Que Des Anomalies En ETM Au Cap De Garde, Massif De L'edough, Annaba
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Trabajos de Geología, Universidad de Oviedo, 33 : 231-243 (2013) Caractérisation de l’origine géogénique/anthropi- que des anomalies en ETM au Cap de Garde, Massif de l’Edough, Annaba (NE algérien) Characterization of the geogenic/anthropic origin of the MTE anomalies in the Cap de Garde, Edough Massif, Annaba (NE Algeria) S. Hadj Zobir1, M. Daif 2, S. Djorfi3 1Badji Mokhtar-Annaba University, Laboratory of Soils and Sustainable Development, P.O. Box 12, 23000 Annaba, Algeria. E-mail : [email protected] 2Badji Mokhtar-Annaba University, Laboratory of LGRN, P.O. Box 12, 23000 Annaba, Algeria. E-mail : [email protected] 3Badji Mokhtar-Annaba University, Laboratory of Natural Resources and Management, P.O. Box 12, 23000 Annaba, Algeria. E-mail : [email protected] RÉSUMÉ: Les éléments traces métalliques (ETM) sont naturellement présents en faibles ou très fai- bles concentrations dans les roches. Cependant, certains processus géologiques, tels que l’altération par l’eau, les fluides hydrothermaux et/ou l’érosion, peuvent conduire à leur accumulation. L’al- tération fragilise la roche, permettant ainsi la formation de minéraux argileux qui sont considérés comme pièges à éléments chimiques. Le site du Cap de Garde (Algérie) a connu, cette décennie, une importante urbanisation (construction d’hôtels, d’un centre de vacances et autres). Dans cette étude, les échantillons prélevés à proximité des constructions ont été comparés à ceux prélevés loin de celles-ci. Les premiers se caractérisent par des teneurs en Ni, Cr, Pb et Cu en dessous des nor- mes internationales, les seconds se distinguent, contre toute attente, par de fortes concentrations. L’étude géochimique détaillée des différents faciès lithologiques et minéralogiques des zones de prélèvement a permis de mettre en évidence: (i) les fortes teneurs en ETM sont localisées dans les formations particulièrement affectées par la tectonique cassante et ayant un fort taux d’altération hydrothermale, (ii) les faibles concentrations en ETM sont particulières aux zones urbanisées géolo- giquement pauvres en structures cassantes et à faible taux d’altération hydrothermale. Ces résultats permettent de conclure que les que les fortes concentrations en ETM des zones urbanisées du Cap de Garde sont géogéniques. MOTS-CLÉS: géogénie, anthropie, anomalie, ETM, Annaba, Algérie Abstract: The metallic trace elements (MTE) are naturally present in low or very low concentration in rocks. However, some geological processes such as weathering and/or erosion, may lead to their accumulation causing natural concentration. In the studied region, the alteration has weakened the rock, facilitating the formation of clay minerals that are good traps for chemical elements. The Cap de Garde (Algeria) has experienced during this decade a significant urbanization with many big buildings. In this study, samples collected near the urban zones were compared with those collected 232 S. HADJ ZOBIR, M. DAIF, S. DJORFI from remote areas. The first samples show concentrations of Ni, Cr, Pb and Cu below international standards, while those taken away from constructions show, paradoxically, high concentrations. A detailed geochemical study of different lithological and mineralogical facies of the sampling areas has pointed out that high levels of MTE are located in outcrops particularly affected by brittle tec- tonics and with a high rate of hydrothermal alteration, while low concentrations of MTE are speci- fic to non urbanized areas which are poor in brittle structures and without hydrothermal alteration. These results show that the MTE chemical anomaly in urbanized Cap de Garde region is geogenic. KEYWORDS: geogenic, anthropic, anomaly, MTE, Annaba, Algeria. La présence d’éléments métalliques en traces (ETM) néenne et au Sud-Ouest par le prolongement du peut avoir plusieurs origines. A proximité des zones massif de l’Edough proprement dit. Ce dernier cor- urbaines, elle est souvent anthropique, liée à l’acti- respond à un vaste ensemble anticlinal en forme de vité humaine: urbanisation et industrialisation. Une dôme asymétrique d’environ 50 km de long et 20 origine géogénique peut également être la cause de km de large. Il s’allonge du Sud-Ouest au Nord- teneurs élevées en ETM. Ces éléments chimiques Est entre le Cap de Garde et la dépression de la sont naturellement présents en faible ou très faible plaine des Senhadja. La partie Nord-Est du massif concentration dans les roches. Cependant certains de l’Edough, y compris le Cap de Garde, se carac- processus géologiques, tels que l’altération météo- térise par une topographie fortement accidentée, à rique ou hydrothermale et/ou l’érosion, peuvent forte pente (P = 30-40 %). La zone Sud-Est est par conduire à leur accumulation et provoquer ainsi une contre moins abrupte et est à pente plus douce (P anomalie chimique. L’altération fragilise la roche et = 10-15 %). Le massif de l’Edough qui a subi une permet par conséquent la formation de minéraux évolution géologique très particulière, est considéré argileux qui sont considérés comme des pièges à élé- comme d’âge Néoprotérozoïque (Hammor et Lan- ments chimiques. Ce travail a pour but de caracté- celot, 1998). Il se distingue par une lithologie très riser l’origine des fortes concentrations en éléments variée (Fig. 1a). (i) Un socle métamorphique «Uni- traces trouvées dans les formations rocheuses du té inférieure» où le noyau est composé de gneiss Cap de Garde, (Algérie). Deux groupes d’échantil- altérés de nature arkosique (Hadj Zobir 2012; lons ont été étudiés: le premier groupe correspond Hadj Zobir et Mocek, 2012) et parfois de bancs aux échantillons prélevés dans la partie Nord du de leptynites et de marbres (Hilly, 1962; Gleizes Cap de Garde. Cette zone est non urbanisée, à forte et al., 1988; Ahmed-Said et al., 1993). L’ensemble pente. Les formations rocheuses y sont très altérées de cette unité est en association complexe avec des et accidentées. Le second groupe a été prélevé dans roches ultramafiques-mafiques: des amphibolites de la zone Sud. Cette dernière se caractérise par un re- la Voile Noire (Ahmed-Said et Leake, 1992) et des lief à pente douce et est relativement plus pauvre en roches ultramafiques (péridotites et métabasites de structures cassantes que la zone Nord. Le degré d’al- Sidi Mohamed) (Bossière et al., 1976; Hadj Zobir tération des roches y est moins poussé. Les échantil- et al., 2007). (ii) Une «Unité intermédiaire» consti- lons prélevés à proximité des constructions ont été tuée par une alternance de micaschistes et de bancs comparés à ceux prélevés loin de celles-ci. de marbres ou, le contact entre les marbres et les micaschistes est souligné par des skarns de réaction, et (iii) une «Unité supérieure» dite «Série des alter- Cadre géologique nances» (Gleizes et al., 1988) qui n’affleure large- La zone d’étude (Cap de Garde), localisée dans la ment qu’au Nord et Nord-Ouest de la ville de An- partie NE du massif de l’Edough et plus précisé- naba. Cette unité est constituée d’une alternance ment au NE de la ville d’Annaba, se prolonge dans de micaschistes alumineux parfois riches en grenat, la mer méditerranée avec une longueur de 1785 tourmaline et graphite (ce qui confère à la roche m et une largeur de 785 m. La zone est limitée une couleur sombre) et de bancs centimétriques au Nord-Ouest et Sud-Est par la mer méditerra- à métriques de quartzites feldspathiques. Dans les CARACTÉRISATION DE L’ORIGINE GEOGENIQUE/ANTHROPIQUE DES ANOMALIES EN ETM AU CAP DE GARDE, … 233 Figure 1. Cartes géologiques simplifiées: a) du massif de l’Edough avec les principaux indices miniers et accidents tectoniques (modifiée sur la base des travaux de: Ex SONAREM «Société Nationale de la Recherche Minière» 1980, et autres) et (b) du Cap de Garde avec localisation des échantillons et des zones urbanisées. 234 S. HADJ ZOBIR, M. DAIF, S. DJORFI micaschistes à muscovite et/ou à biotite, s’intercalent ces failles traversent le Cap de Garde de part en des «lydiennes» noires en lits d’épaisseur centimé- part. La figure 1b représente les différents faciès, les trique à décimétrique. La découverte d’acritarches failles qui les recoupent ainsi que la localisation des par Ilavsky et Snopkova (1987) précise que cette zones urbanisées. série est d’âge Paléozoïque (Ordovicien supérieur à Dévonien). Les micaschistes alumineux présentent des poches de quartz associés à de l’andalousite rose. Méthodes analytiques Les échantillons ont été prélevés dans la partie su- De nombreux accidents tectoniques affectent le perficielle des roches les plus altérées du Cap de massif de l’Edough. Les éléments ductiles sont re- Garde (Figure 1b). Le premier groupe correspond présentés essentiellement par des plis isoclinaux que à des échantillons prélevés dans les zones urba- l’on rencontre dans tout le massif et dont les axes nisées, le second groupe à ceux prélevés dans des de plis ont une direction moyenne N130° à N140°. zones vierges de tout signe d’urbanisation. Tous les Les accidents cassants forment un système dont échantillons ont été prélevés dans le même type de l’orientation générale varie de NO-SE à ONO-ESE lithologie (micaschistes). Les analyses des éléments avec une direction variant de N120° à N150° et de chimiques ont été réalisées au laboratoire GeoFor- N150° à N160°. Ces failles contrôlent les minéra- schungs Zentrum Potsdam (GFZ) et à l´Institut des lisations polymetalliques hydrothermales. L’orienta- Sciences de l’Université de Potsdam, Allemagne. Les tion générale de certaines failles est NNE-SSO avec éléments majeurs (Tableau 1) ont été analysés par un une direction fréquente N30-40° en moyenne. Ce spectromètre à fluorescence X automatique sur des système de failles est responsable de la formation de pastilles préparées avec Spectromelt A12 (Merck). fractures secondaires. La plupart des formations géo- Les éléments traces et les terres rares ont été détermi- logiques sont affectées par des diaclases à extensions nés par ICP-MS (Plessen, 1997; Grabe-Schönberg, plus ou moins importantes.