Découpage stratigraphique

Les premiers dépôts tubiditiques sont datés du Crétacé inférieur et se sont déposés dans un environnement marin profond, probablement au niveau de la partie la plus distale d’une marge, sur undomaine de croûte « transitionnelle » (Durand Delga et al, 2000). Cette décharge gréseuse est généralement attribuée à un évènement climatique/eustatique plutôt que tectonique (Wildi, 1983).Lesséries tertiaires sont, caractérisées par une décharge détritique silicoclastique importante auMiocène inférieur liées aux événements tectoniquesaffectant la région à cette époque et à une fortebaisse du niveau marin.
Les flyschs maghrébins sont divisées en deux grandes unités (Bouillin et al., 1970). Chacune est associée à des domaines paléogéographiques séparés, en fonction de leur position structurale, géographique et de leurs caractéristiques pétrographiques. En se plaçant sur la marge Africaine, les flyschs Massyliens correspondent aux dépôts les plus externes par rapport aux flyschs Maurétaniens plus internes. L’extension spatiale de cette unité de flysch est extrêmement importante et il est donc courant de faire des généralités ou des simplifications concernant la stratigraphie et ou la structure de ces unités. Ces généralités sont nécessaires pour proposer un scénario global d’évolution de ces flyschs qui trouve sa place dans le modèle géodynamique d’ouverture de la Méditerranée. Dans la suite de ce chapitre, on s’attachera à décrire les unités «types/ou idéal» définies d’après l’étude des séries de flyschs qui affleurent dans la chaîne du Rif et en Afrique du Nord, où elles sont généralement les mieux développées.

Stratigraphie

Comme dit précédemment, les séries Massylienne et Maurétaniennes ont une très grandeextension géographique. Par conséquent, il existe une forte variabilité dans la qualité d’affleurement et dans la séquence stratigraphique elle-même selon la localisation desaffleurements. Dans la partie suivante, je décris les quelques caractéristiques des sériesMassyliennes et Maurétaniennes que l’on retrouve en Afrique du Nord et en Andalousie. Ces informations sont en grande partie tirées de la synthèse réalisée par Wildi (1983) etcomplétées par plusieurs publications de référence.

Séries massyliennes

Séries massyliennes d’âge Crétacé inférieur

Affleurements d’Afrique du Nord

Les séries Massylienne crétacé débutent à l’Albien (El Talibi et al., 2014), elles se caractérisent dans le Rif par les séries de Meloussa (Durand Delga, 1965) et du JebelChouamat (Andrieux et Mattauer, 1962) mais la série type de cette formation a été définieen grande Kabylie (Gélard, 1979).
Dans les grandes Kabylies, la série Massylienne crétacé comporte tout d’abord une formation de pélites sombres avec des intercalations de grès quartzitiques gris vert sur plus de 100m puis des pélites verdâtres ou polychromes datées, d’après les rares microfaunesprésentes, de l’Albien. Cette formation est suivie par moins de 50m de marnes grises à bancsde micrites puis de phtanites du Cénomanien (Didon, 1973 ; Michard et al., 2008).
Dans le Rif, la série de type flyschs débute avec un flysch silicoclastique dans lequel alternent des niveaux argileux ou marneux et des niveaux turbiditiques de grès moyen à fin (El Talibi etal., 2014). Ces grès Aptien-Albien d’une épaisseur d’environ 700m se sont déposés au niveaudes lobes distaux d’un système turbiditique profond (Gübeli et al., 1984 ; Michard et al.,2008).
Le socle de ces flyschs est représenté par de rares terrains calcaires et ou volcaniques (pillow) datés, d’après une ammonite, du Bathonien (Durand Delga, 1980), retrouvés à labase de la série. Cependant, l’assemblage de pollens retrouvés dans les marnes au-dessus et en dessous de ces pillow-lavas donnent des âges Coniacien-Campanien contradictoires avec l’âge Jurassique moyen cité plus haut (Gübeli et al., 1984). L’attribution de ces terrainsjurassiques au substratum du flysch Massylien reste donc encore incertaine.

Affleurements en Espagne

Les équivalents de ces terrains dans les Bétiques sont les unités de Facinas et des flyschsd’Ubrique (Martin Algarra, 1987). L’unité de Facinas est constituée par des argiles(polychromes/manganifères) de milieu océanique et des bancs de grès ferrugineux à grainsfins. Cette formation est datée de l’Aptien supérieur par des orbitolines et une ammonite(Didon, 1973). Structuralement, l’unité de Facinas semble être chevauchante sur l’unitéd’Almarchal qui représenterait l’équivalent de l’unité de Tanger interne (Didon, 1973).
Le flyschs d’Ubrique est situé en position assez externes dans l’Ouest des cordillèresBétiques. Il débute avec des marnes et argiles grises et vertes associées à des turbiditesfinement gréseuses, micacées et plus ou moins riches en matériel détritique carbonaté. Dans les niveaux marneux, des foraminifères planctoniques ont donnés un âge Albien supérieur. La suite de la série est constituée par des radiolarites et phtanites de la limiteCénomanienTuronien(Thurow and Kuhnt., 1986) suivies par plus de 200m de marnes, marno calcaires, turbidites calcaires et microbrèches du Crétacé supérieur (Bourgois, 1978 ; Martin-Algarra,1987 ; Martin-Algarra et al., 2004).
Il a déjà été proposé que les unités de Flyschs se soient déposées en continuité des unités du Rif interne sur la marge africaine entrecoupée ou non par deux zones de croûte hyperamincie (Michard et al., 2014 ; Leprêtre et al., 2018) (Fig. 29). D’après nos observations personnelles, la discontinuité des unités à faciès flyschs et l’homogénéité des faciès ne permettent pas clairement de séparer dans les Bétiques l’unité des Flyschs s.s de l’unité d’Ubrique qui représenteraient un équivalent de l’Intrarif Rifain. La position structurale del’unité d’Ubrique et les implications que cela a sur la répartition initiale des Flyschs seradiscutée dans la suite de ce travail (chapitre 4).

Séries massyliennes d’âge Tertiaire

La série massylienne se caractérise au Miocène inférieur par la formation Numidienne. Cette formation affleure sur une surface de plus de 2000km de large et son épaisseur peut atteindre 3km. Le terme « Numidic » a pour la première fois été utilisé en Algérie (Ficheur,1890). Des séquences similaires ont plus tard été décrites en Espagne (Gavala ,1924) sous leterme « Areniscas de Aljibe » puis dans le reste du Maghreb et dans les Apennins (Gottis,1953 ; Selli 1957 ; Schmidt di Friedberg et al., 1960).

Afrique du Nord

On distingue dans le Numidien, des séries plus externes et des séries plus internes (Fig. 30).Ces séries internes et externes sont elles-mêmes divisées en trois sous unités, le subNumidien (ou infra Numidien), le Numidien et le supra Numidien déposées entre l’Oligocène et le Burdigalien (Didon et al., 1984 ; Guerrera et al., 1992, 2012) (Fig. 30).

Le Numidien en Espagne

L’équivalent dans les Bétiques de la formationNumidienne d’Afrique du Nord est la formationd’Aljibe. Cette unité affleure largement dans la régiondu Campo de Gibraltar, elle est constituée par la nappe d’Aljibe (s.s), d’une épaisseur moyenne de 1000m etde la série de base (Lujan et al, 2006) qui correspond aux argiles sous Numidiennes. La série de base s’étend du Crétacé supérieur à l’Oligocène terminal. Elles sont constituées par des argiles rouges et vertes à Tubotomaculum et plus ou moins riche en turbiditescalcaires (faciès Benaiza). La nappe d’Aljibe estconstituée par des turbidites gréseuses massives séparées par de fins bancs argileux. Les sériesNumidiennes d’Espagne correspondent donc à desséries numidiennes plutôt internes. L’âge des grès Numidien a longtemps été débattu, les grès numidiens sont difficilement datables en raison de l’absence quasi-totale de faunes dans ces séries. Les grès de la nappe d’Aljibe sont donc datés de l’Aquitanien grâceaux niveaux situés stratigraphiquement sous et au dessus de la série gréseuse (Bourgois,1978). En effet, les faunes retrouvées dans les argiles sous numidiennes à la base des grès sont datées de l’Oligocène terminal (Didon, 1984) ou du début de l’Aquitanien. La limite supérieure est placée au Burdigalien inférieur à moyen et est marquée par les argiles supranumidiennes. (Didon et al, 1984 ; Esteras et al, 1995 ; Lujan 2006 ; Michard et al, 2008).

Séries maurétaniennes

Stratigraphie des séries Maurétaniennes d’âge Crétacé inférieur

Le flysch crétacé inférieur Maurétanien se retrouve dans l’ensemble des chaînespériMéditerranéennes, sous différents noms, flysch de Guerrouch en Algérie (Raoult et al., 1982)ou de Monte Soro en Sicile (Ogniben., 1960 ; Bouillin et al., 1970) (Fig. 32). La coupe type duJebel Tisiren dans le Rif (Durand Delga et al 1960, 1962 ; Andrieux, 1971) est bien contrainte dans le temps et s’étend du Berriasien à l’Albien moyen (Michard et al, 2008).

Dans le Rif

Le substratum supposé de ces flyschs a été identifié dans certains points de la chaîne (Olivier et al, 1996). Il est représenté par une formation sédimentaire peu épaisse, principalement composée de calciturbidites, pélites, de radiolarites puis de calcaires micritiques, datée duJurassique inférieur au Berriasien inférieur (El Kadiri et al., 1989 ; Olivier et al, 1996). Onretrouve aussi, comme c’est le cas pour le substratum des séries Massyliennes, de raresaffleurements de roches magmatiques re-sédimentées ou non dans les séries attribuées au substratum des séries Maurétaniennes du Crétacé (Durand Delga, 2000).
La formation de type flysch sensu-stricto commence au Crétacé inférieur avec un « préflysch calcareux » formé par des marnes dans lesquelles s’intercalent des turbidites calcaires,et des calcaires micritiques et contenant des débris d’Aptychus et Calpionnelles du Berriasien au Valanginien. La sédimentation gréseuse commence à se mettre clairement enplace à l’Hauterivien avec une formation de turbidites gréseuses dans laquelle subsistentquelques bancs détritiques calcaires. La coupe du Jbel Tisiren se termine par environ 500mde flyschs gréseux probablement daté du Barrémien par corrélation avec la coupe de RasCires à l’extrémité nord de la chaîne Rifaine. La coupe de Ras Cires permet d’observer lasuite de la série dite du Jbel Tisiren. Dans cette coupe, au Barrémien (Chalouan et al., 2006) et à l’Aptien inférieur (Durand-Delga et al., 1999), on observe le renouveau d’une sédimentation plus fine (Preflysch) représentée par des pélites, des turbidites calcaires et des bancs carbonatés (micrite). Enfin, la série se termine par une décharge détritique plus grossière qui prend la forme d’une série turbiditique datée de l’Aptien supérieur à l’Albiensupérieur (Durand Delga et al., 1999).
Pour ce qui est de la pétrographie de cette unité, les turbidites calcaires, situées à la base dela série, peuvent être attribuées à la classe de calclithites (Folk, 1965) et les grèscorrespondent eux à des subarkoses (Folk, 1965) à plagioclases, ils se composent doncessentiellement de quartz, dans une moindre mesure de feldspaths et en faible quantité de fragments de roches généralement épi-métamorphiques et rarement volcaniques (Gigliuto and Puglisi., 2002).

En Espagne

En Espagne, la formation de Nogales représente l’équivalent de la formation du Jbel Tisiren.Cette formation est très peu représentée en Espagne. Elle débute par une série datée duValanginien à l’Hauterivien similaire au pré-flysh de la série du Jbel Tisiren avec environ 100m de marno-calcaires et d’argiles, associés à des niveaux gréseux et des niveaux de microbrèches calcaires à Aptychuus. La deuxième partie de l’unité de Nogales est formée par 200m de grès fins, de couleur brune ou jaune.

Stratigraphie des séries Maurétaniennes d’âge Tertiaire

En Afrique du Nord

En petite et grande Kabylie, le flysch maurétanien Tertiaire n’est représenté que par un «flysch Eocène à Oligocène remaniant du matériel cristallophyllien » (Biardeau et al., 1983). Wildi (1983) mentionne aussi, dans les Kabylies, la présence d’un flysch « gréso-micacé » del’Oligo-Miocène inférieur au sommet des séries massyliennes Crétacé supérieur. La naturede cecontact est incertaine, il pourrait s’agir d’un contacte stratigraphique ou tectonique.
Dans le Rif, il est représenté par la formation de Beni Ider dont les affleurements célèbressont indiqués sur la Figure. 33. Cette formation débute par une unité de pré-flysch qui s’étend du Crétacé sup à l’Oligocène moyen et qui contient à sa base des turbiditesgréseuses indiquant une parenté stratigraphique avec le flysch du Jbel Tisiren (Michard etal., 2008). D’après Michard et al. (2008) ce pré-flysch débute par des argiles noires duCénomanien-Turonien de façon analogue aux séries massyliennes. Ces niveaux de black shales ne sont en revanche pas décrits par d‘autres auteurs (Wildi, 1983 ; Hoyez, 1989). Lereste du Crétacé supérieur est constitué par des pélites, microbrèches et turbidites calcairescontenant des éléments calcaires attribués à la Dorsale et des roches à faciès Verrucanoattribuées au Permo-Trias des Malaguides. Au Paléocène, les turbidites calcaires secaractérisent par la présence de Microcodium remaniés. L’Eocène se caractérise lui parl’apparitiondegrès massifs ou turbiditiques, riches en Nummulites. Suivent des brècheschaotiques et des olistolithes dans un ensemble pélitique à la transition Eocène-Oligocène(Michard et al, 2008). A partir de l’Oligocène sup et jusqu’au Burdigalien moyen/supérieur(de Capoa et al, 2007), se dépose le flysch gréso-micacé caractéristique des sériesMaurétaniennes tertiaires.

En Espagne

La stratigraphie de l’unité d’Algeciras est similaire à celle décrite précédemment pour l’unitéde Beni-Ider. Les affleurements remarquables de la formation d’Algéciras sont indiqués surla carte de la Figure. 33. La série débute au Crétacé supérieur par des marnes, marnocalcaires etquelques niveaux de grès et de micro-brèches carbonatées. Le Paléogène estessentiellement constitué par des argiles colorées contenant quelques niveaux demicrobrèchescarbonatées ou de turbidites calcaires remaniant des microcodiums au Paléocènepuis des Nummulites à l’Eocène. Cette série se termine par un passage graduel à une sériepelito-gréseuse, puis au flysch gréso-micacé pouvant dépasser 1000m d’épaisseur et dont lacoupe la plus représentative se trouve au niveau des falaises de Punta del Carnero (Fig. 33)

Structure et déformation

La structure de l’Unité des Flyschs est assez mal connue. Néanmoins ; quelquesconsidérations générales peuvent être faites: les flyschs sont en position structurale supérieure par rapport aux zones externes et sont chevauchés par les zones internes (Figs.14, 34). Les Unités de Flyschs sont classiquement interprétées comme un empilement de nappes, à vergence ouest à nord-ouest dans les Bétiques et ouest à sud dans le Rif. Les nappes maurétaniennes, sont en position structurale supérieure par rapport aux nappesmassyliennes (Fig. 34). Cette position est interprétée comme le reflet de la paléogéographie initiale du bassin (Michard et al., 2008).