Thèse de Doctorat d'Etat ès-Sciences naturelles Université de Droit, d'Economie et Sciences d'Aix-Marseille Faculté des Sciences et Techniques de St Jérôme
"Résumé. - L'étude porte sur les environnements, la paléogéographie et l'évolution structurale d'un domaine cratonique, au cours du Carbonifère, sur 55 millions d'années. La région étudiée Gourara, bassins de Reggan, de l'Ahnet et du Mouydir, se situait alors sur la bordure nord du continent africain, à l'amont d'une marge active où s'édifiait la chaîne varisque et sur le trajet d'une vieille chaîne panafricaine, ancienne zone à croûte océanique, demeurée relativement mobile, à la jonction du vieux craton ouest-africain et du Sahara central.
Pour tenter cet essai sur la paléodynamique d'un secteur africain, une base chronologique précise était nécessaire. La stratigraphie présentée, étayée par dix biozones, résulte de l'exploitation systématique de l'ensemble des faunes par divers spécialistes dont l'auteur.
La série carbonifère se présente comme trois grands ensembles transgression-regression, correspondant à trois entités sédimentaires, paléogéographiques et structurales, qui se retrouvent sur toute la frange du craton étudiée. Le premier de ces cycles est struno-tournaisien, le second viséen, le troisième moscovien.
Les mécanismes de ces transgressions-régressions sont abordés sur l'ensemble du plateau continental. Trois grandes transgressions, venues du Nord-Est, de la Téthys, viennent s'imbriquer dans des épandages deltaïques et fluviatiles ; les corrélations avec les stratotypes européens montrent qu'elles s'inscrivent dans l'histoire générale des mers carbonifères. Au contraire, la dynamique des corps gréseux est commandée par des facteurs oroépirogéniques locaux ou régionaux (jeux en horsts et grabens) ou plus généraux et liés alors à la dynamique de la plaque africaine, à la fin du troisième cycle. Les réseaux fluviatiles étaient issus du Hoggar, qui fut découvert à cette époque et constituait la source des matériaux.
Du point de vue structural les déformations enregistrées sont de deux types :
- des mouvements verticaux, rejeux d'accidents préexistants du socle, qui revêtent une importance capita-
le dans la structuration des bassins et signent l'instabilité quasi permanente de la zone panafricaine.Ces mouvements sont calqués sur les premières phases de l'orogénèse maghrébine.
- des plissements, liés à une tectonique germanotype, polyphasée : une phase varisque permienne, une phase "alpine", fini-jurassique, des mouvements plus localisés, au milieu du Crétacé, et des rejeux tertiaires et quaternaires qui marquent la permanence de la mobilité le long des grands accidents du socle.
On peut dire pour conclure que les trois grands cycles carbonifères du Sahara central sont commandés par l'interférence de facteurs tectoniques, régionaux, et de facteurs eustatiques, planétaires ; ils forment ensemble un mégacycle, à l'échelle du système, lié, lui, à un facteur de tectonique globale, la constitution de la Pangée.
Mots clés : Carbonifère - Sahara - sédimentation néritique, deltaïque, continentale - transgressions - régressions - goniatites - foraminifères - conodontes - brachiopodes - coraux - dynamique varisque - paléoclimats." (4ème couv.)

Type littérature grise : Thèse

Numéro d'inventaire : 69784

Niveau d'autorisation : Public

Sommaire : Avant-propos 9

INTRODUCTION

1.- Le cadre morphologique et structural 13
a. - Les boucliers 14
b. - Les bassins 14
c. - La couverture paléozoïque 18

2.- Le cadre géographique 18
a) Les régions étudiées 20
b) Les régions parcourues 22

3.- Historique des recherches sur le Carbonifère 22
Les travaux des Compagnies pétrolières 22

4.- Le cadre stratigraphique 25
a. - La stratigraphie d'après J. Follot 25
1) Le Famennien supérieur-Strunien 25
2) Le Tournaisien 25
3) Le Viséen 27
4) Le Namurien 27
5) Le Continental post-tassilien 27
b. - La nomenclature des Compagnies pétrolières 27
1) La nomenclature de la CREPS pour l'Ahnet-Mouydir 28
2) La nomenclature de la CEP pour le bassin de Reggan 28
3) La nomenclature pétrolière pour le Gourara 28


Première partie - LES TROIS GRANDS CYCLES DU CARBONIFERE DU SAHARA CENTRAL

LA TERMINOLOGIE 31

1.- Les unités lithologiques 31
2.- La chronostratigraphie 34
1) Les biozones 34
a) Les goniatites 34
b) Les brachiopodes 35
c) Les conodontes 37
d) Les foraminifères 37
e) La palynologie 37
2) Autres approches chronostratigraphiques 42
3.- Les grandes divisions de l'étude 42
1) Les trois cycles carbonifères 42
2) Les divisions géographiques et structurales 42
a) Le Pays prétassilien 43
b) Le Gourara 45

Le premier cycle carbonifère : LE TOURNAISIEN

I. - LES COUCHES DE PASSAGE. DU DÉVONIEN AU CARBONIFERE
1.- La limite Dévonien-Carbonifère dans les stratotypes 49
2.- Le problème du Strunien saharien 50
a) Dans l'Ahnet-Mouydir 50
b) Dans le bassin de Reggan 50
c) Au Gourara 50
d) Dans le bassin de Becher 51

II. - LE TOURNAISIEN DANS LE PAYS PRETASSILIEN

Chapitre 1 : Les Grès du Khenig

A. - La faune et la flore

1.- La faune 57
a) Les Grès inférieurs du Khenig 57
b) Les Grès supérieurs du Khenig 57

2.- La flore 58

B. - Les Grès du Khenig dans l'Ahnet

1.- La coupe-type d'Hassi-el-Khenig 59
a) Première cuesta 59
b) Deuxième cuesta 59

2. - L'Ahnet central 61
a. - L'aire anticlinale du Bahar-el-Hammar et de Berga 61
1) La côte prétassilienne sur le bord est de la
Sebkha-Mekerrhane 61
2) Le Bahar-el-Hammar 62
La coupe de Tirechoumine 62
3) L'anticlinal de Berga 63
a) Ensemble inférieur 63
b) Ensemble supérieur 63
b. - Les régions méridionales 65
1) Le secteur de l'Adrar-Timedjerdane 65
a) Le flanc occidental de l'Adrar-Timedjerdane 65
b) Le flanc oriental de l'Adrar-Timedjerdane 65
c) L'oued Timedjerdane 65
2) Le secteur sud-est de l'Ahnet central 66
3) Les confins de l'Ahnet central et de
l'Ahnet oriental 67
a) Le secteur de l'Erg-Mehedjibat 67
b) La région du Gaa-Taatzebar 67

3. - L'Ahnet oriental 67

4. - L'Ahnet occidental 68
C. - Les Grès du Khenig au Mouydir
1) La région de Tamesguidat 70
2) Le synclinal d'Ain-Tiouendjiguine 71
3) Le bassin d'Habadra 72

D. - Les Grès du Khenig dans le bassin de Reggan
La bordure orientale du bassin de Reggan 75
1) La région d'Ain-ech-Chebbi 75
2) La région d'Hassi-Taïbine 76
3) Le flanc oriental de l'Azzel Matti 77

E. - Sédimentologie des Grès du Khenig

1. - Etude des sables 78
1) Grès inférieurs du Khenig 78
a) Faciès deltaïque ou mixte 78
b) Faciès fluviatiles 82
2) Grès supérieurs du Khenig 82

2. - Etude des argiles 83
1) Grès inférieurs du Khenig 83
2) Grès supérieurs du Khenig 83

3.- Les traces fossiles des Grès du Khenig 85
a. - Les pistes 85
b. - Les terriers 85
1) Les terriers verticaux 85
2) Les terriers spiralés hélicoïdaux 87

4.- Les altérites 87
1) Coupe de l'oued Temertasset 87
2) Coupe d'Hassi-el-Khenig 89
3) L'oolithe de l'Azzel Matti 91
4) L'oolithe de Timedjerdane 91

5) Interprétation 92
6) Age des altérations 93
5.- Les variations d'épaisseur des Grès du Khenig 93
6., Conclusions sur l'environnement et interprétations 94

Chapitre 2 : Les Argiles de Teguentour

A. - La faune

1) Les goniatites 99
2) Les brachiopodes 101
3) Les conodontes 101

B. - Les Argiles de Teguentour dans l'Ahnet

1.- La coupe-type de l'erg Teguentour 102

2.- Les variations d'épaisseur des Argiles de Teguentour dans
l'Ahnet 105

C. - Les Argiles de Teguentour au Mouydir
Le bassin d'Habadra 105

D. - Les Argiles de Teguentour dans le bassin de Reggan 107

E. - Sédimentologie des Argiles de Teguentour
1) Minéralogie des Argiles 107
2) Environnements sédimentaires 108
a) Ensemble inférieur 108
b) Ensemble supérieur 109

Chapitre 3 : Les Grès de Tibaradine

A. - La faune
1) Les goniatites 113
2) Les brachiopodes 113
3) Les conodontes 114

B. - Les Grès de Tibaradine dans l'Ahnet

1.- La coupe-type de Tibaradine 116
a) Ensemble inférieur 116
b) Ensemble supérieur 118

2.- L'Ahnet central 118
1) L'aire anticlinale du Bahar-el-Hammar et de Berga 118
2) Les régions méridionales 119
3) Le Centre-Est de l'Ahnet 119

3.- L'Ahnet oriental 119

4.- L'Ahnet occidental 119

C. - Les Grès de Tibaradine au Mouydir
1) Le synclinal d'Aïn-Tiouendjiguine 120
2) L'anticlinal de Tamesguidat 120
3) Le bassin d'Habadra 120

D. - Les Grès de Tibaradine dans le bassin de Reggan

1.- Le flanc oriental de l'Azzel Matti 120

2.- La région d'Aïn-ech-Chebbi-Hassi-Taïbine 121
3.- Le Touat 121

E. - Sédimentologie des Grès de Tibaradine

1.- Les sables 122
a) La fraction sableuse des grès 122
b) Le rapport feldspaths-quartz (F/Q) 122
c) Les minéraux lourds 122

2.- Les argiles 124

3.- Les figures de déformations intraformationnelles 124
a) Les convolute-beds, typiques 124
b) Les figures de glissement 124

4.- Les environnements sédimentaires 125
a) Faciès marin, néritique à littoral 125
b) Faciès fluviatile 126
c) Faciès prodeltaïque 126

III. - LE TOURNAISIEN DANS LE GOURARA

Chapitre 4 : Les Grès de Kahla

1.- Les Grès inférieurs de Kahla 129

2.- Les Grès supérieurs de Kahla 131

3.- Sédimentologie des Grès de Kahla 134

Tables des Matières : IV. - SYNTHESE PAEOGEOGRAPHIOUE ET
STRUCTURALE DU TOURNAISIEN 135

Le deuxième cycle carbonifère : LE VISEEN

I. - LES LIMITES DE L'ETAGE VISEEN

1.- La limite Tournaisien-Viséen 145

2.- Le problème du Viséen moyen 145

3.- La limite Viséen-Serpukhovien 146

II. - LE VISEEN DANS LE PAYS PRETASSILIEN 147

Chapitre 5 : Les Grès de Kreb-ed-Douro

La dalle des Iridet

A. - La faune
1) Les goniatites 151
2) Les brachiopodes 151
3) Les foraminifères 151
4) Les conodontes 151
5) Les coraux 152

B. - La dalle des Iridet dans le Pays prétassilien
Le faciès 153
Les Grès de Kreb-ed-Douro

A. - La faune et la flore

1.- La faune 155

2.- La flore 155

B. - Les Grès de Kreb-ed-Douro dans l'Ahnet

1.- La région de Kreb-ed-Douro 155'

2.- L'Ahnet méridional 156

3.- L'Ahnet septentrional 158

C. - Les Grès de Kreb-ed-Douro au Mouydir 158

D. - Les Grès de Kreb-ed-Douro dans le bassin de Reggan 158

E. - Sédimentologie des Grès de Kreb-ed-Douro 160

1.- Les sables 160

2.- Les argiles 160

3.- Variations d'épaisseur des Grès de Kreb-ed-Douro 160

4.- Environnements sédimentaires 160

Chapitre 6 : - Les Argiles de Tirechoumine

A. - La faune

1.- Les goniatites 167
a) Dans les Argiles inférieures VI (et V2a ?) 167
b) Dans les Argiles supérieures 167

2.- Les brachiopodes 169

3.- Les coraux 169

4.- Les foraminifères 169

5.- Les conodontes 169

B. - Les Argiles de Tirechoumine dans l'Ahnet

1. Le flanc occidental de l'Adrar-Tirechoumine 170

2.- Les variations de la formation dans l'Ahnet 170
a) L'Ahnet central 170
b) L'Ahnet occidental 172

C. - Les Argiles de Tirechoumine au Mouydir 172

D. - Les Argiles de Tirechoumine dans le bassin de Reggan 172

E. - Sédimentologie des argiles de Tirechoumine 172

1.- Minéralogie des argiles 172

2.- L'environnement sédimentaire 173

Chapitre 7 : Les Grès de Garet-Dehb

A. - La flore 177

B. - Les Grès de Garet-Dehb dans l'Ahnet

1.- La région de Garet-Dehb 177

2.- Le faciès fluviatile dans le reste de l'Ahnet 179
1) Les grands synclinaux de l'Ahnet central 179
2) La région de Mouïma 184
3.- Les faciès latéraux des chenaux 184
Les paléosols 184

C. - Les Grès de Garet-Dehb dans le bassin de Reggan 184
Les chenaux de l'Azzel Matti 185

D. - Sédimentologie des Grès de Garet-Dehb 192

1.- Les sables 192

2.- Les minéraux argileux 192

3.- Environnements sédimentaires 192

III. - LE VISEEN DANS LE GOURARA

Chapitre 8 : Les Argiles de Timimoun

A. - La faune
1) Les goniatites 203
2) Les conodontes 203
3) Les brachiopodes 203
4) Les coraux 205

B. - Lithologie des Argiles de Timimoun
a) Les Argiles inférieures de Timimoun 205
b) Les Grès de Rhnet 205
c) Les Argiles supérieures de Timimoun 205

Chapitre 9 : Les Grès d'Arhlad

1.- Lithologie 209
a) Ensemble 1 209
b) Ensemble 2 209

2.- Interprétation 213
Chapitre 10 : Les Calcaires de Tala

A. - La faune
1) Les Brachiopodes 217
2) Les coraux 217

B. - Lithologie des Calcaires de Tala 219

IV. - SYNTHESE PALEOGEOGRAPHIQUE ET STRUCTURALE DU VISEEN 221

Le troisième cycle : LE SERPUKHOVIEN-MOSCOVIEN
(NAMURIEN-WESTPHALIEN)

I. - LA TRANSGRESSION SERPUKHOVIENNE
DANS L'AHNET ET LE BASSIN DE REGGAN

Les limites et les subdivisions de l'étage Serpukhovien 231

Chapitre 11 : Les Calcaires du Djebel-Berga

A. - La faune 235

1.- Les foraminifères
a) Le Serpukhovien inférieur (E1-E2) 235
b) Le Serpukhovien supérieur (H) 235

2.- Les conodontes 237

3.- Les brachiopodes 237
4.- Les coraux


B. - Les Calcaires du Djebel-Berga dans l'Ahnet 240

1.- Le Djebel Berge 240
a) Les Calcaires inférieurs 241
b) Les Calcaires supérieurs 242

2.- L'Adrar-Tirechoumine

C. - Les Calcaires du Djebel-Berga dans le bassin de Reggan

1.- Le monoclinal d'Aln-ech-Chebbi-Hassi-Taïbine et l'Azzel Matti 244

2.- Les confins erg Chech-Tanezrouft 245

3.- Le Touat

D. - Les minéraux associés aux carbonates 247
a) Les calcaires inférieurs 247
b) Les calcaires supérieurs 248

E. - Environnement sédimentaire 248

Chapitre 12 : Les Gypses d'Hassi-Taïbine

A. - La faune
1) Les foraminifères 253
2) Les conodontes 253
3) Les brachiopodes 255
4) Les coraux 255

B. - Les Gypses d'Hassi-Taïbine dans le bassin de Reggan

1.- La région d'Hassi-Taïbine 256

2.- L'Azzel-Matti et le Touat 256

3.- L'Erg Chech 257

C. - Les gypses d'Hassi-Taïbine dans l'Ahnet 257

D. - Les minéraux des gypses d'Hassi-Taïbine 258

E. - L'environnement sédimentaire 259

II. - LE CARBONIFERE MAYEN CONTINENTAL, DE L'AHNET ET DU BASSIN DE REGGAN 261

Chapitre 13 : Les formations rouges

A. - La faune et la flore
1) Les foraminifères et les conodontes .......o ........ 265
2) Autres éléments faunistiques 265

B. - La formation d'Aïn-ech-Chebbi

1.- Région d'Aïn-ech-Chebbi 266

2.- La région au Sud d'Hassi-Taïbine 266

C. - La formation de l'Azzel-Matti 270

D. - La formation d'Hassi-Bachir 271

E. - Sédimentologie des formations rouges 272

III. - SYNTHESE PALEOGEOGRAPHIQUE ET STRUCTURALE
DU SERPUKHOVIEN-MOSCOVIEN

A. - Synthèse du Serpukhovien 277

B. - Synthèse du Carbonifère moyen 278

Deuxième partie : DYNAMISME DU CRATON DEPUIS LES TEMPS VARISQUES

I. - L'EVOLUTION STRUCTURALE

A. - La structure actuelle

1.- La structure du socle précambrien 283

2.- Les différents types de plis 285
a.- Les grandes structures 285
1) Grands plis coffrés 285
2) Grandes structures anticlinales ou synclinales complexes 285
b.- Les plis à interférences 285
1) Les plis allongés 285
2) Les plis courts 285
c.- Plis couchés 288

3.- Répartition des plis 288

4.- Interprétation 288

B. - La tectonique hercynienne

1.- Etat de la dalle saharienne au début du Carbonifère 290
a) Les structures transversales 290
b) Les structures méridiennes 292

2.- Les déformations synsédimentaires 292
a) Les mouvements verticaux 294
b) Les épirogenèses 296
c) Chronologie des mouvements synsédimentaires 296

3.- La phase de plissement hercynienne 299

4.- Conclusions sur la tectonique hercynienne 299

C. - Les déformations ultérieures du Pays prétassilien

1.- La tectonique fini-jurassique 300

2.- Les déformations crétacées et cénozoïques 302
a) Les déformations crétacées 302
b) Les déformations tertiaires 303
c) La nêotectonique 303

D. - Conclusions **4 304

II. - DONNEES SUR LES TAUX DE SEDIMENTATION

1.- Age de l'étage viséen 307
Limites de l'étage 308

2.- Les taux de sédimentation du Viséen 312
a) La zone cratonique 312
b) La zone péricratonique 312
c) La bordure téthysienne 312

III. - CORRELATIONS

A. - Situation du Pays prétassilien dans le cadre africain 313

1.- Le Strunien 313

2.- Le Tournaisien 313
a) Le Tournaisien inférieur, TI 313
b) Le Tournaisien supérieur, III 313

3.- Le Viséen 315

4.- Le Serpukhovien-Moscovien 315

B. - Corrélations biostratigraphiques générales 319
1.- L'Europe occidentale
a) Les stratotypes belges. 319
b) Les Iles britanniques 321
2.- La plate-forme russe 321
3.- Le continent Nord-américain 321

C. - Conséquences sédimentologiques de ces corrélations 323

CONCLUSIONS GENERALES 327
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES UTILISEES 335
LISTE DES FIGURES 349
LISTE DES PLANCHES 355
REPERAGE DES PRINCIPALES COUPES DU CARBONIFERE 357
TABLE DES MATIERES 359

Langue : Français

Description matérielle : 370 p.: in-4.

Collection : Mémoires

Origine : Don

Notes : Table des matières ; Annexe ; Bibliogr.

Localisation : Silo 4

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