Impact de la néotectonique quaternaire sur la dynamique sédimentaire du Saïs (Maroc) : du bassin d'avant fosse pliocène au plateau continental quaternaire

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Au passage du Néogène au Quaternaire, la région du Saïs a connu un changement important dans l’évolution géodynamique, marqué par une intense activité néotectonique qui a permis un changement radical de la géomorphologie du Saïs. Notre étude a permis de retracer l’histoire géologique de cette région depuis le Néogène. Au Miocène supérieur, le Saïs correspond à un bassin marin d’avant fosse lié au sillon sud rifain situé à la limite sud du Prérif en cours de surrection. Son comblement se fait par des faciès marins profonds. Il s’agit d’une séquence majeure de dépôts essentiellement marneux à intercalations de turbidites lenticulaires gréseuses. La régression du Pliocène inférieur et moyen permet le dépôt de faciès paradeltaïques marquant ainsi les derniers dépôts marins dans le bassin du Saïs. Au Pliocène terminal, le Saïs, ainsi comblé, forme un bassin endoréique correspondant à un palier simple sur le profil du paléofleuve de Sebou qui l’alimente. Nous avons situé l’exutoire du PaléoSebou dans la partie est du bassin, au droit de la ville de Fès. La sédimentation est détritique terrigène de type fluviatile sur les bordures du bassin. Elle est carbonatée et évaporitique de type lacustre au centre du bassin. Au Quaternaire, on observe un changement radical dans l’évolution du Saïs. Il s’agit de la réactivation néotectonique majeure du front sud rifain et des flexures du Moyen Atlas traduisant ainsi une phase de compression N-S à NNW‑SSE. Cette phase a permis la création de nouveaux reliefs sur les bordures du Saïs et la surélévation de ceux préexistants. Le système de rampes du front sud rifain permet le chevauchement, vers le sud, des rides de Zalagh et de Tghat sur les formations pliocènes du Saïs. Notre travail montre pour la première fois que le Saïs n’est plus un bassin situé entre deux chaînes, mais plutôt un plateau surélevé attaché au versant nord de la chaîne du Moyen Atlas. De ce fait, le drainage du réseau hydrographique se fait, désormais, du sud vers le nord perpendiculairement à la direction générale du Saïs. Les formations du Pliocène et leur substrat miocène subissent une érosion intense qui se traduit par des incisions dépassant les 100 m. Actuellement, la plaine de Saïs correspond à la partie médiane du bassin versant de Sebou située entre la partie amont dans le Moyen Atlas et le point bas exutoire situé dans le Prérif et la plaine du Gharb. Le passage du Pliocène au Quaternaire est marqué par une nouvelle phase tectonique qui a permis un changement radical dans la géomorphologie du Saïs et de ses bordures atlasiques et rifaines.

Saïs is located between Rif and Middle Atlas chains; its Quaternary evolution corresponds to an inversion in dynamics compared to its evolution in Miocene and Pliocene times. We defined three major stages: - Upper Miocene: the Saïs is a foreland deep marine basin located at the southern limit of Pre-Rif during its uplift. The sequence includes more than 1 km of marls with interbedded turbidite sands. The structural style analysis shows that NE and NW extensional faults are responsible for graben formation towards the Saïs basin centre. This extensional system is contemporary with an advance towards the south of preriffian ridges ramps existing in the northern part of basin. The simultaneity of the extensive and compressive structures is typical of the foreland basins. The last marine deposits in the Saïs basin are littoral and paradeltaic sandy marls. The ultimate filling in Saïs basin, of Lower and Middle Pliocene age, is due to the marine regression in the South riffian basin. - Upper Pliocene evolution: the Saïs basin, thus filled, formed a continental basin corresponding to a simple stage on profile of the Sebou palaeoriver. We define the discharge system of PalaeoSebou in the eastern part of basin near Fez. Sedimentation is dominated by conglomerates of fluvial origin on the edges of the basin; it is evaporatic and lacustrine carbonate towards the basin centre. The climate was hot and humid. The northern part of the basin shows a syntectonic character expressed by flexural faults that affected the fluvial conglomerates. This deformation reflects an episode of mobilization of the preriffain ridges ramp of Tghat and Zalagh. - Quaternary evolution: The culmination of Saïs area is made by the progress of preriffian ramp who overrides on Pliocene deposits of the northern edge of Saïs. The preriffian ridges migrate towards the south by Zalagh, Sebou and Sidi Hrazem ramps. The southern riffian front “FSR” towards the south in the plain reorganized a change of course of the Sebou palaeoriver. This deformation translates NS to NNW-SSE compressional strain and allows reactivation of the preexisting Miocene structures and the neo-formation of new structures. A change in the evolution of Saïs results also of major neotectonic reactivation of the flexures of North Middle Atlas. This new structural state allows the rise of the Saïs who becomes elevated plain related to the northern middle atlasic catchment basin. Saïs Pliocene formations and their Miocene substrate are subjected to intense erosion whith fluvial incisions exceeding 100 m. Currently, the Saïs plain corresponds to the median part of the Sebou catchment basin located between the middle Atlas upstream and Prerif downstream. This last paroxysmal strain has been also described in the Pre-Rif (Faugères, 1978 ; Ait Brahim & Chotin, 1983; Chalouan et al., 2000, 2003) and in the south of Middle Atlas (Charroud 2002; Charroud et al., 2006). It is interpreted as being the result of the crustal readjustment under Alboran, Rif and Atlas (Frizon de Lamotte et al., 2004), where shoshonitic volcanism produced in the eastern external Betico-Riffian zones is replaced by the alkaline volcanism (Calvert et al., 2000). The role of crustal readjustment to explain the culmination of Saïs is proven for atlasic chain (Teixell et al., 2003; Arboleya et al., 2004; Ayarza et al., 2005).