Géochronologie U/Pb des volcanites néoprotérozoïques

Deux échantillons ont été sélectionnés en vue d’obtenir des âges absolus sur les formations magmatiques néoprotérozoïques supérieures. Le premier échantillon correspond à une métatuffite de Bou Salem (JM05-15) et coïncide avec la limite de l’unité volcano-sédimentaire mafique et de l’unité volcano-volcano-sédimentaire felsique (voir description Partie II-2-2-1). La datation de cette formation permettra d’obtenir un âge minimal du magmatisme mafique, et un âge maximal du magmatisme felsique. Le deuxième échantillon correspond à une rhyolite (JM05-69) représentant la limite entre l’unité volcano-sédimentaire felsique et la formation des calcaires et dolomies (δ13

C : -4.5 ‰). Si, comme le suggèrent Du Dresnay et al. (1977), les calcaires et dolomies correspondent à la base du Cambrien, un âge sur la rhyolite permettrait de fournir un âge pour la limite Néoprotérozoïque-Cambrien dans la boutonnière de Tamlalt.

Les mesures isotopiques ont été effectuées à la sonde ionique CAMECA IMS 1270 au CRPG (CNRS, Nancy). L’avantage de cette méthode réside dans le fait que chaque zircon est analysé in situ indépendamment des autres. Ceci permet de reconnaître plusieurs groupes d’âges au sein d’un même échantillon et de s’affranchir des âges hérités lors du calcul de l’âge moyen pondéré d’une formation magmatique. Ce dernier, étant donné la faible teneur en

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Pb par rapport au ²⁰⁶Pb dans les zircons, sera calculé à partir des rapports ²⁰⁶Pb/²³⁸U.

4-1. Datation U/Pb de la métatuffite de Bou Salem

Les grains de zircon de la métatuffite de Bou Salem (JM05-15) sont de petite taille (60 – 150 µm). Ils sont généralement automorphes, prismatiques ou aciculaires. Des zircons présentant des morphologies arrondies ont également été observés, et sont interprétés comme des zircons hérités. Les zircons peuvent être homogènes, même s’ils présentent souvent de fines zonations magmatiques ou des zonations en secteur. Certains zircons sont caractérisés par la présence d’un cœur hérité.

Vingt-trois analyses ont été effectuées sur ces zircons (Tableau II-1, Figure II-25). Deux grains de zircon présentent des âges ²⁰⁷Pb/²³⁵U et ²⁰⁶Pb/²³⁸U concordants à 2184 ± 28

Chapitre 4. Géochronologie U/Pb des volcanites néoprotérozoïques Partie II

Ma et 2052 ± 20 Ma (Figure II-25A). Dix grains de zircon présentent des âges ²⁰⁷Pb/²³⁵U et

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Pb/²³⁸U concordants ou subconcordants entre 610 et 700 Ma et sont cohérents avec de « jeunes » zircons hérités (Figure II-25B). Parmi eux, sept zircons ont fourni des âges

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Pb/²³⁸U aux alentours de 630 Ma. Les variations enregistrées sur le rapport ²⁰⁷Pb/²³⁵U sont à associer avec une mauvaise correction du Pb commun liée à une mauvaise estimation du

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Pb lors de l’analyse. Un âge moyen pondéré a été calculé sur ces sept zircons et a donné un âge de 630 ± 9 Ma (MSWD = 6.1). Enfin, dix grains de zircon présentent des âges ²⁰⁷Pb/²³⁵U et ²⁰⁶Pb/²³⁸U concordants ou subconcordants entre 550 et 600 Ma (Figure II-25B). Parmi eux, sept zircons forment un groupe vers 570 Ma et donnent un âge moyen pondéré de 569 ± 8 Ma (MSWD = 3.1). Cet âge édiacarien est considéré comme étant l’âge de mise en place des métatuffites de Bou Salem, et par extension représente l’âge de la limite entre l’unité volcano-sédimantaire mafique et l’unité volcano-sédimentaire felsique.

Figure II-25 A : Diagramme concordia (²⁰⁶Pb/²³⁸U vs ²⁰⁷Pb/²³⁵U) des analyses sur monograin de

zircon de la métatuffite de Bou Salem (JM05-15). Trois analyses correspondent à des zircons hérités d'un socle paléoprotérozoïque.

Chapitre 4. Géochronologie U/Pb des volcanites néoprotérozoïques Partie II

Figure II-25 B : Diagramme concordia (²⁰⁶Pb/²³⁸U vs ²⁰⁷Pb/²³⁵U) des analyses sur monograin de

zircon de la métatuffite de Bou Salem (JM05-15). En médaillon : Histogramme des âges ²⁰⁶Pb/²³⁸U pour les zircons dont les analyses ont donné des âges compris entre 550 et 700 Ma

Chapitre 4. Géochronologie U/Pb des volcanites néoprotérozoïques Partie II

4-2. Datation U/Pb de la rhyolite sommitale de Menhouhou

Les grains de zircon de la rhyolite sommitale (JM05-69) sont de petite taille (50-125 µm). Ils sont automorphes, prismatiques ou aciculaires. Ils sont souvent homogènes même s’ils présentent parfois des zonations d’origine magmatique.

Seize grains de zircon ont été analysés (Tableau II-2, Figure II-26). Trois analyses apparaissent clairement discordantes et indiquent donc une réouverture du système U/Pb lors d’un événement postérieur à la cristallisation des zircons. Deux autres zircons ont donné des âges subconcordants vers 640 Ma et correspondent à des zircons hérités. Un groupe de neuf analyses sont subconcordantes et dispersées entre 530 et 570 Ma (Figure II-26).

Figure II-26 : Diagramme concordia (²⁰⁶Pb/²³⁸U vs ²⁰⁷Pb/²³⁵U) des analyses sur monograin de zircon

de la rhyolite de Menhouhou (JM05-69). En médaillon : Moyenne pondérée des âges ²⁰⁶Pb/²³⁸U.

La dispersion enregistrée pour le rapport ²⁰⁷Pb/²³⁵U peut être expliquée par une sous-estimation du ²⁰⁴Pb (et donc du Pb commun) lors de l’analyse. La moyenne pondérée des âges

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Chapitre 4. Géochronologie U/Pb des volcanites néoprotérozoïques Partie II

Nous interprétons cet âge édiacarien supérieur comme étant l’âge de mise en place de la rhyolite. Enfin, deux zircons ont donné des âges inférieurs à 510 Ma et sont interprétés comme des zircons magmatiques ayant subi une réouverture du système U/Pb lors d’un événement tardif.

Les rhyolites sommitales représentent les derniers événements magmatiques du secteur de Menhouhou. L’âge de 544 ± 10 Ma obtenu sur les zircons de l’échantillon JM05-69 est comparable aux âges obtenus pour le magmatisme tardi-néoprotérozoïque à Imiter (550 ± 3 Ma ; Cheilletz et al., 2002) et à Bou Madine (552 ± 5 Ma ; Gasquet et al., 2005) et est similaire à l'âge de 542 ± 1 Ma attribué pour la limite Néoprotérozoïque - Cambrien (Amthor et al., 2003 et Gradstein et al., 2004). L’âge de 544 ± 10 Ma des rhyolites est également en accord avec l'âge indirect de 550 Ma obtenu sur les calcaires et dolomies à partir du δ13

C (δ13

C : -4.5 ‰). Ainsi, les formations du secteur de Menhouhou fourniraient une coupe lithostratigraphique remarquable depuis le Néoprotérozoïque jusqu'au Cambrien.