Problème de la limite Précambrien-Cambrien: étude radiochronologiques par la méthode U-Pb sur zircons du volcan du Jbel Boho (Anti-Atlas marocain) Géoparc Jbel Bani
le géoparc du jbel bani - tata

Problème de la limite Précambrien-Cambrien: étude radiochronologiques par la méthode U-Pb sur zircons du volcan du Jbel Boho (Anti-Atlas marocain) Géoparc Jbel Bani

Par J. DUCROT ET J. R. LANCELOT

Service de Géochronologie et de Géochimie Isotopique, Centre Géologique et Géophysique - U.S.T.L.,

Place E. Bataillon, 34060 Montpellier Cedex, France

Rue le 23 novembre, 1976

Révision acceptée pour publication le 21 juillet, 1977

La datation U-Pb a 534 + 10 Ma des zircons du volcan du Jbel Boho conduit à éliminer les hypothèses émises sur I'ige ancien de 1'Infracambrien (ou Adoudounian) de 1'Anti-Atlas marocain: cette formation appartient au Paléozoïque inferieur.

L'appareil volcanique a subi un faible événement thermique hercynien qui a provoque I’ ouverture des systèmes K-Ar et Rb-Sr mais n'a pasaffected'une faonne testable le system U-Pb des zircons. Ces nouvelles données U-Pb sont un argument supplémentaires pour déplacer la limite Précambrien - Cambrien vers des iges plus récents de 550-560 Ma.

A 534 + 10 Ma age has been obtained on zircons from Jbel Boho volcano by the U-Pb method; previous assumptions of older ages for the Anti-Atlas Infracambrien (Morocco) cannot be maintained. This formation belongs to the lower Paleozoic. A slight thermal event has affected the volcanic rocks during Variscan (or Hercynian) times and induced opening of the K-Ar and Rb-Sr systems; but the U-Pb system of the zircons has not been affected. These U-Pb data are further reasons to raise the Precambrian - Cambrian boundary to an age of 550-560 Ma.

Can. J. Earth Sci., 14,2771-2777(1977)

Introduction

L'histoire du globe terrestre a été subdivise en périodes, sur la base de critères paléontologiques, stratigraphiques et paléoclimatologiques (Holmes 1960); toutefois ces critères ont pu varier de place en place dans le temps, a 1'échelle du globe. Depuis l'apparition des donntes radiochronologiques, des doges absolus ont été attribues aux limites de ces périodes. Cependant, bien des méthodes utilises pour définir échelle des temps géologiques paraissent contestables A l'heure actuelle: c'est le cas de l'utilisation de la composition isotopique du plomb des galènes (Heyl et al. 1966; Lancelot et al. 1971), ou celle du system U-Pb des minéralisations uranifères qui subissent fréquemment d'intenses remobilisations épigénétiques (Burger et al. 1962; Lancelot et al. 1975).

Pour contribuer B la définition de la limite Précambrien - Cambrien, nous avons effectuât la datation absolue d'un Edifice volcanique de l'Anti-Atlas marocain, Edifice qui serait situé sous les niveaux renfermant les plus anciens Trilobites connus (Boudda et Choubert 1972).

Ces donntes ont permis, d'autre part, de caler dans le temps les résultats d'études de paléomagnétisme effectues sur les mimes échantillons (Daly et al. 1976, 1977).

Situation Géologique Au Maroc, sur le pourtour de la boutonnière précambrienne de Bou Azzer (Anti-Atlas), sous le Cambrien moyen dont la base est marquée paléontologiquement par la brèche B Micmacs' (figes. 1,2) se situent en concordance des terrains, non fossilifères B la base (Choubert 1957-1958) et géorgiens au sommet, d'apres les biozones A Trilobites (HupC 1952; Boudda et Choubert  1972). Dans cet ensemble Cimentaire aux dénominations diverses suivant les auteurs (Précambrien supérieur, Infracambrien, Adoudounian, Eocambrien, Cambrien), la limite inferieure du Géorgien n'a pas été encore nettement définie. La syénite constituant le coeur du volcan du Jbel Boho recoupe les dolomies inferieures non fossile & res (fig. 2) (Choubert 1952; Leblanc 1973); des coulées trachytiques et and éditiques issues de ce volcan sont interstratifiées dans les dolomies inferieures et des bombes volcaniques s'observent en inclusions dans ces mêmes dolomies; celles-ci reposent, en faible discordance dans cette zone (fig. 2), sur les laves calco-alcalines et acides du Précambrien I11 (Choubert 1957-1958,1967; Bouladon et Jouravsky 1954).

FIG. 1. Schéma de répartition des boutonnières précambriennes de 1'Anti-Atlas d'aprks Choubert (1963). La flkche indique la localisation du volcan du Jbel Boho en bordure de la boutonnière de Bou Azzer El Graara.

Donnes Radiochronologiques Antérieures De nombreuses datations ont été tentées sur les roches volcaniques du Précambrien I11 et de '1'Infracambrien du Maroc par les méthodes K-Ar et Rb-Sr; elles ont pour particularité d'avoir donne des bges trop jeunes, compris entre 490 Ma3 et 215 Ma (donnés K-Ar) et entre 560 et 380 Ma (donnés Rb-Sr) (Choubert et al. 1965; Charlot et al. 1970; Choubert et al.

1973). De telles anomalies se retrouvent pour des roches volcaniques comparables 8 celles du Précambrien 111 qui affleurent au Canada (Fairborn et al. 1966; Fairborn et al. 1967 ; Cormier 1969). D'autre part, deux roches Corruptives du Précambrien 111 ont été datées par U-Pb sur zircons respectivement 8 578 f 15 Ma. (n. a.)  Et 563 + 20 Ma (n.c.) dans le Haut Atlas, alors que les données Rb-Sr indiquaient 18 encore une ouverture de ce systéme chronométrique (JuCry et al. 1974, 1975; JuCry 1976).

Dans le cas du Jbel Boho, un 2ge de 290 f 15 Ma (A,,,, = 1.47 x lo-'' an-') a été obtenu par Rb-Sr sur roches totales (trachytes, andésites), de mzme, par K-Ar, un trachyte a fourni un bges de 315 Ma (Charlot et al. 1970; Choubert et al. 1965). Les résultats Rb-Sr ont été réinterprétés ultérieurement, pour aboutir a des 'bges reliques' compris entre 832 et 927 Ma pour '1'Infracambrien' marocain (Choubert et Faure-Muret 1970; Choubert et al. 1973).

Technique Expérimentale et Résultats Cinq lots de zircons non magnétiques ont été extraits d'un' Echantillon, pris en place, de syénite du volcan du Jbel Boho. Ces zircons sont ma1 cristallins, limpides, rose hyacinthe; d’après une étude au microscope a balayage et a la microsonde, ils ne présentent ni zonations, ni coeur hérité, ni macles, ni inclusions. Des micro fractures s'observent dans certains cristaux.

Quelques individus cristallins sont prismatiques, d'autres présentent le prisme (100) et les pyramides (101) caractéristiques des zircons de haute Temperature des laves ou des appareils hypo volcaniques (type D de la classification de Pupin et Turco (1972)) (fig. 3).

Les attaques dans le micro bombes (Lancelot 1975) ont porte sur des lots de 1 2 3 mg, schématiquement suivant la méthode de Krogh (1973).

0.5 a 0.3 x l o p 9 g. Les donnés expérimentales Sont présentes dans le tableau 1 et ante été reportes dans le diagramme Concordia I2O6Pb 238U-207Pb/235U (If ig. 4). Les nouvelles constantes de désintégration h, = 0.15525 x lo-'an-' et h, = 0.98485 x 10- an-' (Jaffey et al.1971) ont été utilised.

Dans le diagramme Concordia (fig. 4), les points exptrimentaux sont tr6s peu discordants; l'intercepta supérieur de la droite de régression, calcule a partir de ces points, avec la courbe Concordia, correspond a un doge de 534 + 10 Ma (n.c.). Le faible degré de discordance, identique a celui observât pour les zircons des laves du Précambrien I11 dans le Haut Atlas (JuCry et al. 1974, 1975; JuCry 1976) ne permet pas d'attribuer cette disposition, plus a un module de perte discontinue (Wetherill 1956), qu'a un module de perte continue (Tilton 1960; Ulrich 1963; Wasserburg 1963).

En conclusion, le faible degré de discordance des points expérimentaux et l'absence de caneur Hérité permet de situer 534 + 10 Ma l'dge de mise en place du volcanisme du Jbel Boho et du Depet des dolomies inferieures, ces Evénements Citant synchrones.

FIG. 2. Coupe schématique des terrains précambriens, infracambriens et cambriens au niveau du volcan du Jbel Boho. La distinction entre Adoudounienne et Georgien correspond à la définition de Choubert et al. (1973). Antérieurement (Choubert et Faure-Muret 1970), les dolomies inferieures, la skie lie de vin et le groupe dolomies supérieures, schistes et gras terminaux étaient respectivement attributs a 1'Adoudounienne inferieur, moyen et supérieur (+ : couches fossilifères).

Conséquences Radiochronologiques Les différences des dges obtenus avec les divers couples chronomttriques sont identiques a celles observes pour les laves acides du Précambrien I11 du Haut Atlas (Jury et al. 1974, 1975; JuCry 1976). Les laves du volcan du Jbel Boho ont perdu leur argon radiogénique et leur système Rb-Sr a été partiellement ou complétement Réhomogénéist a l'Hercynien, sous l'action d'au moins un faible avènement thermique.

FIG. 3. Zircons (fraction supérieure a 150 pm) extraits de la syénite du Jbel Boho, observas au Microscope a balayage (grossissement a: x 200, b: x 200, c: x 160, d: x 160). Les types D (prisme 100 et pyramides 101) et a prismatiques représentent moins de 5% de I’ ensemble des cristaux. En général, ces zircons ne présentent pas ou peu de faces cristallines, mais des formes 'squelettiques' (à, b). Noter la micro fracturation visible sur le zircon (d).

FIG.4. Diagramme Concordia 206Pb/238U-207Pb/Z35avUe c report de la droite de régression E calcul a partir des points expbimentaux, et de la courbe de diffusion D en prenant comme bornes de temps 534 Ma et 0.0 Ma (module de perte continue de Tilton (1960)).

TABLEA1U. D ondées expérimentales

*Composition isotopique du Pb commun utilisai pour la correction de blanc en plomb: 206Pb/Z04P=b 17.78; Z07Pb/204P=b 15.47; 20sPb/204Pb: 37.49. Erreur calcul6e moyenne: 0.9% pour (Z06Pb/Z3W) 1; 1% pour (2u7Pb/235U). Cette action conduit B l'obtention d'une droite isochrone dans le diagramme Rb-Sr pour les échantillons de laves provenant de diverses coulâtes (Charlot et al. 1970), ainsi qu'8 des 2ges similaires par les méthodes K-Ar (3 15 Ma) et Rb-Sr (301 + 15 Ma).5 La texture des roches analystes (laves avec structures de dévitrification), leur relativement haut rapport Rb-Sr et la présence d'eau (eau interstitielle des formations volcaniques et eau mtttorique) sont autant de facteurs qui ont pu jouer en faveur de la mobilisation du strontium radiogénique et des alcalins B Hercynien (Allègre 1967; Van Schuss et Bickford 1976; Wendt 1976). A cette période, dans la région de Bou Azzer, les circulations d'eau dans le Précambrien 111 (seule formation donnant une forte anomalie positive lors de prospections au scintillomètre) sont B mettre en relation avec la formation d'enduits uranifères (branntrite, uranospinite), dans les failles hercyniennes affectant les formations sous-jacentes au Précambrien 111. Une ancienne détermination a dont un 2ge de 240 f 50 Ma pour cette branntrite (Ledent 1960). Cet Avènement n'est pas détectable B l'aide du système U-Pb des zircons de la syénite. Par contre, les études paltomagnttiques (Daly et al. 1976, 1977) sur les roches volcaniques et sédimentaires du Précambrien I11 et de I’ Infracambrien de l'Anti-Atlas de la région de Bou Azzer, montrent l'existence d'une ou deux composantes d'aimantation secondaire venant se superposer B I’ aimantation ancienne acquise lors de la formation de ces roches; ces composantes indiquent un Cognement thermique d'environ 300" intervenu au Permien et un autre tâtonnement thermique datte du Carbonifère (300-330 Ma), d'apres les pales paltomagnttiques.

Conséquences Stratigraphiques Les hypothèses tamises sur l'2ge ancien (832 Ma, 927 Ma) de 1'Infracambrien' de 1'Anti- Atlas marocain ne doivent plus Citre retenues.

Les legs obtenus par la méthode U-Pb sur zircons, sur les 'stries intermédiaires' situâtes entre le socle précambrien plisst et ayant subi une dénitré phase de métamorphisme B 623 + 18 ~ a (C' la UER 1974) lors de l'orogenèse panafricaine et la couverture peu déforme, sont cohérents: 563 + 20 et 578 f 15 Ma (n.c.) pour le Précambrien 111 du Haut Atlas; 534 f 10 Ma (n.c.) pour le volcan Jbel Boho de 1'Infracambrien de 1'Anti-Atlas.

La valeur usuelle prise pour la limite Précambrien- Cambrien est de 570 Ma (The Phanérozoïque Time Scale 1964; Geological Time Scale, Van Eysinga 1975). Nous proposons de décaler cette limite Précambrien-Cambrien vers des Bges plus récents de 550-560 Ma, ces 2ges correspondant au Maroc B la limite Infracambrien - Précambrien 111. Dans ce cas, 1'Infracambrien doit Citre considérât comme faisant partie du Paléozoïque, même si les couches inferieures sédimentaires de cet Infracambrien ne sont pas fossilifères. Par voie de conséquence, dans 1'Anti-Atlas, le granite de Tafraout (s.s.) datte B 549 f 10 Ma, 5 d'apres les donntes de Charlot (1975), peut être considéra comme I'iquivalent des granites post-orogéniques, lits génétiquement aux tranchements du Précambrien 111, l'un de ces granites ayant kt6 datte B 563 + 20 Ma dans le Haut Atlas (JuCry et al. 1975; JuCry 1976).

Conclusion

Plus généralement, ces donntes U-Pb sur zircons montrent I’ importance: du choix du couple chronométrique suivant l'événement que Ion bire dater lorsqu'on s'adresse B des formations volcaniques; des datations absolues sur des corps volcaniques ou hypo volcaniques pour résoudre des problèmes stratigraphiques et fournir les donnes en temps absolu nécessaires au paléomagnétisme.

Remerciements

Nous remercions pour leur collaboration et leurs discussions scientifiques MM. R. Caby,

L. Daly, M. Leblanc, J. P. Pozzi et F. Proust.

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Source web Par : J. DUCROT , J. R. LANCELOT