La transgression Aptienne-Albienne dans le bassin d'Agadir-Essaouira, Maroc

par Walid Hassanein

Thèse de doctorat en Terre solide

Sous la direction de Fabienne Giraud, Etienne Jaillard et de Mohamad Aly.

Soutenue le 04-10-2016

à Grenoble Alpes en cotutelle avec l'Université du Caire , dans le cadre de École doctorale terre, univers, environnement (Grenoble) , en partenariat avec Institut des Sciences de la Terre (Grenoble) (laboratoire) .

Le président du jury était Emanuela Mattioli.

Le jury était composé de Mohamed Hammed.

Les rapporteurs étaient Abdel Aziz Tantawy, Philippe Razin.


  • Résumé

    L’intervalle Aptien-Albien inférieur de la marge sud-téthysienne est mal connu en raison de successions souvent incomplètes et de difficultés à les dater. Le Bassin d’Essaouira-Agadir (BEA), au Maroc, présente de nombreuses coupes, bien exposées et accessibles du Crétacé inférieur. Le but de ce travail est de (1) établir un cadre stratigraphique intégré de la série apto-albienne, basé sur (a) la biostratigraphy haute résolution des ammonites et des nannofossiles calcaires, (b) l’identification des discontinuités sédimentaires et (c) la stratigraphy isotopique du carbone; (2) reconstituer l’évolution paléoenvironnementale pendant cet intervalle, par l’étude des facies sédimentaires et l’analyse qualitative et quantitative des nannofossiles, et (3) proposer un modèle de fonctionnement de la plateforme-rampe mixte, carbonate-clastique, du BEA.Dans le BEA, le Barrémien supérieur est défini par la zone d’ammonites à sarasini et par la zone de nannofossiles NC5. La limite Barrémien-Aptien est définie par les ammonites. L’Aptien inférieur est déterminé par les zones d’ammonites à desahayesi jusqu’à furcata, et est limité par un premier minimum de 13C à la base, et par un premier maximum à la limite Aptien inférieur-moyen. L’Aptien supérieur est défini par quatre zones d’ammonites (martini, melchioris, nolani et jacobi), deux surfaces de discontinuité, quatre maxima et minima de 13C, et comprend la partie supérieure de NC6, NC7 et la base de NC8. La limite Aptien-Albien est placée dans la discontinuité D4 (base de la zone d’ammonites à Leymeriella tardefurcata), en accord avec la première occurrence (FO) des nannofossiles Prediscosphaera columnata et Hayesites albiensis, et par une diminution des valeurs de 13C. L’Albien inférieur est daté par les zones d’ammonites à tardefurcata et mammillatum, par la FO du nannofossile Hayesites albiensis, et par des valeurs minimales de 13C.Les faciès et environnements de dépôt des sédiments aptien à Albien inférieur ont été déterminés par leur lithologie, les figures sédimentaires, leur contenu faunique et les microfaciès. Ils ont permis d’identifier (1) quatre types de surface liées à des érosions subaériennes ou sous-marines, (2) quatre faciès sédimentaires carbonatés dans l’Aptien, correspondant à des environnements de rampe interne à distale, et (3) quatre faciès sédimentaires argilo-gréseux dans l’Albien inférieur, représentant des dépôts de rampe médiane à hémipélagiques. Ces faciès reflètent des milieux adjacents et passant de l’un à l’autre. L’intervalle Aptien-Albien inférieur du BEA a été subdivisé en deux cycles, soulignés par deux surfaces d’érosion majeures. Le cycle Barrémien terminal-Aptien est souligné par une surface karstifiée et erosive et comprend quatre séquences de dépôt de troisème ordre. Le cycle Albien surmonte une surface majeure d’érosion sous-marine, et contient au moins quatre sequences de dépôt. Dasns chaque cycle, l’évolution vertical des faciès indique un approfondissement ds milieux de depot liée à une hausse eustatique.Dans le BEA, production carbonatée est plus élevée à l’Aptien qu’à l’Albien inférieur, en raison d’un climat chaud, une lente montée du niveau de la mer, un milieu de dépôt peu profond et de faibles apports détritiques. L’abondance totale absolue des nannofossiles décroît entre l’Aptien et l’Albien inférieur, en raison d’un taux de sedimentation plus élevé associé à une subsidence plus rapide. L’apport en nutriments, la fertilité et la production primaire sont plus élevés à l’Albien inférieur qu’à l’Aptien, et sont principalement contrôlés par la montée du niceau de la mer et les courants d’upwellings. La transition Aptien terminal-Albien inférieur est marquée par l’abondance de taxons d’eau froide et par la migration de faunes cosmopolitaines du domaine boréal vers le domaine téthysien, qui pourrait traduire un événement climatique froid, voire glaciaire.

  • Titre traduit

    The Late Aptian-Albian Transgression in the Agadir-Essaouira Basin, Morocco


  • Résumé

    The Aptian-Early Albian interval of the southern Tethyan margin is poorly understood since sedimentary successions are frequently incomplete and dating is difficult. The Essaouira-Agadir Basin (EAB), Morocco, presents numerous, very good and accessible outcrops of the Early Cretaceous series. The aim of this work is to (1) establish an integrated stratigraphic framework of the Aptian-Albian series based on (a) high-resolution ammonites and calcareous nannofossil biostratigraphy, (b) identification of sedimentary discontinuities and (c) carbon isotope stratigraphy; (2) reconstruct the paleoenvironmental evolution during this interval through both sedimentary facies evolution and qualitative and quantitative nannofossil analyses, and (3) propose a functioning model for the sedimentation on the mixed, carbonate/clastic ramp of the EAB.In the EAB, the Late Barremian is defined by the sarasini ammonite zone and the NC5 nannofossil zone. The Barremian/Aptian boundary is defined by ammonites. The Early Aptian is defined by the deshayesi to furcata ammonite zones, and is bounded by a first minimum 13C value at the base and a first maximum value at the Early/Late Aptian Boundary. The Late Aptian interval, is defined by four ammonite zones (martini, melchioris, nolani and jacobi), two discontinuity surfaces, four maximum and minimum 13C values, and by the upper part of the NC6, the NC7 and the lowermost part of the NC8 nannofossil zones. The Aptian/Albian boundary is placed within the discontinuity D4 (base of the Leymeriella tardefurcata ammonite zone), supported by the First Occurrence (FO) of the Prediscosphaera columnata and Hayesites albiensis nannofossil taxa, and by decreasing 13C values. Early Albian times are represented by the tardefurcata and mammillatum ammonite zones, the FO of Hayesites albiensis, and by minimum 13C values.The facies and depositional environments of the Aptian-Early Albian rocks are identified based on their lithology, sedimentary structures, fossil content and microfacies. These allowed to identify (1) four types of key surfaces related subaerial or submarine erosion, (2) four sedimentary carbonated facies in the Aptian corresponding to outer to inner ramp depositional environments, and (3) four Early Albian sedimentary facies, represented by sandstones and shales, of basin to middle ramp depositional setting. These facies reflect deposition in adjacent and gradational paleoenvironments. The Aptian-Early Albian stratigraphic interval of the EAB, has been subdivided into two major cycles, floored by two major erosional surfaces. The latest Barremian-Aptian cycle is underlined by a major karstified-erosional surface and consists of four third-order depositional sequences. The Early Albian cycle, overlies a major submarine erosional surface, and also contains four depositional sequences. In each cycle, the vertical changes in facies indicates a deepening upward trend related to sea level rise.The carbonate production in the EAB is higher in the Aptian than during the Early Albian, due to warm conditions, slow rise of sea level, shallow depth of the basin, and little detrital influx. The nannofossil total absolute abundance decreases from the Aptian to the Early Albian, due to increasing sedimentation rate, associated with rapid subsidence. The nutrient input, fertility and calcareous nannofossil primary productivity is higher in the Early Albian with respect to the Aptian, and are mainly controlled by rising sea level and upwelling currents. The Latest Aptian-Early Albian period is characterized by a high abundance of cold taxa, and the migration of cosmopolitan biota from Boreal realm into the Tethyan realm, which may reflect the occurrence of a glacial climatic event.


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