Le massif volcanique du Damrane a été le siège d’une activité hydrothermale. Les circulations de solutions hydrothermales empruntent les cassures et les failles qui représentent, en quelque sorte, le dispositif de la «tuyauterie en plomberie».
En effet, ce phénomène engendre des altérations hydrothermales nettement exprimées dans les roches volcaniques, sous forme des bandes discontinues de direction N120° à N140° (Fig. IV-20).
En observant de près ces bandes d’altération, nous constatons une zonalité transversale, la partie axiale fortement épidotisée se manifeste par le développement de poches de tailles décimétriques à submétriques riches en épidode et calcite, puis une zone médiane ferruginisée et une bande fortement silicifiée.
Les fluides réagissent préférentiellement avec le plagioclase et les pyroxènes des roches basiques pour favoriser le développement d'épidote. L’interaction continue entre le fluide et ces roches conduit à la formation de poches et de nodules d'épidote et éventuellement de concentrations métalliques. Ce phénomène n’est pas développé. A titre indicatif, nous nous contenterons d’une illustration graphique.
Les travaux de prospections (Preidel M., 1985, EREM, et Mekkaoui, 2001, ORGM, inédit) ont permis la mise à jour de deux types de minéralisation (fig. IV-20) :
- La première est à cuivre natif, associée aux basaltes vacuolaires, amygdalaires à olivine.
- La seconde est polymétallique (Cu – Pb – Zn - Ag), observée vers le Sud- Est. Il s’agit de minéralisations en cuivre (assez insignifiantes) apparaissant au sein des aires basaltiques altérées (en veinules de malachite dans les basaltes).
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IV-6- Conclusion
Le massif du Damrane est constitué de trois formations distinctes :
-Un ensemble de base de nature sédimentaire et volcano-sédimentaire. Il s’agit d’une puissante formation volcano-sédimentaire, connue au pied du Djebel Ben Tadjine et à Damrane. Certains termes montrent d’abondantes microrides et des slumps vers le Nord. Cet ensemble s'apparente à une séquence flyschoïde avec des sédiments détritiques (quartzites, grès et conglomérats) à intercalations carbonatées.
-Un ensemble volcanique constituant la quasi-totalité du massif magmatique. Il est composé de coulées souvent vacuolaires et bréchiques suggérant une mise en place aérienne. Les volcanites acides sont représentées par des rhyolites et des ignimbrites. Au sud- est de la structure et à l’aplomb de la grande faille du Saheb El Ghassal s’alignent des petites protrusions rhyolitiques tardives. Les basaltes affleurent de façon continue sous forme d'importants reliefs de roches sombres, selon une direction moyenne N120° à N140°. Cette direction est conforme aux fluidalités frustres observables dans les structures des laves basaltiques du Damrane. Ces basaltes sont souvent affectés par des couloirs de cisaillement et de nombreuses fractures qui favorisent un encroûtement d'oxydes de fer.
- Un ensemble intrusif et hypovolcanique comprenant un laccolite dioritique et un réseau filonien doléritique. Ce dernier est encaissé tantôt dans les formations volcanogènes, tantôt dans les pélites. L’épaisseur de ces filons varie de 1m à 12m, les directions sont N045° à N060° et N120° à N140°. Les plus importants sont les filons de type ougartien, et les filons de type ksiksou.
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TROISIEME PARTIE
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PETROGRAPHIE-MINERALOGIE-GEOCHIMIE DU MAGMATISME
BASIQUE DE DAMRANE - KAHAL TABELBALA
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V-1- Introduction
Il est de coutume de compléter les observations de terrains d’un examen plus approfondi des échantillons à l'aide du microscope polarisant. Certes, les travaux de terrain sont d’une extrême importance en géologie, mais le monde de la microscopie des roches magmatiques occupe une place prépondérante dans l’étude pétrographique.
En effet, l'étude microscopique permet la détermination des espèces minérales présentes dans la roche ainsi que la texture, ce qui permet de remonter aux modalités de mise en place des magmas à origine de ces roches.
L'étude pétrographique permet aussi d'apporter de nombreuses informations, tant du point de vue pétrologique que de celui du cadre géodynamique. Autrement dit, l'étude des roches basiques en filons et coulées permettrait donc d'avoir une idée directe de la nature du manteau sous-jacent et éventuellement des effets de la contamination crustale, qui pourrait avoir lieu lors de la remontée. Au plan géodynamique, il est admis que les réseaux de filons sont en général des marqueurs d'une distension dans la croûte continentale.
Le présent chapitre aborde donc la pétrographie des roches magmatiques présentes dans l’axe Damrane - Kahal Tabelbala, notamment les basiques. Il est basé sur des observations macroscopiques et microscopiques d’innombrables échantillons. Seuls les échantillons suffisamment frais (l’altération hydrothermale a joué un rôle important) ont fait l’objet de cette étude.
Il est à rappeler que dans le massif de Damrane, nous retrouvons le complexe volcanique et un corps dioritique d’une part et un complexe filonien doléritique d’autre part. Ce dernier, composé de deux types de dyke, selon les directions :
- Les dykes doléritiques de direction ougartienne, - Les dykes doléritiques de direction Ksiksou.
Dans la région de Kahal Tabelbala, le réseau filonien est largement développé et est composé essentiellement de deux types de dolérites totalement différents :
CHAPITRE V
PETROGRAPHIE DU MAGMATISME BASIQUE DE DAMRANE-KAHAL
TABELBALA
108 - Les dolérites de Guelb Berrezouk,
- Le dyke axial et ses sills satellites.
Ces roches ont déjà fit l’objet d’une étude pétrographique (Mekkaoui A., et al, 2009). V-2- La structure de Damrane
V-2-1- Les basaltes
Ces volcanites affleurent de façon continue dans la région du Damrane, sous forme de coulées superposées, formant des reliefs de roches sombres et des bandes suivant une direction moyenne N120°. Cette direction est conforme à la fluidalité frustre observable dans la structure des laves basaltiques.
D'une façon générale, ces roches sont affectées par des couloirs de cisaillement et de nombreuses fractures qui favorisent des encroûtements d’oxydes de fer et des zones d’altération.
Les basaltes sont, soit en laves aphanitiques à structure massive, soit à tendance porphyrique.
Les coulées les plus basiques (échantillons Dam 43 et 44), présentant une prismation grossière, sont localement fortement épidotisées. La présence de cuivre natif est étroitement liée à ce faciès (Preidel, 1985 et Remichi, 1987).
L’étude microscopique confirme la texture microlitique porphyrique avec une paragenèse minérale composée d’olivine, de pyroxène, de plagioclase et d’opaques.
Dans la lave la plus basique (lame Dam 43), de la mésostase, se détachent des phénocristaux d’olivine, de clinopyroxène et d’opaques :
L’olivine est présente sous forme de gros fantômes craquelés et remplacés essentiellement par de la chlorite.
Le clinopyroxène est phase minérale prépondérante, en volume, qui a été préservée par l’altération. De taille millimétrique à plurimillimétrique, les cristaux sont fréquemment regroupés en agrégats. Ils sont souvent maclés (macle h1) et peuvent présenter une belle
109 zonation, avec les anneaux concentriques bien visibles (Photo 1). La zonation peut se traduire par un cœur à composition de diopside et une bordure augitique.
L’opaque, le plus souvent en inclusion dans le clinopyroxène (photo 2), est un spinelle sombre dont la composition chimique se rapproche d’une chromite magnésienne et alumineuse.
Il est à noter que dans ce faciès, le plagioclase n’est pas présent en phénocristaux. Dans les basaltes évolués (Lame Dam 13), l’olivine est absente, par contre le plagioclase devient abondant en microphénocristaux et microlites (Photo 3). La paragenèse minérale est donc constituée de clinopyroxène, de plagioclase et d’opaque.
Le clinopyroxène est toujours en gros cristaux maclés et zonés avec une composition augitique. Il est souvent regroupé en agrégat. Le plagioclase occupe un volume non négligeable (Photo 3). Par rapport aux phénocristaux de clinopyroxène, il se présente en plus petits cristaux (microphénocristaux) avec la macle de l’albite. La zonation, très peu visible optiquement, se caractérise par un cœur à composition An69 et une bordure à composition An60.
Photo 1 : Phénocristaux de clinopyroxène maclé et zoné. Lame Dam 43. LPA. 50x.
Photo 2 : Inclusion de spinelle dans un phénocristal de Cpx. Lame Dam 43. LN. 50x.
Photo 3 : Agrégat de cristaux de clinopyroxène et apparition de microphénocristaux dans ce basalte évolué. Lame Dam 13. LPA. 50x.
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Les opaques sont des oxydes ferro-titanés, le plus souvent en inclusion dans le clinopyroxène. L’analyse chimique montre une composition de titanomagnétite.
La séquence de cristallisation mise en évidence dans ces volcanites comprend deux étapes, celle des phénocristaux et celle de la mésostase. Dans la lave Dam 43, le spinelle a cristallisé en premier, suivi de l’olivine complètement pseudomorphosée, puis du clinopyroxène.
Par contre, dans le basalte évolué (Dam 13 et Dam 56), nous avons l’étape des phénocristaux dans laquelle les inclusions de titanomagnétite ont cristallisé en premier, suivies du clinopyroxène puis du plagioclase.
V-2-2- Le corps dioritique
Grâce aux travaux géophysique de prospection, des anomalies magnétiques ont mené à la réalisation de forages permettant de mettre à jour un corps dioritique.
La roche est mésocrate montrant une texture grenue où se détachent des cristaux tabulaires de plagioclases et des sections sombres plus ou moins aciculaires d’amphibole.
L’analyse microscopique montre une texture grenue, parfois à tendance porphyroïde. Le plagioclase et l'amphibole sont automorphes à subautomorphes ; quelques plages de quartz et de plagioclase tardives occupent les interstices (Photo 4).
Le plagioclase est l’un des constituants prédominants. Il se présente en individus plurimillimétriques automorphes à subautomorphes indiquant une cristallisation précoce par rapport aux autres minéraux. Les grandes lattes de plagioclase sont presque totalement altérées, voire opacifiées, seule la bordure externe, plus limpide, est épargnée (Photos 4 et 5). Les compositions chimiques de ces plagioclases seront détaillées en minéralogie.
L’amphibole est commune dans les faciès dioritiques où elle est très abondante. Elle apparaît en grands cristaux prismatiques subautomorphes à automorphes, fréquemment maclés h1. Des inclusions d’opaque et de plagioclase peuvent apparaître sur certains individus. C’est une hornblende commune, fortement pléochroïque dans les tons verts, de composition magnésio-hastingsite à magnésio-hornblende. Cette amphibole peut être remplacée en partie par de la chlorite (Photo 5).
Le quartz, très peu abondant, occupe un habitus de minéral tardif, en sites interstitiels.
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Les minéraux opaques, assez abondants dans ce faciès, peuvent être disséminés dans la roche ou en inclusions dans le plagioclase et l’amphibole (Photo 5). Ce sont des grains de magnétite.
Abréviations : Pl : plagioclase, Cpx : clinopyroxène, Am : amphibole, Q : quartz, Sp : spinelle, Op : opaque,
Chl : chlorite.
La séquence de cristallisation des minéraux dans la diorite de Damrane débute par la cristallisation des opaques, puis des grands cristaux de plagioclase que nous retrouvons en inclusion dans l’amphibole. Cette dernière cristallise ensuite, suivie par un plagioclase xénomorphe plus acide que le premier. Tout comme ce plagioclase tardif, quelques plages xénomorphes de quartz viennent combler les interstices.