Original paper
Inversionsstrukturen: Ein Beispiel aus dem Mittleren Atlas (Marokko)
[Inversion structures: An example of the Middle Atlas (Morocco)]
Rhrib, Jamal
Zeitschrift der Deutschen Geologischen Gesellschaft Band 147 Heft 2 (1996), p. 221 - 248
56 references
published: Jul 31, 1996
DOI: 10.1127/zdgg/147/1996/221
ArtNo. ESP171014702004, Price: 15.00 €
Kurzfassung
Das Atlas-System in Marokko besteht aus intrakontinentalen Gebirgsketten. Seine Entwicklung wurde durch die Öffnung des Atlantiks und die alpidische Orogenese geprägt. Eine wesentliche Rolle spielten dabei Störungssysteme im Streichen der Gebirge. Diese Studie konzentriert sich auf die Strukturentwicklung einer dieser Störungszonen, der "Accident Nord Moyen Atlasique” (ANMA). Diese sinistrale Seitenverschiebung teilt den Mittleren Atlas in zwei Einheiten, die Causse Moyen Atlasique im NW und den verfalteten Mittleren Atlas im SE. Sie streicht überwiegend NE/SW, biegt jedoch auf 60 km Länge nach N/S um. Mit der NE/SW-Hauptstörungsrichtung sind transversale, NW/SE verlaufende Störungsmuster verbunden: - Die NE/SW-Blattverschiebungen stellen ins Deckgebirge durchgepauste, bereits herzynisch angelegte Sockelstörungen dar, die seit der Trias immer wieder reaktiviert wurden. - Die NW/SE-streichenden, schräg zu den Sockelstörungen verlaufenden Transversalverwerfungen entstanden gleichzeitig mit den Blattverschiebungen und machten sich ebenfalls im Deckgebirge bemerkbar. Während des Mesozoikums waren folgende Ereignisse prägend: - Es wurden synsedimentäre Abschiebungen entlang der ANMA-Zone nachgewiesen, insbesondere Abschiebungen an listrischen Flächen mit Schollenkippungen während der Oberen Trias, synsedimentäre Abschiebungen mit intraformationellen Diskordanzen im Unteren bzw. Oberen Pliensbachium und Entstehung eines Halbgrabens während des Toarcium (Phase D1). - Weitere Schollenkippungen sind während des Doggers aus Slumping-Strukturen abzuleiten, die eng an NE/SW-streichende Störungen gebunden sind und mit der Beschleunigung der Atlantik-Öffnung korrelierbar sind (Phase D2). - Im Intervall Malm bis Neocom kommt es zur Einengung mit einem Maximum im Barrême. Die Fazies- und Mächtigkeitsentwicklungen spiegeln ausgeprägte synsedimentäre tektonische Aktivitäten wider. Basale Winkeldiskordanzen und Basis-Konglomerate mit wechselnden Mächtigkeiten weisen auf unterschiedliche tektonische Ereignisse hin (Phase D3). - Im Zuge erneuter Einengung entstehen tertiäre Überschiebungen, die die Abscherung des Deckgebirges im Oued Zra-Block begleiten (Phase D4). - Durch die Blockierung der NE/SW-streichenden, sinistralen Blattverschiebungen im Mittleren Atlas entstehen Mega-Fiederspalten, die die tiefe Lithosphäre erfaßten und den Magmenaufstieg ermöglichten. Dies bestätigt den paroxysmalen Charakter der Kompressionen im Obermiozän und Quartär (Phase D5). Die Genese der länglichen, etwa 100 km2 großen Miozän-Becken im Mittleren Atlas ist Folge einer Extension als Folge der Blockierung der sinistralen Blattverschiebung an den Umbiegungszonen, die zur Bildung von Halbgräben in der NW/SE-Richtung führte. Die Entdeckung einer tektonischen Reibungsbreccie mit karbonatischen Komponenten aus dem Toarcium und Basalten in einer Matrix aus triassischen Rotpeliten, 20 km südlich von Taza, erlauben eine Abschätzung des lateralen Versatzbetrages von 7 km entlang des ANMA. Weiterhin ermöglichen asymmetrische Z-Falten mit senkrechten Achsen im Obereozän im NW-Rand der Ain Nokra-Synklinale die Berechnung der Orientierung des lokalen hauptdeviatorischen Paläostresses T1 direkt am ANMA. Sie weisen außerdem neben der Miozän-Grabenbildung, Amygdal-Strukturen und Z-Falten auf jungtertiäre Blattverschiebungen hin.
Abstract
The Moroccan Atlas system consists of intracontinental mountain ranges. Its evolution was controlled by the opening of the Atlantic and by the Alpine orogeny. Fault systems along strike of these mountain ranges played a major role in this process. This study focusses on the structural evolution along one of these fault zones, the Northern Middle Atlas Fault (= Accident Nord Moyen Atlasique: ANMA). This sinistral strike-slip fault divides the Middle Atlas into two units: the northwestern Tabular Middle Atlas (= Causse Moyen Atlasique) and the southeastern Folded Middle Atlas (= Moyen Atlas Plissé). The mainly NE/SW trending fault zone bends into N/S direction along its central third. Related to the NE/SW main trend are transversal NW/SE-fault trends. The NE/SW strike-slip faults as well as their NW/SE trending transversal counterparts both represent hercynian age basement faults affecting the sedimentary cover by multiple reactivation since the Triassic. During the Mesozoic and Tertiary the following important events can be distinguished: - Synsedimentary active normal faults have been proofed along the ANMA, especially for block rotations along normal faults during the Upper Triassic, for intraformational unconformities during the Carixian and Domerian, and for the generation of a Toarcian halfgraben (Phase D1). - Slump structures closely related to NE/SW striking faults provide evidence for block tilting during the Dogger (Phase D2). - The compressive Cretaceous-Eocene period started in pre-Barremian times and reached one maximum during the Senonian. The development of facies and thickness distribution resembles intense synsedimentary tectonic activities. Basal angular unconformities and conglomerates of variable thickness indicate continuing tectonic activities (Phase D3). - Tertiary thrusts develop during renewed compression, which are contemporaneous with decollement of the sedimentary cover of the Oued Zra-Block (Phase D4). - The paroxysmal character of the compressional tectonics during Upper Miocene and Quaternary can be confirmed through the development of mega tension fractures in the Middle Atlas by blocking the NE-SW sinistral strike-slip movements. These fractures reach the deeper lithosphere and cause rising of magma (Phase D5). The evolution of longitudinal NW/SE trending Miocene basins was related to extensional fault systems, that controlled the development of halfgrabens, thus locking strike-slip motions along the ANMA. Such motions are also indicated by the occurrence of asymmetric Z-folds with vertical axes in Upper Eocene rocks from the Ain Nokra syncline as well as amygdal-structures from Jbel Hayane. Furthermore, the amount of lateral transport (7 km) along the ANMA can be estimated due to the discovery of a tectonic friction-breccia 20 km south of Taza consisting of Toarcian carbonate and basalt components supported by a matrix of red Triassic pelites. Besides, the Z-folds permit the calculation of the main deviatoric paleostress t1 directly at the ANMA.
Résumé
Les chaînes atlasiques du Maroc sont un exemple typique de chaînes intracontinentales. Notre étude a été focalisée sur l'accident nord moyen atlasique (ANMA), séparant le Moyen-Atlas en deux domaines: un domaine tabulaire et un domaine plissé. Cet accident, hérité du socle Paléozoïque a joué un rôle paléogéographique et structurel important. Le canevas des déformations post-hercyniennes est globalement constitué d'un système prédominant N40°-45°, passant parfois à N180° et d'un système transvers N120°-140°. - Les lignes structurales NE/SW sont calquées sur la zonation des grands ensembles hercyniens. L'activité de ces linéaments N45° se manifeste du Trias à l'époque actuelle par un fonctionnement polyphasé. - Les lignes structurales transverses NW/SE, obliques par rapport à la zonation hercynienne, correspondent à des décrochements qui ont affecté la couverture et dont le jeu cisaillant dextre est concomitant à celui des accidents NE/SW. Au cours du Mésozoïque, ont été mise en évidence: - des manifestations multiples d'une tectonique distensive, marquées par des déformations synsédimentaires en bordure de l'ANMA, notamment au cours du Trias supérieur avec failles listriques et basculements de bloques, du Carixien et Domérien (discordances), et du Toarcien avec formation de Graben (Phase D1); - une phase médio-jurassique, caractérisé par des déformations synsédimentaires particulièrement importantes en bordure des alignements NE/SW (Phase D2); - une phase compressive éocrétacée, avec notamment une phase anté- ou intra-barrémienne qui amorce une nouvelle période de déformations synsédimentaires se poursuivant jusqu'à l'Eocène (Phase D3). - La continuité de la tectonique compressive Tertiaire est réaffirmée et soulignée par des chevauchements accompagnés de décollements de la couverture dans le bloque de l'Oued Zra (Phase D4). - Le caractère paroxysmal de la tectonique compressive du miocène supérieur jusqu'au quaternaire est du au blocage du cisaillement senestre le long des accidents NE/SW, notamment ANMA, et l'appartition de fontes de tension jusqu'au niveau de la lithosphère qui ont permis le draînage du magma et l'installation du volcanisme moyen atlasique récent (Phase D5). La génèse des bassins Miocènes atlasiques (Oued Zra, Skoura) étant liée à des fractures de tension formant des demi-grabens NW/SE suite au blocage du cisaillement sénestre au niveau de changement de direction des accidents NE/SW. La découverture d'une brèche tectonique de friction formée d'éléments carbonatés toarcien emballés dans une matrice argileuse triasique à 20 km au sud de Taza a permis d'évaluer le reject horizontal d'environ 7 km de long de l'ANMA. L'inventaire des structures (plis en Z, structures amygdalaires, plis mètrique, fontes de tension, etc ...) le long de celui-ci a permis de démontrer son fonctionnement senestre, au moins à partir du Toarcien et de reconstituer, à l'aide de plis en Z, le Paléostress local au bord NW du Synclinal de Ain Nikra à l'Eocene.
Keywords
Alpine Orogeny • polyphase processes • fault zone • strike-slip faults • half graben • slump structures • compressional tectonics • volcanic rocks • paleostress • inversion structures • Middle Atlas • Morocco