) aboutissant à la fermeture téthysienne, la tionné pendant tout le Néogène et une partie du Quaternaire, marge tunisienne a été soumise à des contraintes compressives. dont les dépôts présentent souvent des épaisseurs importan- Cette phase, dont les effets sont particulièrement sensibles pen- tes. dant le Miocène, a largement contribué à la déformation de la Notre secteur d’étude fait partie de ce domaine de la zone zone d’étude (Chihi 1995; Rouvier 1977). des dômes. Il correspond à la coupure à 1/50 000 de Nebeur. L’accentuation de la déformation et l’inversion des acci- Les auteurs (Perthuisot 1978; Ghanmi 1981; Chikaoui 2002; dents a provoqué la transformation d’une partie des structures Ben Haj Ali 1979; Dali 1981; Turki 1985; Chikhaoui 1988, 2002; triasiques en lames plus ou moins déversées (Perthuisot 1978) Vila 1998; Ghanmi et al. 2001) s’accordent sur le fait que cette et a contribué à l’ouverture des grabens caractérisant l’Atlas zone correspond à un domaine de sillon profond («sillon tuni- 1 Faculté des Sciences de Tunis, Département de Géologie, Unité de Recherche de Géophysique Appliquée aux Minerais et aux Matériaux, Tunis 1060 Tunisie. 2 Ecole Polytechnique d’Orléans, France. Structures effondrées (NW-Tunisie): Apport de la gravimétrie 17 Fig. 1. Localisation de la zone d’étude sur la carte structurale simplifiée du Nord de la Tunisie. sien», Burollet 1956) au cours du Crétacé inférieur et qui a été majeures de la zone et confirment dans une large mesure les perturbé à partir de l’Aptien par des mouvements diapiriques observations de terrain et les modèles géologiques régio- diversement interprétés, aboutissant à une structuration com- naux. plexe en dômes et en gouttières. Les affleurements triasiques, de direction NE–SO, occupent Cadre géologique généralement, le cœur de structures anticlinales. Les réseaux de failles sont essentiellement de direction NE–SO. N–S, E–O et Les principales structures de la région (fig. 2) sont représentées NO–SE (Burollet 1956; Chikhaoui 1988, 2002). par des anticlinaux à cœur triasique (J. Ghazouane, J. Ghozlane, L’intégration des données de terrains et des données gra- J. Kebbouch), des synclinaux à cœurs d’Eocène inférieur et les vimétriques a permis de dégager les différents alignements fossés à remplissage de Mio-Plio-Quaternaire (Fakraoui et al. structuraux de la zone, et étendre le style structural de l’atlas 1993). Ces structures sont hachées par des accidents de diffé- tunisien plus au Nord de sa limite actuelle. rentes directions NO–SE, NE–SO, N–S et E–O (Burollet 1956; L’étude et la superposition de cartes gravimétriques (pro- Chikhaoui 1988 et 2002). longements, dérivées, calcul de résiduelle,…) à la carte géo- logique, permettent de définir les directions et les structures 18 I. Hamdi Nasr et al. Aperçu stratigraphique Ce domaine a par ailleurs subi au cours du Trias la phase distensive responsable de l’ouverture de la Téthys (Dercourt et La série stratigraphique s’étend du Trias au Quaternaire. Les al. 1968, Chihi 1995; Ben Ayed 1986; Perthuisot 1978). Un bassin terrains affleurants sont essentiellement d’âge crétacé, encais- de type rift se met en place au cours du Trias (Adil 1993; Alouani sant des noyaux d’âge triasique. 1991). Il poursuivra sa subsidence au Jurassique grâce à la réac- La série crétacée à sédimentation monotone est représen- tivation des accidents hercyniens dans un contexte de rifting tée par des alternances marno-calcaires de la formation Fahd- (Chikhaoui 2002). Cette phase de rifting s’est poursuivie du- ène surmontées par les marnes et les calcaires marneux de la rant tout le Crétacé permettant la persistance d’un sillon sub- formation Aleg. L’ensemble est couronné par les deux barres sident profond (Burollet 1956). L’inversion tectonique tertiaire de calcaires crayeux de l’Abiod. L’épaisseur de cette série est (Jauzein 1967; Crampon 1973; Castany 1952; Kujawski 1969) a importante qui peut atteindre plus que 4000 m dans la région contribué au soulèvement de notre domaine qui se présentait du Kef (Burollet 1956), sauf à proximité des affleurements tria- pendant l’Eocène comme une plate-forme nummulitique (Bu- siques où elle montre des puissances réduites (Chikaoui 1988). rollet 1956; Chihi 1995; Ben Ayed 1986; Jauzein 1967; Rouvier Le Paléocène est représenté par des marnes grises (forma- 1977; Crampon 1973; Castany 1952; Kujawski 1969; Er Raoui tion El Haria) qui montrent des épaisseurs réduites par rapport 1994; Zair 1999). La phase compressive du Néogène a engendré au domaine septentrional subsident (Jauzein 1967; Kujawski l’exhaussement du bassin, la formation de la chaîne atlasique, 1969; Perthuisot 1977, 1978). Cette réduction d’épaisseur, té- et l’installation des bassins résiduels marins ou continentaux moigne d’un soulèvement général du domaine qui s’amplifie qui se comblent par des dépôts néogènes (Rouvier 1977). au cours de l’Oligocène dont les dépôts sont absents dans toute Dans la zone d’étude, appartenant à ce domaine, ces mou- la région. Le Mio-Plio-Quaternaire à faciès continental est dis- vements tectoniques sont attestés par des réductions de l’épais- cordant sur les terrains plus anciens. seur des séries et des lacunes sédimentaires à proximité des affleurements triasiques – J. Kebbouch, Nebeur – (Fakaraoui 1994; Ghanmi 1981) alors que des séries épaisses et complètes, Aperçu structural à composante principalement marneuse, se sont déposées dans La perturbation des séries stratigraphiques sensible dès le Pa- les gouttières synclinales. léocène, prouve que notre domaine était sous l’influence de Les structures édifiées ont été reprises au cours des diffé- diverses contraintes tectoniques. Les mouvements correspon- rentes phases tectoniques, de sorte que la disposition actuelle dants, responsables de la formation de plis à grand rayon de peut enregistrer la signature de cette évolution et surtout les courbure (Crampon 1973; Ben Ayed 1986), et l’ascension sa- évènements majeurs. Ainsi, notre domaine montre des struc- lifère, ont largement contrôlé le style tectonique de la région tures plissées, largement bouleversées par le jeu de failles de (Jauzein 1967; Ben Ayed 1975, 1986; Perthuisot 1978; Ben Haj direction variables avec une dominance des directions NE–SO, Ali 1979; Dlala 1981; Fakraoui 1993, 1994; Chikhaoui 2002;). E–O et NO–SE (Chikhaou 1988, 2002; Fakaraoui et al. 1994; Fig. 2. Carte géologique simplifiée de la région étudiée (Fakraoui et al. 1994). Structures effondrées (NW-Tunisie): Apport de la gravimétrie 19 Ghanmi 1981; Ghanmi et al. 2001; Hammami 1999). Ces failles densités mesurées a permis de choisir une densité régionale de différents types sont responsables de la structuration actuelle de 2.4 g/cm3. du domaine et ont défini un style tectonique transpressif. Anomalie de Bouguer Données gravimétriques La cartographie de l’anomalie de Bouguer est réalisée en Les données gravimétriques couvrent la coupure à 1/50 000 de utilisant la méthode de courbure minimale (Briggs 1974).