Présentation des données

2-3.1. Eléments majeurs

Cette section présente les résultats des analyses en éléments majeurs pour les roches totales étudiées. Les compositions chimiques en éléments majeurs exprimées en pourcentage de poids d’oxydes (wt %) et traces (en ppm) des différentes roches, sont compilées en annexe. Les méthodes analytiques utilisées ont déjà été traitées dans le chapitre IV. Les compositions en éléments majeurs ont été recalculées sur une base anhydre avant d’être projetées sur les différents diagrammes.

Les points représentatifs des roches magmatiques miocènes du secteur oriental de la marge algérienne se répartissent, sur le diagramme alcalins-silice (Le Bas et al., 1986 ; fig.61) globalement dans le domaine des roches subalcalines avec un continuum depuis les basaltes jusqu’aux rhyolites. On peut toutefois noter dans le secteur de l’Ouest Edough-Cap de Fer, que les roches basiques (entre 45 et 52 % de silice) sont relativement moins représentées par rapport aux andésites-dacites et rhyolites; ceci n’est pas un effet lié à l’échantillonnage mais correspond à la nature des affleurements sur le terrain. En effet, à l’exception des gabbros de Bou Maïza (Sud Edough) représentés dans les diagrammes par des petits cercles gris, tous les échantillons récoltés entre la zone ouest Edough-Cap de Fer sont cantonnés aux champs des roches intermédiaires et évoluées.

Les roches de la Kabylie de Collo couvrent quant à elles toute la série de différenciation depuis les basaltes jusqu’aux rhyolites.

Sur le diagramme K2O versus SiO2 (Peccerillo et Taylor, 1976), les roches étudiées se répartissent entre la série tholéiitique, la série calco-alcaline et calco-alcaline fortement

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potassiques avec des teneurs en SiO₂ comprises entre 41 et 82%, et des concentrations en K₂O variant entre 0 et 6.3 % (fig. 62). La majorité des roches intermédiaires et felsiques se projettent dans la série calco-alcaline fortement potassique. Les rhyolites de Chéraïa CHR 4, CHR 5 et CL74 présentent des teneurs relativement faibles en Na₂O (entre 1.31 et 1.57 wt%) pour des compositions aussi élevées en SiO₂ (SiO₂=79.7, 80.8 et 82.0 wt%). D’autre part, le granite de Yaddene CB 40, présente une composition très peu potassique (K₂O=1.34 wt%). Ces teneurs faibles en alcalins pour des roches évoluées pourraient être attribuées à des phénomènes de mobilités de ces éléments lors de processus d’altération hydrothermale.

Fig. 61 : Diagramme de classification chimique Total Alcali Silica (TAS) (Le Bas et al., 1986) des roches magmatiques miocènes de la province orientale de la marge algérienne. La courbe d’alcalinité en rouge sépare les domaines alcalin et sub-alcalin (Miyashiro, 1978). Les petits cercles gris représentent les échantillons du sud de l’Edough provenant de la bibliographie (Bosch et al., 2014).

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Fig. 62 : Diagramme K2O versus SiO2 (% poids) illustrant la diversité d’enrichissement en potassium du magmatisme du secteur étudié. Les lignes séparatrices des différents champs sont issues des travaux de

Peccerillo et Taylor (1976).

Les roches étudiées ont également été classées dans un diagramme AFM (alcalins ferromagnésiens) proposé par Irvine et Baragar (1971), qui permet de distinguer les domaines tholéiitique et calco-alcalin. Ce diagramme confirme le caractère particulier des roches basiques pauvres en K₂O du Cap Bougaroun et du Sud de L’Edough. En effet, ces roches se situent au-dessus de la courbe de discrimination, dans le domaine tholéiitique (fig. 63) alors que l’ensemble des roches à composition intermédiaires et felsiques de la Kabylie de Collo et de l’Ouest Edough-Cap de Fer se situent distinctement dans le champ "calco-alcalin", et présentent de faibles rapports FeO_total/MgO.

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Fig. 63 : Répartition des roches du secteur oriental de la marge algérienne dans le diagramme AFM de Irvine et Baragar (1971).

Dans les diagrammes de Harker oxydes versus silice (fig. 64) des éléments majeurs, on note que les points représentatifs de l’ensemble des roches étudiées présentent des tendances linéaires continues depuis les termes basiques jusqu’aux termes felsiques avec une corrélation négative entre SiO₂ et Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO, CaO, TiO₂ et MnO, et une corrélation positive avec les alcalins (Na₂O et K₂O). Ces relations sont compatibles avec une évolution par cristallisation fractionnée.

L’Al2O₃ varie très peu (entre 16 et 15 %) pour les roches basiques et intermédiaires (de 47 à 62 % de SiO2) ce qui traduit le fractionnement de l’olivine, du pyroxène et du plagioclase en quantité limitée. A partir de 70 % de silice, l’Al2O3 diminue nettement pour atteindre des teneurs inférieures à 0.5 % poids dans les rhyolites, ce qui marque le fractionnement des feldspaths.

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Les teneurs en MgO et CaO varient très largement respectivement de 36.2 % et 16 %, pour les péridotites et les roches basiques, jusqu’à moins de 1 % pour les roches évoluées. Cette corrélation négative de MgO et CaO en fonction de la silice confirme le fractionnement simultané de l’olivine, du clinopyroxène et du plagioclase dans les magmas primaires, puis de l’amphibole et de la biotite pour les termes les plus différenciés.

La concentration en Na₂O augmente globalement avec la silice de 1,9 à 3,3% puis se stabilise. Les roches les plus évoluées ne sont pas les plus riches en Na₂O. Celui-ci étant un élément très mobile pourrait être mis en circulation par les fluides hydrothermaux.

La teneur en K₂O est très faible dans les termes basiques puis augmente progressivement jusqu’à 4% dans les roches felsiques où elle devient stable ce qui marque le fractionnement du feldspath alcalin. Pour les roches très potassiques (> 5 %) et très riches en SiO₂ (> 75 %), un apport secondaire de silice et de K₂O accompagné d’un lessivage de Na2O pourrait être envisagé.

Le fer et le titane montrent une décroissance régulière avec la différenciation, et ce jusqu’aux termes les plus évolués, ce qui dénote le fractionnement précoce des oxydes ferro-titanés et dans une moindre mesure de la biotite. Le fractionnement de cette dernière phase minérale reste minime et ne semble pas affecter le K₂O qui ne montre pas la décroissance généralement observée pour les termes les plus différenciés. La dispersion des valeurs pour le TiO₂ est assez importante pour les termes les moins différenciés.

Les concentrations en P2O5 augmentent régulièrement jusqu’à 66% de SiO2 et diminuent par la suite ce qui peut témoigner soit de la cristallisation de l’apatite soit de circulations de fluides.

En résumé, les diagrammes de Harker pour les éléments majeurs (fig. 64) montrent une tendance globalement linéaire pour la plupart des éléments majeurs. Le MgO et le CaO diminuent avec l'augmentation de SiO₂ tandis que Al₂O₃ varie très peu dans les roches mafiques et intermédiaires puis décroit fortement dans les échantillons les plus différenciés. Ces résultats indiquent le fractionnement de l'olivine, du clinopyroxène et un peu de plagioclases. Pour les roches évoluées à SiO₂ > 70 %, les plagioclases représentent la principale phase minérale qui fractionne. En conséquence, K2O augmente tout au long du trend de différenciation tandis que Na₂O montre une dispersion considérable, causée probablement par la mobilité de Na pendant les processus d’altération post-magmatique.

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La décroissance en Fe₂O₃, MgO et en TiO₂ traduit la cristallisation fractionnée des oxydes ferro-titanés et des premiers minéraux silicatés ferromagnésiens. La décroissance en CaO et Al₂O₃, indique la cristallisation du plagioclase et des amphiboles.

2-3.2. Eléments en trace

La figure 65 présente les diagrammes de variation des éléments en trace en fonction de SiO₂. A l’image des éléments majeurs, les teneurs en certains éléments en trace montrent des corrélations linéaires avec le degré de différenciation du magma.

Le Rb et le Ba montrent globalement des trends à corrélation positive sauf pour les échantillons les plus différentiés qui montrent une corrélation négative bien qu’ils soient fortement dispersés.

Le Ba augmente depuis les magmas basiques jusque vers 65 – 68 % de SiO2 ce qui signifie que ni le feldspath alcalin FK ni la biotite ne fractionne à ce stade. Ensuite, Ba devient constant ou diminue légèrement ce qui signifie qu’un de ces deux minéraux (le FK ou la biotite) fractionne cet élément à partir de ce moment là. On remarque aussi que les teneurs en Ba et Rb dans les microgranodiorites et les rhyolites sont probablement modifiés par l’altération secondaire.

Le Sr montre une évolution relativement complexe avec une corrélation positive dans les roches ultrabasiques et basiques puis négative à partir de 60 % en SiO₂ où Sr décroît de manière rapide et continue au cours de la différenciation jusque dans les termes les plus différenciés. Cette évolution est le résultat du fractionnement d’abord faible dans les roches ultrabasiques et basiques puis important des plagioclases, déjà suggéré par le diagramme de Al₂O₃ versus SiO₂.

Les éléments de transition Co et Ni présentent des corrélations négatives, malgré une dispersion de quelques échantillons de granites de Bougaroun sur le diagramme Co vs SiO₂. La décroissance du V confirme le rôle important du fractionnement des oxydes ferro-titanés au cours de l’évolution des magmas. Le Sc affiche quant à lui une corrélation négative probablement due à son incorporation plus ou moins importante dans les amphiboles et les clinopyroxènes.