Schéma paléogéographique et histoire de la séquence de dépôt au cours du rifting permien de la plate-forme Arabe

II.6.2.1. Le Jabal Akhdar

Dans le Wadi Hajir, les structures tectoniques observées se développent dans l’autochtone A et sont scellées par les dépôts fluviatiles de la base de la formation Saiq. Les conditions d’affleurement, la nature dolomitique du substratum fracturé et le pendage très important de ses couches n’ont pas permis de contraindre le mouvement associé à la tectonique permienne. Les filons sédimentaires qui sont associés aux fissures du Wadi Hajir ne reflètent que des mouvements de très faible ampleur et la brèche dolomitique de pente peut être associée à la déstabilisation tectonique d’une pente préexistante.

En revanche, dans le Wadi Mistal, les basculements de blocs sont associés à une série de failles normales montrant des décalages verticaux de quelques mètres (2 à 5 m). Le pendage des failles normales ainsi que la déformation synsédimentaire subie par le substratum basculé témoignent d’un étirement ou d’un glissement local de la plate-forme vers le N.

En étudiant les variations régionales de faciès et d’épaisseur des dépôts terrigènes de la formation Saiq, Rabu (1987) met en évidence la présence de discontinuités liées à des éme ions et à des basculements locaux qui donnent lieu à des discordances angulaires (Combe N Jabal Akhdar, voir Figs. II

al. (1990) qui considèrent la

plate- yen sont soutenues.

e reconstitution palinspatique (Fig. II.52a) est construite à partir des colonnes stratig

rs

.1-II.3). Les structures tectoniques observées apportent un exemple concret expliquant ces phénomènes de basculement. Dans le cas des blocs basculés du Wadi Mistal, la tectonique synsédimentaire semble postérieure aux dépôts détritiques du membre inférieur régional. Elle est synchrone du dépôt des premières successions de calcaires à coraux et bioclastes qui sont typiques de la base du membre supérieur (Rabu, 1987). Alors que les blocs basculés du Wadi Mistal ainsi que les discordances angulaires observées par Rabu (1987) reflètent des épisodes de glissement ou d’étirement de la plate-forme au Permien moyen, aucune observation tectonique complémentaire ne permet de vérifier si ces déstabilisations perdurent au cours du dépôt de l’ensemble de la formation Saiq.

Dans ce contexte, les interprétations de Rabu (1987) et Rabu et forme du Jabal Akhdar comme un domaine sub-stable au Permien mo

II.6.2.2. La partie NW du Saih Hatat

Dans le Saih Hatat, les mouvements associés aux différentes structures tectoniques permiennes et leur présence à des niveaux stratigraphiques variés illustrent que le Saih Hatat subi un réel épisode d’extension crustale au Permien. Par rapport au Jabal Akhdar, les variations latérales d’épaisseur et de faciès associées à ces structures témoignent de mouvements tectoniques beaucoup plus importants que dans le Jabal Akhdar.

Les corrélations lithostratigraphiques, les différentes structures tectoniques héritées et le dépliage régional des structures orogéniques permettent de construire un modèle paléogéographique précis sur cet épisode de rifting.

Un

raphiques et des corrélations proposées entre les régions NW et NE du Saih Hatat (Fig. II.52b). Après dépliage des structures d’inversion, ces différentes coupes de référence s’alignent le long d’une direction ~N70 qui est utilisée pour la reconstitution (section A-B, Fig. 50). Cette direction

WSW-ENE est également sub-perpendiculaire aux structures extensives du Jabal Muraywah et du Wadi Aday (Fig. II.51).

Dans la partie NW du Saih Hatat, les résultats obtenus à partir du dépliage des structures d’inv

e murg

ne subsidence active vers l’ENE.

développée avant le dépôt de la formation Saiq. Puisque le kar

Cette structure tectonique entraî

ales sont parmi les plus épaisses, subit un soulè

Ces successions détritiques et carbonatées sont galement observées sous le flanc inverse des dolomies de Hiyam du Wadi Aday (localité D, Fig. .19 ; localité E, Figs. II.26-II51b), suggérant que ces mouvements verticaux soient associés à un oulèvement tectonique de la partie centrale du Wadi Aday (Fig. II.52a).

Dans ce contexte, le bloc basculé du Wadi Aday est interprété comme dérivant d’un ffaissement tectonique localisé sur la bordure orientale d’une zone précédemment soulevée (Fig. II.52a). L’étirement tectonique vers l’ENE est contemporain du début des éruptions volcaniques murghabiennes.

ne structure initiale de type horst est suggérée par l’organisation structurale actuelle des séries permiennes, de part et d’autre de la charnière anticlinale cisaillée des dolomies de Hiyam (Fig. II.19). Dans

ersion (Fig. II.19), des corrélations lithostratigraphiques (Fig. II.26-II.52b) et des structures tectoniques héritées, démontrent clairement que les variations d’épaisseur et de faciès du membre Sq1 de la formation Saiq sont associées à une paléogéographie antérieure caractérisée par une zone haute à l’WSW et une zone basse à l’ENE (voir chap. II.4.4) ; mais également à une érosion significative de la plate-forme permienne, reliée à des basculements tectoniques datant du début de l’activité magmatiqu

habienne.

A partir du Jabal Muraywah, les variations d’épaisseur des dépôts détritiques et volcano-détritiques du membre Sq1V marquent un approfondissement du milieu de dépôt ou u

Les multiples épisodes de remplissage du karst du Jabal Muraywah suggèrent que la fracture tectonique qui localise la karstification se soit

st recoupe également la couverture carbonatée permienne, la faille ou le réseau de fractures est interprété comme actif au cours du dépôt des membres Sq1V et Sq1L.

ne un affaissement vers le SW, alors que le domaine de la plate-forme situé au NE subside. Ces mouvements sont donc interprétés comme associés au fonctionnement d’une faille normale à pendage ENE (Fig. II.52a) qui longerait le relief du Jabal Muraywah, à la manière du horst du Jabal Tayin (Le Métour, 1987 ; Fig. II.2).

De plus, les variations de faciès et d’épaisseur de la base du membre Sq1L indiquent que la région du Wadi Aday, où les successions détritiques bas

vement, ou que les zones du Jabal Qirmadhil et du Nord du Jabal Muraywah (Fig. II.52a) subissent une subsidence. Les alternances de calcaires et de dolomies rubanées à interbancs siliceux et micacés qui se déposent entre le Jabal Muraywah et le sud du Wadi Aday, dérivent d’apports détritiques qui sont probablement associés à ces mouvements différentiels et à une érosion des successions Sq1V ou du substratum pré-permien.

é II s

a

U

le cas du bloc basculé du Wadi Aday, l’inversion des failles normales dont le pendage est opposé à la vergence du cisaillement, entraîne la compression et le plissement des compartiments basculés et de leur failles bordières. A contrario, une faille à regard SW à WSW est susceptible de localiser les chevauchements et de favoriser le décollement des unités chevauchantes au cours des déformations vers le NE et vers l’E. Ce type de processus est fortement suggéré pour la genèse du chevauchement vers le NE de la charnière synclinale du Jabal Qirmadhil.

En effet, sous la charnière du Jabal Qirmadhil, la succession stratigraphique de Saiq est caractérisée par une épaisseur réduite de micaschistes Sq1V incluant des blocs de dolomies de la formation Hiyam (localité B, Fg. II.19 et localité c, Figs. II.26 et II.52a). La succession Sq1L semble égale

it aux schistes volcaniques iscordants du membre Sq2V, soit à la succession Sq1V. Dans les deux cas, cette unité est interprétée omme représentant la bordure occidentale de la zone soulevée et érodée du Wadi Aday. Cette unité st représentée comme isolée entre deux failles normales secondaires à pendage WSW (Fig. II.52a). es blocs dolomitiques retrouvés dans la succession Sq1V proviendraient de l’érosion précoce de la one soulevée du Wadi Aday et lors de l’inversion, ces failles normales auraient localisé le hevauchement du flanc normal du synclinal du Jabal Qirmadhil.

Dans cette région NW du Saih Hatat, le dispositif paléogéographique est donc interprété comme ssocié au fonctionnement de deux grands blocs basculés limités par des failles normales de pendage NE et associés à des failles normales antithétiques, à faibles rejets (structure du jabal Muraywah, Fig. .52a). Ces failles normales sont représentées comme des failles listriques localisées sur la partie oulevée du compartiment basculé. Ces failles ont pu s’initier par glissement de la puissante barre

olomitique de la formation Hiyam sur les schistes volcaniques de Hatat (failles listriques, Fig. II.52a).

Le fonctionnement des structures tectoniques extensives débute au niveau du Jabal Muraywah vant le dépôt de la succession Sq1V et au niveau du Wadi Aday, avant ou pendant le dépôt de la uccession Sq1L. Les mouvements les plus importants sont postérieurs aux dépôts des calcaires Sq1L t pénécontemporains des premières éruptions volcaniques. Cet événement magmatique intraplaque orrespondrait ici à la succession syn-rift. Le volcanisme qui s’épanche sur la plate-forme scelle galement les structures tectoniques extensives et la succession condensée du Jabal Muraywah (Fig.

.52b).

ment réduite, mais peut avoir été tronquée par le chevauchement. Cependant, latéralement, ces calcaires se pincent et le chevauchement repose directement sur les micaschistes tuffacés (Fig. II.19). Puisque cette succession se situe paléogéographiquement juste au SW du compartiment érodé du bloc basculé du Wadi Aday, ces micaschistes pourraient correspondre so

d c e L z c a E II s d a s e c é II

II.6.2.3. La paléogéographie et l’histoire de la plate-forme riftée du Saih Hatat

Les variations latérales de faciès et d’épaisseur documentées par le dépliage des unités déformées de la région NE du Saih Hatat, ainsi que les nouvelles corrélations stratigraphiques proposées avec la succession de Hulw permettent de comparer ce modèle tectono-stratigraphique aux variations lithostratigraphiques observées à l’échelle de la plate-forme du Saih Hatat.

Les failles normales permiennes du bloc basculé et celles associées au sommet du membre Sq2V dans le Wadi Aday montrent des orientations relativement proches (N140 à N170). Elles illustrent que le régime tectonique extensif de l’épisode de rifting permien conduit à un étirement principalement dirigé vers l’ENE. Cette orientation des structures est cohérente avec les variations d’épaisseur et de faciès induites par les nouvelles corrélations stratigraphiques ainsi qu’avec le dépliage proposé entre l’unité de Hulw et l’unité supérieure.

La zone de cisaillement séparant l’unité structurale de Hulw de l’unité supérieure correspond au niveau stratigraphique Sq1V. La localisation du décollement de la couverture permienne dans les stades précoces de la tectogenèse à vergence N à NE (Fig. II.49) est une nouvelle fois interprétée comme associée à la présence de structures tectoniques héritées du rifting Permien. En effet, l’absence de volcanisme dans la zone de cisaillement implique que le niveau volcanique corrélé dans les deux unités soit discontinu. Ceci est illustré sur la reconstitution tectonique de la Fig. II.49 et est particulièrement bien reflété par l’amincissement progressif du niveau volcanique entre le Wadi Aday et le Wadi Hulw ainsi que par l’amincissement progressif des niveaux volcaniques HwV et dolomitiques HwDMs de l’unité de Hulw entre le Wadi Hulw et le synclinal du Jabal al Khufayqi.

La présence d’un horst permien séparant les successions de l’unité supérieure de l’unité de Hulw permet donc d’expliquer l’absence de volcanisme, mais également la localisation de la zone de décollement contre les failles normales associées.

Cette limité paléogéographique est interprétée à la manière du bloc basculé du Wadi Aday, comme s’étant formé après les dépôts de la succession Sq1V que l’on retrouve à l’identique, dans les

eux unités structurales. Elle aurait conduit à l’individualisation d’un domaine subsident à l’ENE, dont le rem

l’unité dolomitique HwDMs qui témoigne d’une tendance à l’émersion de la plate-forme, au cours de l’activité volcanique murghabienne.

L’interruption momentanée de l’activité volcanique permet le dépôt des dolomies intermédiaires du me bre Sq2V et du membre HwDMs, en milieu subaérien. La succession carbonatée et détritique du me

Muraywah (Fig. II.52b). d

plissage par des produits détritiques de nature carbonatée et siliceuse serait en équivalence stratigraphique du membre Sq1L (Figs. II.52a-b). Les variations d’épaisseur et de faciès suggèrent une nouvelle fois que l’étirement de la plate-forme arabe se soit localisé le long d’une grande faille normale de pendage ENE ou d’une série de blocs basculés, formés sur le flanc NE de la zone intermédiaire soulevée.

Il est probable que les successions marneuses et siliceuses retrouvées au sommet des calcaires Sq1L et du membre Sq2V du Wadi Mayh et du Wadi Hulw soient associées aux principaux stades de soulèvement et d’érosion des successions carbonatées sous-jacentes voire du substratum de l’autochtone A (Fig. II.52a). Il en est de même pour le sommet de l’unité Hw1 caractérisée par des bancs de grès et de pélites carbonatées, et de

m

mbre Sq2V atteint près de 50 m dans les régions du Wadi Mayh et du nord du Wadi Hulw. Ces dépôts vont sceller le bloc basculé du Wadi Aday ainsi que la crête karstifiée du bloc basculé du Jabal

L’activité volcanique reprend et conduit à la mise en place des coulées basaltiques et acides du Wadi Aday et des dépôts volcano-sédimentaires sommitaux. Ces derniers sont retrouvés sous la forme de tuf

ntée N140. Cette faille souligne que l’épisode de rifting ou bien que la sub

que la subsidence tecton

assifs datés du Permien supérieur qui surmontent les calcschistes (Gray et al., 2005a) sont interprétés comme les témoins d’une

ccession de Hulw.

Les successions de calcaires et dolomies à silex Sq2b qui apparaissent depuis le Jabal Muraywah suggèrent que la subsidence tectonique se poursuive dans le domaine rifté du Saih Hatat. Les dernières déstabilisations conduisent à la formation du dispositif en horst et graben du nord du Wadi Mayh et aux resédimentations observées du membre Sq2b. Ces déstabilisations gravitaires seraient dues aux effets de la compaction différentielle des successions les plus épaisses.

L’érosion et la dolomitisation de la surface du horst suggèrent que la fin de cet épisode soit associée à un stade de bas niveau marin. Dans ce contexte, la formation du hardground qui scelle les failles normales et la surface d’érosion, est interprétée comme étant associée à un arrêt local de la sédimentation. Il serait dû à l’isolement géographique de la structure en raison de la topographie accidentée liée au fonctionnement des failles bordières

Les successions de marnes, de siltites et d’argiles du membre Sq3 scellent ces structures et se déposent au cours du stade régressif du Permien supérieur qui mène le Jabal Akhdar et le Saih Hatat en domaine peu profond voir évaporitique (Rabu et al., 1990 ; Le Métour, 1987).

s au sommet du membre Sq2V de l’unité de Hulw, du Wadi Aday ainsi que sur l’ensemble de la bordure W du Saih Hatat (Jabal Tayin). Les tuffites sommitales du Wadi Aday se déposent le long d’une nouvelle faille normale orie

sidence tectonique, perdure tout au long de l’activité volcanique. De plus, la « transgression » des dépôts d’origine volcanique sur les parties hautes de la plate-forme suggère

ique concerne l’ensemble de la plate-forme du Saih Hatat.

Cette subsidence tectonique est interprétée comme responsable de la variation latérale de faciès entre le membre Sq2 et les calcschistes HwCs de l’unité de Hulw (Fig. II.52a). Les équivalents de la séquence Sq2 couvrent l’ensemble du domaine du Saih Hatat et du Jabal Akhdar (Fig. II.2 ; Le Métour et al., 1986, 1992 ; Rabu, 1987 ; Le Métour, 1987). Les carbonates m

II.7. Synthèse et conclusion : les nouvelles informations sur le rifting