La méthode de datation par les traces de fission de l'uranium s'est révélée unique dans le domaine de la thermochronologie par sa capacité à retracer l'histoire finale du refroidissement et dela dénudation de massifs métamorphiques comme de l'histoire thermique de formations sédimentaires ou la datation de certains matériels volcaniques. Dans ce travail, nous décrivons cette méthode et présentons un ensemble de techniques analytiques mises au point et de calibrations réalisées dans le but d'utilisations ultérieures en géologie. Nous discutons quelques exemples d'application. Dans les Alpes occidentales françaises, l'analyse des traces de fission sur apatites d'échantillons issus du granite des Sept Laux (massif de Belledonne), dans la vallée de l'Eau d'Olle, suggère que cette méthode pourrait apporter une contribution dans la discussion actuelle sur l'origine de certaines vallées alpines. Ainsi, l'ouverture de cette vallée pourrait être la conséquence d'un jeu de failles actives depuis le Miocène moyen jusqu'à l'actuel. La caractérisation par traces de fission des apatites détritiques de dépôts fluviaux pourrait éventuellement être utilisée pour l'étude d'éventuels phénomènes de captures liées à des changements de régimes tectoniques. Nous avons ainsi étudié les apatites d'un paléodelta situé dans la moyenne vallée de l'Isère au niveau du sillon subalpin et de deux vallées, celles de l'Arc et du Bréda, situées en amont. La distribution des âges traces de fission de ces minéraux n'a pas confirmé un modèle suggéré récemment, qui proposait que le paléodelta étudié pourrait être associé à un "paléo-Arc" plutôt qu'à un "paléo-Bréda". Dans la Meseta occidentale marocaine, trois massifs granitiques (massif de Sebt Brikiine, de Ras El Abiod et de Hjir El Bark) situés dans les Rehamna ont fait l'objet d'une étude thermochronologique. L' analyse des traces de fission dans les zircons et les apatites de ces granites montre qu'ils ont enregistré les grands évènements thermotectoniques ayant affecté la Meseta depuis l'ouverture de l'Océan Atlantique central. Nous montrons comment un modèle de simulation numérique récemment proposé (1994) pour l'analyse des traces de fission dans les apatites permet de préciser l 'histoire thermique des massifs considérés depuis le dernier refroidissement au-dessous d'environ l20°C des échantillons analysés. Dans des travaux effectués antérieurement à l'apparition de ce modèle, nous avons montré, d'une part, que les sédiments de la marge transformante de Côte d'Ivoire-Ghana avaient connu une période de réchauffement entre 250°C et moins de 60°C post-datant largement, de manière inattendue, son "balayage" par une dorsale océanique. D'autre part, dans l'Ile d'Elbe, nous avons apporté les premières données "traces de fission" sur l'histoire de refroidissement de la granodiorite de Monte Capanne. Par ailleurs, au début des années 90, la méthode des traces de fission manquait encore de bons échantillons de référence pour la datation des verres volcaniques. A La suggestion de la Sous Commission de Géochronologie de l'International Union ofGeological Sciences, nous avons étudié les macusanites, obsidiennes du SE péruvien. Les résultats de ce travail suggèrent qu'il faut considérer avec réserve ces verres volcaniques en tant que standards d'âge potentiels, même s'ils conservent une certaine valeur comme matériel d'intercalibration entre laboratoires.

Des conclusions partielles ont été dégagées dans le courant de ce mémoire (stratigraphie, tectonique, métamorphisme, magmatisme). On en rappellera seulement ici les points essentiels en dégageant les problèmes qui restent posés. - Stratigraphie. La stratigraphie du Primaire a été précisée. Le fait qu'elle soit en partie datée par des fossiles permet de la prendre comme référence pour la datation des séries épimétamorphiques des Rehamna centraux et occidentaux. Trois problèmes de datation restent cependant imparfaitement résolus. Dans le Paléozoïque anchimétamprphique du nord, c'est l'attribution au Cambrien de la formation de Sidi-bou-Oukfa et l'attribution à l'Ashgill de la série flyschoÏde du Goulibet. Aucun argument paléontologique décisif n'étaye ces attributions, fondées uniquement sur des analogies de faciès. Au sud l'âge des formations métamorphiques, entièrement privées de fossiles, reste aussi problématique. Pour la formation des Ouled-Hassine, l'attribution au Dévonien paraît cependant très probable. L'attribution des micascistes à amphibolites au Viséen supérieur est argumentée plus à l'est par JENNY (1974). - Tectonique et métamorphisme. L'étude de la tectonique et du métamorphisme permet de retracer l'évolution de la région au cours de l'orogenèse hercynienne. Les principaux résultats ont été regroupés dans le tableau ci-contre. Les comparaisons avec les Rehamna centraux et occidentaux ont été évoquées plus haut et feront l'objet d'un travail commun. L'orogenèse débute par une phase de plissement N 40 accompagnée d'un métamorphisme épizonal croissant vers le S. Le style des déformations varie avec l'intensité du métamorphisme, on passe du nord au sud d'une schistosité de fracture à une schistosité de flux puis à une foliation. L'unité des Ouled-Hassine se déverse en chevauchant l'unité de la Koudiatel-Adam. Les plissements et les cisaillements qui suivent la 1ère phase sont contemporains d'un métamorphisme mésozonal localisé dans la partie sud du massif. Ces conditions mésozonales sont liées d'une part à la tectonique d'autre part à un bombement des surfaces isothermes que l'on rattache à une remobilisation du socle en profondeur avec anatexie (Michard 1968, Piqué 1972). La manifestation ultime de ce phénomène thermique est le métamorphisme de contact, lié à la mise en place d'apex granitiques. Le métamorphisme de contact serait en partie antérieur aux décrochements dextres N 140. Les granites ont achevé leur mise en place après cet épisode, aucune déformation n'y ayant été observé. La zone du Kharrou-El-Mesrane réorientée en N 120 après la phase de décrochement est affectée par des déversements vers le NW, accompagnées de décrochements N 80. Après les écaillages on ne note que quelques mouvements très réduits. Les filons de dacitoïdes se mettent en place à cette époque, avant le dépôt des conglomérats du Westphalo-Autunien qui représentent les produits de démantèlement de la chaîne. Le magmatisme tardi-orogénique reste actif comme le montrent les importantes coulées de laves à composition de latites qui surmontent les conglomérats. Les derniers mouvements correspondent à un bombement général du massif avec des jeux de failles accompagnés de flexures redressant les conglomérats. La formation de ces "molasses" est surtout importante au N, dans le fossé de Mechra-ben-Abbou. Si l'attribution au Viséen supérieur des formations micaschisteuses à amphibolites est exacte, le paroxysme orogénique est postérieur à cette période (voire au Namurien p.p.). On sait qu'il en est de même dans les Jbilete. C'est après la mise en place de nappes de glissement pendant le Viséen supérieur que s'y déroule le plissement paroxysmal avec écaillage des terrains antéviséens (Huvelin 1967, 1970). D'après les indications de P. Huvelin nous avons pu observer (Michard, 1972) que des plis synschisteux dirigés N 20 environ et accompagnés d'un métamorphisme épizonal affectent la série du Sarhlef, d'âge viséen supérieur. Dans la région des Smaala (Maroc central), le paroxysme orogénique avec développement de plis synschisteux est postérieur au Viséen supérieur (Y. Cailleux comm. orale). La mise en place de nappes de Viséen supérieur avec écaillage des formations antéviséennes peut être rapprochée des déversements observés du Jbel Kharrou. De même en Meseta côtière plissement synschisteux et métamorphisme seraient postérieurs au Viséen supérieur (A. Piqué, travaux en cours). Toutes ces régions se distinguent de la partie E du Maroc central (région de Khenifra) où la phase antéviséenne, avec son plissement synschisteux et son métamorphisme épizonal, peut faire figure de "phase majeure" de l'orogenèse hercynienne (Allary et al. 1972). Dans les Rehamna méridionaux, au fort métamorphisme post-viséen, il est difficile de préciser l'ampleur des mouvements anté-viséens. Des faciès conglomératiques et parfois chaotiques signalent cependant l'importance des mouvements dévoniens. Seule l'étude détaillée des Rehamna septentrionaux, où Viséen supérieur et Dévonien sont fossilifères, permettra de préciser l'intensité et le style des mouvements hercyniens précoces dans ce secteur de la Meseta.

Résultats obtenus dans ce travail. (1) Au plan local. On peut citer en premier lieu l'établissement de colonnes stratigraphiques d'une partie du Cambrien, de l'Ordovico-Silurien et du Dévonien. Ces résultats devront être corrélés avec ceux qu'établissent P. Jenny et Ch. Hoepffner dans d'autres parties des Rehamna. Il en est de même pour la carte au 1/50 000 présentée ici, qui est destinée à s'intégrer dans un ensemble plus vaste. Deux révisions stratigraphiques ont été effectuées : la série du Draa Guessaa a été datée de l'Ordovicien, et la série de Sekhira-es-Slimane et les formations équivalentes a été reconnue d'âge dévonien moyen (avec peut-être continuation dans le Dévonien supérieur) à la suite d'une tournée commune de l'équipe strasbourgeoise. Cette dernière attribution conduit à souligner l'importance des mouvements tectoniques calédoniens tardifs (hercynien très précoce ?) vers l'ouest de la Meseta. Enfin, la description des évènements métamorphiques et tectoniques, déjà amorcée par Gigout et Michard, a été effectuée dans les limites du terrain étudié. (2) Au plan général. Le résultat le plus notable au plan général semble être la démonstration de la forme en dôme des isogrades et isostyles, grâce à l'existence d'un niveau repère stratigraphique, et la liaison de ce dôme avec le front thermique. On a pu décrire la liaison entre le degré de métamorphisme et l'intensité des déformations : c'est le passage, par exemple, entre les phyllades et les micaschistes, d'une schistosité verticale à une schistosité horizontale. Le flux thermique présentait un gradient élevé dans les zones centrales les plus profondes ; il traduisait lui-même la remobilisation puis la fusion granitisante du socle. Il y aurait aussi une liaison entre la mise en branle de ce centre granitisé, la progression de son ascension dans les séries, et une phase de laminage et de crénulation des structures paroxysmales ; l'aire de répartition de ces déformations tardives est localisée autour de la zone à apex granitiques. Un autre résultat est la mise en évidence du changement du type de la déformation des galets des conglomérats entre les Schistes verts supérieurs et les mica schistes à disthène, et la tendance des galets à prendre la forme d'un ellipsoïde de révolution pour les déformations intenses.

Dans les Rehamna orientales (meseta hercynienne marocaine), quatre unités structurales ont été individualisées, séparées par des contacts anormaux peu pentés, Ce sont, de bas en haut 1 - L'unité des Oulad Aguil Cette unité comprend deux grands groupes lithostratigraphiques dont les relations structurales ne sont pas encore définitivement établies : - au N, c'est le groupe de la Koudiat el Adam, non métamorphique, daté de l'Ordovicien et constitué d'environ 1500 m de sédiments détritiques (grès, quartzites, siltstones, argilites) déposés en milieu marin peu profond; les roches de ce groupe constituent un vaste anticlinal kilométrique originellement déversé au NW. - au S, c'est le groupe deo Ouled Hassine, métamorphique, non daté mais probablement d'âge post-ordovicien supérieur, constitué de roches métamorphiques variées (quartzites, calcaires, conglomérats, phyllites, slates) qui rappellent des faciès marins de plate-forme; l'épaisseur de la succession est au moins d'un millier de mètres; les roches de ce groupe constituent un vaste synclinorium déversé au NW qui semble relayer normalement vers le S l'anticlinal précédent; dans ce groupe le métamorphisme est prograde vers le S. 2 - L'unité de Benguerir Cette unité est constituée de roches métamorphiques, non datées, d'origine volcano-sédimentaire (quartzophyllites, phyllites, schistes, métatufs basiques, amphibolites, épidotites) rappelant beaucoup certains faciès d'âge viséen supérieur connus plus au N et plus au S ; le métamorphisme est prograde vers le S. Cette unité repose sur le groupe des Ouled Hassine au N par l'intermédiaire d'un contact anormal faiblement penté au SSE. 3 - L'unité du Jebel Kharrou Cette unité, non métamorphique, datée de l'Ordovico-Silurien, est constituée des mêmes roches que le groupe de la Koudiat el Adam; elle est tronquée à la base par un contact anormal bréchifié très peu penté et repose sur les deux unités précédentes. 4 - L'unité de Dalaat Cette unité, non métamorphique, est constituée de roches détritiques (grès, siltstones, argilites silteuses, conglomérats) et carbonatées (calcaires) d'âge viséen supérieur-namurien (?); elle constitue une klippe, tronquée à la base par un contact anormal bréchifié, et elle repose sur l'unité du Jebel Kharrou. Les deux unités les plus basses, bien que séparées par un contact anormal, subi des évolutions tectono-métamorphiques similaires; elles représentent le substratum relatif des deux autres unités sus-jacentes. Evolution tectonique, métamorphique et magmatique des Rehamna orientales Cette évolution peut être grossièrement divisée en trois périodes, après le dépôt des sédiments (Cambrien à Viséen supérieur-Namurien (?)) 1 - Entre le Viséen supérieur et le Namurien ( ?) et l'Autunien se situe une évolution tectono-métamorphique polyphasé, essentiellement commandée par des cisaillements de moins en moins ductiles avec le temps, la tendance générale est à un déplacement de matière vers l'W ou le NW : synchrone du métamorphisme régional à séricite-biotite, on a un paroxysme thermique du métamorphisme marqué par la cristallisation de grenat, de staurotide et de cordiérite. Ces minéraux sont ensuite repris par un deuxième épisode de plissement déjeté au NW ou à l'W, accompagné de couloirs de cisaillements ductiles fortement pentés à l'Est dans lesquels il n'y a pas de nouvelles cristallisations. Un troisième épisode de plissement N 140° lié à des décrochements dextres, réoriente les structures précédentes. L'unité de Benguerir chevauche ensuite l'unité des Oulad Aguil du SE vers le NW en conditions superficielles. Ce chevauchement est peut-être recoupé par des granites dans les Rehamna centrales; dans ce cas, il serait anté-granites, datés de - 273±2 M.a. (Autunien basal). Le contact anormal est recoupé dans le secteur étudié par des filons de microdiorite quartzique eux-mêmes postérieurs aux granites. 2 - Pendant l'Autunien (sous réserve des attributions chronologique) le bâti est affecté d'une importante tectonique tangentielle marquée par la mise en place d'une nappe tectonique épiglyptique : l'unité de Dalaat. Cette nappe transporte des roches déjà plissées et tronquées à la base. Le déplacement se fait du N vers le S, à partir d'une partie actuellement inconnue et sur au moins 22 km. Le passage de cette nappe entraîne des morceaux de substratum (unité du Jebel Kharrou) en position paraautochtone sur au moins 20 km vers le Sud. Les causes de cette tectonique tangentielle du Nord vers le Sud sont actuellement inconnues. La mise en place de ces nappes achève la fin du cycle hercynien. 3 - Les premiers dépôts post-orogéniques sont représentés par des conglomérats attribués à l'Autunien et qui proviennent de l'érosion de la chaine hercynienne. Il leur fait suite l'épanchement de laves permo-triasiques, suivis de la formation de horsts et de grabens N 70°. Ces deux derniers événements pourraient marquer une distension régionale post-hercynienne. Après une nouvelle période d'érosion, la mer transgressera cette région au Crétacé inférieur.

L'introduction est essentiellement consacrée à l'historique des travaux géologiques faits sur le Primaire du massif des Rehamna et sur les interprétations proposées pour expliquer la structure de sa partie septentrionale (région de Mechra ben Abbou). La première partie est relative à la stratigraphie des terrains impliqués dans l' orogenèse hercynienne et des molasses post-orogéniques, l'accent étant mis sur l'évolution paléogéographique des bassins. Le Cambrien, l'Ordovicien et le Silurien sont caractérisés par un régime de plate-forme peu profonde. A partir du Dévonien inférieur, la géométrie des bassins commence à se dessiner: un haut-fond (ou terre émergée) subméridien, placé au niveau de l'actuel axe d'Imfout va guider la sédimentation et l'évolution des bassins successifs pendant tout le Dévonien et le Carbonifère inférieur. Cette paléogéographie est analogue à celle de la Méséta nord-occidentale qui constitue le prolongement septentrional de la zone étudiée. Les conglomérats de Mechra ben Abbou, produit de démentelement de la chaine hercynienne, ainsi que les produits volcaniques associés se sont déposés dans des bassins intramontagneux contrôlés par des failles d'abord E-W puis N30°. La deuxième partie est consacrée à l'étude des déformations synsédimentaires qui ont accompagné l'ouverture des bassins glissements intraformationnels synchrones de la sédimentation dans les bassins dévonien inférieur et viséen supérieur ; olistolites et olistostromes essentiellement dans le bassin dévonien inférieur; nappes gravitaires (ou klippes sédimentaires) sur la bordure occidentale du bassin viséen supérieur et failles synsédimentaires actives pendant l'ouverture des différents bassins du Dévonien au Carbonifère. La troisième partie est consacrée à l'étude du magmatisme préorogénique viséen. Sur la base des analyses pétrographiques et chimiques des éléments majeurs, nous retiendrons qu'il s'agit d'un magmatisme tholéiitique associé à l'ouverture d'un bassin arrière arc. Ce résultat est en accord avec les études faites par d'autres auteurs sur le magmatisme dinantien des Jebilet centrales et de la Méséta nord-occidentale qui appartiennent paléogéographiquement au même ensemble. La quatrième partie est axée sur l'étude tectonique ; Trois épisodes de déformation sont mis en évidence : 1 - déformation précoce caractérisée d'abord par un plissement P0 très modéré suivi d'une phase d'érosion et de la mise en place, en partie gravitaire, de l'unité allochtone de la Gada Jennabia ; 2 - déformation majeure d'intensité variable selon les zones : elle est maximale dans des couloirs répartis en deux directions N-S à N30° et N70°, sans doute héritées des zones d'anisotropie du socle sous-jacent, où se produisent successivement deux phases de plissement Pl et P2 suivies de cisaillement cassant à composante décrochante dextre. Dans des couloirs plus larges, la déformation majeure est moins intense ; les seuls plis P1 qui y sont représentés sont en échelon ; leur obliquité sur les couloirs indique encore une tendance décrochante dextre 3 - tectonique tangentielle tardi-hercynienne : d'abord une première phase qui se manifeste par des chevauchements du SE vers le NW dans certains couloirs de cisaillement ; il semble y avoir un passage du décrochement au chevauchement. Certains contacts tangentiels précoces sont également réactivés. Lors de la seconde phase, les déplacements sont du N vers le S. Cette seconde phase est peut-être synchrone de la déformation des molasses post-orogéniques. Les déformations post-orogéniques qui affectent les premiers dépôts congloméra tiques et volcaniques (formation 1) ainsi que leur substratum paléozoïque se manifestent par un plissement N60° à N80° suivi d'écaillage à vergence N à NNW puis de fracturation N30° et N80° ; les conglomérats et le matériel volcanique de la formation 2 qui reposent en discordance angulaire sur les premiers sont flexurés par un rejeu tardif des failles N30°. Dans la conclusion générale un essai de synthèse de l'évolution sédimentaire et tectonique dans l'ensemble du tronçon hercynien du Moyen Maroc a été proposé : la migration de la déformation paroxysmale de l'Est (Midelt) où elle est d'âge dévonien supérieur à l'Ouest (Méséta occidentale) où elle est d'âge post-namurien permet de placer la partie interne de la chaîne vers l'Est. Un modèle géodynamique déduit des résultats géochimiques des roches magmatiques dinantiennes envisage une suture probable vers l'Est du Maroc avec plongement d'une plaque océanique vers l'Ouest, sous la Méséta occidentale. Cette suture marocaine hypothétique pourrait constituer un prolongement vers le Sud de la suture méridionale de la chaîne hercynienne de l'Europe.