Zonalité d’un diapir et formation d’un cap-rock

Les diapirs sont généralement formés par l’halite (NaCl) qui se trouve au centre, surmontés par une formation résiduelle appelée «cap-rocks» qui résulte de la dissolution du piston salifère. Le cap-rock est caractérisé par une séquence minéralogique particulière, cette séquence présente, du sommet à sa base (Figure 29) :

 Une zone haute ; couche rubanée de carbonates de quelques dizaines de mètres, dont la base est concentrée en soufre.

 Une zone intermédiaire de gypse, résultant de l’hydratation de la couche sous-jacente d’anhydrite.

 Une zone base d’anhydrite litée pouvant faire plus de 200 mètres d’épaisseur.

Pratiquement, tous les caps-rocks contiennent une zone base d’anhydrite, mais la zone intermédiaire de gypse et la zone haute des carbonates peuvent ou ne pas être présente.

La figure ci-dessous (fig.30), résume les différents stades de formation d'un cap-rock et des concentrations minérales associées.

Chapitre IV La sédimentation évaporitique et diapirisme

Les formations évaporitiques triasiques des Hautes Plaines Sétifiennes Page 67

Figure 28 : Les Trois formes typiques associées aux circulations du sel dans les diapirs D’après (C. Talbot et M. Jackson ; 1987).

3.7. Zonalité d’un diapir et formation d’un cap-rock

Les diapirs sont généralement formés par l’halite (NaCl) qui se trouve au centre, surmontés par une formation résiduelle appelée «cap-rocks» qui résulte de la dissolution du piston salifère. Le cap-rock est caractérisé par une séquence minéralogique particulière, cette séquence présente, du sommet à sa base (Figure 29) :

 Une zone haute ; couche rubanée de carbonates de quelques dizaines de mètres, dont la base est concentrée en soufre.

 Une zone intermédiaire de gypse, résultant de l’hydratation de la couche sous-jacente d’anhydrite.

 Une zone base d’anhydrite litée pouvant faire plus de 200 mètres d’épaisseur.

Pratiquement, tous les caps-rocks contiennent une zone base d’anhydrite, mais la zone intermédiaire de gypse et la zone haute des carbonates peuvent ou ne pas être présente.

La figure ci-dessous (fig.30), résume les différents stades de formation d'un cap-rock et des concentrations minérales associées.

Chapitre IV La sédimentation évaporitique et diapirisme

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Figure 28 : Les Trois formes typiques associées aux circulations du sel dans les diapirs D’après (C. Talbot et M. Jackson ; 1987).

3.7. Zonalité d’un diapir et formation d’un cap-rock

Les diapirs sont généralement formés par l’halite (NaCl) qui se trouve au centre, surmontés par une formation résiduelle appelée «cap-rocks» qui résulte de la dissolution du piston salifère. Le cap-rock est caractérisé par une séquence minéralogique particulière, cette séquence présente, du sommet à sa base (Figure 29) :

 Une zone haute ; couche rubanée de carbonates de quelques dizaines de mètres, dont la base est concentrée en soufre.

 Une zone intermédiaire de gypse, résultant de l’hydratation de la couche sous-jacente d’anhydrite.

 Une zone base d’anhydrite litée pouvant faire plus de 200 mètres d’épaisseur.

Pratiquement, tous les caps-rocks contiennent une zone base d’anhydrite, mais la zone intermédiaire de gypse et la zone haute des carbonates peuvent ou ne pas être présente.

La figure ci-dessous (fig.30), résume les différents stades de formation d'un cap-rock et des concentrations minérales associées.

Figure 29 : Les différentes zones minéralogiques d’un Cap-rock (M. Jébrak et Éric.M, 2008).

Figure 30 : Différents stades de formation d'un Cap- rock et des concentrations minérales

associées. Les flèches indiquent les zones de circulations des fluides (D’après C.W.Kreitler et S.P.Dutton, 1983).

Intrusion d’un dôme de sel dans une zone a circulation à eau sous-saturée

Dissolution du sel et accumulation d’un sable à anhydrite résiduelle

Compaction du cap-rock et formation d’une zone à anhydrite (A)

Poursuit du diapirisme et de la dissolution du sel, consolidation et déformation de l’anhydrite

Transformation de l’anhydrite en gypse (G) et formation de calcite (C) .Présence d’hydrocarbures

Développement des différentes zones du cap-rock, oxydation du H₂S et précipitation éventuelle de sulfures ou du soufre natif

Figure 29 : Les différentes zones minéralogiques d’un Cap-rock (M. Jébrak et Éric.M, 2008).

Figure 30 : Différents stades de formation d'un Cap- rock et des concentrations minérales

associées. Les flèches indiquent les zones de circulations des fluides (D’après C.W.Kreitler et S.P.Dutton, 1983).

Intrusion d’un dôme de sel dans une zone a circulation à eau sous-saturée

Dissolution du sel et accumulation d’un sable à anhydrite résiduelle

Compaction du cap-rock et formation d’une zone à anhydrite (A)

Poursuit du diapirisme et de la dissolution du sel, consolidation et déformation de l’anhydrite

Transformation de l’anhydrite en gypse (G) et formation de calcite (C) .Présence d’hydrocarbures

Développement des différentes zones du cap-rock, oxydation du H₂S et précipitation éventuelle de sulfures ou du soufre natif

Figure 29 : Les différentes zones minéralogiques d’un Cap-rock (M. Jébrak et Éric.M, 2008).

Figure 30 : Différents stades de formation d'un Cap- rock et des concentrations minérales

associées. Les flèches indiquent les zones de circulations des fluides (D’après C.W.Kreitler et S.P.Dutton, 1983).

Intrusion d’un dôme de sel dans une zone a circulation à eau sous-saturée

Dissolution du sel et accumulation d’un sable à anhydrite résiduelle

Compaction du cap-rock et formation d’une zone à anhydrite (A)

Poursuit du diapirisme et de la dissolution du sel, consolidation et déformation de l’anhydrite

Transformation de l’anhydrite en gypse (G) et formation de calcite (C) .Présence d’hydrocarbures

Développement des différentes zones du cap-rock, oxydation du H₂S et précipitation éventuelle de sulfures ou du soufre natif

Chapitre IV La sédimentation évaporitique et diapirisme

Les formations évaporitiques triasiques des Hautes Plaines Sétifiennes Page 69

4. Conclusion

Les formations évaporitiques sont des roches d’origine chimique, résultant de la précipitation de minéraux (l’anhydrite, gypse, halite, sylvite et carnallite), à partir de saumures soumis à une évaporation intense dans des contextes géodynamiques continentaux ou marins.

Durant le Trias supérieur, l’Algérie du Nord est considérée comme une vaste zone laguno-marine et sous l’effet d’un climat aride avec un degré d'évaporation élevé engendre la genèse des puissants dépôts à faciès germanique (évaporites, argiles bariolées, carbonates et roches vertes). Des grandes quantités de ces dépôts apparus à la surface de la terre avec des formes particulièrement spéciales que nous appelons diapirs.

Le diapirisme salifère suscite depuis longtemps un vif intérêt scientifique mais également de nombreuses controverses quant à ses mécanismes et aux paramètres qui le régissent. Deux théories concernant la genèse des diapirs. La première théorie, la mise en place des diapirs est contrôlée par la tectonique régionale, et la seconde théorie, la mise en place des diapirs est liée principalement aux déséquilibres des caractères physico-chimiques des évaporites.

Le diapir a une grande importance économique, il a un rôle actif dans le piégeage des concentrations pétrolifères et la minéralisation des eaux thermales. Les Cap Rocks peuvent constituer un réceptacle pour les concentrations des minéraux de Fer, de Plomb, de Zinc, de Cuivre, de Baryte, de Célestine et de Soufre. En outre, la grande importance que représentent les diapirs salifères pour l’exploitation des substances utiles non métalliques (gypse, sel gemme et dolomie), utilisables dans plusieurs domaines industriels et alimentaires.

1. Introduction

Les Hautes Plaines Sétifiennes sont des vastes étendues aplanies ou nivelées, elles couvrent la partie centrale de la wilaya de Sétif et s’étendent d'Est en Ouest sur une longueur de 80 Km, et une largeur maximum de 45 km. La zone d’étude est limitée au Nord par l’axe de la route nationale N°5, à l’Est par les limites administratives (Sétif-Mila), à l’Ouest par les limites administratives (Sétif-BBA), au Sud Est par les limités administratives Batna-Sétif, et au Sud Ouest par les failles inverses (El Bahira -Ahdjer El Bioud) au Sud de la plaine de Salah Bey (Pascal) qui est considérée comme une zone de transition entre le domaine des Hautes Plaines Sétifiennes et le domaine du Hodna. Les pointements que nous décrivons par la suite ne dépassent pas cette aire géographique. Par ailleurs, les pointements de Trias d’El Bahira et Gouzi, ils sont clairement sous les séries hodnéennes.

Ce chapitre porte sur :

- La répartition des formations évaporitiques triasiques des Hautes Plaines Sétifiennes avec quelques données de synthèse sur leurs caractéristiques géométriques et structurales.

-La caractérisation pétrographique des carbonates observés dans le Trias de Draa El Djebbas.

- La caractérisation géologique, pétrographique, gîtologique et chimique de gisement de sel gemme lié à 1'affleurement triasique de Guellal.

- La caractérisation géologique pétrographique, minéralogique, chimique et gîtologique des gypses de gisement de Guellal et les affleurements d’El Bassour et Methgoub Ras.

- La caractérisation des minéralisations associées avec les blocs infraliasiques et les roches vertes du percement triasique de Koudiat El Bassour.

2. Répartition des évaporites triasiques des Hautes Plaines Sétifiennes

La région des Hautes Plaines Sétifiennes est caractérisée par une période continentale durant le Trias inferieur, puis la région a connu une période de distension caractérisée par une sédimentation lagunaire peu profonde, type évaporitique et accessoirement carbonatée (sommet du Trias) avec une mise en place de roches vertes.

Les épaisses formations évaporitiques constituant le Trias supérieur joueront par la suite un rôle tectonique très important en permettant, en raison de leur plasticité, le décollement de la couverture post-triasique.

Les évaporites du Trias sont réparties dans plusieurs endroits dans cette région. Ce Trias n’apparaît jamais en situation normale, sous les assises liasiques, mais, au contraire, sous forme de diapirs ou bien sous forme de masses isolées dans les plaines. Il souligne des contacts anormaux entre les différentes unités allochtones et résulterait du diapirisme.

On retrouve cinq affleurements évaporitiques, ou diapirs, datant le Trias dans le secteur des Hautes Plaines Sétifiennes (Figure 31) :

 Les affleurements de Djebel Methgoub Ras.  L’affleurement de Draa El Djebbas.

 L’affleurement de Djebel El Garsa  L’affleurement de Guellal.