Caractérisation et origine des magmas alcalins et des fluides sous le massif volcanique du Jbel Saghro, Anti Atlas, Maroc

Les laves alcalines sous-saturees riches en elements volatils sont les marqueurs du role important des fluides dans le manteau et des interactions fluide-roche et magma-roche, processus cles pour comprendre la dynamique du manteau convectif et les interactions asthenosphere-lithosphere en domaine intracontinental. L’objectif de cette these est d’apporter de nouvelles contraintes sur la genese des magmas alcalins en caracterisant les conditions de cristallisation, la source et les processus de fusion partielle a l’origine des nephelinites a olivine, des nephelinites a pyroxene et des basanites du champ volcanique du Jbel Saghro dans l’Anti-Atlas marocain.L’etude petrologique et geochimique des roches et des mineraux, couplee a l’analyse des inclusions fluides a permis de contraindre les conditions pre-eruptives des nephelinites de Saghro a 1.7–2.2 GPa et ~1350 °C. Les mineraux montrent que les magmas nephelinitiques sont riches en elements volatils (Cl, F, S), et les inclusions fluides indiquent que les magmas etaient satures en fluide riche en CO2 a des pressions > 590 MPa. Les differents assemblages mineralogiques des nephelinites et la presence de xenolites peridotitiques suggerent une ascension rapide des nephelinites a olivine et des processus plus complexes en profondeur pour les nephelinites a pyroxene.La modelisation des processus de cristallisation fractionnee et de fusion partielle des laves mafiques de Saghro a permis de determiner qu’elles sont issues de faibles taux de fusion partielle (0.6–2.5 %) d’une peridotite carbonatee enrichie en elements incompatibles, au niveau de la transition grenat–spinelle (~80–85 km) et en presence d’amphibole. Les nephelinites de Saghro montrent une evolution temporelle avec une legere augmentation du taux de fusion et une diminution de la quantite d’amphibole au residu des plus anciennes (nephelinites a olivine, 9.6 Ma) aux plus recentes (nephelinites a pyroxene, 2.9 Ma). Les basanites forment un systeme independant des nephelinites et sont issues de taux de fusion plus eleves. Les fortes variations dans leur composition chimique suggerent qu’elles ont subi de la cristallisation fractionnee lors de leur ascension.Les caracteristiques particulieres des nephelinites et basanites de Saghro (enrichissement en elements incompatibles, anomalies negatives en K, Zr, Hf et Ti, rapports Ca/Al et Zr/Hf eleves) indiquent que leur source a subi un metasomatisme principalement carbonatitique. L’influence de ce metasomatisme est plus forte pour les nephelinites a pyroxene que pour les nephelinites a olivine, impliquant une evolution temporelle de l’intensite du metasomatisme. Ces resultats suggerent des interactions fluide-roche sous le craton Nord-Ouest Africain, entrainant la formation d'un manteau metasomatise par des composants carbonatitiques riches en CO2 au niveau de la transition lithosphere-asthenosphere. L’origine du metasomatisme provoquant l’enrichissement de la source et la formation de veines d’amphibole pourrait etre liee a la fusion de reliquats de croute oceanique subductee. Les temperatures de fusion relativement faibles (< 1350 °C) suggerent l’absence d’anomalie thermique sous le Jbel Saghro, et favorisent donc un modele de delamination de la lithosphere comme initiateur du volcanisme. Cependant, l’augmentation du taux de fusion partielle au cours du temps, egalement observee dans le Moyen Atlas, et les similitudes isotopiques et geochimiques avec les laves alcalines des iles Canaries ne permettent pas d’exclure une influence du panache des Canaries sur la source du volcanisme alcalin du Jbel Saghro.