Brittle tectonics and state of stress in the basin of Tizi n'Test (High Atlas, Morocco) during the Tertiary inversion

Authors

  • A. Qarbous Université Mohammed V - Agdal, Institut Scientifique, Rabat.
  • F. Medina Université Mohammed V - Agdal, Institut Scientifique, Rabat.
  • C. Hoepffner Université Mohammed V - Agdal, Faculté des Sciences, Département des Sciences de la Terre, Rabat

DOI:

https://doi.org/10.3989/egeol.08641365

Keywords:

Tectonic inversion, Atlasic compression, microtectonics, sedimentary basin, Tizi n’Test, High Atlas,

Abstract


During the Atlasic compressional phase, the Tizi n’Test Triassic basin underwent a tectonic inversion responsible for the reactivation of the extensional Triassic structures. Contrary to former concepts suggesting a transpressional regime, the NE-SW to WNW-ESE trending faults had a reverse displacement, while the NW-SE to NNW-SSE ones were reactivated as strike-slip faults. The reverse motion of the initially normal faults led to the uplift of the basin and its basement in a pop-up style. This inversion is also responsible for a set of footwall synclines and hanging wall anticlines with variable half-wavelength, and related to basement reverse faulting. Striation analysis with the help of software R4DT was carried out at 45 sites in order to determine the state of stress. The 25 most reliable tensors show that the main compressive stress £m1 trends NW-SE to NNE. Analysis of the spatial distribution of the £m1 axis shows a main maximum at N012 and two secondary axes at N123 and N147. In absence of an absolute or relative chronology of the events, we interpret these directions as related to two distinct events, the age of which should be, by comparison with other studies, pre-Mio-Pliocene for the N012 phase and Mio-Pliocene for the NW-SE phase.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Amrhar, M. (2002). Les inversions tectoniques liées au rapprochement et à la collision Afrique-Europe enregistrées dans la couverture méso- et cénozoïque du Haut Atlas occidental (Maroc). 19th Colloquium of African Geology, Abstracts Volume, 10.

Angelier, J. (1984). Tectonic analysis of fault slip data sets. Journal of Geophysical Research, 89: 5835- 5848. doi:10.1029/JB089iB07p05835

Angelier, J. (1990). Inversion of field data in fault tectonics to obtain the regional stress. III. A new rapid direct inversion method by analytical means. Geophysical Journal International, 103: 363-376. doi:10.1111/j.1365-246X.1990.tb01777.x

Arboleya, M. L., Teixell, A., Charroud, M. & Julivert, M. (2004). A structural transect through the Middle and High Atlas in Morocco. Journal of African Earth Sciences, 39: 319-327. doi:10.1016/j.jafrearsci.2004.07.036

Armand, C., Beauchamp, J., Biron, P., Ganeval, J. & Petit, J. P. (1980). Quelques aspects de l’environnement tectono-sédimentaire des molasses permo-triasiques du Haut Atlas : l’exemple du bassin du n’Fis. Mines, Géologie et Energie, Rabat, 48: 69-75.

Arthaud, F. & Matte, P. (1977). Late Paleozoic strikeslip faulting in southern Europe and northern Africa result of a right-lateral shear zone between the Appalachians and Urals. Geological Society of America Bulletin, 88: 1305-1320. doi:10.1130/0016-7606(1977)88<1305:LPSFIS>2.0.CO;2

Ayarza, P., Álvarez-Lobato, F., Teixell, A., Arboleya, M. L., Tesón, E., Julivert, M. & Charroud, M. (2005). Crustal structure under the High Atlas Mountains (Morocco) from geological and gravity data. Tectonophysics, 400: 67-84. doi:10.1016/j.tecto.2005.02.009

Brede, R., Hauptmann, M. & Herbig, H. G. (1992). Plate tectonics and intracratonic mountain ranges in Morocco. The Mesozoic-Cenozoic development of the central High Atlas and the Middle Atlas. Geologische Rundschau, 81: 127-141. doi:10.1007/BF01764544

El Kochri, A. & Chorowicz, J. (1995). Oblique extension in the Jurassic trough of the central and eastern High Atlas (Morocco). Canadian Journal of Earth Sciences, 33: 84-92.

Fraissinet, C., Zouine, E. M., Morel, J. L., Poisson, A., Andrieux, J. & Faure-Muret, A. (1988). Structural evolution of the southern and the northern Central High Atlas in Palaeogene an Mio-Pliocene times. In: The Atlas system of Morocco: studies on its geodynamic evolution (Jacobshagen, V., ed.). Springer-Verlag, Lecture Notes in Earth Sci., 15: 273-291.

Frizon de Lamotte, D., Saint-Bézar, B., Bracène, E. & Mercier, E. (2000). The two main steps of the Atlas building and geodynamics of the western Mediterranean. Tectonics, 19: 740-761. doi:10.1029/2000TC900003

Froitzheim, N., Stets, J. & Wuster, P. (1988). Aspects of western high Atlas tectonics. In: The Atlas system of Morocco: studies on its geodynamic evolution (Jacobshagen, V., ed.). Springer-Verlag, Lecture Notes in Earth Sci., 15: 219-244.

Giese, P. & Jacobshagen, V. (1992). Inversion tectonics of intracontinental ranges : High and Middle Atlas, Morocco. Geologische Rundschau, 81: 249-259. doi:10.1007/BF01764553

Görler, K., Helmdach, F. F., Gaemers, P., Heibig, K., Hinsch, W., Schwartzhans, W. & Zucht, M. (1988). The uplift of the Central High Atlas as deduced from Neogene continental sediments of the Ouarzazate province, Morocco. In : The Atlas system of Morocco : studies on its geodynamic evolution (Jacobshagen, V., ed.). Springer-Verlag, Lecture Notes in Earth Sci., 15: 361-404.

Jacobshagen, V., Görler, K. & Giese, P. (1988). Geodynamic evolution of the Atlas system (Morocco) in post-Paleozoic times. In : The Atlas system of Morocco : studies on its geodynamic evolution (Jacobshagen, V., ed.). Springer-Verlag, Lecture Notes in Earth Sci., 15: 481-499.

Jenny, J. (1983). Les décrochements de l’Atlas de Demnat (Haut Atlas central, Maroc) : prolongation orientale de la Zone de décrochement du Tizi n’Test et clef de la compréhension de la tectonique atlasique. Eclogae Geologicae Helvetiae, 76: 243-251.

Laville, E. (1981). Rôle des décrochements dans le mécanisme de formation des bassins d’effondrement du Haut Atlas marocain au cours des temps triasiques et liasiques. Bulletin de la Societé Géologique de France, 7: 303-312.

Laville, E. & Fedan, B. (1989). Le système atlasique marocain au Jurassique : évolution structurale et cadre géodynamique. Sciences Geologiques. Memoire, 84: 3-28.

Laville, E. & Petit, J.-P. (1984). Role of synsedimentary strike-slip faults in the formation of the Moroccan Triassic basins. Geology, 12: 424-425. doi:10.1130/0091-7613(1984)12<424:ROSSFI>2.0.CO;2

Laville, E. & Piqué, A. (1991). La distension crustale atlantique et atlasique au Maroc au début du Mésozoïque : le rejeu des structures hercyniennes. Bulletin de la Societé Géologique de France, 162: 1161-1171.

Laville, E., Lesage, J. L. & Séguret, M. (1977). Géométrie et cinématique (dynamique) de la tectonique sur le versant sud du Haut Atlas marocain. Aperçu sur les tectoniques hercyniennes et tardi-hercyniennes. Bulletin de la Societé Géologique de France, 7: 527-539.

Manspeizer, W. (1983). Proto-Atlantic pull-apart basins along the south Atlas - 40° N fracture zone, Morocco and North America. Bulletin de la Faculté des Sciences Marrakech, Section. Sciences de la Terre, nº sp. 1: 61-68.

Mattauer, M., Proust, F. & Tapponnier, P. (1972). Major strike-slip fault of late Hercynian age in Morocco. Nature, 237: 160-162. doi:10.1038/237160b0

Mattauer, M., Tapponnier, P. & Proust, F. (1977). Sur les mécanismes de formation des chaînes intracontinentales. L’exemple des chaînes atlasiques du Maroc. Bulletin de la Societé Géologique de France, 7: 521-526.

Mattis, A. F. (1977). Nonmarine Triassic sedimentation, Central High Atlas Mountains, Morocco. Journal of Sedimentary Petrology, 47: 107-119.

Medina, F. (1986). Étude structurale de la partie occidentale d’un accident bordier atlasique : l’accident d’Ichemrarene - Imi n’Tanout (Haut Atlas occidental). Implication sur la chronologie relative des phases compressives tertiaires. Bulletin Sciences de la Terre, Rabat, 2: 86-98.

Medina, F. (1994). Evolution structurale du Haut Atlas occidental et des régions voisines du Trias à l’actuel, dans le cadre de l’ouverture de l’Atlantique Central et de la collision Afrique-Europe. Thèse d’Etat, Université Mohammed V, Fac. Sci. Rabat 1155, 260 pp.

Medina, F. (2000). Structural styles of the Moroccan Triassic basins. Zentralblatt fu.r Geologie und Paläontologie I, Heft 9-10 (1998): 1167-1192.

Medina, F. & Errami, A. (1996). L’inversion tectonique dans le bassin de Tine Mellil (Haut Atlas occidental, Maroc), Implications sur le fonctionnement de la faille de Tizi n’Test. Gaia, 12: 9-18.

Morel, J-L., Zouine, E-M., Andrieux, J. & Faure-Muret, A. (2000). Déformations néogènes et quaternaires de la bordure nord haut atlasique (Maroc) : Rôle du socle et conséquences structurales. Journal of African Earth Sciences, 30: 119-131.

Ouanaïmi, H. & Petit, J. P. (1992). La limite sud de la chaîne hercynienne dans le Haut Atlas marocain : reconstitution d’un saillant non déformé. Bulletin de la Societé Géologique de France, 163: 63-72.

Petit, J. P. (1976). La zone de décrochements du Tizi n’Test (Maroc) et son fonctionnement depuis le Carbonifère. Thèse 3ème cycle, Univ. Montpellier, France, 99 pp.

Petit, J-P. & Beauchamp, J. (1986). Synsedimentary faulting and paleocurrent patterns in the Triassic sandstones of the High Atlas (Morocco). Sedimentology, 33: 817-829. doi:10.1111/j.1365-3091.1986.tb00984.x

Petit, J-P., Raynaud, S. & Cautru, J-P. (1985). Microtectonique cassante lors du plissement d’un conglomérat (Mio-Pliocène du Haut Atlas, Maroc). Bulletin de la Societé Géologique de France, 8 sér, I, 3: 415-421.

Piqué, A. & Laville, E. (1993a). L’ouverture de l’Atlantique central: un rejeu en extension des structures paléozoïques? Comptes Rendus de la Academie des Sciences de Paris, 317: 1325-1332.

Proust, F. (1973). Etude stratigraphique, pétrographique et structurale du bloc oriental du Massif ancien du Haut Atlas (Maroc). Notes du Service géologique du Maroc, 34: 15-38.

Proust, F., Petit, J-P. & Tapponnier, P. (1977). L’accident de Tizi n’Test et le rôle des décrochements dans la tectonique du Haut Atlas occidental (Maroc). Bulletin de la Societé Géologique de France, 7: 541-551.

Qarbous, A. (2003). Evolution géodynamique du bassin triasique de la partie sud-orientale du Massif ancien du Haut Atlas occidental; chronologie du réseau de failles du Tizi n’Test. Thèse de Doctorat, Univ. Mohammed V-Agdal, Faculté des Sciences. Rabat 2135, 166 pp.

Qarbous, A., Medina, F. & Hoepffner, Ch. (2003a). Le bassin de Tizi n’Test (Haut Atlas, Maroc) : exemple d’évolution d’un segment oblique au rift de l’Atlantique central au Trias. Canadian Journal of Earth Sciences, 40: 949-964. doi:10.1139/e03-029

Qarbous, A., Medina, F., Hoepffner, C., Ahmamou, M., Errami, A. & Bensahal, A. (2003b). Apport de l’étude des bassins stéphano-autuniens et permo-triasiques du Haut Atlas occidental (Maroc) à la chronologie du fonctionnement de la zone de failles de Tizi n’Test. Bulletin de l’Institut Scientifique (Rabat), Sciences de la Terre, 25: 43-53.

Schwarz, G., Mehl, H. G., Ramdani, F. & Rath, V. (1992). Electrical resistivity structure of the eastern Moroccan Atlas system and its tectonic implications. Geologische Rundschau, 81: 221-235. doi:10.1007/BF01764551

Teixell, A., Arboleya, M.-L., Julivert, M. & Charroud, M. (2003). Tectonic shortening and topography in the Central High Atlas (Morocco). Tectonics, 22: 1051. doi:10.1029/2002TC001460

Teixell, A., Ayarza, P., Zeyen, H., Fernández, M. & Arboleya, M.-L. (2005). Effects of mantle upwelling in a compressional setting : the Atlas Mountains of Morocco. Terra Nova, 17: 456-461. doi:10.1111/j.1365-3121.2005.00633.x

Wigger, P., Asch., G., Giese, P., Heinsohn, W. D., El Alami, S. O. & Ramdani, F. (1992). Crustal structure along a traverse across the Middle and High Atlas mountains derived from seismic refraction studies. Geologische Rundschau, 81: 237-248. doi:10.1007/BF01764552

Downloads

Published

2008-06-30

How to Cite

Qarbous, A., Medina, F., & Hoepffner, C. (2008). Brittle tectonics and state of stress in the basin of Tizi n’Test (High Atlas, Morocco) during the Tertiary inversion. Estudios Geológicos, 64(1), 17–30. https://doi.org/10.3989/egeol.08641365

Issue

Section

Articles