Biostratigraphie à l'aide des foraminifères planctoniques d'affleurements du Campanien terminal au Danien dans le Rif externe oriental ( Maroc septentrional ) : Analyse et interprétation de la transition Crétacé-Paléogène

UNIVERSITÉ MOHAMMED V – AGDAL

FACULTÉ DES SCIENCES

Service des affaires estudiantines

Rabat

N° d’ordre : 2308

THÈSE DE DOCTORAT D’ETAT

Présentée par

Abdelkabir TOUFIQ

Discipline :

Géologie

Spécialité :

Géologie sédimentaire et Micropaléontologie

Biostratigraphie à l'aide des foraminifères planctoniques

d'affleurements du Campanien terminal au Danien dans le Rif

externe oriental (Maroc septentrional). Analyse et interprétation

de la transition Crétacé-Paléogène.

Soutenue le

Devant le jury

Président :

M. LABRAIMI : Professeur à la faculté des Sciences de Rabat

Examinateurs :

M. BOUTAKIOUT : Professeur à la Faculté des Sciences de Rabat H. SLIMANI : Professeur à l’Institut Scientifique de Rabat L. AIT BRAHIM : Professeur à la Faculté des Sciences de Rabat A. SOUHEL : Professeur, à la Faculté des Sciences d’El Jadida J.-P. BELLIER : Professeur à l’Université Paris 6

«L'Univers est éternel,

les mondes naissent et meurent, la mer avance et recule,

ce qui est la Terre peut devenir la Mer tout change tout le temps…»

A la Mémoire de mes parents,

à ma femme Soumia,

à Amine et à Houda,

à tous les miens,

A

-P

Les travaux présentés dans cette thèse ont été effectués au département de géologie de la faculté des sciences de Rabat et au département de géologie de la faculté des sciences d’El Jadida.

Au terme de ce travail, je voudrais exprimer mes remerciements à toutes les personnes qui ont contribué à sa réalisation.

Je remercie les Présidents respectifs de l'Université Mohammed V-Agdal (Rabat) et de l'Université Chouaïb Doukkali (El Jadida), pour leurs efforts dans l'appui à la recherche scien ifique.

Je remercie également les Doyens qui se sont succédés à la tête de la Faculté des Sciences de Rabat et de la Faculté des Sciences d'El Jadida, pour leurs soutien et encouragements au cours des nombreuses années de préparation de cette Thèse.

Mes remerciements vont également aux Chefs des Départements de Géologie, à la Faculté des Sciences de Rabat et à la Faculté des Sciences d'El Jadida, pour leur bienveillance au bon déroulement de la recherche scientifique en Sciences de la Terre.

Monsieur Mohamed BOUTAKIOUT, Professeur à la Faculté des Sciences de Rabat, a dirigé ce sujet e a toujours exprimé un grand intérêt à ses étapes d'avancement. Malgré ses nombreuses occupations, il m'a toujours accordé l'aide et le temps que je lui ai demandés; il m'a également éveillé et stimulé lorsque la rédaction de ce mémoire commença à tarder. Je lui adresse ma gratitude et j'espère qu'il sera satisfait de voir ce mémoire mené à terme.

Monsieur Mustapha LABRAIMI, Professeur à la Faculté des Sciences de Rabat, spécialiste des environnements marins anciens et actuels, a accepté de m'honorer par sa présidence de mon Jury. Qu'il en soit particulièrement remercié.

Monsieur Hamid SLIMANI, Professeur à l'Institut Scientifique de l'Université Mohammed V-Agdal, m'a toujours accordé un accueil chaleureux, en me tant à ma disposition sa documen ation et ses connaissances à ce sujet. Nos discussions, après ses remarques sur les dinokystes des échantillons K-T de ma collec ion, m ont réconforté et m'ont servi dans ma démarche. Je le remercie d'avoir accepté le rôle de rapporteur de cette Thèse.

Je remercie tous mes collègues du Laboratoire des Géosciences et Techniques de l'Environnement de la Faculté des Sciences d'El Jadida, pour leur soutien et encouragements. Monsieur Abdellatif SOUHEL, directeur du Laboratoire, a toujours mis à ma disposition les moyens nécessaires à l avancement de mes recherches. Malgré ses occupations, il a accepté d'être rapporteur de cette Thèse; qu'il en soit vivement remercié.

Monsieur Jean-Pierre BELLIER, Professeur à l'Université Paris 6, m'a réservé un accueil chaleureux lors de mes deux séjours au Laboratoire de Micropaléontologie de l Université Pierre et Marie Curie, dans le cadre de ce travail. Avec une grande générosité, il a mis à ma disposition tous les moyens nécessaires à l'avancement de mes recherches. Grâce à sa collaboration, j'ai pu rattraper le retard que j'avais cumulé dans la documentation et j'ai pu bénéficier de séances d'étude et d'illustration des Foraminifères au microscope électronique à balayage. Je lui suis très reconnaissant et je suis honoré de sa présence dans mon Jury.

Mes discussions avec les spécialis es de la chaîne rifaine m'ont énormément aidé dans mes recherches d'affleurements et de coupes appropriés. Je pense particulièrement à Monsieur H. FEINBERG, qui a guidé mes premiers pas sur le terrain et qui m'a toujours enseigné, conseillé et encouragé. Je lui suis très reconnaissant et je lui adresse mes vifs remerciements.

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Je remercie les Professeurs D. LADURON et N. ENNIH, de m'avoir fait bénéficier d'un séjour scientifique au Laboratoire de Géologie de l'Université Catholique de Louvain (Belgique), dans le cadre du Projet CAMG.

Je voudrais adresser mes remerciements à plusieurs collègues et spécialistes, qui ont bien voulu répondre à mes demandes de documentation. Je remercie également le Professeur M RENARD (Univ. Paris 6) pour les analyses géochimiques de quelques échantillons de la limite K/P.

Je remercie particulièrement Madame Michèle CARON pour les discussions que nous avons eues ensemble. Elle a gentiment accepté de répondre à mon besoin d'illustrer quelques espèces qui caractérisent le Danien basal; ceci avec le concours de mon collègue et ami E. M. ETTACHFINI, l'incontournable compagnon, avec lui j'ai toujours retrouvé une ambiance de travail et d'allégresse.

Je remercie également tous mes collègues et amis du Département de Géologie de la Faculté des Sciences d'El Jadida, pour leur soutien le long des années de préparation de cette Thèse. Je pense particulièrement à M. OUADIA qui m'a initié à la technique de la calcimétrie et à M.S. BOUAOUDA avec qui j'ai partagé les grands moments de la rédaction. Je pense aussi

aux discussions encourageantes et aux pauses plaisantes, partagées avec A. JOUHARI, H.

SABER, M. EL HOUICHA, A. EL ATTARI, B. OUAJHAIN, A. EL ACHHEB, A. EL ARCHI; E. ERRAMI, B.

ZOURARAH, K. LABBASSI, A. NOUBHANI , A. EL ARABI, A. GHARIB, A. RAHIMI…

Je remercie mes frères et sœurs, ainsi que les membres de ma belle-famille, de m'avoir encouragé à différentes étapes de la réalisation de cet e étude. Je pense particulièrement au soutien permanent de ma belle sœur Rokia et de son mari Jalil.

Mon épouse Soumia et nos enfants, Amine et Houda, ont supporté les nombreux moments de mon indisponibilité, lors de mes missions de terrain ou en phase finale de rédaction de ce mémoire. Je ne pourrai jamais les combler autant qu'ils ont été privés de ma présence et de mon assistance. Cette étude étant menée à terme, j'espère qu'ils en seront heureux et rassurés.

Résumé

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Biostratigraphie à l'aide des foraminifères planctoniques d'affleurements du Campanien terminal au Danien dans le Rif externe oriental (Maroc septentrional). Analyse et interprétation de la transition Crétacé-Paléogène.

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La présente étude porte sur une analyse détaillée des Foraminifères planctoniques de la limite Crétacé/Tertiaire (K/P) dans le Rif externe oriental. Un affleurement continu, couvrant le Maastrichtien terminal et le Danien, a été découvert dans une unité appartenant à une nappe d’origine interne; des affleurements partiels du Campanien terminal sont également étudiés dans les unités plus externes.

Les principaux marqueurs de foraminifères permettent un découpage de la partie supérieure du Campanien et de l'intervalle Maastrichtien terminal-Danien. Les biozones reconnues sont analysées et discutées. Des essais de corrélations bio-chronostratigraphiques montrent que la zone à P. hantkeninoides, du sommet du Maastrichtien, n’a qu’une valeur régionale en domaine téthysien. L'utilisation de la zone à A. mayaroensis est maintenue pour le Maastrichtien sommital car l'espèce index persiste jusqu'à la limite K/P. A la base du Danien, la zone P0 couvre un court intervalle (40 cm) compris entre l’extinction en masse et l’apparition de P. eugubina ss. La subdivision du reste du Danien est basée sur les étapes de renouvellement des foraminifères après l’extinction en masse qui coïncide avec la limite K/P.

Dans la coupe d'Ouled Haddou (coupe de référence), les analyses qualitatives et quantitatives montrent qu'à la limite Crétacé/Paléogène, les populations de Foraminifères planctoniques perdent 78% de leur diversité et 90% de leurs effectifs globaux. Une dizaine d’espèces persiste au Danien basal, dont G. cretacea, H. holmdelensis et H. monmouthensis, considérées à l'origine des radiations daniennes.

Le renouvellement des Foraminifères ne débute qu'après l'extinction en masse qui résulte de la crise K/P. Les premières morphologies microperforées des premiers niveaux daniens reculent au profit des morphologies grandes et complexes, indiquant un rétablissement des conditions océanographiques au Danien basal assez élevé. Dans la coupe d'Ouled Haddou, l'extinction brutale (accompagnée d’une chute de CaCO3) et le mode de renouvellement des Foraminifères indiquent un événement catastrophique à la fin du Crétacé.

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Mots-clés : Biostratigraphie; Foraminifères planctoniques; Campanien; Maastrichtien; Limite Crétacé/Tertiaire; Rif externe; Maroc

S O M M A I R E

III - LA TRANSITION CRETACE - PALEOGENE : CADRE GENERAL ET EXTINCTION DES FORAMINIFERES

PLANCTONIQUES ₇₀

IV - EXTINCTION ET EVOLUTION DES

FORAMINIFERES PLANCTONIQUES A LA TRANSITION CRETACE-PALEOGENE DANS LA COUPE D’OULED

HADDOU 112

REMARQUES TAXONOMIQUES 154

CONCLUSIONS GENERALES 180

LISTE DES ESPECES 186

LISTE DES FIGURES 189

BIBLIOGRAPHIE 192

TABLE DES MATIERES 209

PREMIERE PARTIE

INTRODUCTION

Affleurements du Crétacé supérieur et du début du Tertiaire au Maroc

Au Maroc, les premières études géologiques permettant de distinguer le Crétacé supérieur et le Paléocène sont basées sur des indices sédimentologiques et structuraux à l'affleurement, décrits en bordures du domaine atlasique. Les premières études détaillées ont porté sur les Bassins à phosphates, où des repères lithologiques combinés à une analyse paléontologique des dents de poissons ont été utilisés pour subdiviser les dépôts du Maastrichtien et du Paléocène (Arambourg, 1952).

L'étude paléontologique du Bassin côtier de Tarfaya a mis en évidence un Crétacé supérieur non terminal (Albien à Campanien) à l'aide des associations de Foraminifères planctoniques et benthiques (Lehmann, 1962, 1966a; Hottinger, 1966). Ce travail a servi de référence pour les études micropaléontologiques postérieures, effectuées dans d'autres domaines géologiques du Maroc.

Dans le Moyen Atlas, le Crétacé supérieur et le Paléocène ont été étudiés dans le synclinal d'El Koubbat (Rahhali, 1970). Le Maastrichtien débute par des formations phosphatées très détritiques, qui alternent avec des calcaires marneux peu bitumineux, et se termine par des marnes noires riches en microfaune benthique (Foraminifères et Ostracodes). Le Paléocène est représenté par des dépôts détritiques ou évaporitiques, indiquant une importante régression.

Dans le flanc sud du Haut Atlas occidental, Algouti et al. (1999) ont pu distinguer les étages classiques du Sénonien. Le Campanien, gréso-carbonaté, est caractérisé par une association d'ostracodes et de Foraminifères (planctoniques et benthiques). Le Maastrichtien, qui est plus épais et à dominance carbonatée se terminant par dépôts à phosphates dans les zones de bordure, est daté dans le Bassin d’Agadir par des ammonites, des ostracodes et des échinides.

Dans le flanc nord du Haut Atlas atlantique, le Sénonien terminal est représentée par une série phosphatée à intercalations marneuses et à géométrie fortement contrôlée par la tectonique et l'eustatisme (Boutchich, 1997). Les passages marneux livrent une association de Foraminifères planctoniques qui indique le Maastrichtien. Dans le Bassin d'Essaouira, les dépôts du Maastrichtien sont surmontés d'un banc de silex d'âge danien, auquel succède localement des calcaires et marno-calcaires à (micro)fossiles du Tertiaire.

Ce n'est que dans les bassins à phosphates que la stratigraphie des termes du passage Crétacé-Tertiaire a été analysée avec une certaine exactitude. Si la présence du Campanien (supérieur) est douteuse, les étages Maastrichtien, Danien, Thanétien et Yprésien sont bien

apportent des détails stratigraphiques et des renseignements sur les paléoenvironnements et sur la limite Crétacé/Tertiaire. Parmi les récentes études on peut citer celle portant sur les dinokystes (Soncini, 1990) et surtout l'importante révision des Sélaciens (Noubhani et Cappetta, 1997), qui fait des phosphates marocains une référence mondiale dans l'analyse (paléontologique et stratigraphique) d'un des phénomènes associés à la transition Crétacé-Paléogène, celui de la phosphatogenèse.

Dans le domaine rifain, les affleurements du Crétacé sont beaucoup plus importants, mais leur irrégularité et leur disparité compliquent toute étude visant à établir leur chronologie et donc leur stratigraphie. Si les dépôts du Crétacé et du Paléogène sont difficiles à subdiviser dans les nappes des flyschs, leur succession est plus ou moins facile à établir dans les différentes zones du domaine externe. Dans ces zones, les dépôts sont répartis en éléments structuraux, dans lesquels des termes du Crétacé supérieur et du Paléogène sont à dominance marneuse et riches en microfossiles (Leblanc, 1975-79). L'âge et la lithologie de ces dépôts varient cependant selon leur origine paléogéographique et selon le processus de mise en place des nappes. Les Foraminifères planctoniques constituent l'outil d'analyse principal permettant d'établir la chronologie des dépôts du Crétacé supérieur. Au Paléogène, des critères lithologiques donnent des indications stratigraphiques, mais là encore seule une analyse micropaléontologique peut permettre des attributions stratigraphiques précises. Les datations ainsi obtenues ont servi d'outil précieux, pour les géologues rifains, dans des interprétations d'ordre structural.

Bref historique des études micropaléontologiques dans

le Rif externe et les régions voisines

Les premières études micropaléontologiques portant sur le Maroc septentrional remontent au début du siècle dernier. A l'époque, ce sont les grands foraminifères qui permettaient les meilleures datations et corrélations; c'est ainsi que plusieurs études ont porté sur le "Nummulitique" de la chaîne rifaine. Les petits foraminifères furent ensuite utilisés, leurs études commencèrent à se développer avec la mise en évidence de leur valeur stratigraphique mondiale. Hottinger (1962) donne une bibliographie analytique des études micropaléontologiques sur le Maroc et, parallèlement aux travaux de Lehmann (1962) au Sud du Maroc, s'est intéressé à l'utilisation des planctoniques dans la stratigraphie des séries externes du Rif. Une première étude des espèces du genre Globorotalia, dans la région prérifaine, a été abordée par Aubert (1962). Cette étude avait pour but de vérifier la valeur des espèces de ce genre en stratigraphie, qui venait d'être mise en évidence en Amériques et au Moyen Orient. Bien que parfois entravée par des remaniements, cette étude a montré l'importance des Globorotalia dans la stratigraphie

du Tertiaire du Prérif et dans les corrélations à grandes distances, notamment à l'intérieur du domaine mésogéen.

L'étude des Foraminifères planctoniques s'est avérée nécessaire dans les explorations pétrolières et hydrogéologiques, dans du matériel provenant de sondages effectués dans le Prérif et les plaines voisines (Gharb, Maâmora). C'est un outil important, qui s'est autant imposé dans les travaux de cartographie des zones externes de la chaîne rifaine, où les formations pélagiques sont pauvres en macrofaune et difficiles à séparer lithologiquement. Par ailleurs, les renseignements fournis par ces microfossiles vont largement contribuer à la connaissance de la géologie rifaine, particulièrement compliquée sur le plan structural.

L'utilisation systématique des Foraminifères planctoniques dans la géologie rifaine a débuté avec les travaux de H. Feinberg et H.G. Lorenz, alors micropaléontologues au Service de la Carte Géologique du Maroc. Les premières études portaient essentiellement sur le Néogène (Feinberg et Lorenz, 1970). Pendant plusieurs années de coordination entre les géologues cartographes et micropaléontologues, les progrès des datations ont permis la solution de nombreux problèmes tectoniques, tandis que la connaissance structurale va permettre de découvrir des coupes utilisables en stratigraphie. Les fruits de cette coordination sont illustrés dans l'étude présentée par Leblanc (1975-79), qui exploite largement l'outil micropaléontologique pour la compréhension de la structure du Rif externe oriental. Dans ce secteur, les dépôts marneux allant du Paléocène au Miocène inférieur sont répartis en nappes de charriage qui reposent sur un "complexe" prérifain. L'étude de Feinberg (1978-86) présente pour la première fois des coupes détaillées du Paléogène rifain, venant compléter les connaissances antérieures sur le Néogène. Elle discute particulièrement des aspects micropaléontologiques et biostratigraphiques permettant de mettre en évidence la validité, pour le Paléogène, des zonations standards (de régions tropicales) de Foraminifères planctoniques, en bordure sud de la Méditerranée occidentale. Dès le début du Néogène, les corrélations avec les zonations tropicales se compliquent, d'où le recours à d'autres marqueurs de zones pour le Prérif et le domaine méditerranéen (Feinberg et Lorenz, 1973). A partir decoupes situées dans le Prérif (occidental et oriental), Toufiq (1989) présente une étude microbiostratigraphique de l'Eocène terminal au Miocène inférieur, basée à la fois sur les Foraminifères planctoniques et les nannofossiles calcaires. Cette étude discute principalement des détails de résolution biostratigraphique et des corrélations bio-chronologiques régionales et mondiales. D'autres études ont largement contribué à la connaissance de la micropaléontologie, de la biostratigraphie et des paléoenvironnements du Néogène, à partir de coupes et de sondages du Prérif et des régions voisines (Wernli, 1988; Kerzazi, 1994).

Cadre et objectifs de la présente étude

Les études géologiques effectuées dans les zones externes de la chaîne rifaine témoignent de l'intérêt particulier des Foraminifères, non seulement dans les datations de terrain et dans les interprétations structurales, mais également dans les reconstitutions de la paléogéographie et des paléoenvironnements. Le présent travail rentre dans le cadre des études micropaléontologiques de la chaîne rifaine, qui, dans un contexte téthysien, permettent des interprétations géologiques régionales et contribuent aux corrélations stratigraphiques mondiales. Les Foraminifères planctoniques, de par leur pouvoir de haute résolution biochronologique et leur abondance, sont souvent utilisés dans la caractérisation de certaines limites d'étages dans les séries pélagiques, du Crétacé supérieur au Quaternaire. Des coupes qui peuvent servir de références dans les corrélations stratigraphiques ont été révélées à l'aide de ce groupe; c'est le cas pour la limite Eocène/Oligocène (Toufiq et Feinberg, 1987) et pour la limite Paléogène/Néogène (Toufiq et Feinberg 2000). Dans le Rif externe, contrairement aux séries du Tertiaire, qui ont fait l'objet de détails biostratigraphiques et d'interprétations paléoenvironnementales (Feinberg, 1978-86; Toufiq, 1989; Wernli, 1988; Kerzazi, 1994), les séries du Crétacé supérieur et de la transition Crétacé-Paléocène ne sont que peu explorées. Les travaux de la cartographie indiquent que des affleurements du Sénonien couvrent d'importantes étendues dans la partie externe de la chaîne rifaine; ils sont datés par des "Rosalines" (Globotruncanidés), en l'absence d'ammonites. Bien que basées sur des échantillons isolés et des observations ponctuelles, les associations de Foraminifères donnent des attributions stratigraphiques assez suffisantes pour des interprétations structurales et pour la réalisation de la carte géologique. Des termes de passage du Crétacé au Paléogène ont été reconnus à la base d'indices lithologiques et micropaléontologiques, aussi bien dans la partie orientale que dans la partie occidentale du Rif externe (Leblanc, 1975-79; Feinberg, 1978-86). Les associations de Foraminifères de la partie terminale du Maastrichtien et du début du Danien n'ont cependant pas fait l'objet d'une description détaillée; à ces niveaux, la qualité des affleurements et la présence de complications tectoniques empêcheraient un échantillonnage représentatif.

L'un des principaux objectifs du présent travail est l'analyse et l'interprétation des associations de Foraminifères planctoniques dans l'intervalle couvrant le Crétacé terminal et le Danien. En effet, ce groupe de microfossiles a suscité un intérêt particulier, afin de caractériser et comprendre les environnements de la fin du Crétacé et du début du Paléocène, dans le cadre des récentes recherches consacrées à la limite Crétacé/Paléogène. Des affleurements situés autour de

la Méditerranée occidentale permettent une telle étude, vu leur contexte stratigraphique et paléogéographique, et sont par ailleurs les plus exploités (coupes de l'Atlas tunisien et de la Cordillère Bétique d'Espagne). La recherche et l'étude de dépôts continus dans le Rif externe permettront d'apporter une contribution au débat et à la controverse relatifs au mode et aux causes d'extinction en masse des Foraminifères à la fin du Crétacé. Le renouvellement complet de ce groupe constitue également l'un des grands aspects de la transition Crétacé-Paléogène. A ce sujet, de récentes études apportent des éclaircissements sur les associations du Danien basal, leurs étapes de diversification et leurs significations paléoécologique et environnementale. Mais l'origine et la chronologie des apparitions des premières espèces daniennes ne sont pas encore établies avec précision. La succession des associations montre des variations sensibles selon la latitude et selon les environnements de dépôt, ce qui rend parfois difficile des corrélations à la base du Danien. La validité d'une échelle biochronologique détaillée et l'estimation de la durée, qui auraient suffit à la reprise de l'activité pélagique, au début du Tertiaire, nécessite des études complémentaires.

D'autre part, les récentes études micropaléontologiques, dans les dépôts pélagiques, ne cessent d'apporter des précisions bio-chrono-stratigraphiques pour l'intervalle allant du Campanien au Danien. Une étude des Foraminifères planctoniques dans les séries du Rif externe pourrait-elle révéler des éléments complémentaires, qui permettraient des comparaisons et des discussions de la validité d'une certaine résolution biostratigraphique à l'aide de ce groupe?

I - GENERALITES

I-1. Cadre géographique (Figs. 1 et 4)

Au Maroc septentrional, la chaîne rifaine forme un édifice montagneux en forme d’arc ouvert sur la Méditerranée. Elle est bordée par l’Océan atlantique à l’Ouest et par les plaines du Rharb, de la Maamora et du Saïss au Sud. A l’Est, elle se rétrécit au contact de la chaîne atlasique (Basse Moulouya) et disparaît sous la Méditerranée avant de se raccorder à l’Atlas tellien d’Algérie. Les reliefs de cette chaîne, accentués au Nord, s’abaissent progressivement vers le Sud où ils forment un large domaine de collines prérifaines. Ces reliefs reflètent la nature pétrographique des terrains; ils forment des structures concentriques, orientées NW-SE dans la partie occidentale de la chaîne, devenant E-W puis SW-NE dans ses parties centrale et orientale.

Le climat et la végétation montrent également des variations longitudinales et transversales, les précipitations étant plus importantes au Nord-Ouest. Dans la partie intérieure de la chaîne, les reliefs sont les plus accentués et le couvert forestier plus structuré. Du côté de la Méditerranée, les reliefs sont nettement contrastés et les oueds n'ont qu'un bref parcours pour atteindre la mer; de l'Ouest vers l'Est les principaux cours d'eaux sont: l'Oued Martil, l'Oued Lao, l'Oued Amter (au milieu de l'arc montagneux), l'Oued Rhis, l'Oued Nekor et l'Oued Kert. Dans la partie externe de la chaîne rifaine, la végétation est nettement réduite et les reliefs, constitués de collines et crêtes, sont découverts et sillonnés par des ravins assez profonds. Le réseau hydrographique est assez développé, les eaux sont drainées vers l'Atlantique par l'Oued Loukous et surtout par les Oueds Ouerrha et Inaouene (et leurs affluents), tributaires de l'Oued Sebou. Dans la partie tout à fait orientale du Rif externe, les eaux sont drainées vers la Méditerranée par l'Oued Msoun, tributaire de la Moulouya. Tous ces cours d'eau présentent un régime torrentiel et entretiennent ainsi une vive érosion, sous un climat humide dans la partie ouest de la chaîne, devenant de plus en plus aride vers l'Est. Dans les zones externes du Rif, la densité de la population est assez forte, mais les habitations sont dispersées, elles occupent généralement les sommets de collines et les crêtes, et sont pour la plupart accessibles par des pistes carrossable. Mais en temps de pluie, de par la nature marneuse des terrains, rares sont les endroits accessibles en dehors de la bordure des routes aménagées.

Les affleurements étudiés se situent dans le territoire administratif de la Province de Taza, leurs localisations sont données dans les figures 7 à 10

.

coupes sont accessibles en prenant la direction de Taïnest (pour la coupe des Mkarcha) ou la direction d’Aknoul (pour les coupes des Abbouda et d’Ouled Haddou).

I-2. Cadre géologique régional (figs. 1 - 4)

Le Rif constitue la terminaison occidentale d'une chaîne alpine issue de la Téthys. Il fait partie d'un ensemble structural Bético-Rifo-Tellien, autour de la Méditerranée occidentale, qui se raccorde à l'Apennin par la Sicile. Dans la partie septentrionale du Maroc, le domaine rifain s'oppose aux autres domaines géologiques marocains par son histoire structurale dans un cadre méditerranéen. La chaîne rifaine est issue d'une tectonique complexe, dont le scénario a fait l'objet de nombreuses études (Durand-Delga et al., 1962-64; Durand-Delga, 1980; Suter, 1980a,b; Frizon de Lamotte et al., 1991; Chalouan et al., 2001).

La géologie du Maroc septentrional et sa relation avec les régions voisines a connu une longue histoire. L'idée que le Bassin du Rif externe est formé d'un empilement de nappes remonte au début du siècle dernier, mais ce n'est qu'après de nombreux travaux que l'idée de charriages dans le Prérif fut avancée sur des arguments stratigraphiques précis (Daguin, 1927; Russo, 1929). La théorie selon laquelle "une série sédimentaire se divise, par des surfaces voisines de l'horizontale, en des sortes de copeaux qui se déplacent les uns sur les autres" (Despujol, 1933) marqua un pas décisif dans la compréhension de la structure de la chaîne rifaine en général, et du Rif externe en particulier. Depuis, les travaux d'analyse et de synthèse géologiques du Rif ne n'ont cessé d'apporter des éléments nouveaux; la synthèse de 1962, publié dans le "Livre à la Mémoire du Professeur Paul Fallot", constitue un net progrès, elle a servi de référence pour les (nombreuses) études ultérieures qui ont apporté des détails et précisions d'ordre stratigraphique, paléogéographique et structural.

La disposition actuelle des matériaux de cette chaîne résulte de phénomènes tectoniques variés, en relation avec l'évolution géodynamique de l'extrémité occidentale de la Méditerranée actuelle. La structure de cette région indique des grands éléments répartis en nappes de charriage superposées, issues de déversement par des mouvements tectoniques récents. Les grandes unités forment, sur la carte, des zones structurales concentriques, particulièrement homologues entre la chaîne rifaine au Maroc et la Cordillère Bétique en Espagne. Longitudinalement, ces zones sont discontinues et courbées; elles se distinguent généralement par la différence de leurs caractères géomorphologiques.

Dans le Rif, en partant de la Méditerranée vers la Méséta et le Moyen Atlas, on recoupe transversalement:

** les zones internes, comportant le massif métamorphique (Sebtides), les nappes paléozoïques (Ghomarides) et la dorsale calcaire (Tetouanides)

** La zone des flyschs (couvrant partiellement les unités "externes" de Tanger et de Ketama).

** Les zone externes, comportant le Mésorif et le Prérif qui repose sur l'avant-pays autochtone.

Le chevauchement frontal du Prérif sur l'autochtone est nettement marqué, aussi bien sur le plan géomorphologique que sur le plan stratigraphique. Au Sud, l'avant-pays comporte une série (atlasique) ne dépassant pas le Jurassique et recouverte par un Miocène supérieur transgressif. Au Nord, une série presque complète du Crétacé au Tertiaire (jusqu'au

MO Y EN ME SE TA IB ER IQ U E AT LA S

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Tortonien) est répartie dans une structure complexe issue d'un charriage, sur une longue distance, de l'ensemble prérifain. Les détails stratigraphiques et structuraux du contact Prérif-autochtone ont été décrits par Leblanc (1975-79): l'âge des dernières couches Prérif-autochtones recouvertes par le charriage ainsi que celui de la formation syn-nappe (complexe prérifain) indiquent que le chevauchement frontal s'est produit au Tortonien inférieur. Ce contact a cependant rejoué au Pliocène où de nombreux chevauchements mineurs de réajustement se seraient produits.

I-3. Le Crétacé supérieur et le Paléogène dans les zones externes du Rif

La synthèse des travaux effectués dans la chaîne rifaine (Suter, 1980a) montre que les termes du Crétacé supérieur et du début du Tertiaire affleurent largement dans le domaine externe. Dans la zone prérifaine interne et dans la zone mésorifaine, à matériel surtout crétacé, la transition Sénonien-Paléogène semble incomplète (à l'issue de la tectonique). Les termes du passage Crétacé supérieur-Paléocène s'avèrent plus complets dans des nappes d'origine intrarifaine (Ouazzane, Bou-Haddoud, Tanger externe). Dans la zone prérifaine externe, les dépôts du Tertiaire dominent, aussi bien dans les unités inférieures que dans les nappes "supérieures".

Sur le terrain, la distinction entre le Crétacé supérieur et le Paléocène inférieur est difficile étant donné leur faciès marneux presque identique dans plusieurs unités structurales du Rif externe. En revanche, leur contenu micropaléontologique est nettement différent: à des associations de grandes morphologies du Crétacé succèdent celles du Paléogène, nettement différentes. Aubert (1962), se basant sur la répartition des Globorotalia, note que l'Eocène est souvent discordant sur le Crétacé. Dans les "zones de passage Crétacé-Nummulitique", les premiers Globorotalia indiquent un Paléocène non basal car la zone à "petites Globigerina", du début du Danien, est absente. Initialement, les affleurements du Sénonien dans le Rif externe sont datés par des "Rosalines" (Globotruncanidés), en absence d'ammonites. Lehmann (1966b) décrit une faune maastrichtienne du Prérif, à Globotruncanidés et Heterohelicidés, mais ne donne pas de précision sur la transition Maastrichtien-Danien.

Leblanc (1975-79) donne des associations de Foraminifères planctoniques qui caractérisent les dépôts allant du Sénonien à l'Eocène, dans différentes zones du Rif externe oriental. Le Sénonien des nappes intrarifaines est généralement marneux, avec des intercalations de bancs marno-calcaires fins. Dans le Prérif, Leblanc (opt. cit.) note que le Sénonien constitue le terme stratigraphique le plus ancien à l'affleurement (à l'exception des

at la si qu e A sila h La ra ch e 0 50K m N A T L A N T I Q U E O C E A N Fi gu re 4 : S c h ém a s tr u ct u ra l d e la ch a în e ri fa in e ( d’ ap rès L e b la n c, 1 97 9 ) et l o ca li sa ti o n d u s e ct eu r d’ ét u d e. SE B T A è

klippes sédimentaires ou tectoniques). Quand ils existent, les dépôts du Maastrichtien et du Danien sont des formations tendres dans lesquelles il est difficile de relever une coupe continue. De plus ces formations reposent généralement sur le complexe prérifain, de faciès voisin et dont elles sont difficiles à séparer lithologiquement.

Les mêmes complications ont été soulevées par Feinberg (1978-86), qui note que des coupes du passage Crétacé-Tertiaire sans complications structurales sont extrêmement rares dans les zones externes du Rif. Ainsi, dans pratiquement tous les lambeaux de la nappe de Ouazzane, les parties les plus anciennes correspondent au Paléocène ou à l'Eocène inférieur. "Entre les séries à dominance marneuses du Crétacé terminal et les dépôts carbonatés indurés de l'Eocène inférieur, les séries de base du Paléocène sont toujours franchement argileuses et, lors de la mise en place des nappes, elles ont joué préférentiellement le rôle de niveau de décollement" (Feinberg, 1978-86, p. 26).

En général, les dépôts du Paléocène supérieur et de l'Eocène inférieur se reconnaissent facilement par le faciès des marnes blanches à silex; mais il est souvent difficile de voir si les faciès marno-argileux, du Crétacé supérieur et du Danien, leur précèdent avec continuité. Lorsque ces faciès existent, ils affleurent généralement dans de mauvaises conditions, au pied des reliefs saillants constitués par les dépôts indurés du Paléocène supérieur et de l'Eocène inférieur.

I-4. Contexte stratigraphique et structural des affleurements étudiés

Avant de pouvoir envisager une étude biostratigraphique dans le Crétacé supérieur et le Danien du domaine rifain, avec un intérêt particulier pour la limite Crétacé/Tertiaire, il est nécessaire de faire des choix basés sur le contexte stratigraphique et structural des affleurements. A partir des cartes géologiques et de l'état actuel des connaissances de la chaîne rifaine, nous étions amenés à cibler particulièrement des affleurements dans le Rif externe oriental au Nord de Taza (fig. 7). Dans ce secteur, plusieurs études ont mis en évidence une meilleure organisation structurale par rapport au reste du Rif externe (Marçais 1932, 1937; Marçais et Suter, 1966; Leblanc 1971, 1973; Ennadifi, 1974; Feinberg, 1978-86). Dans cette partie de la chaîne, Leblanc (1975-79) distingue trois zones structurales: la zone prérifaine, la zone mésorifaine et la zone intrarifaine (unité de Ketama). Les unités inférieures mésorifaines et prérifaines sont en partie recouvertes par des unités "perchées" du type Tsoul, à matériel tertiaire dominant, et surtout par l'avancée depuis le Nord des nappes dites "intrarifaines" à matériel notamment crétacé (Leblanc, 1973, 1975-79).

Les dépôts du Sénonien et du Paléogène affleurent largement dans le Rif externe oriental, mais leur distribution est rendue désordonnée par les différentes phases tectoniques. Dans les unités inférieures et dans les unités supérieures prérifaines (du type Tsoul), le Crétacé supérieur forme souvent la base des fragments de synclinaux tertiaires. Bien que les séries soient assez étendues dans les unités du type Tsoul, les dépôts du Crétacé terminal et du Paléocène inférieur y semblent irréguliers et se prêtent mal à une étude complète. Les dépôts du Crétacé supérieur dominent dans les nappes intrarifaines, mais, là encore, leur relation avec ceux du début du Tertiaire, qui les surmontent, est généralement mal connue.

Des coupes qui comportent un Paléocène basal surmontant en continuité un Crétacé terminal semblent assez rares et difficiles à localiser. La recherche d'une telle succession nous a dirigés vers l'unité de Dar Caïd Medbouh, élément de la nappe de Bou Haddoud (Leblanc, 1975-79). Dans cette unité, nous allons voir que, d'après les Foraminifères planctoniques, la coupe d'Ouled Haddou montre la présence de tous les termes de l'intervalle Maastrichtien terminal-Danien, dans un faciès à dominante marneuse.

Sur la carte géologique (Bab El Mrouj-Taza Nord), des affleurements du Crétacé supérieur sont indiqués comme ceinture du front de l'unité des Tsoul qui est représentée par une grande structure synclinale du Tertiaire. Cette disposition laisse penser à une superposition normale de la base du Paléogène sur le sommet du Crétacé. C'est dans l'espoir de retrouver cette succession que la coupe des Mkarcha a été effectuée vers la terminaison est de cette structure. Dans cette coupe, un Crétacé supérieur (non terminal) affleure localement, mais une importante lacune (d'affleurement) empêche d'étudier si tous les termes du Crétacé terminal et du Danien existent au pied des premières crêtes du Paléocène supérieur (marno-calcaires à silex).

C’est dans le même ordre d’idée que nous nous sommes orientés vers la coupe des Abbouda, tout en s’intéressant à un contexte paléogéographique et structural différent de celui des deux coupes précédentes. Cette coupe sera effectuée dans une unité prérifaine "inférieure", vers le front de la nappe rifaine au Nord de Taza. Sur la carte, le Crétacé supérieur constitue la base d'un fragment de synclinal à cœur Paléocène supérieur-Eocène inférieur, qui repose sur le complexe prérifain. Des complications structurales ressortent cependant après études de terrain et surtout après examen de la microfaune. Cette coupe comporte seulement une partie du Campanien (au-dessus du Santonien), à laquelle succèdent des marnes du Danien (non basal) discordantes.

N _S

niveau marin

Figure 6 :Coupes très simplifiées du Rif externe oriental, au début du Miocène moyen (A) et au Tortonien supérieur (B) (Leblanc, 1975-79).

A

B

La distribution chronologique et spatiale des matériaux de la chaîne rifaine est issue d’une évolution structurale assez complexe (figs. 5 et 6), matérialisée par plusieurs phases tectoniques plus ou moins marquées (Leblanc, 1973, 1975-79; Frizon de Lamotte et al., 1991; Chalouan et al., 2001). Dans le Rif externe, l’effet de la tectonique a été accentué par la nature même des dépôts qui, à dominance marneuse, se décollent généralement par des niveaux préférentiels (les plus tendres) et se retrouvent ainsi répartis en nappes ou en fragments de nappes. L'origine paléogéographique des matériaux allochtones du Rif externe oriental (nappe prérifaine, unités supérieures prérifaines, nappes intrarifaines) a fait l'objet de plusieurs études (Marçais et Suter, 1966; Vidal, 1971; Leblanc, 1975-79; Feinberg, 1978-86). La position paléogéographique méridionale (externe) des matériaux de la nappe prérifaine (inférieure) a été démontrée et discutée par Leblanc (1975-79), et appuyée par d’autres arguments sédimentologiques et structuraux apportés par Feinberg (1978-86). Les unités prérifaines supérieures (du type Tsoul) sont nettement charriées sur le bassin prérifain, mais il est difficile de situer leur position d'origine. Pour Leblanc (1975-79) leurs caractères stratigraphiques et géométriques ainsi que leur relation avec le complexe prérifain (sous-jacent) plaident en faveur de l’hypothèse d’une origine paléogéographique intermédiaire entre le Prérif et le Mésorif. Les unités inférieures mésorifaines et prérifaines, nettement déplacées vers le Sud sont en partie recouvertes par l'avancée des nappes dites "intrarifaines", qui se situerait initialement beaucoup plus au Nord. La position paléogéographique d'origine des nappes intrarifaines ainsi que la subdivision des séries qui les composent ont été éclaircies par Leblanc (1975-79). L'origine de certaines nappes se situerait entre le Mésorif et l'unité de

Ketama (cas de la nappe de Bou-Haddoud), d'autres seraient plus internes et verraient leur source au Nord de l'unité de Ketama (cas de la nappe d'Aknoul). Le scénario de mise en place des nappes intrarifaines aurait débuté largement avant la phase paroxysmale du Sérravalien-Tortonien qui a défini les grands traits de l'architecture actuelle du Rif externe (fig. 6). Une tectonique "précoce" (phase pyrénéenne) aboutit à la différenciation de cuvettes et de haut fonds dès l'Eocène moyen à supérieur (Leblanc, 1975-79; Chalouan et al., 2001). La première phase tectonique majeure, de la transition Miocène inférieur - Miocène supérieur, constitue une étape importante qui conduirait à une individualisation des nappes intrarifaines (fig. 5). Alors que cette phase ne s'est guère fait sentir dans le Prérif, une importante transgression vers le Nord, affectant une grande partie du Mésorif, serait associée au rifting méditerranéen (Chalouan et al., 2001). Au Miocène supérieur à Pliocène basal, une seconde phase tectonique paroxysmale (associée à un "amarrage" de la microplaque d'Alboran) semble avoir eu des effets importants dans les zones les plus externes. Elle serait responsable des grands charriages par glissements, lors la mise en place des différentes unités, contemporains d'une sédimentation chaotique qualifiée de "complexe prérifain". Des réajustements postérieurs continuent au Pliocène, il s'agit surtout d'une tectonique par gravité, dont l'ampleur est variable d'une zone à l'autre.

I-5. Matériel et méthodes

I-5-1. Etudes de terrain

Contrairement aux autres domaines géologiques du Maroc, la chaîne rifaine comporte des affleurements du Crétacé supérieur et du Paléogène sur d'importantes étendues. Sur la carte géologique, ces terrains sont particulièrement représentés dans des unités structurales qui constituent les zones externes du Rif. Sur toute une bande externe, des unités comportant principalement du matériel tertiaire sont bordées, vers l'intérieur, par des nappes à matériel crétacé dominant. Dans ce contexte structural, il est difficile, sinon impossible, de penser à l'existence de coupes continues allant du Crétacé supérieur au Paléogène. Cette difficulté a été exposée dans les études de Leblanc (1975-79) et de Feinberg (1978-86), qui ont assez largement analysé la stratigraphie et l'architecture structurale du Rif externe.

Se basant sur les études précédentes, et cernant les principaux affleurements sur la carte géologique, j'ai consacré les premières études de terrain à la prospection des séries du Crétacé

supérieur et du Paléocène inférieur. Je me suis dirigé ensuite vers le Rif externe oriental, au Nord de Taza, pour plusieurs raisons. En effet, dans cette région, la qualité des affleurements et la structuration des matériaux sont relativement meilleures, la remarquable perfection des détails cartographiques (qui en résultent) m'a également motivé et orienté à la recherche de coupes continues.

Plusieurs missions de terrain (alternant avec des études de laboratoire) ont été effectuées avant de retenir les coupes des Abbouda, des Mkarcha et d'Ouled Haddou. Les échantillonnages préliminaires et complémentaires de ces coupes ont été effectués entre les années 1995 et 2001. Il faut souligner que des complications structurales et, par endroits, l'imparfaite qualité des affleurements ont souvent rendu difficile les premières investigations, dans un contexte lithologique assez monotone. La grande distance entre le terrain et le

laboratoire a également ralenti les étapes de l'étude biostratigraphique, l'analyse détaillée de la transition Crétacé/Paléogène ayant nécessité plusieurs missions d'échantillonnages complémentaires.

Le Crétacé supérieur et le Danien étant à composante marneuse dominante dans toutes les unités du Rif externe oriental, des éboulements et des glissements rendent souvent restreints les affleurements frais de ces séries. Ce n'est généralement que dans des incisions de reliefs mous qu'on peut suivre la succession des strates. La majorité des échantillons a été récoltée sur les fonds de ravins qui recoupent la stratification ou dans des affleurements dégagés en bordures de ces ravins. Afin d'éviter toute contamination, par des éboulements superficiels ou par des infiltrations, un décapage ou un creusement est souvent effectué jusqu'à la marne fraîche. Chaque échantillon comporte une quantité de sédiment (au minimum 500 g) suffisante pour les lavages et la conservation de témoins. Les échantillons récoltés sont immédiatement emballés, avec des étiquettes portant des informations utiles, dans des sacs en plastique qui seront numérotés et répertoriés au laboratoire.

Les épaisseurs sont généralement estimées à l'œil, les bancs sont couramment à pendage fort à subvertical, ce qui facilite l'estimation de leurs puissances. La maille d'échantillonnage est plus ou moins serrée selon la lithologie, la qualité d'affleurement, ou le détail analytique visé. La récolte a été particulièrement intense dans l'intervalle critique de la transition Crétacé-Paléogène. Dans la coupe d'Ouled Haddou, la maille d'échantillonnage est décimétrique à la limite Maastrichtien/Danien, elle devient d'ordre pluri-décimétrique du Maastrichtien sommital au Danien basal et d'ordre métrique de part et d'autre de cet intervalle. Dans le Crétacé supérieur non terminal et dans la partie supérieure du Danien, les échantillons sont prélevés tous les 2 à 4 mètres. Des lacunes d'affleurement imposent parfois des mailles d'échantillonnages d'ordre décamétrique. La position des échantillons est indiquée sur les colonnes lithologiques des coupes, données à l'entrée du chapitre "biostratigraphie".

I-5-2. Techniques et méthodes de laboratoire

L'étude qualitative et quantitative des Foraminifères planctoniques est entièrement réalisée sur des formes dégagées, obtenues à partir des résidus de lavage.

Au début des travaux, plusieurs échantillons (isolés ou localisés dans des coupes) ont été examinés avant d'avoir mieux cerné les affleurements. Les échantillons retenus dans cette étude sont indiqués sur les colonnes lithologiques des coupes (fig. 15). La majorité des d'échantillons traités provient de la coupe d'Ouled Haddou, particulièrement au voisinage de

la limite Crétacé/Paléogène dont l'analyse micropaléontologique détaillée constitue l'un de nos principaux objectifs.

Au Laboratoire, nous avons procédé à la technique classique d'extraction des Foraminifères de leur gangue, généralement marno-argileuse à marno-calacaire. Pour chaque échantillon, 250 à 500 grammes de roche ont été traités par un chauffage à l'étuve pendant plusieurs heures, suivi d'une réhydratation dans une eau fraîche, parfois additionnée d'eau oxygénée. Après désagrégation de la roche, on procède au lavage sur une colonne de tamis, sous un jet d'eau. Les résidus sont récupérés en trois fractions retenues dans trois tamis (respectivement de mailles 250 µm, 160 µm et 63 µm) qui seront séchées à l'étuve. Ces résidus sont riches en Foraminifères planctoniques (à l'exception des fractions supérieures à 250 µm des échantillons du Danien basal), qui se retrouvent dans un état de conservation généralement bon. A côté des planctoniques, les Foraminifères benthiques montrent une présence et une diversification assez régulières. Les ostracodes sont moins réguliers et beaucoup moins diversifiés, les formes lisses étant les plus fréquentes.

Afin d'établir un bilan exhaustif des Foraminifères planctoniques, les différentes fractions de résidus de lavage seront largement examinées. Un intérêt particulier étant accordé aux échantillons de la transition Crétacé-Paléogène, dont certains résidus ont été entièrement parcourus à la recherches d'espèces rares. Les Foraminifères sont triés sous une loupe binoculaire permettant des grossissements allant jusqu'à 80x. Pour chaque échantillon, une collecte représentative des différentes morphologies est conservée dans trois cellules de tri, correspondant aux trois fractions de résidu. Les déterminations sont généralement basées sur la morphologie des tests, étudiée sous une loupe binoculaire permettant des grossissements convenables. L'étude au microscope électronique à balayage permet l'observation des détails morphologiques et des parois (particulièrement pour les petites espèces du début du Danien), ainsi que les illustrations d’espèces index. Les espèces ont été identifiées à la base d'une assez large documentation comportant certaines descriptions originales, mais surtout des travaux de synthèses reprenant des descriptions ou des figurations d'holotypes, ou donnant leurs réillustrations (Ellis et Messina, 1940-88; Luterbacher et Premoli Silva, 1964; Stainforth et al., 1975; Robaszynski et al., 1984; Caron, 1985; Toumarkine et Luterbacher, 1985; Blow, 1979; Nederbragt, 1991; Olsson et al., 1992, 1999).

L'étude quantitative est basée sur des proportions relatives de genres ou de groupes à affinités morphologiques. Les comptages sont effectués pour 22 échantillons qui proviennent de la transition Maastrichtien-Danien (dans la coupe d'Ouled Haddou): onze échantillons choisis dans les neufs derniers mètres du Maastrichtien et onze échantillons choisis dans les

huit premiers mètres du Danien. Pour chacune des trois fractions (250, 160 et 63µm), nous avons compté le nombre de Foraminifères dans 0,1g de résidu. Les effectifs globaux (des différents groupes ou genres) seront calculés en fonction du poids, d'abord pour chaque fraction, puis pour le résidu entier. Cette procédure permet également d'estimer les proportions absolues de Foraminifères par gramme de sédiment, sachant la quantité de l’échantillon lavée (après déshydratation). Elle rend compte également des grandes différences des effectifs et des populations de Foraminifères entre les trois fractions de résidu (la majeure partie de la population se retrouve dans la fraction comprise entre 63 µm et 160µm).

Le taux de CaCO3 dans le sédiment a été mesuré pour les échantillons qui couvrent la

transition Maastrichtien-Danien (coupe d'Ouled Haddou), il est obtenu selon la technique classique du calcimètre de Bernard.

I-6. Description des coupes

Les affleurements qui font l'objet de cette étude sont situés dans le Rif externe oriental au Nord de Taza. Dans cette zone, on reconnaît assez facilement des unités allochtones qui représentent les différents domaines paléogéographiques et structuraux du Bassin rifain (voir ci-dessus). Ces unités comportent principalement des séries du Paléogène qui surmontent un Sénonien visiblement fragmentaire. A la base de ces critères stratigraphiques et structuraux, nous avons effectué trois coupes dans le but d'une étude basée sur les Foraminifères pour les séries allant du Campanien supérieur au Danien. Des contraintes s'opposent cependant à un échantillonnage représentatif de ces séries, à des complications structurales s'ajoutent des restrictions imposées par l'accessibilité du terrain et par la qualité des affleurements.

I-6-1. Coupe des Abbouda I-6-1-1. Localisation (fig. 8)

Sur la carte géologique au 1/50 000 de Ain Bou Kellal-Msoun, une petite unité, qui comporte des dépôts du Crétacé supérieur à l'Eocène inférieur, surmonte le "complexe prérifain" sur le front de la nappe rifaine. Les reliefs de cette unité apparaissent à droite de la route reliant Taza à Aknoul, entre la Kasbat Beni Hitem et Ain Bou Kellal. Dans la partie nord de cette unité sont indiqués de petits affleurements du Crétacé supérieur et du Paléocène inférieur qui semblent être disposés en continuité. Ces affleurements sont accessibles au Sud de Ain Bou Kellal, à 14 Km de Taza, en traversant l'Oued El Arbaa pour atteindre les

Abbouda a a b r A l E O _d u e Coupe Plio-Quaternaire Eboulis route faille Front de nappe hydrographie

Figure 8 : Localisation et cadre géologique de la coupe des Abbouda.

O u ed M so u n a a br A l E u d O e Bab El Mrouj Aïn Bou Kellal Msoun Taza 0 0,5 1Km Aïn Bou Kellal vers Taza Mezguitem Echelle 0 5 10 Km ver s Ak no ul vers Oujda

R

_F

I

Légende

Echelle

Miocène moy. sommital à Tortonien (”Complexe”) K o u d i a t T o u i l

N

premières maisons des Abbouda. La coupe a été échantillonnée dans un ravin assez profond qui traverse la série entre l'Oued El Arbaa et la Koudiat Touil.

I-6-1-2. Description

Des affleurements frais de la série sont fréquents dans le ravin principal qui recoupe la structure. La partie supérieure du Campanien est localement représentée par des marnes grises, à intercalations marno-calcaires, sur une épaisseur avoisinant 20 mètres. Ces marnes succèdent à une lacune d'affleurement (de 15 m) au-dessous de laquelle les passages marneux échantillonnés nous livrent des associations qui indiquent un Santonien élevé. Entre le Santonien et le Campanien de cette coupe existe donc une nette discontinuité tectonique. Les marnes du Campanien (p.p.) sont surmontées d'un banc sombre de "microbrèches", riche en cristaux de calcite, auquel font suite des marnes noires à rares intercalations marno-calcaires ou gréseuses, du Danien élevé. Le banc microbréchique coïncide avec une importante lacune matérialisée par l'absence des dépôts du Campanien terminal, du Maastrichtien et d'une grande partie du Danien. Cette coupe ne contient donc que des séries fragmentaires du Crétacé supérieur et du Danien, au-dessus desquelles la Paléocène supérieur (non étudié ici) semble être représenté par une épaisse succession de marnes noires à grises, avec d'importants passages gréseux.

I-6-2. Coupe des Mkarcha I-6-2-1. Localisation (fig. 9)

Cette coupe est localisée sur la carte géologique au 1/50 000 de Bab El Mrouj-Taza Nord, dans le front (sud) de l'unité des Tsoul (unité prérifaine supérieure). La terminaison Nord-Est de cette unité se trouve au niveau de l'Oued Lahdar, sur la route reliant Taza à Taïnest. Juste avant cette terminaison, la coupe des Mkarcha est accessible après 18 km de Taza, par une piste qui longe la dépression de la bordure sud des premiers reliefs de l'unité des Tsoul. Sur la carte, la géométrie de l'unité des Tsoul est à structure synclinale qui renferme des dépôts allant du Crétacé supérieur au Miocène moyen à supérieur. Au pied des premiers reliefs des marno-calcaires blancs à silex (Paléocène supérieur) sont indiqués des affleurements du Crétacé supérieur (et du Paléocène inférieur?), moins résistants, dans une topographie relativement plate au débouché des ravins qui recoupent la structure. La coupe a été effectuée dans l'oued Jfafna, (deuxième grand ravin traversant la structure à partir de la route Taza-Taïnest), au pied des reliefs du Paléocène inférieur, à 1,5 km au Sud des maisons des Mkarcha.

Mkarcha Beni Khalifa O u _e d _L a h d a r Plio-Quaretnaire route hydrographie

Figure 9 : Localisation et cadre géologique de la coupe des Mkarcha.

Légende 0 0,5 1 Km Eboulis vers Beni Lent vers Taza

R

_I

_F

I-6-2-2. Description

Au pied des reliefs formés par les marno-calcaires blancs silex (du Paléocène inférieur), des dépressions sont remplies par des accumulations de masses marneuses issues d'éboulements importants. Cette différence de morphologie traduit le contraste lithologique entre les dépôts du Paléocène supérieur et les séries sous-jacentes. Ces séries représenteraient, comme il en est souvent le cas dans les unités supérieures du Rif externe, les dépôts marneux tendres du Sénonien et du Paléocène inférieur (plus ou moins complets). Notre étude visant justement l'étude de l'intervalle Crétacé supérieur - Danien, il nous a fallut longuement chercher des affleurements frais dans une bande à reliefs mous qui longe le versant sud des marno-calcaires. Dans la zone explorée, de tels affleurements semblent très rares voire absents. Seule une portion de l'oued Jfafna montre une succession formée d'une alternance de marnes et de bancs calcaires, orientés NE-SW et fortement inclinés vers le Nord. Ces dépôts sont typiques du Sénonien dans le Rif externe; nous allons voir qu'il s'agit en fait d'affleurements partiels du Campanien. Une lacune d'affleurement d'environ 15 m sépare les dépôts du Campanien supérieur de ceux du

Campanien inférieur. Cette lacune traduit visiblement une coupure tectonique, vu l'absence d'un grand intervalle stratigraphique au sein du Campanien. Au Campanien inférieur des marnes jaunes alternent assez régulièrement avec des bancs calcaires semi-métriques à métriques. La partie de la coupe qui couvre partiellement le Campanien supérieur (sur une dizaine de mètres) débute par des marnes grises à intercalations calcaires et se termine par des marnes jaunes à beiges litées. Au-dessus de ces couches, aucun indice de stratification n'a été trouvé sur un parcours d'environ 200 m qui les sépare des marno-calcaires du Paléocène supérieur. Nous n'avons donc pas pu échantillonner sur cette distance; de ce fait, nous ne pourrions pas apporter des observations stratigraphiques concernant le Maastrichtien et le Danien dans cette coupe. Les dépôts de ces deux étages seraient-ils entièrement couverts par les éboulis? ou pourraient-ils être fortement "endommagés" lors de l'avancée des nappes?

I-6-3. Coupe d'Ouled Haddou I-6-3-1. Localisation (fig. 10)

Cette coupe est située dans une zone plus interne du Rif externe oriental au Nord de Taza. Elle affleure dans le flanc nord du Jbel Bou-Izerzene, du côté de l'Oued Msoun, qui la sépare du village d'Ouled Haddou. Elle est facilement accessible par la route reliant Aknoul à Mezguitem, à 48 Km à partir de Taza. Sur la bordure nord de la carte géologique au 1/50 000

Ouled Haddou V er s Ak no ul Cénomanien Maastrichtien Danien Sélandien-Thanétien Route Contact anormal Crétacé inférieur Coupe

Figure 10 : Localisation et cadre géologique de la coupe d’Ouled Haddou.

0 500 m Echelle Al Hoceima Aknoul Mezguitem Guercif Taza O u ed L ar b aa O u ed N ek o r M é d i t e r r a n é e Fes Oujda Oued M so u n 20km R _{I F} Méditerranée Atl anti que Rabat Fès Taza Tanger N O u e d M s o un Bab

Mrouj Ain Bou

Kellal Msoun vers Oujda Mezguitem Taza ve rs Akn oul 10K m M _s d _o e _u u n O Mezguitem Vers o u e d L a r b a a J b e l B o u -I z a r z e n e

N

N

de Ain Bou Kellal-Msoun, les crêtes du Jbel Bou-Izerzene sont formées de calcaires et marno-calcaires à silex datant de l'Eocène inférieur, son flanc nord comporte des dépôts du Paléocène au-dessus d'un peu de Maastrichtien qui repose directement sur le Cénomanien. Leblanc (1975-1979) attribue ses séries à l'unité de Dar Caïd Medboh, qui est un élément de la nappe de Bou-Haddoud d'origine intrarifaine.

I-6-3-2. Description

Leblanc (opt. cit.), dans sa description des unités "Dar Caïd Medboh", indique la présence du Crétacé inférieur (daté par les ammonites), auquel succède une série allant du Crétacé supérieur à l'Eocène moyen (datée par les Foraminifères planctoniques). Dans le Jbel Bou-Izerzene, l'auteur note que "entre les marnes du Crétacé terminal et les marnes blanches à silex du Paléocène supérieur, des marnes à intercalations calcaires représentent la partie inférieure du Paléocène". Bien que basée sur des échantillons isolés, cette observation laisse admettre une suite entre le Maastrichtien et le Danien, en faciès assez monotone.

C'est pour étudier cette continuité, qui nous permettrait également de révéler l'aspect du passage Crétacé/Paléogène, que nous avons repéré des affleurements sur le terrain, avant de pouvoir retenir la coupe d'Ouled Haddou. Afin d'avoir un matériel représentatif, la coupe a été échantillonnée dans trois ravins adjacents, dans lesquels les affleurements semblent être convenablement complémentaires. Les dépôts du Maastrichtien et du Paléocène sont disposés en strates subverticales de direction E-W, ils affleurent largement dans des ravins assez profonds qui les recoupent et qui débouchent sur l’Oued Msoun, face aux maisons d’Ouled Haddou. Les dépôts du Maastrichtien, qui dépassent 60 mètres d'épaisseur, débutent par des marnes grises à intercalations marno-calcaires d'ordre métrique, auxquelles succèdent des marnes et marno-calcaires indurées, avec un banc métrique de calcaire marneux vers leur sommet. Le Maastrichtien se termine par des marnes grises assez argileuses et friables, avoisinant 7 mètres d'épaisseur. Le passage du Maastrichtien au Danien s'effectue, sans contraste morphologique ou lithologique important, dans des affleurements disposés latéralement par rapport aux fonds des ravins. Le Danien débute par des marnes argileuses grises, avoisinant 50 cm d'épaisseur, surmontées de 2 mètres de marnes massives plus claires, puis d'une alternance de marnes et de bancs calcaires décimétriques sur environ 6 m d'épaisseur. La partie médiane du Danien est composée de marnes grises à beiges dans lesquelles des passages calcaires, dépassant parfois 1 mètre, constituent des repères morphologiques. Le reste du Danien est constitué d'une suite de marnes grises assez compactes à intercalations calcaires moins fréquentes. Les dépôts presque verticaux du Danien affleurent sur une distance dépassant 100 mètres. Mais, étant à dominante marneuse dans un cadre tectonique et géomorphologique "instable", leur épaisseur réelle est difficile à estimer avec une certaine précision (des basculements ou des glissements étant fort probables).

DEUXIEME PARTIE

II - BIOSTRATIGRAPHIE

II-1. Introduction

Au cours de ces dernières décennies, un intérêt particulier a été accordé aux Foraminifères planctoniques en tant qu'outil stratigraphique des séries marines carbonatées. Actuellement, il s’agit du groupe de microfossiles qui donne la meilleure résolution dans le découpage chronologique des sédiments pélagiques, du Crétacé supérieur à l’actuel. Pour cette période, une échelle biostratigraphique (biozones) est corrélée, avec une certaine précision, aux échelles magnétostratigraphique et chronostratigraphique.

L'évolution des Globotruncanidés (initialement décrits sous le nom de «Rosalines») a servi, dès le milieu du siècle dernier, pour établir les premières échelles de zonation du Crétacé supérieur aux Caraïbes (Bolli, 1951, 1957 ; Brönnimann, 1952a...) et en Afrique du nord (Sigal, 1952, 1955 ; Dalbiez, 1955). Ces échelles ont été ensuite améliorées et appliquées, sans grandes difficultés, à différentes régions, particulièrement en domaine téthysien (Beckmann et al., 1969 ; Barr, 1972 ; Sigal, 1977 ; Linares, 1978 ; Wonders, 1980 ; Bellier et al., 1983…). Dans des travaux postérieurs, des zonations standards basées sur l'évolution des Globotruncanidés ont été proposées afin de faciliter les datations et les corrélations à l'échelle globale (Robaszynski et al., 1984; Caron 1985). Parallèlement, une zonation complètement basée sur les Heterohelicidés a été établit pour le Crétacé supérieur (Nederbragt, 1991).

La partie supérieure du Campanien et le Maastrichtien, classiquement subdivisés en quatre à cinq biozones de Globotruncanidés, ont fait récemment l'objet d'un découpage plus détaillé basé sur d'autres marqueurs de ce groupe (Robaszynski et al., 1999), ou basé à la fois sur des marqueurs de Globotruncanidés et d'Heterohelicidés (Li et Keller 1998a; Li et al., 1999; Arz et Molina, 2002). La fin du Crétacé est marquée par une extinction en masse, affectant plusieurs dizaines d’espèces de Globotruncanidés et les grandes espèces d'Heterohelicidés. Il s’agit de l'extinction soudaine la plus importante dans l’histoire des Foraminifères planctoniques.

Pour le Paléogène, le développement des premières zonations a débuté presque indépendamment dans les Caucases (ex-URSS) (Subbotina, 1953, Morozova,1959) et dans les Amériques (Brönnimann, 1952b; Bolli, 1957). Des restrictions de communication entre les deux communautés, à l’époque, étaient à l’origine de difficultés et confusions d'ordre taxonomique (de nombreux morphotypes, communs aux deux régions, ont été décrits sous des