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Plate tectonics and intracratonic mountain ranges in Morocco - The mesozoic-cenozoic development of the Central High Atlas and the Middle Atlas

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Zusammenfassung

Die post-variskische sedimentäre und strukturelle Entwicklung der intrakontinentalen Gebirgsketten des Hohen und des Mittleren Atlas wurde durch plattentektonische Prozesse im atlantischen und westmediterranen Raum gesteuert, die auf ein ererbtes panafrikanisches bzw. variskisches Störungsmuster einwirkten. Zu Zeiten relativer tektonischer Ruhe bestimmten eustatische Meeresspiegelschwankungen die sedimentäre Entwicklung. Die von horizontaler und vertikaler Bruchtektonik beherrschte Atlas-Tektonik wurde durch in der Zeit wechselnde Streßfelder bestimmt. Wichtigste großtektonische, oft zusammenwirkende Steuerungsfaktoren waren: die bis in die Unterkreide wirkende Taphrogenese im Bereich des NW-afrikanischen Kontinentalrandes (triadisches Rifting und anschließendes Spreading im Atlantik), Transform-Bewegungen an der Neufundland-Gibraltar-Störungszone zwischen Lias und ältestem Eozän sowie die Konvergenz zwischen Europa (Iberia) und Afrika, welche nach ihrem Beginn in der späten Kreide ihren Höhepunkt im Neogen erreichte. Das Zusammenspiel dieser Faktoren bewirkte im zentralen Hohen Atlas und im Mittleren Atlas die Entstehung kontinentaler Riftgräben während der Trias, die von der Tethys ausgehende Flutung der zusammengewachsenen Riftgräben im Lias und untersten Dogger (Sinemurium — Aalenium) sowie die zuerst marine (Bajocium — Bathonium), dann kontinentale Füllung und Heraushebung der stillgelegten Riftzone zwischen spätem Mitteljura und später Unterkreide. Zwischen Apt und Ende des Mitteleozän kontrollierten vor allem eustatische Meeresspiegelschwankungen die sedimentäre Entwicklung. Nach ersten Hebungen im zentralen Hohen Atlas während des Senon begann die eigentliche Heraushebung der intrakontinentalen Ketten an der Wende Mittel-/Obereozän. Die mio-/pliozäne Hauptphase der Atlas-Tektogenese war zeitgleich mit der Orogenese im Betico-Rif-Bogen.

Abstract

Plate tectonic processes in the Atlantic and western Tethyan realm directed the post-Variscan sedimentary and structural evolution of the High Atlas and Middle Atlas intracontinental mountain ranges of Morocco. Plate movements caused a reactivation of an inherited pan-African or Hercynian fault pattern by the variation of stress regimes through time. This resulted in strike-slip as well as vertical tectonics. During times of relative tectonic quiescence eustatic sea-level changes governed the sedimentary development. The most important, often interacting, global tectonic determinants are: taphrogenesis of the NW-African continental margin lasting until the Early Cretaceous (Triassic rifting and subsequent mid-Atlantic spreading), strike-slip-faulting at the Newfoundland-Gibraltar fault zone (Liassic — earliest Eocene), and continental convergence between Europe (Iberia) and Africa which started in the Late Cretaceous and reached its acme in the Neogene. In the realm of the Central High Atlas and the Middle Atlas the interaction of these processes triggered continental rifting (Triassic) and subsequent marine flooding of the intergrown riftgrabens prograding from the Tethys realm (Early Jurassic — earliest Middle Jurassic). After its abortion, the former Atlas rift was filled up with marine sediments (Bajocian — Bathonian), followed by continental redbeds and final uplift (late Mid Jurassic — late Early Cretaceous). Eustatic sea-level changes mostly governed the sedimentary evolution from Aptian to latest Mid Eocene. After a first weak uplift of the central High Atlas during the Senonian major uplift of the intracontinental chains commenced at the Mid/ Late Eocene transition. Diastrophism of the Atlas ranges during the Miocene and Pliocene coincided with the main orogenic movements of the Betico-Rifean arc.

Résumé

L'évolution sédimentaire et structurale postvarisque des chaînes intracontinentales du Haut et du Moyen Atlas a été régie par les processus de la tectonique des plaques qui se déroulaient dans l'Atlantique et dans la Méditerrannée occidentale. Ces mouvements de plaques ont réactivé un ensemble de failles héritées des phases pan-africaine et hercynienne, en y produisant des déplacements verticaux et horizontaux en réponse aux fluctuations temporelles des champs de contraintes. Au cours des périodes de calme tectonique relatif, les changements eustatiques du niveau de la mer ont déterminé le régime de la sédimentation. Les facteurs de la tectonique les plus importants, à action d'ailleurs souvent combinée, ont été: la traphrogenèse, active jusqu'au Crétacé inférieur, de la marge nord-ouest du continent africain (rifting triasique et ouverture subséquente de l'Atlantique), les mouvements de décrochement le long de la zone transformante de Terre Neuve-Gibraltar depuis le Lias jusqu'au début de l'Eocène, ainis que la convergence entre l'Europe (Ibérie) et l'Afrique qui débuta au Crétacé supérieur pour culminer au Néogène. Dans le Haut Atlas central et dans le Moyen Atlas, le jeu combiné de ces facteurs a provoqué la formation de grabens continentaux (Trias) puis leur envahissement par la mer à partir de la Téthys (Lias-Dogger inférieur). Après la fin de son activité, le rift atlasique a été comblé par des sédiments, d'abord marins (Bajocien-Bathonien), puis continentaux jusqu'au soulèvement final (fin du Jurassique moyen — fin du Crétacé inférieur). De l'Aptien à la fin de l'Eocène moyen, l'évolution sédimentaire a été régie par les changements eustatiques du niveau de la mer. Après un premier soulèvement modéré du Haut Atlas central au cours du Sénonien, le soulèvement majeur des chaînes intracontinentales débuta à la limite Eocène moyen-Eocène supérieur. Le diastrophisme de l'Atlas au cours du Mio-Pliocène a coïncidé avec les mouvements orogéniques de l'arc bético-rifain.

Краткое содержание

Осадконакопление и р азвитие структур интраконтинентальн ых горных цепей высоког орного и среднего Атласа с по ст-герцинского времени управлялись в регионе Атлантичес кого океана и в западной ча сти Средиземного моря процессами тект оники плит, которые повлияли на унаследо ванную панафриканск ую, или герцинскую систе му нарушений. А в периоды сравнительн ого тектонического спокойствия в данном районе эвстатически е колебания уровня мор я регулировали, по все й вероятности, Осадкон акопление. Тектониче ские процессы а Атласе, зав исящие, как от горизон тальной, так и вертикальной те ктоники разломов, предопреде лялись, изменяющимис я во времени полями стр есса. Важнейшими крупнотектонически ми факторами управлени я, часто действующими о дновременно, были: Тафрогенез в северо-з ападной области афри канского материкового края, пр оявлявший свое влияние до нижне го мела (триадный рифт инг и последующее расшир ение дна Атлантическ ого океана), трансформные движения в зоне нарушений Ньюфа ундленд-Гибралтар в период между лейасом и ранним эоценом, а также конвергенция м ежду Европой (Иберия) и Африкой, начавшаяся в позднем меле и дости гнувшая своего апогея в неоге не. Совокупность этих процессов в триа ссе вызвала появлени е в центре высокогорно го Атласа, а также в среднем Атласе матер иковых рифтовых граб енов, которые в лейасе и ниж нем доггере (синемюрское-ааленск ое время), слившись вмест е, заполнились сначала морскими отложениям и (байосский-батский ве ка), пренесенными водами разлившегося Тетиса, затем материк овыми седиментами; все заве ршилось поднятием уже успокоенной зоны рифта в период между поздней нижней юрой и поздним нижним мелом. Между аптом и концом с реднoго эоцена эвстатические колеб ания уровня моря упра вляли отложением седимент ов. После первого поднятия в центре выс окогорного Атласа во время сенона началос ь именно поднятие интраконтинентальн ых цепей на рубеже средн его и верхнего эоцена. Осно вная фаза тектоничес ких процессов в Атласе со впадала по времени в миоцене/плиоцене с ор огенезом дуги Бетико рифа.

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  1. Rainald Brede &  Manfred Hauptmann

    Present address: , Elbestraße 15, D-1000, Berlin 44, Germany

  2. Hans-Georg Herbig

    Present address: Institut für Geologie und Paläontologie, Philipps-Universität Marburg, Hans-Meerwein-Str., D-3550, Marburg

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    1. Rainald Brede
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    2. Manfred Hauptmann
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    3. Hans-Georg Herbig
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    Brede, R., Hauptmann, M. & Herbig, HG. Plate tectonics and intracratonic mountain ranges in Morocco - The mesozoic-cenozoic development of the Central High Atlas and the Middle Atlas. Geol Rundsch 81, 127–141 (1992). https://doi.org/10.1007/BF01764544

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