Sedimentology and ichnology of the Numidian Formation in the Ouarsenis Mountains, northwestern Algeria

Abstract

La Formation Numidienne dans les Monts de l'Ouarsenis, au Nord-Ouest de l'Algérie, est constituée de dépôts siliciclastiques intercalés avec des argilites hémipélagiques dans les quatre coupes étudiées, situées dans les régions de Theniet El Haad et de Chlef. Ces derniers comprennent deux principales unités lithostratigraphiques informelles : (1) l'unité inférieure (dominée par les argiles) ; (2) l'unité supérieure (dominée par les grès). L'unité inférieure a livré de rares foraminifères agglutinés, tels que Glomospira sp., Ammodiscus sp., Paratrochamminoides sp., Haplophragmoides sp., Trochamminoides sp., et Recurvoides sp.. En revanche, les recherches de kystes de dinoflagellés dans les unités inférieure et supérieure des coupes étudiées ont donné des résultats positifs manifesté par des assemblages riches, bien que taxonomiquement appauvris, associés à d'autres palynomorphes aquatiques. L'interprétation biostratigraphique de ces assemblages est difficile et imprécise jusqu'à présent, mais elle suggère une période allant de la fin du Paléogène au début du Miocène. Huit lithofaciès ont été distingués, dont un grès massif (F1), un grès à grains moyens à très grossiers, a granoclassement normal (F2), un grès caillouteux a granoclassement négatif à un grès à stratification parallèle (F3), grès à grains moyens à fins (F4), et conglomérats a mudclastes (F5), grès/siltite déformé (F6), Alternance d’argilite avec siltite et grès (F7), et argiles marneux versicolores (F8). Ces lithofaciès ont donné lieu à trois principales associations de faciès, dont (1) l'association de faciès riche en sable FA1 déposée en remplissage de chenaux. Il est présent dans la partie supérieure de toutes les coupes étudiées ; (2) l'association de faciès FA2, alternances d’argile silteuse et de grès, correspondant au dépôt de la bordure de chenal, au débordement du chenal, aux crevasses-splay et/ou lobes. Cette association de faciès se rencontre occasionnellement dans les unités inférieures et supérieures des coupes étudiées ; (3) l'association de faciès FA3, riche en boue déposée sur le fond du bassin ou sur le talus continental, qui ont été coupées par des chenaux étroits et épars, présente dans l'unité inférieure de toutes les coupes étudiées, à l'exception de la coupe de la Forêt des Cèdres. Vingt-deux ichnogenres ont été déterminés, avec une dominance des ichnotaxons post- dépositionnels (62%), et des ichnotaxons pré-dépositionnels (38%). Ils sont généralement présents dans les grès à grains fins et à lits minces (représentant le faciès F4), principalement dans les associations de faciès FA2 et FA3. Les analyses ichnologiques associées aux données sédimentologiques indiquent un environnement de mer profonde avec des assemblages typiques de traces fossiles attribués à l'ichnofaciès Nereites, y compris ses trois principaux ichno-sous-faciès, notamment : (1) l'ichno-sous-faciès Ophiomorpha rudis, enregistré dans le faciès F1, provenant d'environnements de chenaux et de levées; (2) l'ichno-sous-faciès Paleodictyon enregistré dans le faciès F4, déposé dans des environnements de marges de chenaux ou de levées; (3) L'ichno-sous-faciès Nereites est enregistré dans FA2, qui a probablement été déposé dans l'environnement du fond de bassin, spécifiquement dans des crevasses-splay ou de petites lobes caractérisés par des flux turbiditiques occasionnels associés à une sédimentation pélagique et hémipélagique. La méthode d'analyse de provenance avec les données du paléocourant est appliquée ici pour contraindre la roche mère des sédiments de la formation Numidienne. L'analyse des données du paléocourant basée sur les mesures prises sur des structures sédimentaires de base de banc ne montre pas une orientation unique du paléocourant. Cependant, l'orientation principale basée sur les flutes casts et les frondescent marks est plus cohérente et va du Sud-est à l'Est. 205 grains de zircon ont été séparés de deux échantillons représentatifs (KMS-b29 et KRS-b01) pour effectuer des analyses géochronologiques U/Pb et une description morphologique. Les images CL des grains de zircon et le rapport Th/U montrent des grains abondants d'origine magmatique et des grains de zircon moins abondants indiquant une origine métamorphique. Trois groupes principaux d'âges de zircon ont été caractérisés : (1) 563-992 Ma indiquant le Néoprotérozoïque ; (2) 1007-1527 Ma indiquant le Mésoprotérozoïque ; (3) 1684-2470 Ma indiquant le Paléoprotérozoïque, avec quelques grains de zircon indiquant le Néoarchéen et le Mésoarchéen. Ces âges de zircon indiquent les orogenèses éburnéenne et panafricaine sans preuve sur les orogenèses hercynienne et alpine. Les caractéristiques susmentionnées des grains de zircon analysés, associées aux données de paléocourant, pointent vers une origine africaine des dépôts étudiés.