etude petrographique et geochimique des pegmatites de sidi ...

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République algérienne démocratique et populaire

Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique

UNIVERSITE MENTOURI CONSTANTINE

Faculté des Sciences de la Terre de la Géographie et de l’Aménagement du territoire

DEPARTEMENT DES SCIENCES DE LA TERRE

Soutenu le : 18/12/2007

Devant le jury :

ETUDE PETROGRAPHIQUE ET GEOCHIMIQUE

DES PEGMATITES DE SIDI MEZGHICHE

(WILAYA DE SKIKDA, NORD-EST ALGERIEN)

MEMOIRE DE MAGISTERE

En Géologie

Option Géologie des Substances Utiles

Présenté par

El Hachemi Boukaoud

Mr. MARMI ramdane

Mr. BOUFTOUHA youcef

Mr. BOURFIS Ahcene

Mr. BOUABSA lakhdar

Président

Rapporteur

Examinateur

Examinateur

Professeur IST/ Constantine

Docteur IST/ Constantine

Docteur IST/ Constantine

Professeur Univ. Annaba

N° d’ordre : 326/ Mag/ 2007

N° Série : 003/ ST/ 2007

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Remerciment Au nom d'ALLAHALLAHALLAHALLAH, le Tout Miséricordieux, le Très Miséricordieux! Qu’ALLAH ALLAH ALLAH ALLAH répande ses bénédictions sur notre prophète MOHAMEDMOHAMEDMOHAMEDMOHAMED, sur sa famille et sur ses compagnons et qui leur accorde le salut !

Louange à ALLAHALLAHALLAHALLAH qui a créé l’homme par un effet de sa grâce et qui lui a appris ce qu’il ne savait pas. Louange à ALLAHALLAHALLAHALLAH qui m’a donné la force et la capacité de réaliser ce travail.

Je tiens avant tout à remercier Monsieur YOUCEF BOUFTOUHA, Docteur à l’Université de Jijel, pour m’avoir donné l’opportunité de réaliser ce mémoire et me fait profiter de sa profonde connaissance et sa grande compétence dans le domaine des pegmatites et les phénomènes métasomatiques. Il a toujours répondu présent pour répondre à mes questions et su, selon son style, me remettre dans le droit chemin, malgré l’éloignement. Je lui présente toute ma reconnaissance et mes respects. Ma profonde gratitude va à Monsieur AHCENE BOURFIS, Docteur à l’Université de Constantine pour sa constante disponibilité qu’il a manifestée à mon égard, pour ses intérêts et le temps qu’il a consacré à la correction de mon manuscrit. C’est à lui que je dois d’avoir entrepris l’étude géochimique des pegmatites. Je lui témoigne toute ma reconnaissance d’avoir accepter d’assister à mon jury et d’examiner mon mémoire.

Je voudrais également exprimer mes remerciements à Monsieur RAMDANE MARMI, professeur à l’Université de Constantine qui n’a jamais cessé de m’encourager à persévérer et qui a accepté de présider mon jury de mémoire. Je suis très honoré de compter parmi le jury Monsieur LAKHDAR BOUABSSA, professeur à l’université de Annaba qui a bien voulu lire cet ouvrage et a participé au jury. Je tiens à lui exprimer tous Mes remerciements. Ma profonde gratitude va également à Mr. MOUSSA BOULARAK, enseignant à l’Université de Constantine qui a toujours été un interlocuteur attentif. Sa sagesse, son assistance et ces précieux conseils durant tout mon cursus universitaire de graduation et de post-graduation m’ont été d’une grande utilité dans ma formation. Je tiens aussi à présenter l’hommage de ma respectueuse reconnaissance à Mr. ABDELHAFID BOURZAMA pour ces conseils amicaux, ainsi que tous mes maîtres à qui je dois ma formation et tous particulièrement, à Ms. CHAOUKI BENABES, AHCENE KAHEL, HOCINE SHOUT. Enseignants à la Faculté des Sciences de la Terre de la Géographie et de l’Aménagement du territoire à l’Université de Constantine. Je ne peux oublier Mr. D. Garcia, chercheur au laboratoire de l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne (ENSMSE) qui a accepté d’analyser nos échantillons dans son laboratoire, dans un temps record. Je le remercie pour son aide considérable et qu’il trouve ici toute ma sympathie et ma reconnaissance. Je désire exprimer également mes remerciements à ma sœur WARDA, enseignante d’anglais, pour son aide et les efforts qu’elle a manifesté pour traiter mes documents en anglais, malgré ces occupations et que j’ai trouvé chez elle un appui total pour les traduire. C’est pour moi un bien agréable devoir de lui exprimer toute ma gratitude.

Mes vivent remerciements à Mlle WAHIBA SASSENE, qui m’a supporté durant toute la période de réalisation de ce travail. Elle a apporté un intérêt particulier à ce mémoire et elle a bien voulu m’aider à n’importe quel moment. Je lui en tiens une profonde gratitude. Par ailleurs, je ne saurais comment la remercier pour l’aide précieuse qu’elle m’a apporté afin de traiter et d’imprimer ce mémoire. Mes remerciements à tous ceux qui ont participé à la réalisation de cet ouvrage. Je remercie également mes collègues et mes amis (Billel, foued, Mohmed, Sofiane, zoheir, zoh, Samir, Noro, Salah, Ahmed, Walid, Madjed. Fathi, Haroun...), mes remerciements à tous le personnel de la Faculté des Sciences de la Terre et tous particulièrement Mr. Abedlhak chef de laboratoire de confection des lames minces.

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Dédicace Dédicace Dédicace Dédicace

Je tiens à dédier mon Je tiens à dédier mon Je tiens à dédier mon Je tiens à dédier mon mémoiremémoiremémoiremémoire ::::

Aux personnes les plus chères au monde à mes yeux et dans mon cœur, et, sans leur soutien et leurs

générosités, je n’aurais pu atteindre mes objectifs. À ce qui ont témoigné tant de bienveillance depuis mon

arrivée au monde et tant d’affectueux intérêt dans ma vie d’enfant et de jeune homme et qui m’ont

appris de suivre toujours le droit chemin. À ceux qui, durant toutes ces années ont fait mon existence,

leur soutien et leurs conseils ont pu faire de moi l’homme que je suis devenu et dont les mots me font

d’ailleurs défaut pour exprimer à bien la gratitude que je leur dévoue, car ils méritent tout ce qu’il y a de

plus beau.

À MA MA MA MA MEREMEREMEREMERE et MONMONMONMON PERE.PERE.PERE.PERE.

Et qu’ALLAH les bénit pour nous

À mes frères et mes sœurs et leurs enfants qui ont formé un entourage familial idéal sans oublier ma belle

sœur et mes baux frères.

À ma famille et mes amis

À tous ceux qui m’aiment.

HICHEMHICHEMHICHEMHICHEM

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ـّص : ملخـ

تتخصص مكونات منطقة سيدي مزغيش باعتالء اجلملة الشيستية على

تتموقع أجسام يف هذا املركب التحيت. التحيت الغنيسي وامليكاشيسيت املركب

.لغرونة يف كل من األورتوغنيس ، البارغنيس وامليكاشيست البيغماتيت واأللبيت با

و يف بعض املناطق تكون بيغماتيتات قاعدة قبائل سيدي مزغيش بسيطة

التحوالت امليتاسوماتية واليت تبني بداية األلبيتيت و يف بعض املناطق مركبة نسبة إىل

متوقع هذه البيغماتيتات و اليت للتييكتونيك دور هام يف تشكل و . احملدودة الباريتيت

واليت قيس عمرها ) القل(هلا عالقة تركيبية مع البيغماتيتات املوجودة يف كركرة

وهلا عمر العهد األول الذي فوق امليسكوفيت Rb/Srبعملية ) 1991حمجوب .ي(

أي أا تزامنت مع متوقع غرانيت آخر العهد اهلرسيين ع.م 260/280يتراوح بني

.لقبائل لقاعدة ا

هذه .كلسي -بيغماتيتات املنطقة غنية باألملنيوم وتنتمي إىل ماغما ألكايل

وقد تدرج يف صنف البيغماتيتات . البيغماتيتات غنية بامليسكوفيت وفقرية من املعادن

كلم، لتصنيفات 11-7 العميقة ذات امليسكوفيت وذات عمق الغرانيتية

. )1992(تشريين

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Résumé

Les formations de la région de Sidi Mezghiche sont caractérisées par la superposition des

séries schisteuses au sommet sur le complexe gneissique et micaschisteux à la base. Dans

le complexe gneissique et micaschisteux, s’injectent des corps de pegmatites granitiques et

des aplites à grenat. Ces corps sont intrudés aussi bien dans les orthogneiss et paragneiss

que dans les micaschistes. Ils sont orientés parallèlement à légèrement oblique à la foliation

qui est de direction Est-ouest.

Le contenu minéralogique des pegmatites de Sidi Mezghiche est représenté par une

association primaire comportant: quartz, feldspaths, muscovite et biotite et comme

minéraux accessoires : grenat, tourmaline, baryte, apatite, zircon, sphène…Les minéraux

d’altération de cette minéralogie primaires sont représentés par la chlorite, la damourite et

les oxydes de fer. Les pegmatites du Socle Kabyle de Sidi Mezghiche sont simples. Elles

présentent parfois des structures complexes liées aux transformations métasomatiques qui

indiquent un début d’albitisation et par endroit de barytisation. La tectonique joue un rôle

très important dans l’emplacement et la structuration de ces pegmatites. Ces dernières

présentent des relations structurales analogues aux pegmatites de Kerkra (Collo) datés par

Y. Mahdjoub (1991) par la méthode Rb/Sr sur muscovite et qui ont livré des âges Permien

(280-260 Ma), c’est à dire synchrone à la mise en place de granites tardi hercyniens du

Socle Kabyle.

Les pegmatites de la région d’étude présentent des compositions d’un granitoïde

différencié. Certaines sont assez sodiques (albitisées). Ces roches sont relativement riches

en P2O5 et pauvre en éléments traces pour les termes leucocrates. Les teneurs en Rb, Cs et

Nb ne montent pas bien haut, donc probablement, ils ne sont pas encore assez différenciés

pour être minéralisés. Le Ta est en dessous de seuil de détection. Les pegmatites du secteur

d’étude sont peralumineuses et appartiennent à une série alcali-calcique. Elles sont riches

en muscovite et pauvre en minéralisation et peuvent être classées dans la catégorie des

pegmatites granitiques profondes à muscovite de profondeur (7 à11 Km) de la

classification de Cerny (1992).

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Summary

The making up of Sidi Mezghiche region is characterized by the superposition of a

sequence of shistose at the top, on gneissic a micashistose complex. Inside the gneissic and

mica schistose complex, we can find granitic pegmatite bodies and aplites with garnet.

These bodies are intruded as well in orthogneiss and paragneiss that in micashists. They are

directed parallel to slightly oblique with the foliation which is of East-West direction.

The pegmatites of the Kabyle plinth of Sidi Mezghiche are simple. They have sometimes

complexe structures related to the metasomatic transformations which indicate a beginning

of albitisation right side of barytisation. Tectonics have a very important part in the

installation and the structuration of these pegmatites. These last structural relations similar

to pegmatites of kerkra (Collo-Skikda). Dated by. Mahdjoub (1991) by Permian ages (280-

260 Ma). That is to say synchronous at the installation of tardi-hercyniens of granites of the

Kabyle plinth.

Pegmatites of study are peraluminouses and belong to an alkali-calssic series. They are rich

in muscovite and poor in mineralization and can be classified in the category of the deep

granite pegmatites with muscovite of (7 to 11Km) depth of Cerny (1992) classification.

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Abréviations

Ap: Apatite

Bio: Biotite

Ca: Calcium

Chl: Chlorite

Dam: Damourite

FK: Feldspath potassique

Fth: Feldspaths

Gt: Grenat

Mic: Microcline

Qz: quartz

Ops: Opaques

Per: perthite

Myr: Myrmékite

Mus: Muscovite

Ort: Orthose

Plg: Plagioclase

Tour: Tourmaline

Zr: Zircon

Sph: Sphène

Numéros des chapitres Pl.{I, II, III, IV}- {1.2.3…}: Numéros de la planche Planche

Numéros des chapitres Fig.{I, II, III, IV}-{1.2.3…}: Numéros de la Figure Figure

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Sommaire

Avant propos Premier chapitre I- Introduction….…………………………………………………………………………..11

I-1-1- Historique des principaux travaux géologiques de la région d’étude ….………..11

I-1-2-Objectif et plan de travail………………………………………………….…….…..12

I-1-3-Cadre géographique……………………………….…………………………….…...13

I-2-Cadre géologique régional……………………………………………………….….....16

I-2-2- les unités structurales issues du domaine interne……………………..……….......19

I-2-2-1 Le Socle Kabyle……………………………………………………….……….........19

I-2-2-2- La dorsale Kabyle……………………………………………………………….... 24

I-2-3- Les unités structurales issues des bassins de sédimentation des flyschs…….…….25

I-2-3-1- Les flyschs de type guerrouche ou flyschs maurétanien……………………….. .25

I-2-3-2 Flyschs schisto-quartzeux ou flyschs massyliens……………………………...….25

I-2-4- Les unités structurales issues du Domaine externe…………………………...…... 25

I-2-4-1- Les formations telliennes………………………………………………...……….. 26

I-2-4-1-1- Les séries ultra tellienne………………………………………………...…….....26

I-2-4-1-2- Le centralo tellien ou tellien au sens strict……………………………...……....26

I-2-4-1-3- Le pénitellien ou domaine méridional transitoire…………………..….………27

I-2-4-2- Les formations des hauts fonds………………………………………..…….….....27

I-2-4-3- les formations du sillon atlasique…………………………………………….…....27

I-2-5- Les formations détritiques postérieures au lutétien…………………………...…...27

I-2-5-1- Le nummulitique II…………………………………………………………..….....27

I-2-5-2- L’Oligo-Miocène Kabyle (OMK) et les olistostromes…………………………....28

I-2-5-3- Les flyschs numidiens………………………………………………………........ ..28

I-2-5-4- Les formations post nappes………………………………………………....…......28

I-2-6- Roches magmatiques……………………………………………………..……….….29

I-3-Cadre géologique locale…………………………………………………..…………... ..29

I-3-1- La géologie de la région de Sidi Mezghiche…………………………..……………..29

I-3-1- 1- L’unité schisteuse…………………………………………………..…………….. 30

I-3-1- 1-1-Pétrographie……………………………………………………………..……….30

I-3-1- 1-2-Faciès métamorphique………………………………………………..………....34

I-3-1- 2- Les micaschistes à grenat…………………………………..………..…………....36

I-3-1- 2-1-Pétrographie……………………………………………………….………….….36

I-3-1- 2- 2-Faciès métamorphique……………………………………………………..…...37

I-3-1- 3- L’unité paragneissique……………………………………………………..….… .37

I-3-1- 3-1-Pétrographie…………………………………………………….…………….….39

I-3-1- 3-2-Faciès métamorphique…………………………………………………..………40

I-3-1- 4-L’unité orthogneissique…………………………..…………………….…….……40

I-3-1- 4-1-Pétrographie………………………………………………………….……….….41

I-3-1- 4-2-Faciès métamorphique…………………………………………….………….....42

I-3-2-Les pegmatites………………………………………………………….……………...42

I-3-3- L'aspect structurale de la région de Sidi Mezghiche……………….……………....42

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Deuxième chapitre II- Etude petrographique …………………………………………………..……………….......53

II-1-Aperçu général …………………………………………………………………………......53

II-1-1-Historique du mot pegmatite…………………………………………………………. ...53

II-1-2-Caractéristiques gîtologiques, pétrographiques, minéralogiques et géochimiques

des pegmatites…………………………………………………………………………………...55

II-1-3-L’intérêt économique et les gisements des pegmatites………………………………. ..58 II-1-4-Classification des pegmatites ……………………………………………………………61 II-2-Les caractéristiques morphologiques des corps de pegmatite de la région de

Sidi Mezghiche …………………………………………………………………………....62

II-2-1-Les corps de pegmatites encaissées dans les orthogneiss………………………….…...63 II-2-2-Les corps de pegmatites encaissées dans les paragneiss………………………….. .….64 II-2-3-Les corps de pegmatites encaissées dans les micaschistes………………………..........72 II-3-Etude microscopique des pegmatites et leurs encaissants……………………....….….....77

II-3-1-Les pegmatites et les aplites encaissées dans les orthogneiss………...…………….….77 II-3-1-1-Les orthogneiss……………………………………………………………………….. .77

II-3-1-2-Les aplites à grenat…………………………………………………………………... ..82

II-3-1-3-Les pegmatites…………………………………………………………………...…. …84

II-3-2-Les pegmatites encaissées dans les paragneiss…………..…………………..………. ...90

II-3-2-1-Le paragneiss……………………………………………………………………….......90

II-3-2-2-Les pegmatites…………………………………………………………………………..91

II-3-3- les pegmatites encaissées dans les micaschistes…………………………………….......97

II-4-Conclusion……………………………………………………………………………...........97

Troisième chapitre

III- Etude Géochimique…………………….………………………………………….……….102 III-1-diagrammes de HarKer………………………………………………………………..…102

III-1-1-La variation des éléments majeurs dans le diagramme binaire «oxyde-silice».........102

III-1-1-1-Commentaire des diagrammes oxydes-silice…………………………………….…110

III-1-2-La variation des éléments traces dans le diagramme binaire

« éléments traces-silice»…………………………………………………………….…...111

III-1-2-1-Commentaire des diagrammes éléments traces-silice…………………………..….118

III-2-Les principaux caractères géochimiques des pegmatites du massif de Sidi

Mezghiche…………………………………………………………………………………….… 119

III-2-1-Le diagramme A/CNK-A/NK………………………………………………………..…120

III-2-2-Le diagramme A-B……………………………………………………………………...121 III-2-3-Le diagramme Log10 [CaO / (Na2O+K2O)]-SiO2 et le diagramme triangulaire K2O-Na2O-CaO……………………………………………………………………………….....123 III-3-Conclusion…………………………………………………………………………………125

Quatrième chapitre IV – Classification et Conclusion générale ……………………………………………………127

IV-1- Classification des pegmatites…………………………………………………..…………127 IV-2- Conclusion générale ………………………………………………………….……….…..128

Bibliographie

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Premier chapitre

Géologie régionale et

géologie locale

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I- Introduction :

I-1-1- Historique des principaux travaux géologiques de la région d’étude :

Le massif de la Petite Kabylie fait partie des zones internes de la chaîne des maghrébide

(Durand Delga, 1955, 1969, 1980 ; Bouillin ; 1977 et 1983 ; Wildi ; 1983). Il s’étale sur

plus de 150Km, le long du littoral, entre le massif d’El Aouana (Ex. Cavallo) à l’Ouest et le

massif de Filfila à l’Est. Ce massif est constitué par un ensemble de roches

métamorphiques associé à un ensemble de roches peu ou pas métamorphiques.

Les premières études de la région de la Petite Kabylie ont débuté dés 1880. Ce sont

essentiellement les travaux de Pomrol et Pouyanne (1880); Tissot (1881) ; J. Curie et

G. Flamand (1889), concernant la Kabylie d’El Milia et de Collo (in Bouillin, 1977).

La cartographie géologique au 1/50000 et 1/100000 et les monographies ont débuté avec

les travaux de L. Joleaud (1907-1921) suivis de ceux de F. Ehrmann (1928), de G. Betier

(1933) et de M. Roubault (1934).

Sur le plan régional ce sont surtout les travaux du M. Durand Delga (1955) ; L. David

(1956) ; J. Hilly (1957) ; J.F. Raoult (1974) et J.P. Bouillin (1977). Qui ont été d’un apport

stratigraphique et structural très important.

En 1969, une mission d’un groupe de géologues Algéro-soviétiques de l’ORGM (Ex.

SONAREM), a établi une carte géologique inédite au 1/50000 comportant la région de

Ramdane Djamel (Sidi mezghiche).

Les travaux menés par M. Durand Delga et J.P. Bouillin sont à l’origine de la mise à

jour de la géologie alpine de la Petite Kabylie.

Les premières études géochronologiques effectuées sur les ortho gneiss de Skikda par

des méthodes radio métriques U/Pb sur zircon A. Drareni (1988) ont permis de mettre en

évidence deux épisodes de granitisation datées respectivement ; 455 Ma et 270 Ma. Ces

orthogneiss présentent les mêmes relations structurales que les orthogneiss de Sidi

Mezghiche (Y. Mahdjoub, 1991).

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Les travaux géologiques les plus récents sont ceux : de J. Fougnot (1990) sur le

magmatisme Miocène du littorale Nord Constantinois, Y. Mahdjoub et Merle (1990) ;

Y.Mahdjoub (1991) sur l’ensemble du socle de la Petite Kabylie qui ont permis de mettre

en évidence : une superposition de deux édifices tectoniques, l’un supérieur affecté par un

métamorphisme M1 de basse à haute température et basse pression et l’autre inférieur à

Bougaroun, M2, de plus haute pression par rapport à M1. En 1987 et jusqu’à 1994, ce sont

les travaux de A. Ouabadi concernant la pétrologie et la géochimie des granitoïdes de la

Kabylie de Collo. D.Nemmour (1993) ; F.Djaїz (1997) ; K. Boufaa (1998) ont étudié les

parties orientale et centrale de l’édifice supérieur de la Petite Kabylie et enfin Y.Bouftouha

(1989 et 2000) a contribué à l’étude pétrologique, géochimique et métallogénique des

skarns de la Kabylie de Collo.

I-1-2- Objectif et plan de travail:

L’objectif de ce travail consiste à contribuer à une étude géologique, pétrographique et

géochimique des filons de pegmatites et les modalités de leur genèse dans la région de la

Petite Kabylie (NE algérien), notamment la région de Sidi Mezghiche. Bien que ces filons

de pegmatite encaissés dans le socle Kabyle sont largement développés, aucune étude

détaillée ne leur a été consacrée.

A ce propos et dans l’esprit d’une meilleure compréhension du développement de ces

pegmatites, notre démarche a été principalement axée sur :

� La Situation géographique et l’étude géologique de la Kabylie de Sidi Mezghiche

dans le cadre régional et local.

� La caractérisation de l’aspect pétrographique des corps de pegmatites simples et de

pegmatites métasomatiques complexes dans les différents encaissants du socle de

la région d’étude.

� L’étude géochimique des éléments majeurs et des éléments traces de ces corps de

pegmatites.

� Classification et réflexion sur la genèse des pegmatites de la Kabylie de Sidi

Mezghiche et conclusion générale.

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I-1-3-Cadre géographique :

I-1-3-1- Situation géographique:

Le massif de Petite Kabylie dont fait partie le secteur étudié, s’étend sur plus de 150Km

entre la région de Jijel à l’Ouest et la région de Skikda à L’Est (NE Algérien), avec une

profendeur de plus de 50Km (Pl I-1 Fig.1).

La région de Sidi Mezghiche, faisant l’objet de notre étude (PI-2 Fig.2), forme la bordure

Sud Est du massif de la Petite Kabylie. Elle est limitée au Nord par la région de Tamalous,

à l’Est par le village de Sidi Mezghiche et Salah Bouchaour, à l’Ouest par les massifs

d’Oum Ettoub et Sidi Kember et au Sud par la région de Zighoud youcef.

I-1-3-2-Climat, réseau hydrographique, reliefs et végétations :

La région d’étude est caractérisée par un climat méditerranéen, doux et pluvieux en

hiver, chaud et sec en été, avec une pluviométrie de l’ordre de 900 à 1200 mm/an. La

région de Sidi Mezghiche se présente comme l’une des régions les plus arrosée de l’Algérie

du Nord. Les oueds parcourant notre région présentent un régime semi permanant (un débit

assez important en hiver, mais sec en été), s’écoulant généralement du Sud vers le Nord.

L’oued Guebli est le principal cours d’eau traversant le secteur d’étude. Il passe du coté

Ouest de la région, allant du Sud vers le Nord sur tracé sensiblement parallèle à la route

départementale (Constantine- Collo).

La région de Sidi Mezghiche montre des reliefs moyennement élevés aux alentours de

150 à 250 m. Certains affaissements présentent des altitudes basses (83m). Dans la partie

NW au-delà de Sidi Mezghiche et vers Tamalous, ces altitudes deviennent plus importantes

et peuvent atteindre 572 m (PI-3 Fig.3). Le couvert végétal du secteur d’étude est assez

dense. Il est représenté par des forêts de chêne-liège, chêne-zene, chêne-affarès, arbres

fruitiers surtout des oliviers…. Les conditions d’accès au terrain sont assez difficiles en

raison de la densité du couvert végétal et du manque de routes ou de pistes. Cependant, de

très beaux affleurements de filons de pegmatites et de leur encaissant mis à jour par les

tracés de la route départementale et de la voie ferrée Jijel-Ramdane Djamel, facilite à bien

la description géologique.

- 14 -

PLANCHEPLANCHEPLANCHEPLANCHE I-1

- 15 -

PLANCHEPLANCHEPLANCHEPLANCHE IIII----2222

Fig. 2 La région de Sidi Mezghiche sur la carte topographique Ramdane Djamel

N°5-6 25000e (Type 1960)

- 16 -

I-2-Cadre géologique régional:

I-2-1-Situation de la Petite Kabylie dans la chaîne des maghrébides :

La chaîne des maghrebides s’étend sur plus de 2000Km, allant de Gibraltar à l’Ouest

jusqu’à la Calabre à l’Est (J. Aubouin, 1977 ; M. Durand Delga, 1971). Elle montre une

structure en nappes, engendrée par des phases tectoniques tangentielles à vergence Sud

dominante. La chaîne tellienne en Algérie est l’un des segments de la chaîne des

maghrébides. Le massif de la Petite Kabylie fait partie des zones internes de la chaîne

tellienne (Pl. I-5 Fig.5). Cette dernière est subdivisée en unités structurales issues de trois

domaines paléogéographiques (Pl. I-4 Fig.4):

- Domaine interne;

- Domaine des flyschs;

- Domaine externe.

- 17 -

PLANCPLANCPLANCPLANCHEHEHEHE I-3

Fig.3 La région de Sidi Mezghiche sur la carte topographique St Charles 50000

e

(1959)

572m

83m

La ville de Sidi

Mezghiche

- 18 -


4

(D’après M. Durand Delga, 1969)

- 19 -

I-2-2- Les unités structurales issues du domaine interne :

C’est le domaine le plus septentrional. Il est constitué par la microplaque méso

méditerranéenne (M. Durand Delga, 1980), ou alkapeka (J.P. Boullinl, 1986) (Pl. I-4 Fig.4).

Il s’agit d’un domaine continental aminci et sa couverture mésozoїque à cénozoїque. En

Algérie les zones internes sont principalement représentées par les unités

cristallophylliennes du socle de la Petite et la Grande Kabylie et les unités de la dorsale

calcaire constituées par des sédiments Mésozoïque à Tertiaire, comportant parfois à leur

base un substratum Paléozoïque.

I-2-2-1 Le Socle Kabyle :

Les différents auteurs qui ont étudié la géologie de la Petite Kabylie ont divisé le socle

cristallophyllien en deux ensembles (Pl. I-5 Fig.5 et Pl. I-6 Fig.6) :

� Un ensemble métamorphique;

� Un ensemble peu ou pas métamorphique.

Les travaux antérieurs portant sur la Petite Kabylie font apparaître un contact anormal

majeur de charriage entre l’ensemble cristallophyllien kabyle (nappe du socle) et les unités

infra Kabyle (domaine des flyschs et les zones telliennes). Ce contact de charriage a été

observé aux niveaux des fenêtres de Filfila, Benitoufout et Dj. Safia. La flèche de ce

déplacement est de l’ordre de 30Km vers le Sud (Durand Delga, 1969; Lemoy et Perrin,

1969; Raoult, 1974; Bouillin, 1978 et Vila, 1978).

Selon les travaux de Mahjdoub (1991) les formations du Socle Kabyle peuvent être

subdivisée en trois unités structurales (Pl. I-5 Fig.6) : avec de bas en haut :

1- L’édifice inférieur ou unité du cap Bougaroun

2- L’édifice de Benifergane ;

3- L’édifice supérieur ou unité de socle s.s.

I-2-2-1-1 L’édifice supérieur :

Cet édifice est la plus haute partie du Socle Kabyle. Il est formé de deux ensembles :

- 20 -


a

b

UIK

γm

Fig.5 Situation du massif de la petite Kabylie dans le domaine interne maghrébin, (Y. Mahdjoub,

1991).

a- Situation générale. b- Unités structurales. UB : Unité Bougaroun; UBF : Unité des Béni Ferguéns; USK: Unité de Socle s.s; UIK : Unités infra Kabyle ; (a) complexe de roches vertes volcanodétritiques de Texana (Sendah-Tabellout) ; (b) unités maurétaniennes ; GN : Nappes numidienne ; OMK : Oligo-Miocène-Kabyle ; γm : Granites Miocènes.

- 21 -

A- l’ensemble central et oriental : (régions de Sidi Mezghiche et de Skikda) est

formé par la superposition des séries suivantes (Mehdjoub, 1991) :

a- Une série inférieure paragneissique, parfois migmatitique, formant le cœur d'une

antiforme E-W tardive. Ces paragneiss sont surmontés par une alternance de métapélites et

des marbres. L’ensemble est largement intrudées par des granites orthogneissifiés.

b- Une série intermédiaire formée par une alternance de grés quartzitiques et de

métapélites renfermant des lentilles de marbre.

c- Une série supérieure, constituée par des phyllades.

Le passage de la série intermédiaire à la série supérieure est marqué par une zone de

lames d’orthogneiss oeillés (celles de Skikda à l’Est et de Sidi Mezghiche à l'Ouest).

Toutes ces séries lithologiques sont affectées par un métamorphisme de basse pression et

de température variable selon qu'on se trouve à la base ou au sommet de la série

(Mahdjoub, 1991). En outre les paragneiss et métapélites inférieurs parfois migmatitiques

montrent des paragénèses minérales de haute température. Par contre les métapélites et les

gréso-pélitiques supérieurs suggèrent des températures plus basses.

B- l’ensemble occidental : de Texana est représenté par la série khondalite-kinzigitique,

chevauchant les unités infra kabyles (Bouillin et al, 1977 ; Djellit, 1987). Cette série

khondalite-kinzigitique est affectée par des zones de cisaillement relativement étroites.

Certains faciès de l’ensemble occidental sont mylonitisés et montrent une rétromorphose et

une hydratation des paragénèses primaires. Cette évolution rétrograde et les zones de

cisaillement associées à l'épaississement crustal et à la fusion partielle (migmatite et

granite), développent un métamorphisme rétrograde du faciès granulite (HP-HT) au faciès

amphibolite (BP-HT) (Y. Mahdjoub, 1991).

La série khondalite -kinzigitique de Texana est surmontée par un ensemble peu ou pas

métamorphique (schistes noirs et terrains paléozoïques). Cet ensemble a été repéré et défini

par Ehrmann (1928) ; Durand Delga (1955) ; Baudelot et al. (1981). La base de ces terrains

paléozoïques est datée du Trémadocien dans le massif de Beni Affeur (Baudelot et al.,

1981). L’ensemble peu ou pas métamorphique repose en discordance stratigraphique sur

- 22 -


SE

Coupe générale NW-SE

Fig. 6 : Carte géologique montrant les relations entre les trois unités principales

(Y. Mahdjoub, 1991). UB : Unité de Bougaroun (Iherzolites et Kinzigites) ; UBF : Unité de Béni Ferguén (Métapélites blastomylonitiques et Granites hércyniens) ; USss : Unité de Socle (Séricitoshistes, Micaschistes à biotite, Paragneiss et Marbre, Orthogneiss œillés et granites orthogneissifiés) ; UIS : Unités infra et supra Kabyle (Flyschs et Olistostromes, Granites Miocène intrusifs). Coupe générale NW-SE : 1- Unité infra-kabyle maurétaniennes, massyliennes, et telliennes, 2- Unité des Béni-Ferguène : sous-unités A et sous-unités B, 3- Unité supérieure " socle s.s (unité C)", 4- Unités supra Kabyles, 5- Granite Miocène de Béni Toufout.

- 23 -

l’ensemble métamorphique (Durand delga, 1955; Baudelot et al, 1981 ; Bouillin, 1984). A

ce propos, Mehdjoub (1991) a interprété cette discordance comme étant une faille de

détachement hercynienne, qui a fait superposer les unités épi zonales sur les unités de plus

hauts degrés (dôme gneissique).

I-2-2-1-2 L’édifice de Béni Ferguène :

Cet édifice forme la bande de terrains située entre, la région de Kerkra (Sud de Collo) à

l’Est et la région de Sidi Abd Alaziz à l’Ouest. Il est caractérisé par une superposition des

deux types de métamorphismes (M1, M2) dont le premier (M1) est de basse pression et le

deuxième et de plus haute pression que M1 et de moyenne à haute température. Cet édifice

est constitué par :

a- Des gneiss recoupés par des sills d’amphibolite ;

b- Des métapélites dans lesquelles s’intercalent des lames d’orthogneiss et de granites à

sillimanite ;

c- Une alternance entre les métapélites claires et sombres avec des lentilles de

pyroxènites de granites orthogneissifiés.

I-2-2-1-3 L’édifice de Bougaroun :

L'édifice de Cap Bougaroun occupant la partie Nord de la Kabylie de Collo, est formé

par une masse granitique de forme grossièrement quadrangulaire, allongé sensiblement NE-

SW, affleurant sur environ 200 Km²(M. Roubault, 1934). Cette masse traverse d'une part

le Socle Kabyle dans la partie orientale et d'autre part les formations sédimentaires de

l'Oligo-Miocène- Kabyle, les olistostromes et le flysch numidien.

Les formations du Socle Kabyle dans le massif du Cap Bougaroun sont représentées par

des paragneiss kinzigitique (paragneiss granulitique à cordiérite et sillimanite) renfermant

des lentilles de marbre (M. Roubault, 1934; A.Temagoult, 1989 ; Bouftouha, 2000). A ces

paragneiss kinzigitiques sont associées des péridotites serpentinisées et une dizaine de

corps podiformes de chromite (M. Roubault, 1934; J.P. Bouillin, 1977-1979; A.

Temagoult, 1989; A.Temagoult et Leblanc, 1989 ; Y.Bouftouha, 2000).

- 24 -

L'ensemble granite-socle est traversé par de nombreux filons de rhyolite et par endroit, des

filons de gabbro et de diorite quartzitique (M. Roubault, 1934).

L'édifice de Bougaroun est affecté par un métamorphisme précoce du faciès granulitique

(HT, HP) (J.P.Bouillin, 1977). Il est srtucturé en bloc faillé emballé dans les granites

Miocène (M. Roubault, 1934; J.P. Bouillin, 1979 ; Y. Mahdjoub, 1991).

Des caractérisations des transformations d'un métamorphisme de contact engendrées par

l'effet thermique du granite Miocène du Cap Bougaroune dans l'encaissant sédimentaire ont

montré une zonéographie métamorphique dans une auréole métamorphique large de

quelque kilomètres (J.P. Bouillin, 1977).

I-2-2-2- La dorsale Kabyle :

Elle Constitue la couverture du Socle Kabyle qui la charrie. La dorsale Kabyle repose

actuellement en contact anormal sur les flyschs (J.F. Raoult, 1974). Elle est représentée par

trois formations traduisent des conditions de sédimentation de plus en plus profondes

lorsque l'on passe da la dorsale interne à la dorsale médiane puis à la dorsale externe (J.P.

Bouillin, 1977). Ces formations affleurent sur une frange étroite du Dj. Sidi Driss et Dj.

Rhdir montrant un style tectonique en écailles. Ces dernières sont orientées suivant la

direction E-W (J.F. Raoult, 1974). En allant du Nord vers le Sud nous avons:

I-2-2-2-1 La dorsale interne : représente des dépôts littoraux ou épicontinentaux. Elle est

formée de conglomérats à la base et de calcaire au sommet.

I-2-2-1-2 La dorsale médiane : Est Caractérisée par des dépôts plus profonds marneux et

marno- calcaire.

I-2-2-1-3La dorsale externe : montre souvent des radiolarites au Dogger, Malm, au Crétacé

supérieur et au Paléocène-Eocène (J.P. Bouillin, 1977).

- 25 -

Ces trois séries de la dorsale Kabyle s’étalent du Permo-Trias au Lutétien. Elles ne se

différencient qu’à partir du Néocomien et elles admettent une couverture grèso-micasée

d’âge Priabonien à Oligocène supérieur (J.F. Raoult, 1969).

I-2-3- Les unités structurales issues des bassins de sédimentation des flyschs :

Elles sont alimentées depuis le Crétacé et jusqu’à l’Eocène supérieur en matériel

détritique par le domaine interne. Les principales séries de type flysch sont classiquement

subdivisées en :

-Flysch maurétanien au Nord (Gélard, 1969) ;

-Flysch massylien au Sud (Raoult, 1969).

I-2-3-1- Les flyschs de type guerrouche ou flyschs maurétanien (J.P. Gelard, 1969) :

Ces flyschs comportent des séries assez variées qui sont de bas en haut :

�� Flyschoîde à calcaire fin (Thitonien ? Néocomien à Barrémien) ;

�� Flyschs argilo -gréseux (Albien moyen) ;

�� Calcaire conglomératique (Vracono-Cénomano-Turonien) ;

�� Argile conglomératique (Sénonien et Paléocène -Eocène).

Les flyschs maurétaniens sont charriés sur les flyschs massyliens.

I-2-3-2 Flyschs schisto-quartzeux: (flyschs Albo-Aptien) (Glangeaud, 1932) ou encore

flyschs massyliens (JF Raoult 1969) : comportent de bas en haut :

�� Un Crétacé inférieur argilo-quartzeux ;

�� Un Cénomanien avec des niveaux de phtanite ;

�� Un Crétacé supérieur micro bréchique à débris de calcaire.

Ces flyschs sont charriés sur les unités telliennes.

I-2-4- Les unités structurales issues du Domaine externe :

Il est classiquement subdivisé du Nord vers le Sud en trois unités géologiques (J. M.

Vila, 1980):

- 26 -

I-2-4-1- Les formations telliennes :

Ces formations déjà signalées par L. Joleaud (1912) ; P. Deleau (1938) et M. Durand

Delga (1955) ont été décrites en détail par J.F. Raoult (1974), J.M. Vila (1969,1980), M.

Durand Delga (1969), Lahondére (1983)…. Ce sont les formations les plus septentrionales

du domaine externe. Elles constituent l’ancienne marge téthysienne du continent africain.

Leur sédimentation mésozoïque à tertiaire est d’affinité africaine. Les formations telliennes

sont représentées par trois unités empilées les unes sur les autres du Nord vers le Sud :

I-2-4-1-1- Les séries ultra telliennes :

La sédimentation ultra tellienne à dominante argileuse se caractérisent par des teintes

claires et montre des affleurements méridionaux et des affleurements septentrionaux. Les

affleurements méridionaux sont les séries ultra-telliennes type (Lahondére, 1987). Elles

sont formées par : un complexe allochtone renversé et charrié, une nappe Sénonienne et un

autochtone relatif (J.M. Vila, 1968 ; Lahondére, 1987). Cette série est bien développées à

Oued Zenati et peut être rencontrée dans certaines régions à Guelma (Dj. Sba, Mdjez

Sfa…) (Lahondére, 1987). Les affleurements septentrionaux présentent des horizons

biodétritiques au Sénonien supérieur (Lahondére, 1987). C’est à cet ultra tellien

septentrional qu’appartiennent certaines séries décrites par M. Durand Delga (1955) et J.F.

Raoult (1974) également dans la région de Kef Sidi Driss.

I-2-4-1-2- Le centralo tellien ou tellien au sens strict :

Lithologiquement, il se caractérise par des formations de teinte noire qui se sont

accumulées essentiellement au Paléogène sur des épaisseurs considérables, affleurant prés

de M’cid Aïcha et à l’Oued El Kebir (M. Durand Delga, 1955 ; J.F. Raoult, 1974 ; J.M.

Vila, 1968 ; J.C. Lahondére, 1987). Ces séries sont appauvries en microfaunes pélagiques.

- 27 -

I-2-4-1-3- Le pénitellien (vila, 1980) ou domaine méridional transitoire (Lahondére,

1983) :

Il occupe l’espace paléogéographique situé entre d’une part, les séries néritiques

franches à sédimentation calcaire continue jusqu’au Sénonien supérieur et d’autre part les

série telliennes les plus typiques.

Le contact entre le pénitellien et le massif néritique reste ambigu, cependant, J.M. Vila

(1980) assurait que les formations pénitelliennes surmontant le néritique constantinois aux

Dj. Chettaba, Dj. Grouz et Kheneg, étaient allochtones ; par contre, d’autre auteurs

notamment Lahondére (1987) constate qu’il y avait continuité stratigraphique entre les

assises de carbonates néritiques atteignant le Cénomanien inférieur et les termes plus

récentes argileux à faciès pénitellien.

I-2-4-2- Les formations des hauts fonds :

Ce sont d’épaisses séries néritiques à sédimentation carbonatée Jurassico-Crétacé dont le

rocher de Constantine donne une idée précise (J.M.Vila, 1974).

I-2-4-3- Les formations du sillon atlasique :

En Algérie orientale, le domaine atlasique se singularise par la différenciation, dès la

base du Crétacé, d’un domaine à sédimentation marneuse, épaisse et à dominante

pélagique. C’est le Sillon des Sellaoua qui sépare le domaine néritique constantinois au

Nord, du domaine atlasique au Sud (David ,1956).

I-2-5- Les formations détritiques postérieures au lutétien:

I-2-5-1- Le nummulitique II :

C’est un flysch gréso-micacé. Il forme la couverture de la dorsale Kabyle et du flysch

maurétanien (J.F. Raoult, 1974).

- 28 -

I-2-5-2- L’Oligo-Miocène Kabyle (OMK) et les olistostromes :

L’Oligo-Miocène KabyLe (OMK) (Durand Delga, 1969; Bouillin et Raoult, 1970;

Bouillin et al, 1973) forme la couverture sédimentaire transgressive du Socle Kabyle. Il est

constitué de trois termes lithologiques : des conglomérats à la base, reposant en

discordance sur le socle, durant l’Oligocène. Au dessus, s’installent des pélites micacées,

des grés micacés et des conglomérats fins. Au sommet, des niveaux de silexites à

l’Aquitanien.

A cet OMK succèdent des olistostromes qui sont des formations tectono-sédimentaires à

matériels des flyschs et des débris des formations telliennes d’âge Aquitanien à Burdigalien

inférieur probable (Bouillin et Raoult, 1971).

I-2-5-3- Les flyschs numidiens :

Ces flyschs Forment l’unité la plus haute de l’édifice alpin. Ils comportent de bas en

haut :

� Des formations infra (ou sous) numidiennes formées par des argiles varicolores à

tubotomaculums à l’Oligocène moyen à supérieur ;

� Des grés épais à l’Aquitanien;

� Des formations supra numidiennes marneuses contenants parfois des phtanites au

Burdigalien basal.

I-2-5-4- Les formations post nappes :

Les formations post nappes ou Miocène post nappes sont datées à leur base du

Burdigalien moyen à supérieur et peuvent atteindre le Langhien.

Ces formations comportent deux cycles sédimentaires (J.P. Bouillin, 1977)

� Un cycle marneux transgressif à la base (conglomérat de base) ;

� Un cycle gréseux au sommet, provenant de la destruction des flyschs numidiens.

- 29 -

I-2-6- Roches magmatiques:

La Petite Kabylie est caractérisée par un magmatisme Miocène (BP HT) d’origine

crustal, (Semroud, 1970 ; Semroud et Fabries, 1976 ; Semroud et al, 1992 ; Bouillin, 1983 ;

Ouabadi, 1987, 1994 ; Fougnot, 1990). Ce magmatisme Miocène recoupe à la fois le socle

et les unités mésozoïques. Il est représenté principalement par :

� Des plutons de granites à cordiérite avec développement d’auréoles de contact

sous l'effet du flux thermique, dans les massifs de Bougaroun, des Benitoufout et

du Filfila, (J.P. Bouillin, 1983 ; Y. Bouftouha 2000) ;

� Des microgranodiorites et microgranites des environs de Collo, d’Aïn Kachera et

d’El Milia ;

� Des coulées et des injections de laves acides dans les régions de Collo et de Cap

Bougaroun.

A ces roches magmatiques acides s’ajoutent des intrusions et injections de laves basiques

dans la partie Nord de la Kabylie de Collo.

Les datations radio-chronologiques effectuées sur les granites des différents secteurs du

socle de la Petite Kabylie, suggèrent une fourchette de 15 Ma à 16,7 Ma (H. Bellon, 1976 ;

H.J. Penven et P. Sabate, 1980 ; H.J. Penven et Zimmer mann, 1986).

I-3-Cadre géologique locale :

I-3-1- La géologie de la région de Sidi Mezghiche :

Le secteur d’étude est caractérisé par l’existence de quatre unités lithologiques (F.Djaїz,

1997) (Fig. I-8) :

1. Des schistes satinés et gréso-pélitiques ;

2. Des micaschistes à grenat et des micaschistes à grenat, staurotide et andalousite ;

3. Des paragneiss à sillimanite et cordiérite, des paragneiss au sens strict et des

marbres ;

4. Des ortho gneiss et des roches magmatiques (granite et aplo-pegmatites).

Cet édifice est surmonté dans certains secteurs par des roches sédimentaires constituées

de grés numidiens et de l’Oligo-Miocène Kabyle.

- 30 -

I-3-1- 1- L’unité schisteuse :

C’est l’unité la plus haute de la région, elle est constituée par des formations

monotones. Cette unité affleure sur de grande surface, dans lesquels s’intercalent des

quartzites. Cartographiquement, les schistes surmontent les orthogneiss dans toute la région

d’étude.

L’unité schisteuse affleure sur la bordure Est et Sud-Est de la région d’étude. Elle est en

contact avec la lame d’orthogneiss par une faille normale dans un domaine ductile à fort

pendage vers l’Est et le Sud-Est (Fig. I-8 et Fig.I-9). Cette faille est marquée par une

orientation générale, de direction NE-SW. Ce grand contact permet le décollement des

schistes sur les orthogneiss, suivant une direction SE (Fig. I-8 et Fig.I-9).

Dans la partie Ouest, on trouve des schistes surmontant des orthogneiss, mais le

décollement de ces schistes se fait vers le SSE, par un contact en faille normale dans un

domaine ductile faiblement inclinée vers le SSE (Fig. I-8 et Fig.I-9).

Dans certains secteurs, (à l’Est et à l’Ouest) ces schistes sont surmontés par des

formations numidiennes et les formations d’Oligo-Miocène-Kabyle (OMK)

(Fig. I-8 et Fig.I-9).

I-3-1- 1-1-Pétrographie:

Les schistes satinés (schistes noirs, chloritoschistes et séricitoschistes) sont homogènes

dans l’ensemble (planche I-7 Fig.10 et Fig. 11). Leur teinte est variable : grisâtre à verdâtre et

parfois gris verdâtre. Ils sont constitués par des grains de taille très fine.

Ces roches sont soyeuses au toucher, elles se débitent en feuillets, conséquence de la

schistosité et parfois montrent dans certains affleurements des kink bands ou des structures

plissotées.

Les schistes gréso pélitiques montrent une alternance de lits quartzeux et de lits micacés

(planche I-7 Fig.12).

L’ensemble schisteux est minéralogiquement composé par des quartz, micas blancs,

chlorites, biotites et opaques. Il présente une texture lépidoblastique.

- 31 -

Fig. I-8 carte géologique de la région de Sidi Mezghiche 1/25000

(F. Djaïz, 1997)

- 32 -

OMK et Numidien Orthogneiss

Micaschiste

Paragneiss

+ + Aplo-pegmatite

Schiste

Fig. I-9: Coupes géologiques de la région

de Sidi Mezghiche (F. Djaïz, 1997)

-33-

- 33 -


Fig. 10: Alternance en lits

flexueux de quartz et de micas

blancs et étirement des opaques

dans les plans de schistosité, dans

les sericitoschistes.

(LP) (Obj x2.5)

Fig.11:Section montrant la

néoformation de quelques

minéraux dans les zones abritées

dans les chloritoschistes.

(Phénomène de pression-solution)

(LP) (Objx2.5).

Fig. 12 :Alternance entre les lits

quartzeux et les lits phylliteux dans un schiste greso pellitique. (LP) (Objx2.5).

Fig13: Sections montrant les

chlorites en amandes.

(LP)(Objx10)

- 34 -

Le quartz se présente en petits grains engrenés les uns dans les autres parallèlement à la

schistosité ou en grains xénomorphes remplissant les microfractures. L’abondance du

quartz devient plus importante quand on passe d’un schiste phylliteux à un schiste

grésopélitique.

Les micas blancs (muscovite et séricite) sont des minéraux abondants dans les

séricitoschistes (planche I-7 Fig.10). Ils appartiennent à deux générations ; la première est en

fines paillettes, formant des lits continus souvent flexueux alternant avec des lits de quartz,

soulignant la schistosité principale. La deuxième est en plage sub-automorphe de taille

variable ; sécante à la première génération.

Les chlorites sont des minéraux fréquents dans les schistes. Ils sont allongés suivant le

plan de la schistosité principale. Quelques chlorites proviennent de la chloritisation de la

biotite, ou des néoformations à partir d’éléments en solution dans les zones abritées

(planche I-7 Fig.11). D’autres types de chlorite se trouvent sous forme d’amande dont le grand

axe est parallèle à la trace du plan de schistosité majeur (planche I-7 Fig.13).

La biotite apparaît très peu dans ces schistes. Elle peut être complètement chloritisée.

I-3-1- 1-2-Faciès métamorphique:

Les associations minéralogiques : chlorites, micas blancs et quartz dans les formations

schisteuses appartenant au faciès des schistes verts de basse température (Y. Mahdjoub,

1991 ; F. Djaïz, 1997) indiqué par la courbe des alumino-silicates établie par Holdway

(1970) (Fig. I-14). Ceci est aussi confirmé par la schistosité de pression-solution, par les

glissements intracristallins et par l’évolution des chlorites en amandes (planche I-7 Fig.11).

Par définition ; la schistosité pression-solution, forme des zones de transfert de matière

qui se traduit par la dissolution de certain minéraux perpendiculairement au

raccourcissement, dont le quartz, la calcite et les minéraux phylliteux, principalement la

chlorite se développent dans ces zones (A. Nicols, 1989). Ce processus physico-chimique

s’opère lors de la déformation des roches dans des conditions superficiels (Knipp, 1981).

Les glissements intracristallins sont des micros glissements sub-parallèles à la schistosité

- 35 -

Schistes

Micaschistes

Paragneiss

T (C°)

P (Kb)

2

4

6

8

500 600 700 800

1

2

Fig. I-14 :Champ de stabilité des paragneiss à sillimanite, des micaschistes et des schistes dans l’édifice supérieur de la région d’étude, reporté sur diagramme (P-T) du

domaine de stabilité des silicates d’alumines (Holdway, 1970).

1-Diagramme de stabilité des silicates d’alumines (Holdway, 1970).

2-Courbe de stabilité de la muscovite Mus+ Qz+ …..FK+ Sill+ H2O (Thompson, 1982).

- 36 -

qui se produit le long des clivages à l’intérieur des schistes. La forme des chlorites en

amande est obtenue grâce aux glissements intracristallins le long des clivages et aux micro-

cisaillements (Wybrecht et piqué, 1987).

I-3-1- 2- Les micaschistes à grenat :

Ce faciès est situé au nord de la région d’étude. Les micaschistes sont en contact avec les

schistes par une faille sub-verticale NE-SW, en revanchent ils sont situés sur la lame

d’orthogneiss de Skikda suivant un contact magmatique plongeant vers le Sud (Fig. I-8 et

Fig.I-9).

Deux types de micaschiste affleurent dans notre région d’étude : des micaschistes à

grenat, de couleur grise avec des passées brunes et éclats argentés. Ces roches sont

constituées de minéraux phylliteux et des cristaux de grenat arrondi visible à l’œil nu. Cet

ensemble montre parfois des intercalations des lentilles de marbre. Des micaschistes à

grenat, andalousite et staurotide, sont localisés dans un ravin au niveau de Mechtet Dar

Aissa. Ces micaschistes sont des roches dures, de couleur bleu gris, ils présentent des

paillettes de biotites et des cristaux arrondis de grenat de taille moyenne (F. Djaiz, 1997).


Les micaschistes montrent une texture lépidoblastique dominante des minéraux

phylliteux (biotite et muscovite) et certainement une texture porphyroblastique des

minéraux de quartz, grenat, andalousite et staurotide :

Les grenats se présentent sous plusieurs formes :

1. En grains plus ou moins arrondis, montrant des inclusions de la muscovite, biotite,

quartz et des néoformations de la Chlorite, orientées suivant une schistosité interne

sigmoïde en continuité avec la schistosité externe (principale) ;

2. En sections craquelées, avec développement secondaire de la chlorite et du quartz

dans les fractures (Pl. I-8 Fig.15et 16);

3. Des minéraux à structures hélicitiques parfois altérés et remplacés par la chlorite.

Certains grenats subissent une rotation au cours de leur cristallisation syn-

cinématique, matérialisée par des traces d’oxyde déformées.

- 37 -

La staurotide est moins fréquente dans ces roches. Ce minérale préexistant apparaît en

petits cristaux xénomorphes parfois craquelés. Elle reste alignée à la schistosité externe.

D’autres, apparaissent plus ou moins arrondis de tailles moyennes moulées par la

schistosité.

L’andalousite forme de grands porphyroblastes, parfois craquelés. Elle suit généralement

les plans de schistosités initiales, ce qui semble être cristallisée tardivement. Ces

andalousites sont largement poécilitiques avec nombreuses inclusions, du quartz surtout,

des micas et parfois des oxydes. Certains individus isolés présentent un alignement

parallèle à la schistosité principale. Des formes très rares d’andalousites en « s » indiquent

un développement en proportion très réduite des andalousites syn-cinématiques.

I-3-1- 2- 2-Faciès métamorphique:

Les assemblages minéralogiques à biotite, andalousite et grenat dans les micaschistes à

grenat, associés à des rubans de quartz polygonaux présentant des points triples et des

orthoses poécilitiques caractérisent un métamorphisme à moyen degré du faciès

amphibolitique indiqué par la courbe des alumino-silicates établie par Holdway (1970)

(Fig.I-14) (Y. Mahdjoub, 1991 ; F. Djaïz, 1997).

I-3-1- 3- L’unité paragneissique :

Cette unité, constitue la base de l’édifice supérieur dans la région de Sidi Mezghiche. Elle

est située dans la partie Ouest, au dessous de la lame orthogneissique et des micaschistes à

grenat.

- 38 -


Fig. 16 : Deux sections de

grenat altérés et remplacé par

les quartz et les chlorites

(en LN). (Objx2.5)

Fig. 15 : Deux sections de

grenat altérés et remplacé

par les quartz et les chlorites

(en LP ). (Objx2.5)

Fig. 17 : Relation texturale

dans un paragneiss

(LP)( Objx2.5)

Ruban de quartz

Fig. 18 : Relation texturale dans un

marbre (LP) (Objx2.5).

- 39 -

Les paragneiss présentent deux faciès différents. La base de cette unité est représentée par

des paragneiss migmatitiques au niveau de oued Guebli et Mechtet es semmeche. Par

contre le sommet est caractérisé par des paragneiss à biotites, renfermant des niveaux

quartzitiques et des lentilles de marbre. Les minéraux de marbre observés au microscope

sont : la calcite (+95%), le quartz et rarement la biotite (Pl. I-8 Fig.18).

Au Nord, des micaschistes à grenat surmontant les paragneiss, montre un plongement

vers le SE (Fig. I-8 et Fig.I-9).


Les paragneiss sont des roches sombres à foliation bien marquée. La texture

microscopique de ces roches est granolépidoblastique (Pl. I-8 Fig.17). Ces paragneiss

montrent l’association minéralogique suivante :

Quartz, muscovites, biotites, microcline, plagioclase, cordiérite, sillimanite et

myrmékite.

Le quartz se manifeste en cristaux équigranulaire ou en rubans de grains polygonaux

montrant des points triples.

Les micas forment des lits phylliteux constitués essentiellement de la biotite associée à la

muscovite et parfois aux baguettes de sillimanites. Certaines muscovites apparaissent

tardivement, en paillettes de faibles dimensions recoupant la foliation.

Les feldspaths (plagioclase et microcline) sont caractérisés par des sections xénomorphes

de tailles variables. Ils sont souvent associés aux quartz. Ces feldspaths présentent parfois

des inclusions de veinules de quartz et des minéraux phylliteux non orientés.

La sillimanite apparaît en sections automorphes orientée dans la même direction que la

foliation, ou en amas de grains xénomorphes dans des lits phylliteux et rarement en

baguettes associées à la biotite. Certaines fibres de sillimanites sont contenues en inclusions

orientées dans les biotites et les plagioclases.

- 40 -

La cordiérite se présente en petites sections xénomorphes associées au quartz et aux

biotites.

La myrmékite est bien développée dans cette unité. Elle est constituée de bourgeons de

quartz qui envahissent des sections de microcline.


Les assemblages minéralogiques à biotite, cordiérite et sillimanite dans les paragneiss,

caractérisent un métamorphisme de haute température. Ce dernier appartient au haut degré

du faciès amphibolite marquant ainsi le pic du métamorphisme (Fig.I-14) (Y. Mahdjoub,

1991 ; F. Djaïz, 1997). La présence de la myrmékite dans les paragneiss montre un début

de migmatisation. Ce phénomène de fusion partielle est encore attesté par la présence des

formes ovoïdes de quartz et par l’existence des rubans de quartz polygonaux présentant des

points triples (dans les micaschistes et les paragneiss).Cet agencement des quartz révèlent

que la température demeure élevée après la minimisation de l’énergie des contraintes.

I-3-1- 4- L’unité orthogneissique :

Cette unité occupe une grande partie des affleurements de la région de Sidi Mezghiche.

Elle est soulignée par la lame orthogneissique de Sidi Mezghiche, située plus à l’Ouest de

celle de Skikda. Cette lame présente une orientation générale de direction NE-SW

légèrement décalée vers le NW au niveau de Mechtet El Kharba, au NW de Sidi

Mezghiche (Fig. I-8).

Ces orthogneiss sont intercalés entre les schistes au sommet et les paragneiss à biotite à

la base. Ils sont recoupés par des intrusions aplo-pegmatitiques et granitiques.

Le contact entre les orthogneiss et les paragneiss à biotite est matérialisé soit par des

failles verticales, soit par un contact magmatique, montrant un gradient de déformation

croissant vers les paragneiss, souligné par l’étirement des yeux de feldspath.

Au Nord, les orthogneiss sont en contact avec les schistes par une faille sub-verticale de

direction EW (faille d’el hadaїk) (Fig. I-8 et Fig.I-9).

- 41 -


Les orthogneiss sont constituées essentiellement par de grands yeux de quartz et de

feldspath moulés dans une matrice phylliteuse (Pl. I-9 Fig. 19).

Au microscope ces orthogneiss oeillés montrent une texture grano-lépidoblastique et

présentent l’assemblage minéralogique suivant :

Quartz, muscovite, biotite, plagioclase, feldspath potassique, perthite et myrmikite.

Le quartz se présente sous forme de rubans polycristallins étirés suivant le plan de

foliation. Certains quartz forment des lentilles de gros cristaux ou même de petits grains

dans les queues de recristallisation.

Les micas (biotite et muscovite) montrent deux générations ; la première génération

forme des amas lenticulaire de biotites associées aux muscovites orientées parallèlement à

la foliation. La deuxième génération est sécante par rapport à la foliation et s’observe

surtout dans les houppes de recristallisation des feldspaths.

Les feldspaths (FK et plagioclase) apparaissent en grands cristaux formant presque

toujours des yeux moulés par la foliation en montrant parfois des structures sigmoïdes

d’une déformation syn-cinématique (Pl. I-13 Fig. 27). Certains feldspaths sont en petits

cristaux associés aux quartz. La plus part de ces feldspaths montrent de nombreuses traces

de déformation par fracturation et par torsion des macles. Ils sont souvent entourés par une

forte recristallisation des différents minéraux (Pl. I-13 Fig. 28). Les feldspaths potassiques

(microcline et orthose) contiennent généralement, beaucoup d’inclusion de minéraux à

orientation quelconque, notamment les orthoses montrent des sections automorphes

amygdaloïdes à structure poécilitique (des poéciloblastes de plagioclases et de quartz) (Pl. I-

9 Fig.21).

La perthite est une inter-croissance des FK et des plagioclases dans une seule section.

Ce minéral et très rare, parfois absent dans certaines lames. La perthite forme des sections

de petites tailles, isolées les unes des autres (Pl I-9 Fig.19 et Fig.20).

- 42 -

La myrmékite constitue des inclusions vermiculées de quartz dans une plage de feldspath,

des microclines surtout. Elle se dispose aux bordures des feldspaths potassiques et

parallèles à la foliation initiale (Pl. I-9 Fig.20).


Les assemblages minéralogiques à Quartz, mica, feldspath, perthite et myrmékite dans les

orthogneiss, caractérisent un métamorphisme de haute température (Fig.I-14). Ce dernier

appartient au faciès d’amphibolite (Y. Mahdjoub ; F. Djaïz, 1997). Ce faciès marqué

surtout par la croissance exagérée de rubans de quartz à points triples, caractéristique d’une

déformation à haute température (Bouchez et pecher, 1981). Le développement syn-

schisteux de la myrmékite qui indique des températures voisines à 500-550°C (Phillips,

1974 ; Simpson, 1985).

I-3-2-Les pegmatites :

Le socle de Sidi Mezghiche est traversé par d’importants filons de pegmatite granitiques

de directions à vergence Est. Ces filons de pegmatite sont formés par une minéralogie

essentielle de Qz, Fth , Mus, Bio et une minéralogie secondaire (accessoire et altéré), visible

parfois à l’œil nu, tel que le grenat et la tourmaline, ou observée aux microscope polarisant

tel que, le zircon, l’apatite, le sphène, la damourite, la chlorite…la tectonique affectant les

pegmatites de la région d’étude et leur encaissant s’exprime soit en tectonique souple, syn-

schisteuse de direction à vergence Est, soit en failles et fractures post-schisteuses de

directions E-W, N-S, NE-SW. Le contact entre les encaissants des pegmatites est le plus

souvent matérialisé par des failles (Pl I-10 Fig.22). La coupe schématique A-B (Pl I-11 Fig.23)

illustre la relation texturale entre les différents types de pegmatite (simples et complexes)

encaissés dans le Socle de Sidi Mezghiche.

I-3-3- L'aspect structurale de la région de Sidi Mezghiche:

La région de Sidi Mezghiche fait partie de l’édifice supérieur du socle de la Petite

Kabylie (Y. Mahdjoub, 1991). La partie basale de l’édifice supérieur, représentée par des

- 43 -


Fig. 20 : Association de la Myrmékite et

Perthite dans un orthogneiss.

(LP) (Objx2.5)

Fig. 21 : Association de deux générations

de quartz et orthose poécilitique dans

un orthogneiss.

(LP) (Objx2.5).

Fig. 19 : Relation texturale dans un

paragneiss Avec la présence de points

triples de quartz

(LP) (Objx2.5).

Points triples

- 44 -

micaschistes, des orthogneiss et des paragneiss, montre un degré de métamorphisme

régional type méso zonal (HT-BP) et la partie supérieure de l’édifice représentée par des

schistes montre un degré de métamorphisme type épi zonal (BP-BT) (Y. Mahdjoub, 1991).

Cette superposition lithologique est affectée par une déformation syn-schisteuse D1 tardi

hercynienne (274 Ma) à vergence Est synchrone à la mise en place des granites tardi

hercynien (Merle et Mahdjoub, 1990) et Des déformations post schisteuses : D3 d’âge

Priabonien matérialisée par un cisaillement plat E-W et D4 de direction NS au Burdigalien.

La déformation ductile (D1) est exprimée à l’échelle de l’affleurement par: des

cisaillements syn-schisteux (Pl I-12), des plis en chevron (Pl I-12 Fig. 25), des failles normales

dans un domaine ductile, de l’asymétrie des boudins, des virgations de schistosité et de la

perturbation des traces de linéation E-W (Fig. I-24).

En lame minces cette déformation est attestée par (Pl I-13 et Pl I-14) : des zones abritées

autour des sections dures, des formes sigmoïdes de certains minéraux, la torsion des micas

préexistantes en forme de «mica-fish» (Pl I-13 Fig. 29) et la rotation des grenats

(Pl I-14 Fig. 30);

La déformation post-schisteuse est définie par : des cisaillements post-schisteux dans un

domaine ductiles à vergence Est (Pl I-15) des plis déversés vers l’Est et le Sud-Est, et des

failles décrochantes dextres vers l’Est.

Les minéraux constitutifs de ces roches métamorphiques, n’ont pas la même période de

genèse par rapport à la phase de déformation syn schisteuse D1 tardi hercynienne à

vergence Est, qui caractérise notre terrain d’étude. Les pragenèses antérieurs à la phase D1

peuvent être liée à une déformation qui est responsable à la mise en place des orthogneiss

datée à 455m.a (U.Pb/Zr, Drareni, 1989), dans la région de Skikda. Notons que ces

orthogneiss présentent les mêmes relations structurales que ceux de Sidi Mezghiche

(Y.Mahdjoub, 1991). Ces pragenèses antérieurs à la phase D1, sont rencontrées dans les

formations schisteuses (Y. Mahdjoub, 1991 ; F. Djaïz, 1997). Les pragenèses syn à post-

cinématique peuvent être liées à une phase de déformation D1 responsable à la mise en

place des granites de Oued Guebli datés à 274±6 M.a (Drareni, 1989 ; Mahdjoub, 1991 ;

peucat et al., 1996) et à la naissance des migmatites. Ce sont les pragenèses liées au

métamorphisme du faciès amphibolitique, dans les micaschistes à grenat, les paragneiss à

sillimanite et les orthogneiss (Y. Mahdjoub, 1991 ; F.Djaiz, 1997).

- 45 -


N

Encaissant paragneissique Axe de méga faille NW-SE

Encaissant orthogneissique

Fig. 22- les encaissants orthogneissique et paragneissique séparés par des failles de direction NW-SE

- 46 -

Aplite

Paragneiss

Orthogneiss

Lentille de pegmatite simple

Filons de pegmatite complexe

Filons de pegmatite simple Cisaillement syn-schisteux

Failles et fractures Coupe (A-B)Fig.23:coupe schématique d'un segment de

la région de sidi Mezghiche présentant les différentstypes de pegmatite.

0 70m

A-A

NW SE


- 47 -

Fig. I-24 : Carte des schistosités, des axes des plis et des linéations de la région de

Sidi Mezghiche (Djaïz, 1997)

- 48 -


N

.

Fig. 25 Cisaillement Syn-schisteux dans des micaschistes.

Plis en chevron

N

C

S

Fig. 26 Cisaillement syn-schisteux (Association des plans C/S)

N

- 49 -


Fig. 28: Structure en oeil des

feldspaths potassiques (anté-

cinématique) formants des queux

de recristallisation dans les

orthogneiss (LP) (Objx2.5).

Fig.27: Structure sigmoïde d’un

feldspath potassique indiquant

un sens de cisaillement senestre

Vers l’Est (syn-cinématique)

(LP) (Objx2.5).

Fig. 29: Lentille de micas en

forme de micafish indiquant un

sens de cisaillement sénestre

vers l’ESE (LP) (Objx2.5).

- 50 -


N

N

Fig.31: Section montrant un cisaillement intra

cristallin senestre vers le SE dans un feldspath

potassique dans les paragneiss (LP) (Objx10).

Fig. 30: Rotation d’un Grenat vers l’Est (cisaillement

syn-cinématique)

(LP) (Objx2.5).

E

- 51 -


Fig. 32 Plans de cisaillement post-schisteux (Formant des sections losangiques)

C

C

- 52 -

Deuxième chapitre

Etude pétrographique

- 53 -

II- Etude pétrographique:

II-1-Aperçu général :

Dans le massif de Sidi Mezghiche affleurent des corps de pegmatite sous forme de filons,

parfois sous forme de lentilles et rarement sous forme de nids et d’amas. Ces roches

leucocrates, sont encaissées dans des micaschistes, des paragneiss et des orthogneiss du Socle

Kabyle. Les filons de pegmatite présentent des sections considérables (PL II-1-Fig.1). Ces filons

sont parallèles ou légèrement sécants à la schistosité de direction Est-ouest, caractéristique de

la région de Sidi Mezghiche. Localement, cette orientation est influencée par la tectonique

post schisteuse et varie considérablement.

La puissance et la longueur des filons sont très variables. La puissance varie de quelques

décimètres à quelques mètres et la longueur varie de quelques mètres à quelques dizaines de

mètres. Les minéraux des pegmatites visibles à l’œil nu sont ; le quartz, le feldspath, le grenat,

en gros cristaux de taille parfois centimétriques, la muscovite, la tourmaline en baguettes, la

biotite et par endroit s’ajoute de la barytine.

Afin de mieux cerner la typologie des corps de pegmatite de Sidi Mezghiche et leur intérêt

économique, il nous a paru nécessaire de donner un bref aperçu sur les différents types de

pegmatites, décrites dans la littérature.

� Préparation des échantillons et techniques analytiques :

La confection des lames minces, le concassage et le broyage des échantillons de roches ont

été réalisés au niveau du département des Sciences de la Terre de notre faculté. Le broyage a

été effectué électriquement dans un broyeur à cylindre en carbure de tungstène, à une

dimension de l’ordre de 80 microns. La poudre résultante de ce broyage a été analysée au

département Generic de l’école nationale des mines de Saint Etienne (ENMSE).

Quarante huit lames minces ont été réalisées et étudiées au département des Sciences de la

Terre de Constantine et au département des Sciences de la Terre de Jijel par un microscope

polarisant, les analyses chimiques des éléments majeurs et des éléments traces des pegmatites

ont été traitées à l’aide du logiciel Minpet 2.02 et Excel.

II-1-1-Historique du mot pegmatite :

Le mot pegmatite a été employé pour la première fois par A. Brogniart (1813) pour décrire

une roche composée de lamelles de quartz et de feldspath, auparavant, cette roche est connue

sous le mot «granite à structure graphique».

- 54 -

PLANCHEPLANCHEPLANCHEPLANCHE II-1

20m

80m

45m 30m 25m

0

N

Pegmatite

simple

Pegmatite

simple

Encaissant

paragneissique

Fig. 1- Vue panoramique des filons de pegmatite granitiques simples de couleur blanchâtre encaissés dans un paragneiss

- 55 -

W. Haidinger (1845) a été le premier à utiliser le mot de pegmatite pour qualifier les granites à

grains grossiers riche en feldspath. Delesse (1849) avait également inclus sous le mot de pegmatite

les roches à très grands grains qui sont composées d’orthoclase, de quartz et de muscovite et se

présentent généralement sous forme de filons et de nids.

L’utilisation actuelle du mot pegmatite suit également l’idée fondamentale de Delesse (1849). Il

faut noter qu’il reste un grand débat sur la genèse de ces roches.

II-1-2- caractéristiques gîtologiques, pétrographiques, minéralogiques et géochimiques des

pegmatites :

Les pegmatites sont des roches magmatiques silicatées à gros grains (Jahn, 1955). Elles

correspondent aux produits de fin de cristallisation d’un magma riche en éléments volatiles ; H2O,

CO2, F, Cl, B. on les rencontre en association avec divers types de magmatisme mais le plus

fréquent sont associées aux roches acides (Cerny, 1982).

On distingue deux catégories de pegmatites (Smirnov, 1988) ; l’une d’origine

métamorphogéne, se formant aux différents stades de transformation métamorphique et l’autre

d’origine magmatogène, propres aux roches ignées profondes (plutonique) de toute composition,

dont les plus dominantes sont les pegmatites granitiques.

Selon Fersman (in Smirnove, 1988), les pegmatites granitiques peuvent être divisées en

pegmatites de lignée pure et pegmatites de lignée croisée :

� Les pegmatites de lignée pure: ne montrent pas de complication de composition et se

trouvent enracinées dans les batholites granitiques ou roches similaires et présentent une

structure eutectoïde.

� Les pegmatites de lignée croisée : montrent une contamination de sa composition par les

roches encaissantes. Dans ces conditions apparaissent des pegmatites hybrides, ayant

digéré la substance des roches de bordure et des pegmatites désilicifiées qui ont cédé une

partie de leur silice aux roches encaissantes non saturées en ce composé.

Les pegmatites granitiques sont pour l’essentiel constituées de quartz + feldspaths + muscovite ±

biotite, s’ajoutent des concentrations de minéraux accessoires de spodumène, tourmaline, grenat,

topaze, béryl, lépidolite, fluorine, apatite, zircon, sphéne…minéraux d’élément rares, radioactifs et

terres rares. Les pegmatites hybrides s’enrichissent des minéraux peralumineux, des minéraux

- 56 -

Coupe schématique II-1 schéma d'une structure

simple de pegmatite (smirnove,1988).

Pegmatite de structure graphique

Granite ou roches similaires

Lisiére micacée

Noyau quartzitique

calciques et des minéraux ferromagnésiens tels que andalousite, kyanite, sillimanite, hornblende,

pyroxène, titanite, scapolite…Les pegmatites désilicifiées s’enrichissent en plagioclases.

Les pegmatites granitiques sont souvent soumises à des processus métasomatiques de

feldspathisation (remplacement de «Na» par «K») ou d’albitisation (remplacement de «K» par

«Na») par l’intermédiaire de fluides hydrothermaux qui se trouvent en déséquilibre chimique avec

la roche de départ. Selon l’intensité du processus métasomatique, ces pegmatites granitiques

s’organisent en pegmatites simples (coupe II-1) ou en pegmatites complexes (coupe II-2). Les

pegmatites granitiques simples ne montrent pas de transformation métasomatique, mais néanmoins

elles peuvent présenter un début de métasomatose.

- 57 -

Encaisant granititique (C)

Frange étroite aplitique

Zone microgrenue à texturegraphique

Zone mono minéral

Zone de substitution Mus+F en

relique métaux rares+lipédoliteCs+Nb+Ta+Tour- - -

th

Zone à noyau quartzitique

Limites chimiques

métasomatiques

Z0

Z1

Z2

Z3

Z 4

Z5

Coupe schématique II-2: schéma d'une structure complexe (zonée) d'unfilon de pegmatite (Smirnove,1988).

- 58 -

Par contre, les pegmatites granitiques complexes, sont fortement métasomatiques et montrent

une composition minérale plus variée (coupe II-3) et en règle générale zonée. L’architecture de

ces pegmatites zonées montre une enveloppe externe, une partie centrale et les accumulations

métasomatiques (coupe II-2).

Les pegmatites granitiques peuvent contenir du quartz, des feldspaths potassiques (orthose,

microcline), des plagioclases (albite, oligoclase) et des feldspaths lourds (celsiane,

hyalophanes). Les micas sont représentés par des micas blancs alumineux (muscovite), des

micas noirs ferromagnésiens (biotite), et des micas lithinifères (lépidolite, zinnwaldite). Les

pegmatites granitiques peuvent être fortement enrichies en éléments métallogéniques: P, F ,

B, Be, Li, Ba,, W, Sn et les métaux rares…, ces éléments peuvent donner lieu à des

concentrations exploitables économiquement.

II-1-3-L’intérêt économique et les gisements des pegmatites : Une pegmatite commune est composée de quartz, feldspath et micas et d’autres minéraux

qui peuvent contenir des substances économiques utilisées en haute technologie, tel que ;

béryllium (métal ultra-leger), lithium (métal plus léger que l’eau) niobium (supra conducteur)

et tantale (inaltérable et opaque aux radiations). Ces éléments ont récemment connu une très

forte demande dans l’industrie, en raison du grand développement industriel (fabrication des

ordinateurs portables et des téléphones cellulaires).

Les principaux minéraux des pegmatites demandés économiquement, sont: la molybdénite,

le spodumène, la pétalite, l’amblygonite, la columbite, la tantalite, la pollucite, les minéraux

d’uranium, de thorium et de terres rares. On exploite aussi les pegmatites pour leurs

constituants essentiels, les feldspaths pour la céramique, les micas qui sont utilisées comme

isolants, le quartz pour son caractère piézoélectrique et pour la fabrication du verre. Enfin, les

pegmatites peuvent contenir toute sortes de gemmes, en particulier des béryls (émeraudes,

aigue-marine), des topazes et des saphirs.

Les gisements pegmatitiques de substances utiles se divisent en plusieurs classes génétiques

(Smirnov, 1988) :

1. pegmatites banales ou simples ;

2. pegmatites recristallisées ;

3. pegmatites de substitution métasomatique ;

4. pegmatites de désilicification.

- 59 -

Structure graphique

Feldspath

potassique

plagioclase

Grenat altéré enquartz et chlorite

Quartz

Muscovite

Tourmaline

Remplacement

métasomatique duFK par le plagioclase(albitisation)

Coupe II-3 Section shématique microscopique

montrant;la minéralogie fréquente

associée au phénoméne d'albitisation; dans les pegmatiques de Sidi Mezghiche

Structure graphique

Feldspath

potassique

plagioclase

Grenat altéré enquartz et chlorite

Quartz

Muscovite

Tourmaline

Remplacement

métasomatique duFK par le plagioclase(albitisation)

Coupe II-3 Section shématique microscopique

montrant;la minéralogie fréquente

associée au phénoméne d'albitisation; dans les pegmatiques de Sidi Mezghiche

- 60 -

� Les pegmatites banales ou simples possèdent une structure granitique ou graphique

composée essentiellement par le quartz et les feldspaths. Ces pegmatites ne

présentent pas de traces nettes de recristallisation ni de transformation

métasomatique. Elles sont exploitées comme matière première pour l’industrie

céramique complexe, (agrégats de quartz et de feldspath) et sont également utilisées

dans la fabrication d’article en faïence et en porcelaine mais de qualité inférieure.

� Les pegmatites recristallisées sont caractérisées par une texture à gros cristaux ou

même à cristaux gigantesques. Les minéraux les plus dominants dans cette classe de

pegmatite outre le quartz sont le feldspath et la muscovite. Cette dernière est

produite dans le monde exclusivement à partir des pegmatites recristallisées et

constitue sa seule source. Ce minéral est exploité pour son caractère isolant ; le

feldspath est utilisé dans l’industrie du verre et de la céramique; le quartz est obtenu

en quantité réduite pour les besoins de la métallurgie (agent fondant), d’articles

ignifuges et de ferrosilicium.

� Les pegmatites de substitution métasomatique, à la différence des précédentes, elles

ne sont pas seulement cristallisées, mais aussi transformées métasomatiquement

sous l’effet de solutions hydrothermales minéralisées chimiquement, en déséquilibre

avec la composition des pegmatites primaires. On exploite ce type de pegmatite pour

ces minéraux accessoires, les éléments rares, les éléments radioactifs et les terres

rares. Les gisements de cette classe constituent rarement des réserves aux grandes

valeurs de substances utiles.

� Les pegmatites de désilicification se développent sur des roches ultrabasiques et des

carbonates. Elles sont tout à fait absentes dans le socle de la Petite Kabylie. Dans ces

pegmatites peuvent se cristalliser des pierres précieuses (corindons, saphirs,

rubis…).

Cet aperçu sur la typologie des pegmatites va nous permettre, à travers les données

gîtologiques, pétrographiques, minéralogiques et métallogénieques, des pegmatites de Sidi

Mezghiche de mieux cerner leurs principales caractéristiques. La région de Sidi Mezghiche

est l’endroit d’important gisement de pegmatites simples (PL II-1 Fig.1), encaissées

essentiellement dans les paragneiss et les orthogneiss du Socle Kabyle.

- 61 -

II-1-4-Classification des pegmatites : II1-1-4-1-Classification granulométrique : Les pegmatites présentent différents types de tailles de grain, Jolli (1992). Ces roches

peuvent être subdivisées en cinq classes suivant la taille des grains:

1. texture très fine : moins de 6mm ;

2. texture fine : 6mm à 2.5cm ;

3. texture moyenne : 2.5cm à 10cm ;

4. texture grossière : 10cm à 30cm ;

5. texture très grossière : plus de 30cm.

Les minéraux des roches pegmatitiques de la région de Sidi Mezghiche montrent

généralement des textures graphiques, fines à moyenne voire même des textures grossières,

rarement ce sont des textures très grossières et plus rarement des textures très fines.

II-1-4-2-Classification selon l’origine :

Les pegmatites sont associées aux intrusions acides, généralement à moyenne et forte

profondeur. Cette dernière laisse apparaître quatre principales formations de pegmatite

(Ginsburg et al., 1979 ; Cerny, 1990) :

1. Pegmatites abyssales (plus de 11km), qui correspond à des mobilisats et des

leucosomes anatectiques dans des terrains à faciès amphibolitique ou granulite,

mais sans intérêt économique.

2. Pegmatites profondes à micas (7 à 11km), de direction conformes à la foliation,

rarement minéralisées, mais pouvant produire des feldspaths et de la muscovite.

On les a parfois considérées comme d’origine métamorphique, caractérisées par

un métamorphisme de haute pression, encaissées dans des schistes à almandin et

disthène ; elles peuvent contenir Th, U, Nb, Ta, Zr, Ti.

3. Pegmatites de profondeur moyenne (3.5 à 7km) de basse pression avec des terres

rares et des minéralisations en minéraux lithophiles encaissées dans des schistes

à cordiérite-andalousite (série d’Abukuma) et associées à des granites

allochtones.

4. Pegmatites miarolitiques (1.5 à 3.5km), encaissées dans des zones faiblement

métamorphisées. Elles sont associées à la partie sommitale de pluton épizonaux ;

- 62 -

elles contiennent du quartz piézo-électrique, béryl, topaze et de la fluorine de

qualité optique.

Les pegmatites de la région de Sidi Mezghiche sont encaissées dans des formations

cristallophylliennes présentant un gradient de métamorphisme élevé : des micaschistes à

grenat, andalousite et staurotide et des gneiss de température élevée et de moyenne pression

(Mahdjoub, 1991). De plus, elles montrent des directions conformes à la foliation et se

particularisent par leur richesse en feldspaths. Ces caractéristiques présentées par les

pegmatites de Sidi Mezghiche sont en gros semblables aux pegmatites à micas d’origine

profonde (7 à 11km), décrites par Ginsburg et al., 1979 et Cerny, 1990.

II-2-Les caractéristiques morphologiques des corps de pegmatite de la région de Sidi

Mezghiche :

La morphologie des corps de pegmatite varie d’un encaissant orthogneissique à un

encaissant paragneissique à un autre micaschisteux. Elle montre Parfois, des variations au sein

d’un même encaissant.

Dans la région de Sidi Mezghiche, la morphologie dominante des corps de pegmatite est la

forme filonienne.

II-2-1-Les corps de pegmatites encaissées dans les orthogneiss :

La plupart des corps de pegmatites encaissés dans les orthogneiss se développent sur des

filons d’aplite à grenat et forment une succession progressive et continue entre l’aplite et la

pegmatite (PL II-2-Fig.6). Cet encaissant renferme des pegmatites simples et d’autres complexes

(zoneés). Ces derniers montrent l’arrangement zonal le plus parfait au niveau des massifs

fortement déformés (PL II-3-Fig.7). L’orientation préférentielle des filons de pegmatite est, Est-

ouest et peut varier jusqu’à N80°E.

Le caractère le plus remarquable de l’encaissant orthogneissique est la fracturation très

intense (PL II-3-Fig.7) exprimée par des failles et des cassures E-W, NW-SE, NE-SW et N-S.

Cette fracturation a participée localement au changement de direction préférentielle E-W des

filons de pegmatite, vers le NE-SW. Elle participe également au drainage des solutions

hydrothermales entre la roche de départ et la surface. Ces solutions en traversant les roches de

surface se modifient et cessent d’être en équilibre chimique avec les minéraux d’aplites et les

minéraux de pegmatite simple. L’interaction des solutions hydrothermales avec les corps

- 63 -


-a- -b-

Fig. 5- filon de pegmatite simple encaissé dans des paragneiss -a- photo en perspective -b- photo en parallèle Front de contact orthogneiss-paragneiss

Orthogneiss Paragneiss Pegmatite Paragneis

s

Orthogneiss

Paragneiss

Paragneiss

Pegmatite

0 1m 0 1m

Orthogneiss Aplite Pegmatite

Le contact orthogneiss-aplite est mécanique Le contact aplite-pegmatite est chimique

Fig. 6- photo illustrant les contacts orthogneiss, aplite et pegmatite

Limites chimiques d’origine métasomatique

- 64 -

d’aplites ou de pegmatites engendre des transformations métasomatiques tel que le

phénomène d’albitisation et autre et permet l’installation de zonalité métasomatique (PL II-3-

Fig.7).

Les filons de pegmatite différenciés encaissés dans l’orthogneiss présentent (PL II-3-Fig.8-a),

(coupe II-4) :

La roche encaissante d’orthogneiss est formée essentiellement par des yeux quartzo-

feldspathiques de taille millimétrique à centimétrique enrobés dans une matrice phylliteuse de

muscovite associée à la biotite ; l’ensemble montre une texture porphyroblastique à grano-

lépidoblastique ;

Z0: zone d’aplite (PL II-3-Fig.8-b-), formée de Qz + FK + Plg + Mus + Gt et rarement

Tourmaline, l’ensemble montre une texture aplititique. Cette zone est plus ou moins large

(environ 1m d’épaisseur). Parfois ces aplites montrent des phénocristaux de grenats bien

arrondis avec des diamètres de plus de 1cm (PL II-4-Fig.9);

Z1 : zone à frange étroite environ 10cm (PL II-3-Fig.8-c-), de texture grenue composée

essentiellement de quartz et feldspaths ;

Z2 : zone pegmatitique de faible épaisseur (moins de 5cm) (PL II-3-Fig.8-c-) à quartz,

feldspaths et muscovite;

Z3 : zone pegmatitique (20cm) (PL II-3-Fig.8-c-) à quartz, feldspaths, muscovite et grenat de

texture graphique ;

Z4 : zone de substitution large d’au moins 20cm (PL II-3-Fig.8-d-). Les minéraux visibles à

l’œil nu sont Qz + Fth + Mus + Bio + Tour + Gt ;

Z5 : zone monominéral de feldspath (+ de 25cm) (PL II-3-Fig.8-d-) ;

Z6 : zone à noyau quartzitique (+ de 25 cm) réunissant des accumulations tardives de

tourmaline en formes de tablette (PL II-3-Fig.8-e-) ; ces accumulations sont allongées

préférentiellement vers l’Est et plongent de quelques degrés vers le Nord. Elles sont épaisses

de plus de 2cm et longues de plus de 10cm.

II-2-2-Les corps de pegmatites encaissées dans les paragneiss :

L’encaissant paragneissique est recoupé par des filons d’aplite à grenat, des corps de

pegmatites simples et des corps de pegmatites complexes ou zonées. Les filons de pegmatite

simple dominent le paysage géologique de la région de Sidi Mezghiche (PL II-1-Fig.1).

- 65 -


Tour

Qz

Orthogneiss

Filon de

Pegmatite

zonée Fig. 7 Encaissant orthogneissique très fracturé

Z0 Z1

Z4

5 Z5

6

Z6

Z1

Z2

Z3

Z4

Tourmalines

-b-

-c-

Z4 zone de substitution Qz+ Fth+ Mus+Bio+ Tour+Gt

-e-

Z0 aplite Qz + FK + Plg+ Mus + Gt

Z1 zone de texture

grenue Qz+Fth

Z2 zone pegmatitique Qz + Fth + Mus

Z3 zone pegmatitique Qz+Fth+Mus+ Gt

Z5 zone monominéral à Fth

Z6 noyau quartzitique à Qz+ Tour

-d-

Orthogneiss

Fth

-a-

Fig. 8 Encaissant orthogneissique montrant un Filon de pegmatite zonée développée sur une aplite

Limites chimiques d’origine métasomatique Séparant les différentes zones métasomatiques.

66

Coupe II-4-Coupe schématique d'un filon

de pegmatite complexe encaisé dans l'orthogneiss de Sidi mezghiche

Orthogneiss

Z0 Aplite à grenat (Qz+F +Mus+Gt)th

Z1 Fragenge étroite à Qz+Fth

Z2 Pegmatite à Qz+F +Musth

Z3 Pegmatite Qz+F +Mus+Gtth

Z5 Zone Monominérale à Fth

Z4 Zone de substitution à Qz+F +Mus+bio+Tour+Gtth

Z6 Noyau quartzitique renfermant des tourmalines

67

II-2-2-1-Les filons d’aplite à grenat :

Les filons d’aplites à grenat encaissés dans les paragneiss (PL II-4-Fig.9) sont assez larges et

présentent des sections qui peuvent dépasser quinze mètres (PLII-5-Fig.12), avec un

développement d’une minéralogie composée essentiellement de quartz, feldspath, muscovite

et grenat. Ces corps aplitiques montrent dans certains endroits une richesse en muscovite en

s’approchant du contact mécanique aplite-paragneiss (PL II-4-Fig.10). Elles renferment parfois,

des enclaves de roches encaissantes paragneissiques (PL II-4-Fig.11). Les filons d’aplites

présentent généralement une morphologie sigmoïde (en forme de S) de direction Est-ouest. Ils

sont traversés par des cisaillements syn-schisteux de directions N-S à N10°E. L’ensemble

(forme de «S» et «Cisaillement») forme des bandes dites C/S (PL II-5-Fig.13) (coupe II-5). Ces

dernières sont de bons indicateurs d’une déformation synchrone à la mis en place du pluton

granitique tardi-hercynien du Socle Kabyle.

II-2-2-2-Les pegmatites simples :

Les filons de pegmatites simples sont orientés Est-ouest jusqu’à N110°E (PL II-1-Fig.1) (PL II-

6-Fig.14) (coupe II-5). Ces filons peuvent être suivis sur une longueur de quelques dizaines de

mètres et sur une puissance de quelques mètres. On rencontre Parfois, des pegmatites en

forme de lentilles, montrant des structures sigmoïdes en forme de (S) (PL II-6-Fig.15-b-). La

direction d’allongement de ces lentilles de pegmatites est identique à la direction des

précédentes Est-ouest jusqu’à N110°E. Ces formes en S et les formes en lentilles sont

probablement obtenues à partir des filons déformés à la faveur des cisaillements syn-schisteux

(PL II-6-Fig.15 b-).

Outre la déformation en bandes C/S, l’encaissant paragneissique est affecté par une

tectonique cassante post schisteuse soulignée par des failles et des cassures de directions N-S,

NE-SW, NW-SE et E-W.

Les pegmatites simples sont formées pour l’essentiel de quartz et de feldspaths de grandes

tailles (quelques millimètres à quelques centimètres) avec le développement de muscovites et

de grenat et en proportion réduite de biotite.

68


Fig. 11- Aplite à grenat renferme une enclave de paragneiss

Aplite

Aplite Paragneiss

0 50cm

Paragneiss

Aplite

0 10cm

Fig. 10- Aplite à grenat riche en muscovite traversant les paragneiss

La muscovite se manifeste par sa brillance dans les aplites à grenat

Fig. 9- une aplite à grenat

69

Fig. 12-Filon d’aplite à grenat encaissé dans un paragneiss

Paragneiss

Aplite

N

+ 15m


N

Aplite

Paragneiss

Fig. 13- Filon d’aplite à grenat en forme de « S» encaissé dans un paragneiss et traversé par un cisaillement dextre (bandes C/S)

Largeur du filon d’aplite qui dépasse 15m Zones de cisaillement C/S (cisaillement N30°E dextre) Front de contact aplite-paragneiss en forme de «S»

70

3m0

Paragneiss

Orthogneiss

Filons de pegmatite simple

Filons d'aplite à grenat en forme sigmoïde "S"

Cisaillements syn-schisteux "C"

Bandes C/S

Coupe II-5- Coupe schématique des filons d'aplite à

grenat en forme sigmoîde et des filons de pegmatite

simple encaissés dans les paragneiss et les orthogneiss

de la région de Sidi Mezghiche

NW SE

71


N Fig. 14 Filon de pegmatites simples de direction E-O encaissées dans un

paragneiss

N

C

C

-a- Filon de pegmatite simple structuré en forme de lentille

Cisaillement syn-schisteux sénestres d’orientation N10°E.

Fig. 15-a, b Des pegmatites simples en forme de lentille encaissées dans un paragneiss

-b- bande C/S au sein d’une lentille de pegmatite simple

72

II-2-2-3-Les pegmatites complexes : L’encaissant paragneissique est recoupé localement, par des filons de pegmatites

complexes ou zonées. La zonalité de ces pegmatites suit préférentiellement la direction Est-

ouest et varie jusqu’à N100°E. Elle est épaisse de quelques décimètres à quelques mètres.

Trois zones peuvent être observées dans les pegmatites complexes du secteur d’étude. Elles

sont de la périphérie vers le cœur (PL II-7-Fig.19), (coupe II-6):

L’encaissant paragneissique de couleur sombre formée : de quartz et de feldspath de taille

très fine difficile à identifier à l’œil nu, de mica montrant une nette foliation et de grenat le

plus souvent altérés. La texture des paragneiss est grano-lépidoblastique ;

Z0 : zone à feldspath, quartz, muscovite et grenat ; à texture graphique ;

Z1 : zone à feldspaths dominants associés à des quartzs toujours de texture graphique ;

Z2 : zone à noyau quartzique. II-2-3-Les corps de pegmatites encaissées dans les micaschistes : Le long des affluents de l’Oued Guebli affleurent des assises de micaschiste sur des surfaces

limitées. Ces formations de micaschiste sont intrudées par des pegmatites simples en formes

d’amas (PL II-7-Fig.20).

L’étude descriptive de cet encaissant de micaschiste est donnée dans le premier chapitre. La

principale caractéristique de ces micaschistes est marquée par la présence de silicate

d’alumine (andalousite et de staurotide) et de grenat.

Les filons de pegmatites encaissées dans les micaschistes sont le plus souvent altérés (PL II-8-

Fig.21). Ces pegmatites montrent une minéralogie simple constituée essentiellement de quartz

et de feldspath à texture graphique (PL II-8-Fig.22).

73


Paragneiss

Zone à Fth±Qz

Zone à Qz+Fth+Mus+Gt

Zone à

Qz

Fig. II-19- La zonalité d’une pegmatite dans un encaissant

paragneissique

Micaschiste

Pegmatite

Oued Guebli

Fig. 20- Des pegmatites encaissées dans un micaschiste

à Grt, And et Std

74

Pegmatite simple enforme de lentille.Filon de pegmatite complexe

Z0

Z1Z2

SENW

1m0

Coupe II-6:Coupe schématique de pegmatite simple et complexe dans l'encaissant paragneissique de

la région de Sidi MezghicheZ2

Z 0

Z1

Paragneiss

Zone à Oz+Mus+F +Gtth

Zone à F + Ozth

-

Noyau quartzitique

Faille NE-SW

Bande C/S

Faille senestre E-W

Cisaillement syn-schisteux(C)

C

75


Pegmatite

Micaschiste

Pegmatite

Fig. 21- Pegmatites altérées encaissées dans les micaschistes

Pegmatites formées de Qz+Fth

Fig. 22- Pegmatites simples encaissées dans les micaschistes

Micaschiste

76


Fig. 26-Echantillon de pegmatite simple de texture

graphique renfermant de la barytine

Fig. 23- Echantillon de pegmatite à

Biotite

Fig. 24-Echantillon de pegmatite

Riche en muscovite

Fig. 25-Echantillon de pegmatite simple de

texture graphique type

Biotite

Feldspath et barytine

Quartz

77

II-3-Etude microscopique des pegmatites et leurs encaissants:

II-3-1-Les pegmatites et les aplites encaissées dans les orthogneiss :

II-3-1-1-Les orthogneiss :

Ils se particularisent par une structure oeillée. Les yeux sont parfois déformés. Ils sont le

plus souvent en forme sigmoïde et peuvent atteindre la taille de plus d’un centimètre. Les

orthogneiss sont constitués en grande partie de gigantesques sections de feldspaths

potassiques associés à des quartz. Ces sections sont noyées dans une matrice phylliteuse

représentée par des lits micacés de muscovite et de biotite.

L’association minéralogique rencontrée comporte : quartz, feldspath potassique, perthite,

myrmikite, plagioclase, muscovite, biotite et comme minéraux accessoires, zircon, apatite et

plus rarement tourmaline et grenat. Les minéraux d’altération sont, la chlorite, la damourite

et les oxydes de fer. Cette minéralogie forme un tissu à texture grano-lépidoblastique à

porphyroblastique.

A- Le quartz :

Il se présente sous différents aspects :

� En forme de gros grains en yeux étirés rappelant les structures en C/S et montre des

marques de déformations dentelés et des extinctions roulantes. Ces gros grains de

quartz peuvent englober de petites inclusions de muscovite, de feldspath et de

minéraux accessoires (Pl. II-10 Fig.30).

� En rubans polycristallins de recristallisation, étirés.

� En petits cristaux équant par rapport à la foliation en se cristallisant dans les ombres

de pression engrenés les uns dans les autres pour donner des points triples.

B- Les feldspaths potassiques :

Ce sont les feldspaths les plus dominants dans les orthogneiss de la région d’étude,

notamment l’orthose et le microcline. Les porphyroclastes de ces feldspaths sont associés aux

quartz en cristaux de formes oeillés ou sigmoïdes, suite à des déformations syn-schisteuses.

78

Les yeux à feldspath potassique sont frangés de petits cristaux équi-granulaires de

recristallisation de microcline ou d’orthose. Ces cristaux sont tantôt parallèles à la foliation et

contribuent avec le quartz et les autres feldspaths à donner une texture granoblastique et tantôt

ne montrent aucune direction préférentielle, ce sont les feldspaths de néoformation des queues

de recristallisation. Parfois les feldspaths potassiques renferment des inclusions de petites

sections de muscovite, de quartz ainsi que des minéraux accessoires.

C- Le plagioclase :

Il est relativement peu abondant. Il se présente soit en grains disséminés sub-automorphe à

macle polysynthétique, soit en petites plages moulées par la schistosité. Les plagioclases

s’altèrent le plus souvent en damourite ou en petite paillette de muscovite.

D- La perthite et la myrmékite :

Elles sont rares voire même absentes dans certaines échantillons. La perthite forme de

petites plages allongées parallèlement à la foliation. Certaines d’entre elles sont associées au

microcline d’où le terme de microcline perthititique. Quant aux myrmékite, ce type de

feldspath potassique présente des sections xénomorphes envahies par des vermicules de

quartz et englobe de petites inclusions de muscovite (Pl. II-10 Fig.29).

E- La biotite :

Elle se présente généralement en faisceau de paillettes allongées dans le plan de schistosité

principale. On aperçoit parfois, des individus disséminés dans les ombres de pression ou dans

les fissures. Dans certaines roches, la biotite peut se transformer en plusieurs habitus. Elle

montre une forte déstabilisation en muscovite, oxydes de fer et chlorite (Pl. II-10 Fig.27). par

ailleurs, la biotite renferme souvent en inclusions de petites sections de quartz et de zircon (Pl.

II-10 Fig.28).

F- La muscovite :

Deux générations de muscovite peuvent être reconnues. L’une suit totalement les plans de

schistosité et l’autre en paillettes, recoupant cette schistosité.

79


Fig.29 Figure montrant la muscovite kinké

le feldspath damouritisé et la

myrmikite dans les orthogneiss.

(LP) (Obj. x2.5).

Mus

Myr

Fth damouritisé

Qz

Dam

Zr

Ap Fig. 30 : Minéraux accessoires (zircon et apatite)

dans le quartz.

(LP) (Obj. x40).

Zr Qz

Bio

Fig. 28 Des inclusions de zircon et de

quartz dans la biotite.

(LP) (Obj. x40).

Fig. 27 Sections montrant la deuxième génération de muscovite qui se développe au

profit de la biotite en recoupant la foliation dans les orthogneiss et l’altération de la biotite en chlorite et oxyde de fer. . -a- (LP)(Obj. x2.5).

-b- (LN)(Obj. x2.8).

-a- -b-

Chl

Opx

Mus Bio

Qz Bio

Mus

Chl Ops

80

Dans La première génération, la muscovite montre plusieurs habitus. Elle se présente en

fines paillettes, associées aux biotites et chlorite. Cette dernière représente le produit de

l’altération de la biotite. Parfois, la muscovite est en cristaux sub-automorphes et parfois elle

montre une forme kinkés (Pl. II-10 Fig.28) ou encore une forme ovoïde de poisson (ou micafish)

(Pl. I-13 Fig.29). Certaines muscovites sont fracturées et déformées suivant les plans de clivage.

Ces derniers sont remplis par de minéraux opaques. La deuxième génération, poste schistosité

se présente en sections sub-automorphes assez large recoupant nettement la schistosité dans

des directions quelconques (Pl. II-10 Fig.27) ou en petites sections dans les quartz ou feldspaths.

G- Les minéraux accessoires

a- Le grenat :

De rares sections de grenat ont été observées dans les orthogneiss au contact des aplites. Ces

grenats sont en sections sub-arrondies de petites tailles englobant des reliques de quartz et des

biotite (Pl. II-11 Fig.31).

b- La tourmaline :

La tourmaline n’existe que très rarement. Elle forme de très petites plages isolées de couleur

brune, allongées en sections ovoïdes (Pl. II-11 Fig.33 b).

c- Le zircon :

Ce minéral apparaît en sections elliptiques. Il montre une réfringence très forte, incolore en

lumière naturelle et de teintes vives en lumière polarisée. Le zircon forme de petites

inclusions, particulièrement dans le quartz ; dans les feldspaths et dans la biotite (Pl. II-10 Fig.28

et Fig. 30).

d- L’apatite :

Elle se présente en plages assez larges. L’apatite se présente en sections hexagonales ou

rectangulaires incluses dans les minéraux essentiels de la roche (Pl. II-10 Fig.30).

81


Fig.32 Zircon dans le quartz

(LP) (Obj. x40).

Qz

Zr

Fig.31 Sections de grenat dans des

Orthogneiss au contact des aplites

(LP) (Obj. X2.5).

Foliation

Œil de

quartz

Gt

Fig. 35Grenat refermant des inclusions

de biotite, de quartz, des opaques

et de zircon dans les aplites à

grenat.

(LP) (Obj. x40).

Qz

Bio

Zr

Ops

Gt

Fig.34L’apatite incluse dans la matrice

. quartzo-feldspathique

(LP) (Obj. x60).

Qz

Ap

Fth

Fig.33

-a- Calcite (LP) (Obj. x40). -b-Tourmaline (LN) (Obj. x40).

Ca

-a- -b-

Tour

82

Elle se distingue par sa réfringence assez élevée et limpide en lumière naturelle et par des

teintes grises en lumière polariseé. Les sections hexagonales sont toujours éteintes.

H- Les minéraux d’altération :

a- La damourite :

La damourite se présente en très fines paillettes de micas blancs sans orientations

préférentielles. Ces paillettes représentent le résultat de l’altération des feldspaths et se

trouvent toujours incluses dans ces feldspaths (Pl. II-10 Fig.29).

b- La calcite :

Ce minéral d’altération se trouve en plages isolées xénomorphes. Il se manifeste en sections

de couleurs roses brunâtres avec deux clivages de forme losangique (Pl. II-11 Fig.33-a-). Il

résulte de l’altération des plagioclases.

c- La chlorite :

La chlorite n’apparaît que dans certaines échantillons. Elle pseudomorphose la biotite (Pl. II-

10 Fig.27). Elle est en sections sub-automorphes souvent déformée (ondulée) suivant les

clivages. La chlorite se particularise par une accumulation d’oxyde de fer le long des clivages.

Elle suit totalement la foliation, toujours associé à la muscovite et parfois on observe des

plages de biotites en voie de chloritisation.

e- Les minéraux opaques :

Ils sont souvent indéterminables. Les minéraux opaques sont accumulés dans les plans de

discontinuité (fracture et clivages…)

II-3-1-2-Les aplites à grenat :

Les aplites à grenat de la région de Sidi Mezghiche sont des roches leucocrates de textures

graphiques et parfois grenues. Ces roches sont formées par des grains de petites tailles riches

83

en grenat. Ce dernier présente dans certains échantillons des sections de quelques millimètres

et parfois de l’ordre du centimètre (Pl. II-4 Fig.9). Les aplites à grenat montrent une

minéralogie essentielle à quartz, feldspaths, muscovite et grenat, auxquels s’ajoutent des

minéraux accessoires : zircon, apatite et les minéraux d’altération, la damourite et les oxydes

de fer.

A- Le quartz :

Le quartz est très abondant. Il est de forme xénomorphe et parfois étiré. Il présente

généralement des grains équidimensionnels à extinction roulante, et montre souvent une

texture graphique. Dans certaines lames, le quartz se présente en petits grains occupants les

interstices et faisant jonction entre les différents constituants. On peut également observer le

quartz en petites sections englobées poeucilitiquement dans les feldspaths ou les grenats.

C- Le plagioclase :

Le plagioclase semble plus abondant que le feldspath potassique. Il est en sections sub-

automorphes à automorphes. Certaines plages présentent des limites de grains en dents de scie

en contact avec la muscovite, d’autres englobent poeucilitiquement des quartz et des

feldspaths potassiques. L’altération des plagioclases s’exprime le plus fréquent en damourite.

B- Le feldspath potassique :

Le feldspath potassique est représenté par le microcline et l’orthose. Le microcline présente

des sections sub-automorphes de petites à moyennes tailles. Il montre des macles

caractéristiques en ‘‘tissu écossais’’ mais à quadrillage le plus souvent incomplet. Il est

parfois kinkés, d’autres sont déformés et ressoudés par la trame de petits grains de quartz.

Certaines plages de microcline portent en inclusion de petites lattes de plagioclase, donnant

ainsi une structure perthitique. L’orthose est assez abondant, il se présente en baguettes sub-

automorphes à macle de carlsbad. Certains individus d’orthoses sont altérés et craquelés. Les

feldspaths potassiques montrent souvent des altérations en damourite.

84

D- La muscovite :

La muscovite est fréquente et se présente en petites paillettes sub-automorphes de tailles

moyennes. Elle est parfois, en baguettes fibreuses ou en lamelles ondulées, surtout en contact

avec les feldspaths et les grenats. La muscovite montre toujours des accumulations de

minéraux opaques le long des clivages.

E- Le grenat :

Il est assez abondant, et garde dans plusieurs sections la forme arrondie à sub-arrondie. Il

apparaît parfois, fortement déformé et craquelé. Le grenat englobe des reliques de quartz, des

paillettes de biotite, associées à la chlorite et aux oxydes de fer (Pl. II-11 Fig.35).

F- Les minéraux accessoires :

� Le zircon et l’apatite :

Le zircon est toujours en tout petites sections ovoïdes incluses dans le quartz (Pl. II-11 Fig.32),

dans la biotite et parfois dans les feldspaths. Par contre l’apatite, se présente en sections assez

larges de forme plus ou moins carrée et rarement hexagonale. Elle est disséminée dans toute

la matrice quartzo-feldspathique (Pl. II-11 Fig.34).

G- Les minéraux d’altération :

� La damourite et les minéraux opaques:

La damourite apparaît toujours en très fines paillettes dans les sections de feldspaths, en

particulier le plagioclase. Les minéraux opaques, quant ils existent, remplissent les clivages

ou les fractures préexistantes.

II-3-1-3-Les pegmatites (dans les orthogneiss):

Les pegmatites de la région de Sidi mezghich encaissées dans les orthogneiss sont

leucocrates à hololeucocrates à texture graphique. Ces pegmatites montrent une composition

85

minéralogique comportant : quartz, feldspath, muscovite et rarement biotite et comme

minéraux accessoires, grenat, tourmaline, zircon, apatite, sphène, sillimanite, rutile et des

minéraux d’altération, chlorite et damourite. Les pegmatites de la région d’étude sont

structurées en zones de tailles et de compositions minéralogiques différentes.

A- Le quartz :

Le quartz est un minéral très abondant. Il se présente en sections assez grandes,

xénomorphes ou automorphes montrant souvent des extinctions roulantes. Il montre parfois,

des grains de petites à moyennes tailles englobées dans le feldspaths, la muscovite et le

grenat.

B- Les feldspaths :

Les feldspaths forment avec le quartz et les micas la minéralogie essentielle des pegmatites.

Dans certaines parties des pegmatites, les feldspaths forment la totalité de la roche. Le

plagioclase apparaît le plus souvent en sections sub-automorphes. Certaines entre eux

corrodent le quartz et le feldspath potassique et englobent des damourites et des paillettes de

muscovite parallèles ou sécantes aux plans de clivage. Quelquefois, on rencontre des

muscovites, des feldspaths potassiques et des quartz, envahis par de grandes plages de

plagioclases. Ce dernier traduit un développement poeucilitique aux dépens de feldspaths

potassiques, ce qui est un argument en faveur d’un phénomène d’albitisation (Pl. II-12 Fig.36).

Parfois, on observe l’inverse c'est-à-dire que c’est le feldspath potassique qui englobe le

quartz et le et se développent poeucilitiquement au dépend de plagioclase, soulignant le

phénomène de feldspathisation (Pl. II-13 Fig.37). Certains feldspaths potassiques présentent des

macles de microcline mais à quadrillage incomplet associés parfois au quartz. D’autres sont

en sections xénomorphes ou en sections équidimensionnelles en rubans polycristallins

associées au quartz et plagioclases. Les feldspaths potassiques sont parfois, zébrés et peuvent

inclure des reliques de quartz, des petites paillettes de muscovite et des oxydes de fer.

86


Plg

Plg

Plg

Plg

Plg

Plg

Qz

Mus

Qz

FK

FK Mus

Plg

Plg

Fig. 36 Sections illustrant le phénomène d'albitisation (LP) (Opj. X2.5)

-a- le dévloppement poeucilitique du plagioclase aux dépens du feldspath potassique

-b- relique de feldspath potassique dans les plages de plagioclase avec de nette fronts

métasomatiques entre eux

-c- envahissement des plagioclases sur microcline, orthose.

FK

FK Qz

Plg

Plg

-c- -b-

Plg

FK

Mic

Plg

Qz

Mus

-a-

87


Fig. 37 Section illustrant le développement du FK aux

dépens du plagioclase.

(LP) (Objx10)

Qz

Plg

FK

FK FK

Fig.38 Section de grenat allongée et partiellement altérée en chlorite, micas et quartz. (LP) (Objx2.5)

Fibres de mica

et de chlorite

Qz

88

C- Les micas :

La muscovite se présente sous plusieurs formes : en sections assez larges sub-automorphes

renfermant des inclusions de quartz et de feldspath. D’autres sont kinkées ou en lamelles

ondulées. Dans certains échantillons, la muscovite est fortement déformée, montrant des vides

et de fentes en échelons (Pl. II-14 Fig.39). On observe de temps en temps des muscovites

englobant des sections sub-automorphes de biotite en voie de chloritisation. La biotite

apparaît en quantité réduite. Elle se trouve en fines paillettes soit isolées soit associées à la

muscovite ou incluse dans cette dernière, montrant souvent des sections sub-automorphes.

Dans les pegmatites à biotite (Pl. II-9 Fig.23), ce minéral est bien développées et peut être

observé en plages gigantesques de tailles centimétriques.

D- Le grenat :

Il s’observe en sections arrondies à sub-arrondies de petite à moyenne taille. Le grenat est

Parfois, en grandes plages allongées (Pl. II-13 Fig.38). Ce minéral montre toujours des

inclusions de quartz, de micas et de chlorites.

E- La tourmaline :

La tourmaline est peu abondante. Elle se présente en sections allongées sub-automorphes de

teinte brunâtre (Pl. II-14 Fig.40-a).

F- Les minéraux accessoires :

Le sphène (Pl. II-14 Fig.40-b), l’apatite et le zircon parsèment la matrice quartzo-feldspathique,

très rarement ce sont les rutiles (Pl. II-14 Fig.41) et la sillimanite (Pl. II-14 Fig.42).

G- Les minéraux d’altération:

Ils sont représentés par : la chlorite et la damourite. La chlorite forme le produit d’altération

de la biotite et du grenat (Pl. II-13 Fig. 38). La damourite, assez abondante, elle forme le produit

89


Fig. 41 Rutile

(LN) (Objx40)

Fig. 42 Sillimanite (LP) (Objx40)

Fig. 43 Section de pegmatite graphique (LP) (Objx2.5)

Qz

Fth

Fig. 39 sections de muscovite déformée

-a- section ondulée -b- section montrant des fentes en échelons (LP)(Objx2.5)

-a- -b-

Fig. 40

-a- Tourmaline

-b- Sphéne

(LN) (Objx40)

Sph

-a- -b-

90

de l’altération des feldspaths. Les minéraux opaques remplissent toujours les fractures et les

espaces ouvertes dans les clivages.

II-3-2-Les pegmatites encaissées dans les paragneiss :

II-3-2-1-Le paragneiss :

Les paragneiss présentent une minéralogie formée de quartz, micas, feldspaths, grenat,

zircon, apatite et opaques. Il montre une texture grano-lépidoblastique.

Le quartz est abondant. Il est tantôt sous forme amygdalaire allongé et moulé par la

schistosité et tantôt, sous forme de petites plages dentelées, plus ou moins étirées suivant le

plan de schistosité. Ces quartz sont affectés par une déformation plastique qui se traduit par

une extinction roulante. La muscovite se présente en petites paillettes associées aux quartz et

feldspaths, moulant les porphyroclastes quartzo-feldspathiques et soulignant les plans de

schistosité. Certaines muscovites présentent des formes en micafish, ce qui traduit son

caractère précoce. La biotite forme de petites paillettes, associées à la muscovite dans les

plans de schistosité et forme des sections isolées associées aux feldspaths et aux petits

cristaux de quartz de la deuxième génération. Le feldspath potassique s’observe en sections

xénomorphes à sub-automorphes. Il s’altère en micas blancs et montre souvent des inclusions

de quartz et rarement des inclusions de plagioclase. Il se caractérise par un étirement et un

émiettement des cristaux. Le plagioclase moins abondant que le feldspath potassique, se

présente en petites sections plus ou moins allongées suivant le plan de foliation. Le

plagioclase se trouve Parfois en inclusion dans le feldspath potassique. Le grenat est le

minéral accessoire le plus abondant. Il apparaît sous forme de grains sub-arrondis étirés et

fracturés et renferme des inclusions de quartz et des opaques dans les fractures. L’apatite et le

zircon sont en inclusions dans le quartz, les feldspaths et les micas. Les opaques occupent

toujours les discontinuités intracristallines.

91

II-3-2-2-Les pegmatites (dans les paragneiss):

L’association minéralogique des pegmatites encaissées dans les paragneiss est représentée

par : muscovite, quartz, feldspath potassique, plagioclase ± biotite et comme minéraux

accessoires grenat, baryte, apatite, sphéne, zircon, tourmaline et oxydes de fer.

Des pegmatites à structure graphiques recoupent les paragneiss (Pl. II-9 Fig. 25 et 26). Elles sont

formées essentiellement par de grands cristaux de quartz et de feldspaths qui s’interpénètrent,

donnant en sections des plages anguleuses cunéiformes (Pl. II- 14 Fig. 43).

A- Les micas :

La muscovite forme la minéralogie essentielle des pegmatites encaissées dans les paragneiss.

Elle se présente en grandes sections sub-automorphes ou kinkées, associées aux quartz et

feldspaths. Elle montre parfois, de petites paillettes adjacentes ou incluses dans les quartz et

les feldspaths. La biotite est rare. Elle se présente en sections isolées ou en petites inclusions

dans les plagioclases et dans les grenats.

B- Le quartz :

Le quartz est très abondant dans ces pegmatites. Deux générations de quartz sont observées

dans ce type de roches. La première génération apparaît sous plusieurs formes : elle est en

sections xénomorphes englobant poeucilitiquements des plagioclases et des muscovites. Ces

sections sont le plus souvent associées aux feldspaths. Elle se présente parfois, en petites

plages incluses dans les feldspaths, les grenats et les muscovites. Le quartz présente dans

certaines lames des formes sub-automorphes à automorphes (Pl. II-15 Fig. 46) et dans d’autres

lames, notamment les pegmatites graphiques, le quartz s’enchevêtre dans les feldspaths

formant des plages en section anguleuse (Pl. II-14 Fig. 43). La deuxième génération envahie

pratiquement tous les minéraux de la pegmatite. Elle recoupe la première génération de

quartz, les muscovites, les feldspaths, le grenat, la baryte, et remplis les discontinuités des

clivages et des fractures (Pl. II-16 Fig. 47).

92


Fig. 46 section de quartz automorphe (LN)(Objx2.5)

Qz

bipyramidal

Fig. 44 Section montrant la relation

textural entre les minéraux

essentiels dans une pegmatite

encaissée dans des paragneiss.

(LP)(Objx2.5)

Plg

Mus

Qz

Mus Fth

Corrosion Dam

Bio

Bio

Qz

Fig. 45 grenat

-a- Des fibres de biotites et des reliques de quartz incluses dans un grenat qui peut être tardif. (LN)(Objx10). -b- Inclusions de quartz et de micas chloritisées dans une section de grenat. (LP)(Objx2.5).

Gt

-b- -a-

Gt

Qz

Micas

et

chlorite

93


Fig. 47 Sections montrant l'excès de silice, traduit par l'envahissement de quartz deuxième

génération sur la quasi-totalité des minéraux de pegmatite en remplissant les vides

des clivages et des fractures.

-a- quartz 2ème génération recoupe le quartz 1

re génération (LP) (Objx10).

-b- quartz 2ème génération recoupe le feldspath (LP) (Objx40).

-c- quartz 2ème génération recoupe la muscovite (LP) (Objx40).

-d- quartz 2ème génération recoupe la baryte (LP) (Objx40).

-e- quartz 2ème génération recoupe le grenat (LP) (Objx40).

-a-

Qz 2ème

Génération

Qz 1re

génération

-c-

Qz 2ème

Génération

Mus

-d-

Qz 2ème

Génération

Qz 2ème

Génération

Bar

Bar

-e-

Qz 2ème

Génération

Gt

-b-

Qz 2ème

Génération

Fth

94

C- Les feldspaths :

Ils sont abondants. Le plagioclase est le feldspath dominant. Il se présente en sections sub-

automorphes à macles polysynthétiques. Les grandes plages laissent toujours apparaître en

inclusion des paillettes de micas et des grains d’oxydes de fer. En observe parfois, des

plagioclases qui se développent poeucilitiquement aux dépend du feldspath potassique (Pl. II-

17 Fig.48). Ce développement de plagioclase aux dépens de feldspath potassique traduit le

phénomène d’albitisation dans ces pegmatites. Les petites sections de plagioclase sont soit

associées aux quartz et feldspath potassique soit incluses dans le quartz. Quant au feldspath

potassique, ce minérale est moins abondant par rapport aux plagioclases. Il est représenté

surtout par l’orthose et montre soit des petites sections sub-automorphes associées aux quartz

et aux plagioclases, soit des inclusions dans le quartz et dans le plagioclase.

D- Les minéraux accessoires :

a- Le grenat :

Il est très rare ou même absent dans ces pegmatites. Il se présente en sections sub-arrondies

et craquelées. Le grenat, montre des inclusions de quartz et des micas (Pl. II-15 Fig. 45).

b- La baryte :

La baryte se rencontre dans les faciès hololeucocrate d’une pegmatite simple à quartz et

feldspath de texture graphique bien marquée (Pl. II-14 Fig. 43). Elle montre des sections de

forme polygonales à deux clivages losangiques (Pl. II-18 Fig. 49). La baryte est facilement

reconnaissable en raison des nombreux arrachements triangulaires (Pl. II-18 Fig.49). Certaines

barytes se développent sur plagioclases et montrent des fronts métasomatiques, en soulignant

le phénomène métasomatique de barytisation (Pl. II-18 Fig.50). Ces barytes sont Parfois, envahie

et recoupées par le quartz deuxième génération à texture graphique (Pl. II-18 Fig.51).

95


Plg

FK

Front métasomatique

FK

Plg

Plg

Qz

FK

Qz

Fig.48 Section montrant les limites chimiques métasomatiques et le

développement poeucilitique des plagioclases sur FK (phénomène

d'albitisation)

(LP) (Obj.x2.5)

96


E:

Fig.49 Section de baryte montrant les arrachements

Triangulaires et les macles losangiques

(LP) (Obj.x60)

Bar

Arrachements

Triangulaires

Et macles

losangiques

Bar

-a- -b-

Fig.50 Sections de baryte montrant des front métasomatiques, l'envahisement et le

dévloppement de la baryte sur polagioclase (phénomène de barytisation)

-a- (LP) (Obj.x30) -b- (LP) (Obj.x40)

Bar

Plg

Plg

Qz

Plg

Bar

Fronts

métasomatiques

-a- -b-

Fig.51 Sections montrant l'envahisement du quartz 2ème génération à texture graphique

sur baryte et plagioclase

-a- (LP) (Obj.x5)

-b- (LP) (Obj.x20)

Plg

Bar

Macles

mécaniques

Macles

mécaniques

Qz 2ème génération

Qz 2ème génération

Bar

97

L’apatite se trouve disséminée dans la matrice quartzo-feldspathique (Pl. II-19 Fig. 52-b-). Elle

se présente en sections assez larges. Le sphène et le zircon se présentent en très petites

inclusions dans les minéraux essentiels de la roche (Pl. II- 19 Fig. 52 -a- et -c-). La tourmaline est

en petites sections allongées (Pl. II-19Fig.52-d-). Les oxydes de fer sont tardifs et remplissent les

clivages et les fractures intra-cristallins.

II-3-3- les pegmatites encaissées dans les micaschistes :

Le micaschiste de la région de Sidi Mezghiche est formé essentiellement par le quartz, les

micas et très rarement les feldspaths. A ces minéraux s’ajoutent du grenat, de l’andalousite et

de la staurotide. Sa texture est lépidoblastique. Le quartz forme avec les micas la trame de la

roche. Il est sous forme de petites plages de forme dentelées, plus ou moins étirées suivant le

plan de schistosité. Les micas sont représentés par : la muscovite et la biotite partiellement

chloritisée. Ils sont allongés suivant le plan de schistosité. Le feldspath potassique et le

plagioclase sont toujours orientés parallèlement à la schistosité. Les minéraux accessoires sont

représentés surtout par des grenats en sections sub-arrondies et craquelées, de l’andalousites

et de la staurotides (F. Djaïz, 1997). Les pegmatites encaissées dans les micaschistes sont

formées essentiellement par de grandes plages de quartz et de feldspaths. Le quartz montre

des sections xénomorphes et craquelées. Les craquelures affectant les sections de quartz sont

remplis par des micas blancs et du quartz en mosaïques. Le plagioclase est abondant et de

forme sub-automorphe. Parfois, il est ondulé et déformé en figures de kinks. Le plagioclase

s’altère en damourite qui pousse le long des plans de macles. Les grandes plages de

plagioclase se développent poeucilitiquement sur le feldspath potassique (orthose et

microcline), ce qui traduit le phénomène d’albitisation (Pl. II-20 Fig. 53). Le feldspath

potassique est moins abondant. Il se présente en petits cristaux associées aux quartz et en

plagioclase. La muscovite est rare. Elle se présente en fines paillettes qui se surimposent aux

feldspaths. Les minéraux accessoires rencontrés sont le zircon et l’apatite.

II-4-Conclusion :

Les formations cristallophylliennes du Socle de Sidi Mezghiche sont traversées par des

filons de pegmatite de taille, de textures et de contenu minéralogiques variables. Ces

pegmatites sont orientées parallèlement à légèrement oblique à la foliation de direction Est-

98


Fig. 52Section montrant les minéraux accessoires dans les pegmatites

encaissées dans les paragneiss

-a- shpéne (LP) (Obj.x40)

-b- apatite(LP) (Obj.x40)

-c- zircon (LP) (Obj.x160)

-d- tourmaline (LP) (Obj.x10)

Qz Sph

Plg

Ap

Zr

Tour

-a-

-d- -c-

-b-

99


Pl

Plg

Plg

Plg

Plg

FK

FK

Plg

Qz

Mus

Fig. 53 Section montrant les limites chimiques métasomatiques et le dévloppement

poeucilitique du plagioclase sur feldspath potassique soulignant le

phénomène d'albitisation dans les pegmatites encaissées dans les micaschistes

(LP) (Obj.x2.5)

100

Ouest et encaissées dans des formations cristallophylliennes présentant un gradient de

métamorphisme élevé : des micaschistes à grenat, andalousite et staurotide et des gneiss de

température élevée et de moyenne pression (Mahdjoub, 1991). Ces caractéristiques présentées

par les corps de pegmatites de Sidi Mezghiche sont en gros semblables aux pegmatites à

micas d’origine profonde (7 à 11km), décrites dans le classement de Ginsburg et al., 1979 et

Cerny, 1990 [(voir cf. (II-1-4-2)].

La mise en place des filons de pegmatite de Sidi Mezghiche est contrôlée par des zones de

discontinuités et de fractures. La quasi-totalité des filons de pegmatites de la région d’étude

présentent des orientations Est-ouest. Cette direction est obtenue à partir de la tectonique de la

phase tardi-hercynienne à vergence Est caractéristique du Socle de Sidi Mezghiche. Ces

filons, présentent parfois des structures en bandes C/S, marquant une déformation synchrone

à la mise en place du pluton granitique tardi-hercynien de la région de Sidi Mezghiche et sont

comparables à ceux de Kerkra (Collo) de l’unité supérieure du Socle Kabyle, décrits par Y.

Mahdjoub (1991), datés par la méthode Rb/Sr sur muscovites du Permien 280-260 Ma c’est à

dire syn-mise en place de granites tardi-hercynien du Socle Kabyle. Les filons de pegmatite

de Sidi Mezghiche sont traversés par des failles et des fractures post-schisteuses de diction E-

W, N-S et NE-SW liées aux phases tectoniques tertiaires. Certaines failles et fractures post

schisteuses à vergences Est et NW-SE (PL I-10 Fig.22 et Pl. I 11 coupe (A-B) Fig. 23) représentent

probablement le re-jeux de la fracturation et des failles préexistantes de la phase tardi-

hercynienne.

Le contenu minéralogique des pegmatites de Sidi Mezghiche est représenté par une

association primaire comportant: quartz, feldspaths, muscovite et biotite et comme minéraux

accessoires : grenat, tourmaline, baryte, apatite, zircon, sphène…Les minéraux d’altération de

cette minéralogie primaires sont représentés par la chlorite, la damourite et les oxydes de fer.

La plupart des pegmatites du Socle Kabyle sont simples. Elles montrent parfois, des structures

complexes qui se sont développées sur des aplites (Pl. II-2 Fig.6). Les pegmatites complexes

présentent une minéralogie variée structurée en zone contrastée. Cette zonalité est séparée par

des limites chimiques de transformations métasomatiques (Pl. II-3 Fig.8). Les pegmatites de la

région de Sidi Mezghiche encaissées dans les orthogneiss, les paragneiss et les micaschistes

montrent un début du phénomène métasomatique d’albitisation (Pl. II-12 Fig.36, Pl. II-17 Fig.48 et

Pl. II-20 Fig.53). Certains filons de pegmatite encaissée dans les paragneiss sont riches en baryte.

Cette dernière c’est développée sur des plagioclases soulignant le phénomène métasomatique

de barytisation (Pl. II-18 Fig. 50).

- 101 -

Troisième chapitre

Etude géochimique

- 102 -

III- Etude géochimique :

Quinze (15) échantillons de pegmatites et de roches encaissantes pris dans différents endroits du

massif de Sidi Mezghiche ont été analysés, pour les éléments majeurs et une grande gamme

d’éléments traces. Ces analyses ont été effectuées au département Generic de l’Ecole Nationale des

mines de Saint Etienne (ENMSE).

Les échantillons analysés sont portés sur Tableaux 1 et 2 :

- Deux échantillons de l’encaissants orthogneissique et paragneissique associés

respectueusement (12 et C14A);

- Deux échantillons d’aplite (101 et A4);

- Onze échantillons de Pegmatites encaissées dans les orthogneiss et les paragneiss (3ZA, 3ZB,

3ZC, C13B, C13C, C9A, C9B, B13A, B13B, B11A).

III-1) diagrammes de HarKer:

La variation des éléments majeurs et des éléments traces en fonction de la silice dans les

diagrammes binaires de Harker (1909), montre parfois des corrélations qui peuvent être positives

ou négatives avec la silice. Ces corrélations qui sont tracées sur ces diagrammes pour les éléments

majeurs et les éléments traces, montrent des comportements variables de certains éléments par

rapport à d’autre.

III-1-1) La variation des éléments majeurs dans le diagramme binaire «oxyde-silice» :

.

SiO2

Fig. III.1. Diagramme TiO2/ SiO2

La figure III-1 ne montre aucune corrélation entre le titane et la silice.

60 70 80 0,01

0,1

0,5

TiO2

Orthogneiss Paragneiss Aplite Pegmatite dans les pragneiss Pegmatite dans les orthogneiss

103

.

Tableau 1-LES ELEMENTS MAJEURS DES PEGMATITES DE SIDI MEZGHICHE Echantillons Identification SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 Totale 12 Orthogneiss 68,54 0,488 13,97 3,53 0,05 1,37 1,14 2,71 4,7 0,132 95,26

101 Aplite 72,95 0,039 14,83 1,11 0,014 0,141 0,47 4,92 4,45 0,323 99,106

4A Aplite 72,18 0,015 14,83 2,44 0,072 0 0,32 5,07 3,82 0,423 99,17

C14A Paragneiss 74,92 0,016 14,57 0,69 0,012 0 0,67 7,63 0,55 0,313 99,371

3ZA Pegmatites sur orthogneiss 70,55 0,039 15,08 4,37 0,96 0,169 0,4 3,66 3,39 0,429 98,878

3ZB Pegmatites sur orthogneiss 72,52 0,033 14,84 1,66 0,029 0,179 0,64 2 3,95 0,407 96,079

3ZC Pegmatites sur orthogneiss 72,17 0,016 14,84 1,55 0,145 0,101 0,42 2,23 6,55 0,451 98,372

C13B Pegmatites sur orthogneiss 72,66 0,013 14,84 1,57 0,113 0,15 0,52 6,18 2,97 0,456 99,322

C13C Pegmatites sur orthogneiss 73,13 0,024 14,85 2,04 0,226 0,15 0,25 3,15 5,05 0,369 99,089

C9A Pegmatites sur orthogneiss 74,68 0,015 14,26 1,85 0.077 0 0,64 7,41 0,59 0,352 99,874

C9B Pegmatites sur orthogneiss 69,79 0,026 15,24 5,24 0,721 0,221 0,64 5,66 1,36 0,322 98,999

4B Pegmatites sur orthogneiss 72,97 0,022 14,58 3,1 0,686 0 0,31 5,17 2,23 0,373 99,441 B11A Pegmatites sur paragneiss 69,25 0,019 17,09 1,58 0,022 0,112 0,32 2,86 6,8 0,407 98,348

B13A Pegmatites sur paragneiss 74,6 0,053 13,94 2,22 0,062 0,26 0,55 3,6 2,32 0,29 97,635

B13B Pegmatites sur paragneiss 74,24 0,025 13,98 2,57 0,089 0,23 0,57 5,46 1,4 0,376 98,71

Tableau 2- LES ELEMENTS TRACES DES PEGMATITES DE SIDI MEZGHICHE

Echantillons Identification Ba Rb Sr Pb Th Nb Ce Sc Ni Cu Zn Ga V 12 Orthogneiss 928,8 319,4 128 13,6 7,5 9 66,5 10,2 62,1 246,2 30,4 13,3 47

101 Aplite 235,9 184,3 18,5 14,8 1,8 14 6,2 0 7,3 77,3 16,7 16,9 3,7

4A Aplite 38,2 240,7 9,6 12,4 0 14,8 9,9 0 25,9 181,15 14,4 16,2 4,6

C14A Paragneiss 88,9 24 17,8 13,1 0 0 0 0 6,9 147,4 3,7 11,8 5,3

3ZA Pegmatites sur orthogneiss 67,3 212,9 30,1 14,3 1 18,2 13,1 0 27,8 108,2 37,4 19,6 4,4

3ZB Pegmatites sur orthogneiss 321,7 412,6 42,9 11,4 46 17,8 18,3 0 18,2 306,2 18,1 19,8 8,2

3ZC Pegmatites sur orthogneiss 207,5 341,8 58,1 27,3 0 9,7 3 0 17,1 218,8 11 17,3 0

C13B Pegmatites sur orthogneiss 49,2 214,3 11,4 14,8 5,9 4 4,2 0 12,7 58,4 10,2 17,1 0

C13C Pegmatites sur orthogneiss 80,6 446,2 9,8 21,1 5,9 18,5 0 0 29,1 70,6 29,6 23,6 4,3

C9A Pegmatites sur orthogneiss 45,4 32,9 11,1 13,2 0 0 2,7 0 18 59,8 5,5 13,6 5,2

C9B Pegmatites sur orthogneiss 94,6 120 12,6 27 4,1 13,9 16,3 0 16,6 97,3 33,7 23 6,2

4B Pegmatites sur orthogneiss 26.2 190.9 10.4 7.5 0.4 0 0 12.4 0 7.4 0 25.2 92.0 B11A Pegmatites sur paragneiss 133,7 491,4 27,7 19,5 1,7 7,5 0,4 0 15,8 58,6 11,6 16,7 0

B13A Pegmatites sur paragneiss 44 192,4 19,6 8,9 0,8 22,8 10,8 0 24,1 69 17,1 20 0

B13B Pegmatites sur paragneiss 20,1 108 16,2 10,6 0 11,7 3,8 8,8 24,7 203,6 10,3 16,2 4,7

104

60 70 80 10

20

Al2O3

SiO2

Fig. III.2. Diagramme Al2O3- SiO2

La figure III.2 montre que L’aluminium dans les pegmatites est en corrélation négative avec

la silice. Nous remarquerons en effet, que les échantillons riches en alumine correspondent aux

roches riches en feldspath potassique et ceux relativement pauvres en aluminium et riches en

SiO2 correspondent aux roches albitisées.


60 70 80 0,6

1

6

SiO2

Fe2O3

Fig. III.3. Diagramme Fe2O3- SiO2

La figure III.3 montre une corrélation négative dans les pegmatites entre le fer et la silice.


105

60 70 80 0,01

0,1

1,0

MnO

SiO2

Fig. III.4. Diagramme MnO-SiO2

Le Diagramme MnO-SiO2 montre dans les pegmatites, une certaine corrélation négative du

manganèse avec la silice. Il dessine globalement le même trend que celui de la figure précédente

(Fe2O3- SiO2) et suggère que le manganèse et le fer ont un même comportement.


Fig. III.5. Diagramme MgO-SiO2

60 70 80 0,1

1

2

SiO2

MgO

La figure III-5 ne montre aucune corrélation dans les pegmatites entre le magnésium et la

silice. Le magnésium se comporte plus ou moins comme le titane.


106

Fig. III.6. Diagramme CaO-SiO2

60 70 80 0,2

1

2

SiO2

CaO

Les pegmatites de la figure III.6 montre une certaines corrélations positive du calcium avec

la silice.


60 70 800,01

0,1

1

10

SiO2

P2O5

Fig. III-7-b : Position des pegmatites de Sidi

Mezghiche dans le diagramme P2O5 -SiO2 de

Cuney (2007) (Communication orale)

Zone de roches riches en phosphore

Zone de roches relativement riches en phosphore Zone de roches pauvre en phosphore


107

Le sodium est en relation étroite avec le potassium. Il se comporte contrairement à ce

dernier. Dans le diagramme Na2O- SiO2, le sodium montre une certaine corrélation positive

avec la silice dans les filons de pegmatites analysées.

Fig. III.7.a Diagramme P2O5- SiO2

60 70 80 0,1

0,5

SiO2

P2O5

Les teneurs en P2O5 dans les pegmatites sont relativement élevées (comprises entre 0.32%

et 0.456%). Le phosphore ne montre pas de nettes corrélations avec la silice. La position de ces

roches dans le diagramme phosphore-silice- de Cuney, montre que ces roches sont relativement

riches en phosphore (Fig. III-7-b).


60 70 80 1

2

3

4

5

6

7

8

SiO2

Na2O

Fig. III.8. Diagramme Na2O- SiO2


108

60 70 80 0

1

2

3

4

5

6

7

SiO2

K2O

Fig. III.9. Diagramme K2O- SiO2

Dans le diagramme K2O- SiO2, le potassium présente une corrélation négative avec la silice,

dans les filons de pegmatites analysés.


Fig. III.10-a-. Diagramme Na2O- K2O

0 1 2 3 4 5 6 7 1

2

3

4

5

6

7

8

K2O

Na2O

Ce diagramme montre la relation sodium-potassium. Ces deux éléments s’opposent l’un

par rapport à l’autre. Ils montrent dans les pegmatites une nette corrélation négative.

Cette corrélation négative est sensiblement liée au phénomène d’albitisation.


109

Le diagramme binaire de Muller (1983) (in Ouabadi, place les pegmatites et leur

encaissant de la région de Sidi Mezghiche à la limite entre les granites des arcs insulaires,

les granites calco-alcalins et les granites des croûtes continentales d’une part et les granites

des planchers océaniques d’autre part. Ces pegmatites présentent des caractéristiques

géochimiques et géodynamiques intermédiaires entre les granites continentales et les

Fig. III. 10-b- diagramme Al2O3-SiO2 de Muller (1983)

caractérise l’environnement géodynamique des pegmatites de

70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 8010

11

12

13

14

15

16

17

IAG+CAG+CCG

RRG+CEUG

POG

SiO2

Al2O3

IAG : Granite des arc insulaire CAG:Granite calco-alcalin CCG:Granite de croûte continentale POG:Granite des plancher océanique

Aplite Pegmatite dans les pragneiss Pegmatite dans les orthogneiss

110

III-1-1-1) Commentaire des diagrammes oxydes-silice

Le diagramme de Harker (oxydes-silice) est un diagramme binaire qui permet la représentation

graphique des oxydes en fonction de SiO2 pris à indice de différentiation.

Dans les digrammes oxydes-silice les roches encaissantes se positionnent à l’écart par rapport à

l’ensemble. Elles montrent une nette indépendance entre les orthogneissique et les paragneissique

d’une part et les aplites et les pegmatites d’autre part.

Toutes les roches analysées ont des compositions acides (68% < SiO2< 74%). Les teneurs en

indice Fe2O3, MgO et TiO2 sont faibles. Leur somme ne dépasse pas la valeur de 7%, ce ci est

traduit dans la roche par une baisse du pourcentage des minéraux colorés (principalement la

biotite). Les alcalins Na2O et K2O montrent des teneurs assez élevées (aux alentours de 7 à 9%).

Les valeurs en Na2O et K2O fluctuent et s’opposent (Fig. III.10-a-) ce qui explique le phénomène

d’albitisation des pegmatites de Sidi Mezghiche quand Na2O augmente par rapport à K2O. Ces

résultats viennent confirmer nos observations dans certaines lames de pegmatite étudiées (voire

chapitre II). Le CaO est faible (0.31%<CaO<1.14) par rapport aux alcalins (Fig. III.26-b-) et tend à

augmenté par rapport à l’augmentation de SiO2. Les teneurs en aluminium sont élevées et oscillent

autours de 14% mais peuvent néanmoins atteindre 17.09%. L’aluminium montre une corrélation

négative avec la silice. Les pegmatites de Sidi Mezghiche sont plus ou mois riches en P2O5 ce qui

est traduit en pétrographie par la richesse de ces roches en apatite.

Les échantillons qui montrent une assez bonne corrélation entre eux pour les pegmatites sur

orthogneiss et notamment les corrélations négatives entre (Fe2O3, MgO, TiO2 MnO, Al2O3… en

fonction de la silice) traduit une évolution à partir d’un même liquide. Le fait que l’orthogneiss qui

est la roche qui l’encaisse, s’en écarte pratiquement dans tous les diagrammes suggère que

l’orthogneiss ne constitue pas la roche de départ pour les pegmatites associées. Ces pegmatites ne

seraient donc pas d’origine métamorphique, mais le résultent de liquide ou fluide magmatique plus

ou moins évolué qui se sont mise en place dans le granite (repris par métamorphisme) à la faveur

de fracturations. Les valeurs des alcalins fluctuantes et opposées (Fig. III.10-a-) suggère un

phénomène de métasomatose (un début d’albitisation) qui à affecter ces pegmatites.

Pour les autres échantillons on ne voit pas de tendance nette. Ceci est lié aux peu d’échantillons

et à leurs quantités qui peuvent être parfois insuffisantes.

111

III-1-2) La variation des éléments traces dans le diagramme binaire « éléments traces-silice» :

10

100

1000

Ba

60 80

Fig.III.11. Diagramme Ba -SiO2

SiO2

Dans la figure III.11, les pegmatites montrent une certaine corrélation négative entre le baryum

et la silice.


60 70 80 8

10

100

1000

2000

SiO2

Rb

Fig.III.12. Diagramme Rb -SiO2

Le rubidium dans les pegmatites, présente un nuage de points sans aucune corrélation apparente

avec la silice.


112

60 70 80 9

10

100

200

SiO2

Sr

Fig.III.13 Diagramme Sr -SiO2

Les pegmatites de la figure III.13, ne montre aucune corrélation du strontium avec la silice.


60 70 80 7

10

40

SiO2

Pb

Fig.III.14 Diagramme Pb-SiO2

Le plomb montre dans la figure III.14 une certaine corrélation négative avec la silice.


113

60 70 80 0,3

1

10

80

SiO2

Th

Fig.III.15 Diagramme Th-SiO2

Dans le diagramme Th-SiO2, les pegmatites ne montre aucune corrélation entre le thorium et

la silice.


60 70 80 3

10

40

SiO2

Nb

Fig.III.16 Diagramme Nb-SiO2

La figure III.16 montre une légère corrélation positive du niobium avec la silice.


114

Cette figure ne montre aucune corrélation du zinc avec la silice.

60 70 80 0,3

1

10

70

SiO2

Ce

Fig.III.17 Diagramme Ce-SiO2

Ce diagramme ne montre aucune corrélation du cérium avec la silice.


60 70 80 3

10

60

SiO2

Zn

Fig.III.18 Diagramme Zn-SiO2


115

Aucune corrélation entre le galium et la silice

60 70 80 10

30

SiO2

Ga

Fig. III.20 Diagramme Ga-SiO2


60 70 80 1

10

70

SiO2

Ni

Fig.III.19 Diagramme Ni-SiO2

Cette figure ne montre aucune corrélation de nickel avec la silice.


116

60 70 80 3

10

50

SiO2

V

La figure III.22 présente une légère corrélation positive du vanadium avec la silice.

Fig.III.22 Diagramme V-SiO2


60 70 80 50

100

400

SiO2

Cu

Le cuivre ne présente aucune nette corrélation avec la silice.

Fig.III.21 Diagramme Cu-SiO2


117

1 2 3 4 5 6 7 80

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Na2O

Ba

1 2 3 4 5 6 7 820

100

500

Na2O

Rb

1 2 3 4 5 6 7 8910

100

200

Na2O

Sr

Fig. III-23: Diagrmmes Ba-Na2O, Rb-Na2O Sr-Na2O et Nb-Na2O

1 2 3 4 5 6 73

10

30

Na2O

Nb

Les pegmatites de la figure III.23 montrent une nette corrélation négative de

Rb, Ba, Sr et Nb avec le sodium.


118

III-1-2-1-) Commentaire des diagrammes éléments traces-silice :

Les analyses des éléments en trace effectuées sur les pegmatites de Sidi Mezghiche, sont

reportées dans le tableau 2. Dans les digrammes éléments traces-silice, les roches d’orthogneiss et

de paragneiss se positionnent à l’écart par rapport aux aplites et pegmatites en montrant une nette

indépendance.

Les éléments en trace qui montrent une certaines corrélations positives avec la silice dans les

pegmatites sont : Nb et V. Les éléments en Ba et Pb se corrèlent négativement avec la silce. Les

autres éléments ne montrent pas de corrélations nettes avec la silice. Ceci est lié aux peu

d’échantillons et à leurs quantités qui peuvent être parfois insuffisantes. Les éléments de Rb, Ba,

Sr et Nb sont en corrélation négative avec le sodium. Ils s’appauvrissent probablement, au cours

du phénomène d’albitisation des pegmatites de la région d’étude.

Sur ces Diagrammes, on peut signaler qu’au sein de chaque massif et pour différents

échantillons analysés, Les teneurs en éléments en trace sont assez similaires dans les pegmatites

des deux encaissants.

Les teneurs en Rb sont relativement élevées à l’exception de deux échantillons. Ces valeurs sont

proches ou supérieures à 200 ppm, et dépassent toujours les concentrations majeures rencontrées

dans les granitoïdes qui se situent au tour de 110 ppm.

Les teneurs en Sr varient entre 9.6 et 128.0 ppm et celles du Ba oscillent au tour 20.1 et 94.6, il

montre parfois des valeurs plus grandes entre 133.7 et 321.7 ppm d’autre fois dans les orthogneiss,

le Ba peut atteindre sa valeur maximale 928.8 ppm.

Les concentrations en Ni sont élevées (7.3 et 62.1ppm), les autres concentrations d’éléments de

transition sont trop faibles, le Zn varie entre 3.7 et 73.4, le cuivre varie entre 88.4 ppm et 306.2

ppm et le Sc n’atteignent pas le seuil de détection dans la plus part des échantillons analysés, mais

peut marquer deux valeurs de 8.8 ppm et 10.2 ppm.

Les valeurs en thorium dans certains échantillons n’atteignent pas le seuil de détection. Dans les

autres échantillons ces valeurs varient modérément entre 0.4 et 75.0 ppm. Le cérium montre des

valeurs comprises entre 0 et 66.5 ppm. Les concentrations en Pb et Ga sont négligeables (7.5 <Pb<

27.30, 11.8<Ga<23.6 ppm).

119

III-2) Les principaux caractères géochimiques des pegmatites du massif de Sidi Mezghiche

III-2-1) Le diagramme A/CNK-A/NK:

Le caractère alumineux peut apparaître en excès ou en déficit dans n’importe quel type de roches

plutoniques (Debon et Lefort, 1983). Ce caractère montre souvent d’importantes relations avec la

minéralogie, la paragénèse et la potentialité du minerai (E.G. Chappell et Whit 1974, White et

Chappell 1977 (in Debon et Lefort, 1983) ; Laroche 1978, 1977, Laroche, Stussi et Chauris 1980 ;

Clarke1981).

Le diagramme A/CNK-A/NK (Fig. III-24) permet de faire la discrimination entre les granitoïdes

peralumineux, métalumineux et peralcalins. Ce diagramme proposé par Shand (1927) utilise

comme critère principaux deux rapports en proportion molaires : Al2O3/ (Cao+Na2O+K2O),

désigné en abrégé par A/CNK (Clarke, 1981) et, Al2O3/ (Na2O+K2O) désigné en abrégé par A/NK.

Les échantillons de pegmatites de Sidi Mezghiche reportés sur le diagramme A/CNK-A/NK

(Fig. III-24) montrent des rapports d’A/CNK et d’A/NK largement supérieur à 1, ce qui traduit

l’excès d’alumine par rapport à Ca, Na et K.

Comme le laissaient supposer les rapports A/CNK et A/NK, il apparaît clairement que les

pegmatites du Socle de Sidi Mezghiche sont peralumineuses. Cette richesse en aluminium est

traduite en pétrographie par la présence de muscovite, biotite, aluminosilicate (sillimanite), grenat,

tourmaline…Ce caractère d’un magmatisme peralumineux est également bien représenté dans le

pourtour méditerranéen (Ouabadi, 1994).

120

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0

A/CNK

Peralumineux

Peralcaline

Métalumineu

xous

Fig. III-24 Pegmatites de Sidi Mezghiche dans le diagramme A/CNK- A/NK (Shand, 1927)

A/NK

121

III-2-2) Le diagramme A-B :

Le diagramme A-B (Fig. III-25) Debon et Lefort (1983), est très utilisé pour déduire le caractère

alumineux et la minéralogie des roches ignées, notamment dans les pegmatites. Ces deux

paramètres A et B sont en gramme/atome ×103 pour chaque élément.

Le diagramme A-B sélectionne sur l’axe des abscisses (X) le paramètre A=Al – (K+Na+2Ca)

utilisé par Shand (1927), Lacroix (1933), Barriere (1972,1980), Chappell et Whit (1974),

Cawthrone et Brown (1976), Laroche (1976) et Clarke (1981). Cependant la valeur positive ou

négative du paramètre A permet la distinction peralumineuse ou métaluminuse de telle roche ou tel

minéral (Shand, 1927). Sur l’axe des ordonnés (Y), les deux auteurs ont sélectionné le paramètre

B= (Fe+Mg+Ti) utilisé par Roche (1964) pour démontrer la proportionnalité de ce paramètre avec

la quantité en poids des minéraux noirs existants dans les roches granitoïdes.

Le diagramme A-B est subdivisé en deux domaines : peralumineux lorsque A>0 et

métalumineux lorsque A<0. Le domaine peralumineux est subdivisé en trois secteurs :

Le secteur I:correspond à la muscovite seule ou au volume de muscovite supérieur à ce de biotite.

Le secteur II:correspond au volume de biotite supérieur à ce de muscovite.

Le secteur III:correspond à la biotite.

Dans le diagramme A-B (Debon et Lefort, 1983) (Fig. III-25), les pegmatites de la région d’étude

sont situées de part et d’autre de la droite qui sépare le secteur I et II. Ces deux secteurs se trouvent

dans le milieu des granitoïdes micacées. La quasi-totalité de ces pegmatites se localisent dans le

champ leuco-granitoîdes. Elles sont riches en muscovite. Les aplites à grenat sont projetées sur la

droite qui sépare les secteurs I et II. Cette droite passe par le champ des granitoïdes micacé qui

présente des quantités de muscovite et de biotite égales. Les encaissants, paragneissique et

orthogneissique montre un taux de biotite plus important que la muscovite. Ils sont projetés sur le

«secteur II». Les résultats obtenus par le diagramme A-B convergent avec les observations au

microscope. En effet, les pegmatites sont plus riches en muscovites qu’aux biotites.

122

0

50

100

150

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0

B=Fe+Mg+Ti

A=Al-(K+Na+2Ca)

AP(sm)

OG(sm)

PG(sm)

p/OG(sm)

p/PG(sm)

AP(flf)

G(flf)

0

50

100

150

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0

B=Fe+Mg+Ti

A=Al-(K+Na+2Ca)

AP(sm)

OG(sm)

PG(sm)

p/OG(sm)

p/PG(sm)

Leuco Granitoïdes

Mu>Bi

Bi>Mu I

II

III Bi±….

Bi=Mu

B=38.8 Domaine peralumineux

I

II III

VI V

A

B 0

+100

-100

Domaine peralumineux

Domaine métalumineux

Fig.III-25-

Pegmatite de Sidi

Mezghiche dans

le diagramme A-B (Debon et Lefort 1983).

Secteur I : correspond à muscovite seule ou muscovite > biotite, Secteur II correspond à biotite > muscovite, Secteur III : correspond à biotite seule, D’après F.Debon et P. Lefort 1983.

123

III-2-3) Le diagramme Log10 [CaO / (Na2O+K2O)]-SiO2 et le diagramme triangulaire K2O-

Na2O-CaO :

Le diagramme SiO2- Log10 [CaO / (Na2O+K2O)] de Brown (1981) et le diagramme triangulaire

K2O-Na2O-CaO (Fig. III-26), permettent la discrimination entre séries calciques, calco-alcalines,

alcali-calciques et alcalines. Le diagramme SiO2- Log10 [CaO / (Na2O+K2O)] est fondé sur la base

de l’indice de Peacock (1931) qui correspond à la concentration en silice d’une série lorsque

CaO = (Na2O+K2O). Mais dans les granitoïdes, la somme des alcalins est toujours supérieure à

CaO. On estime alors l’indice de peacock d’une série, en effectuant la régression entre log10 [CaO/

(Na2O+K2O)] et SiO2 (Brown, 1981).

Le diagramme triangulaire K2O-Na2O-CaO des pegmatites de Sidi Mezghiche, montre des

valeurs trop faibles de CaO par rapport aux alcalins (Fig. III-26-b-). Le diagramme binaire de Brown

(1981), permet de mieux visualiser l’affinité magmatique des ces pegmatites (Fig. III-26-a-) qui

appartiennent à une série alcali-calcique.

124

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

50 55 60 65 70 75 80

SiO2%

Log10 [ CaO / (Na2O+K2O) ]

AP

OG

PG

P/OG

P/PG

Calcique

Calco-alcalin

Alcali-calcique

Fig. III-26-a- Pegmatite de Sidi Mezghiche dans le diagramme

Log10 [Cao / (Na2O+K2O)]- SiO2 Brown (1981)

K2O Na2O

CaO

Fig. III-26-b-Position des pegmatites de Sidi Mezghiche dans le

diagramme triangulaire K2O-Na2O-CaO

Orthogneiss Paragneiss Aplite Pegmatite dans les pragneiss Pegmatites dans les orthogneiss

125

III-3) Conclusion :

L’étude géochimique des éléments majeurs et des éléments traces des pegmatites granitiques de

Sidi Mezghiche montre une nette indépendance entre les encaissants paragneissique et

orthogneissique d’une part et les aplites et les pegmatites d’autre part.

Les pegmatites de la région d’étude présentent des compositions d’un granitoïde différencié.

Certaines sont assez sodiques (albitisées). Ces roches sont relativement riches en P2O5 et pauvre en

éléments traces pour les termes leucocrates. Les teneurs en Rb, Cs et Nb ne montent pas bien haut,

donc probablement, ils ne sont pas encore assez différenciés pour être minéralisés. Le Ta est en

dessous de seuil de détection.

Les roches du Socle Kabyle de Sidi Mezghiche appartiennent à une série alcali-calcique au sens

de Peacock (1931). Elles sont peralumineuses au sens de Shand (1927).

Les pegmatites de la région d’étude sont riches en muscovite et pauvres en minéralisation. Ces

caractéristiques géochimiques et géologiques classe ces roches dans la cartégorie des pegmatites à

muscovite de la classification de Cerny (1992).

126

Quatrième chapitre

Classification et conclusion

générale

127

IV- Classification et Conclusion générale :

IV-1- Classification des pegmatites :

La classification des pegmatites granitiques a connu plusieurs modèles durant le 20éme siècle

(Jahns, 1955 ; Cerny 1982). Cette diversité est due essentiellement à la façon de résoudre les

problèmes par certains auteurs concernant les différents critères de pegmatite granitiques et le

processus de la genèse de ce type de roche.

L’une des classifications récentes, proposée par Cerny (1992) a subdivisée les pegmatites en

quatre classes principales (Fig. IV-1). Cette classification est basée sur plusieurs critères [(voir cf.

(II-1-4-2)]. Elle est basée sur la profondeur et les conditions pression, température, sur les

caractéristiques pétro-minéralogique et géochimique de la roche et sur l’emplacement et la forme

de filons

de pegmatite dans

l’encaissant. Cependant

Ces caractéristiques

serrent à donner une

approche plus exacte sur

les pegmatites

granitiques, tels que

celles du Socle Kabyle

de la région d’étude qui

peuvent être considérées

comme des

pegmatites à muscovite

(Fig. IV-1).

Cette classification

parait la plus adéquate

pour ces roches, car elles se caractérisent par :

la richesse en muscovite (Fig. III-24), la pauvreté en minéralisation avec présence de Nb et Th,

l’orientation parallèles aux roches encaissante de direction Est-ouest, le type d’encaissants

(paragneissique et orthogneissique) et le degré de métamorphisme de ces encaissants qui sont

déformés à haute température et moyenne pression, du faciès amphibolitique (Mahjoub, 1990).

Classification des pegmatites granitiques Cerny (1992)

Classe Type Sous-type

Abyssal (+11Km)

Muscovite (7 à 11km)

Eléments rares

Terre rare Allanite-monazite

Gadolinite

Béryl Béryl-columbite

Béryl-columbite-phosphate

Complexe Spodumène

Petalite

Amblygonite

Lépidolite

Albite-spodumène

Albite

Miarolitique

(1.5 à 3.5Km)

* Fig. IV-1Classification des pegmatites granitiques de Sidi Mezghiche

Positionnement des pegmatites de Sidi Mezghiche dans la classification de Cerny, 1992

* (3.5 à 7Km)

128

Tous ces observations et ces caractéristiques sont déjà discutées dans les chapitres pétrographique

et géochimique.

IV-2- Conclusion générale :

Les formations de la région de Sidi Mezghiche sont caractérisées par des séries schisteuses de

basse pression et de basse température, surmontant un complexe gneissique et micaschisteux de

basse à moyenne pression et de haute température (Mahdjoub, 1991). Ce complexe gneissique et

micaschisteux est traversé par des filons de roches magmatiques leucocrates à hololeucocrate. Il

s’agit, de filons de pegmatites granitiques et des aplites à grenat. Ces filons sont intrudées aussi

bien dans les orthogneiss et paragneiss que dans les micaschistes. Ils sont orientés parallèlement à

légèrement oblique à la foliation régionale de direction Est-ouest. Les pegmatites de la région

d’étude présentent des formes, des tailles et des textures minéralogiques variables. Elles sont

constituées principalement par une minéralogie à quartz, feldspaths, muscovite ± biotite, associées

à des minéraux accessoires grenat, tourmaline, apatite, zircon, et barytine…, des minéraux

d’altérations calcite, chlorite et damourite et des minéraux opaques. Les aplites à grenat sont

formées essentiellement par du quartz, des feldspaths, de la muscovite et du grenat ± apatite ±

zircon…

La majorité des pegmatites du Socle Kabyle de Sidi Mezghiche sont simples. Elles présentent

parfois, des structures complexes. La mise en place des corps de pegmatite semble être

efficacement contrôlée par la tectonique. En effet, les corps de pegmatites suivent

préférentiellement ces directions. Par ailleurs cette tectonique semble tracée le trajectoire des

solutions hydrothermales responsables des transformations métasomatiques affectant les

pegmatites de Sidi Mezghiche en montrant un début d’albitisation et par endroit de barytisation.

Les filons de pegmatite et d’aplite sont parfois structurés en bandes C/S marquant une

déformation syn-mise en place du pluton granitique tardi-hercynien de la région de Sidi

Mezghiche. Ces filons sont comparables à ceux de Kerkra (Collo) de l’unité supérieure de socle

Kabyle décrits par Y. Mahdjoub (1991), datés par la méthode Rb/Sr sur muscovite qui ont livré des

âges Permien 280-260 Ma c’est à dire synchrone à la mise en place des granites tardi-hercynien du

Socle Kabyle.

L’étude géochimique des éléments majeurs et des éléments traces des pegmatites du secteur

d’étude montre que ces roches sont peralumineuses au sens de Shand (1927) et appartiennent à

une série alcali-calcique au sens de Peacock (1931). Ces pegmatites sont riches en muscovite et

pauvre en minéralisation avec présence de Nb et Th. Elles montrent un début de métasomatose

129

sodique. Leurs directions sont parallèles à la foliation Est-ouest des roches encaissantes

paragneissique et orthogneissique. Ces encaissants montrent une déformation à haute température

et moyenne pression, du faciès amphibolitique (Mahjoub, 1991). Ces caractéristiques présentées

par les pegmatites de Sidi Mezghiche fait classées ces roches dans la catégorie des pegmatites

granitiques profondes à muscovite (7 à11 Km) de la classification de Cerny (1992) (Fig. IV-1).

130

Bibliographie

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