La succession de Hulw

Alors que la nomenclature stratigraphique de l’unité supérieure reprenait largement celle proposée par l’équipe du BRGM, celle utilisée pour la succession de Hulw utilisera le préfixe Hw suivit des indicateurs lithologiques : L pour calcaire (limestone), D pour dolomie, Ms pour micaschiste, Q pour quartzeux et Cs pour calcschistes (Fig. II.33).

La succession lithologique de Hulw débute par une puissante accumulation de dépôts d’origine détritiques et volcano-sédimentaires (Hw1).

Hw1 débute par des niveaux de micaschistes quartzo-feldspathiques blancs, des niveaux de grés micacés et de micaschistes sombres ou bariolés à teinte vert à rose. Les micaschistes sont riches en cristaux d’albites, en phengites et lithoclastes. Ces schistes comprennent de nombreuses lentilles plurimétriques de dolomie rousse à exhudations de quartz et des niveaux volcaniques stratiformes mais discontinus, observés principalement au SE de l’unité de Hulw (Fig. II.14). Vers le haut, la succession micaschisteuse Hw1 montre des intercalations de métapélites à matrice carbonatée ou siliciclastiques ainsi que des bancs de calcaires noirs et de dolomie et des niveaux de grès et de grès micacés.

Les travaux de Le Métour (1987) montrent que ces dépôts sont principalement d’origine volcano-détritique et détritique terrigène. La succession dériverait d’accumulations sous-marines de dépôts volcano-sédimentaires avec des intercalations de tuffites chargées en matériel siliciclastiques et parfois en matériel carbonaté.

Ces successions sont observées en contact avec les quartzites d’Amdeh dans la région SE de l’unit

SqDl dans Le Métour et al., 1986 ; Fig. II.31). Il s’agit en fait de schistes mafiques et de méta-basaltes incluant des reliques de pillow lavas et des textures de hyaloclastites (Miller et al., 2002). Un niveau contin

tzeux gris (HwQMs), dont le protolite serait également d’origine volcano-sédimentaire (Le Métour, 1987) ;

succession extrêmement déformée dont la base est riche en iveaux dolomitiques jaunâtres essentiellement recouverts de méta-carbonates détritiques sombres. La composante détritique forme des interbancs micacés et siliceux qui permettent aux lits carbonatés d’épaisseur centimétriques à décimétriques de se déformer très facilement. Ils forment de multiples figures de microplis isoclinaux, de boudinages et de charnières de plis dissociées dans la matrice micacée et siliceuse. Ces calcschistes incluent des horizons plurimétriques de carbonates massifs et foliés. Ces derniers sont considérés du Permien supérieur par Gray et al. (2005a) et sont principalement observés au sommet de la séquence (Fig. II.33).

Vers l’E l’horizon de micaschiste gris HwQMs est observé en contact stratigraphique sous la séquence massive de calcaires noirs et de dolomies jaunes (HwDL), datée du Permien supérieur (Le Métour, 1987 ; Fig. II.31). Le contact, parfois décollé, est en de nombreux endroits parfaitement préservé (entre les reliefs NS du Jabal Abu Da’ud et le Wadi Hulw, Fig. II.14). Ce contact se carac e par un passage progressif de faciès depuis les micaschistes quartzeux vers des micaschistes et conglomérats à bancs fins de nature gréso-carbonatée. Les premières barres dolomitiques massives de la succession HwDL sont rousses et sont surmontées par des bancs de dolomie massive beige en alternance avec des successions décamétriques de calcaires argileux noirs et lités.

a préservation de ce contact suggère que la séquence carbonatée des reliefs NS du Jabal Abu Da’ud appartienne à l’unité tectono-métamorphique de Hulw comme le proposent Searle et al. (2004) sur des arguments métamorphiques. Nous interprétons les relations stratigraphiques préservées au-dessus de la séquence HwQMs comme indiquant une équivalence stratigraphique entre les calcschistes HwC massifs HwDL (Fig. II.33, Le Métour, 1987 ; Le Métour et al., 1986).

é de Hulw (Le Métour, 1987). Miller et al. (2002) considèrent la base de cette succession comme appartenant à un nouveau membre de la formation ordovicienne de Amdeh (AmQms, Fig. II.32).

Les métapélites et micaschistes Hw1 sont surmontées par un puissant membre magmatique intermédiaire (HwV) considéré d’origine intrusive par Le Métour (1987 ; intrusions cartographiées

u de métatufs y est également interstratifié (Fig. II.33).

Les unités sus-jacentes consistent en trois ensembles sédimentaires distincts. Il s’agit :

- à la base d’une succession sévèrement plissée de dolomie rousse qui se charge vers le haut en interbancs de micaschistes quartzeux (HwDMs) ;

- au dessus d’un horizon décamétrique de micaschistes quar

- et le sommet correspond aux méta-carbonates à phengite classiquement nommés calcschistes (HwCs). Il s’agit d’une

n

-téris

L

II.5.4

- Au sommet de l’unité supérieure

Au sommet de l’unité supérieure, la déformation vers le NE est marquée par les grandes structures développées dans le Jabal Qirmadhil et le Jabal Muraywah, qui correspondent respectivement à des replis synclinaux et anticlinaux du grand anticlinal régional déversé le NE (Fig. II.18-II.19 ; Miller et al., 1998 ; Gregory et al., 1998 ; Miller et al., 2002 ; Searle et al., 2004 ; Gray et al., 2005c). Le Métour (1987) montre que la schistosité de plan axial de la charnière du Jabal Qirmadhil déforme une première schistosité (Fig. II.18-II.19, Le Métour, 1987 ; Le Métour et al., 1990).

Au N de cette charnière comme au N du Wadi Mayh, la succession de Sahtan, l’épaisse séquence dolomitique de Mahil et le Permien supérieur de Saiq (Sq3c) sont redoublés (Fig. II.14). Ce dispositif est recoupé par de grandes failles normales à pendage N qui tronquent également les dépôts post-nappes tertiaires (Fig. II.14).

L’unité triasique chevauche les marnes Sq3c qui forment un niveau de décollement. Les marnes Sq3c en position normale sous les dolomies triasiques chevauchantes montrent des plis d’entraînement déversés vers le N et le NE (axes de plis orientés N90 à N140, Fig. II.34a).

La schistosité de plan axial de ces plis est cisaillée en jeu normal vers le N et le NE et porte une linéation minérale soulignée par des micas blancs et orientée ~N30 (Fig. II.34a). Juste sous le chevauchement des marnes Sq3c et des dolomies triasiques, les plis isoclinaux de vergence NE caractérisent une déformation plus intense avec du boudinage et le développement de charnières en fourreaux (Fig. II.34b). Les linéations d’intersections sont légèrement obliques par rapports aux linéations d’étirement, orientées N30 à N60 (Fig. II.34b).

Des microplis de vergence NE et des bandes de cisaillement en jeu normal déforment tardivement la schistosité principale très pénétrative (Fig. II.34b).

. La déformation

Comprendre l’architecture paléogéographique de la plate-forme et les relations stratigraphiques existantes entre chaque unité des zones internes du Saih Hatat, impliquent de prendre en compte les déformations subies par la pile sédimentaire.

II.5.4.1 - Déformation vers le NE

Dans la zone interne des montagnes d’Oman (parties N et NE du Saih Hatat, cf. chapitre 1) différentes schistosités se développent au cours d’une déformation intense, dirigée vers le NE (Le Métour, 1987 ; Gregory et al., 1998 ; Miller et al., 2002).

B

t les indicateurs de cisaillement locaux se développent au cours d’une déformation ductile de vergence NE (Le Métour et al., 1990 ; Michard et al., 1984 ; 1994 ; Mattauer & Ritz, 1996 ; Miller et al., 2002 ; Searle et al., 1994 ; 2004).

D

du grand anticlinal régional déversé vers le NE, et dont la lèvre supérieure en position

- A la base de l’unité supérieure

De part et d’autre du contact tectonique séparant les unités supérieure et inférieure, les séries sédimentaires subissent une intense déformation cisaillante (Le Métour et al., 1990 ; Mattauer & Ritz,1996 ; Miller et al., 2002 ; Searle et al., 1994 ; 2004).

- Au sud du Wadi Mayhet à la base de l’unité supérieure, les calcaires et dolomies de base de la formation Saiq (Sq1L) forment une série de charnières isoclinales replissées et boudinées (Figs. II.35b-c). Les charnières de plis montrent une forte dispersion de leur orientation, mais la schistosité principale, sa linéation d’étirement e

ans cette partie sud du Wadi Mayh, la succession Sq1L est en grande partie renversée sous les séries infra-permiennes (Fig. II.35a). Les strates renversées des formations de Hiyam et de Amdeh forment le flanc inverse

normale, correspond aux flancs NW et W du Saih Hatat (Figs. II.3-II.19).

La flèche de cet anticlinal est préservée le long du Wadi Aday (N du Jabal Muraywah, Fig. II.19) et sous la forme d’une klippe de dolomies de Hiyam, reposant sur les calcaires renversés Sq1L, au centre du Saih Hatat (Figs. II.3-II.14).

Dans la partie sud du Wadi Mayh, la schistosité principale et sa linéation d’étirement seraient associées à la formation de cet anticlinal régional. Celui-ci replisse les charnières isoclinales précoces et la foliation métamorphique associée (Le Métour et al., 1990 ; Miller et al., 1999, 2002 ; Searle et al., 2004 ; Breton et al., 2004).

- Dans la partie N du Wadi Mayh, les séries sédimentaires supérieures de Saiq (Sq2V-Sq2-Sq3) forment une série de grands plis plurikilométriques d’axes N120-140, dont les charnières s’étendent entre le Wadi Aday, le Wadi Mayh et les zones orientales des villages de Yenkit et de Bandar Khayran (Fig. II.14-II.27). Ces plis se forment entre la zone de décollement de l’unité supérieure, à la base, et les séquences carbonatées moins déformées et redoublées de la succession de Mahil et de Sahtan, situées au sommet de l’édifice structural (Trias et Jurassique, Fig. II.14).

é courbe indique qu’elles ont subi plusieurs phases de plissement (Fig. II.36). Ces plis ne développent qu’une schist

oir notamment les travaux de Searle et al., 2004 et de Miller et al., 2002), la coupe de la figure II.36e indique que les métab

nales aigües (Fig. II.36e).

s et boudinés (Fig. II.37). Ces f sceaux de roches volcaniques et sédimentaires sont en quasi-continuités jusque dans la partie centre-sud du Wadi Mayh (voir le dernier pointement de Sq2V sur la Fig. II.14).

et alignement constitue en fait une suite de charnières étirées, boudinées et réorientées dans le sens de l’étirement. Ces charnières correspondent probablement à un stade de cisaillement ultime des grands plis en fourreaux qui sont observés dans les lithologies marneuses et les calcaires foliés sus-jacents, le long d’une section sub-perpendiculaire à la direction de la linéation d’étirement (Fig. II.38).

Il s’agit de grands plis couchés vers le NE qui sont particulièrement bien dessinés dans les dolomies massives et calcaires dolomitiques du membre Sq2.

Trois de ces charnières traversent la partie N du Wadi Mayh (Fig. II.36). Leur trac

osité de fracture mal exprimée au sein de la séquence carbonatée massive. Par contre, les siltites Sq3a et les métabasites Sq2V engagées dans ces plis montrent une schistosité pénétrative avec sa linéation minérale orientée SSW-NNE.

Contrairement aux coupes de ce secteur présentées dans la littérature (v

asites du membre Sq2V accompagnent les dolomies basales de Sq2a, jusqu’au niveau de décollement de l’unité supérieure. A ce niveau, les volcanites et les marnes siliceuses du membre Sq2V sont engagées dans une série de grandes charnières isocli

Le long du Wadi Mayh, ce flanc inverse de Sq2V est représenté par une série de 2 à 3 faisceaux de schistes volcaniques, d’épaisseurs décamétriques pluridécamétriques, et continus à l’échelle plurihectométrique, dans lesquels les marnes et la dolomie rousse sont plissé

ai

nde de micaschiste qui sert de niveau de décol

La déformation des séries sédimentaires de Saiq (Fig. II.36e, II.38) à la base de l’unité supérieure est donc localisée au sommet d’une ba

lement.

La succession de schistes apparaît sous la zone très déformée du sud du Wadi Mayh, longe le wadi jusque dans sa partie centrale (Fig. II.37-II.36b), puis tourne vers l’ENE en recoupant les deux bras du Wadi Hulw (Fig. II.14-II.38-II.39-II.40).

- A travers les deux bras du Wadi Hulw et au dessus de la bande de micaschiste, la déformation précoce est caractérisée par un cisaillement très intense des séries calcaires, marneuses et volcaniques de la première partie de la formation Saiq (Figs. II.39-II.40).

Les fabriques S0-1 se développent au cours d’une déformation cisaillante vers le NE (Fig. II.39d) dont les traces sont préservées dans les lithologies les plus compétentes (Fig. II.39e).

Au contraire les marnes enregistrent le développement d’une deuxième schistosité à pendage NE ui se forme lors d’un plissement secondaire asymétrique et déversé vers le NE. Ces plis montrent des xes courbes qui ont tendance à se paralléliser à la linéation minérale (N25-N50, Fig. II.40f).

Dans ces lithologies peu compétentes, les fabriques S0-1 portent également une linéation ’étirement et les nombreuses charnières en fourreaux d’échelle centimétriques sont fréquemment bservées.

Les plans de cisaillements précoces de vergence NE (Fig. II.40e) et les deux plans de schistosité rincipaux (Fig. II.40d) subissent un cisaillement en jeu normal. Celui-ci s’opère sur des plans de isaillement soustractifs qui sont visibles à l’échelle de l’affleurement (Figs. II.40a-c). Ces plans de

ouvement sont nettement plus pentés que la schistosité (Fig. II.40f). q a d o p c m

Le long du second bras du Wadi Hulw (bras oriental) une charnière anticlinale déversée vers le NE et

lement cisaillante avec le développement de charnières en fourre

intensément étirée est préservée au dessus du niveau de décollement. Ce dernier atteint ici son niveau structural le plus élevé, en recoupant du S vers le N, les strates calcaires affiliées au membre Sq1L, le flanc inverse de l’anticlinal des marnes Sq2V puis les dolomies massives du membre Sq2a (Figs. II.40a-b). Les plans de cisaillement en jeu normal sont également observés sur cet affleurement.

L’intensité de la déformation vers le NE de la pile sédimentaire de l’unité supérieure augmente donc rapidement vers l’unité inférieure de Hulw. Ce gradient est caractérisé par les plis plurikilométriques du sommet de la pile structurale qui laissent place au développement des grandes charnières ductiles très étirées du Wadi Mayh (partie centrale et sud). Vers le NE, la déformation de la base de la pile sédimentaire devient essentiel

aux, de plis asymétriques et de plans de cisaillement soustractifs.

Deux principaux stades de déformations sont reconnus et sont contemporains d’un même sens de cisaillement vers le NNE ou le NE.

C - Dans l’unité de inférieure (Unité de Hulw)

Dans l’unité inférieure, les séries de l’ensemble stratigraphique Hw2 de la succession de Hulw comprennent les métabasites, les dolomies, micaschistes et calcschistes. Elles forment un grand synclinal couché d’axe courbe (N60 à N90-N100) qui est associé à une schistosité dominante et à sa linéation d’étirement NNE-SSW (canevas 1 et 2 - Fig. II.41). Ce grand synclinal couché à cœur de calcschiste (HwCs) est replissé le long du dôme antiforme tardif d’axe NW-SE (~ N120) qui déforme également l’ensemble de la pile structurale dans la partie centrale du Wadi Mayh (Figs. II.3-II.14).

Les deux bras du Wadi Hulw (Fig. II.14) permettent d’effectuer une section continue au travers de la charnière NE de ce grand synclinal de Hulw (Figs. II.42-II.43), alors que sa charnière SW affleure sur la retombée nord du Jabal Al Khufayqi (Fig. II.44).

Au travers des deux bras du Wadi Hulw, les séries stratigraphiques de flanc inverse sont préserv s

en particuli métavolcanites HwV dessinent des grands plis de flanc inverse, couchés er oins compétentes, forment une cascade de replis

nclinale (Figs.

II.42-ées ous la bande de micaschiste (Figs. II.42a-b ; Fig. II.14). Les séries supérieures de Hulw et er le flanc inverse des

v s le N (Fig. II.42). Les dolomies HwDMs, m

qui sont intensément cisaillés et boudinés (Fig. II.42b-II.40c). Par rapport au cœur de la succession de Hulw où les micaschistes et métapélites Hw1 enregistrent une schistosité dominante systématiquement pentée vers le S (canevas 3 – Fig. II.41), la schistosité et sa linéation d’étirement passent d’un pendage sud à un pendage nord au travers de cette grande charnière sy

II.43 et canevas 2 – Fig. II.41).

Sur la retombée nord du Jabal Al Khufayqi (extrémité SW de l’unité de Hulw), les métavolcanites HwV se renversent vers le NE, surmontées par les schistes détritiques de base Hw1, de la succession de Hulw.

Cette fermeture synclinale est surmontée par les calcaires, dolomies et micaschistes roses de l’unité supérieure (Sq1L et Sq1V, Fig. II.44). Ces séries de l’unité supérieure sont intensément déformées au dessus des schistes détritiques Hw1 qui se réduisent nettement du SW vers le NE (Fig. II.44a). De multiples replis isoclinaux et des charnières de plis en fourreaux sont largement développés dans ces schistes (Fig. II.44d-e). La schistosité pénétrative qui entoure les charnières isoclinales précoces est à pendage sud et porte une linéation d’étirement orientée N0 à N40 (canevas 4 - Fig. II.41). La schistosité est déformée le long de bandes de cisaillement sub-horizontales et à regard N. Cette déformation cisaillante participe à l’étirement vers le NE et à l’amincissement des séries du flanc inverse (Fig. II.44a). La schistosité est également replissée par des plis asymétriques, pluridécimétriques, d’axes N120-130 déversés vers le NE ; et d’axes N30 déversés vers l’E (Fig. II.44c).

D - Synthèse

La déformation à vergence NE des zones internes du Saih Hatat se caractérise par au moins deux hases de plissement. Une première déformation ductile, documentée dans les unités inférieures et bservée à la base de l’unité supérieure est associée à une première schistosité développée xclusivement dans la zone interne du Saih Hatat. Celle-ci correspond probablement à la foliation

étamorphique précoce des unités de Hulw et d’As Sifah (Le Métour et al., 1990 ; Miller et al., 2002 ; iller et al., 1999 ; Breton et al., 2004 ; Searle et al., 2004).

sont replissées par les grands plis régionaux déversés vers le E et l’ENE (Fig. II.35). Cette deuxième phase de plissement développe une série de grands plis de nités inférieure et supérieure. A la base de l’unité supérieure, ces plis sec

deux unités. Ce niveau de micaschiste peut donc être interprété comme une large bande de cisaillem

ur l’interprétation du dépliage et des igraphiques existantes entre les deux unités.

p o e m M

Les charnières isoclinales associées N

flèches plurikilométriques dans les u

ondaires forment des charnières ductiles très étirées, qui tournent dans la direction de l’étirement en formant des plis en fourreaux d’allongement plurihectométrique (Figs. II.36e).

Ce gradient de déformation indique que la base de l’unité supérieure et le sommet de l’unité inférieure correspondent à une zone de cisaillement. Sur le terrain, elle se développe sur les flancs inférieurs et supérieurs d’une succession de micaschiste qui se retrouve systématiquement entre ces

ent qui localise la déformation entre les deux unités structurales étudiées.

Si ces micaschistes matérialisent le contact tectonique entre les deux unités étudiées, leur affiliation à telle ou telle série stratigraphique est capitale po

corrélations strat

De telles zones de cisaillement sont reconnues à la fois entre l’unité supérieure et l’unité de Hulw (Fig. II.39-39) et entre l’unité de Hulw et l’unité d’As Sifah (Michard et al. 1994 ; Searle et al., 1994, 2004 ; Gregory et al., 1998 ; Miller et al., 2002 ; Breton et al., 2004).

II

les NS et déversées vers l’E (Fig. II.41). Ce plissement est associé à une sch

(Fig. II.41). Vers l’E la schistosité tardive et les bandes de cisaillement associées s’aplati

.5.4.2. Déformations vers l’E et déformations tardives

Le long de la bordure orientale du Saih Hatat, les séries de Hulw sont replissées le long de charnières synclinales et anticlina

istosité tardive à pendage W (canevas 4 – Fig. II.41), ainsi qu’à une déformation cisaillante vers l’E et à un boudinage des bancs de dolomie précédemment plissés (Fig. II.45). Cette phase de déformation EW participe à la formation des reliefs alignés en NS qui séparent les unités de Hulw et d’As Sifah (Figs. II.3-II.14-II.41). La morphologie générale de la fenêtre de Hulw dérive de l’interférence entre les plis synchrones du cisaillement de la pile sédimentaire vers le NE et cette charnière de pli NS

ssent progressivement dans la zone sévèrement déformée séparant l’unité de Hulw et l’unité éclogitique d’As Sifah.

Une schistosité tardive associée à des charnières décimétriques déversées vers l’E est également retrouvée au cœur de la succession métapélitique de Hulw, ainsi qu’au sommet du flanc inverse de la grande charnière synclinale du Jabal Al Khufayqi (Fig. II.44c).

Dans l’unité supérieure, la déformation de vergence E provoque également les figures d’interférences cartographiques des régions de Bandar Khayran et de Yenkit (Figs. II.3-II.14). Ces replis ont été récemment décrits par Warren & Miller (2007).

Dans la partie NW du Saih Hatat (Wadi Aday), la charnière synclinale du Jabal Qirmadhil et le flanc normal à pendage W du Jabal Muraywah définissent une structure d’interférence similaire (Fig. II.3-II.14). Cette déformation EW est associée au développement de chevauchements NS qui recoupent les séries du Wadi Aday et à la formation des plis asymétriques orientés N150-N170 (Fig. II.20-II.25). Lors de la déformation précoce de cette région, les schistes Sq1V et les séries supérieures chevauchent vers le NE, les unités renversées sous la dolomie de Hiyam (Fig. II.19). Actuellement, le niveau de décollement est replissé le long d’axes NS.

Selon Le Métour (1987), Gray et al., (2005c) et Warren & Miller (2007), ces plis vers l’E participent à l’alignement NS de la combe NW du Saih Hatat et des flancs renversés de la formation de Hiyam dans la parte centrale du Saih Hatat (Fig. II.3-II.14).

Dans le document La marge continentale sud-téthysienne en Oman : structure et volcanisme au Permien et au Trias (Page 107-130)