Cartographie et mode de mise en place des dykes et des sills de la province magmatiquede l’Atlantique central (CAMP) dans le bassin de Tindouf.

The central Atlantic magmatic province (CAMP) is the largest magmatic province on Earth. Itemplacement is related to the break-up of the Pangea. CAMP is represented by tholeiitic dikes, sills,and lava flows in North and South America, Africa, and Europe. In Algeria, quartz tholeiite CAMPformations are located in the western and southwestern part of the country. In the Tindouf basin,CAMP dolerites consist of sills, dikes and circular massifs.The aim of the present work is to mapping CAMP formations using remote sensing techniques,geochemistry and geophysics. This will help us to understand the emplacement mechanism of theCAMP in Tindouf Basin.Three dolerites groups were highlighted, the first is the iron rich sills belonging to the recurrent unit,the second is less rich on iron and belong to the superior unit while the third consist of circularmassifs which characterized by an Ni-PGE-Cu enrichment.The emplacement mechanism appears to be controlled by the major tectonic events, the dikesintruded in the faults and sills inside plastic Paleozoic formations.La province magmatique de l’Atlantique central (CAMP) est la plus grande province magmatique surTerre. Sa mise en place à la limite Trias/Jurassique est liée à la fragmentation initiale du supercontinent pangéen. On retrouve aujourd’hui les manifestations de cette province sous forme de sills,dykes et coulées basaltiques sur les quatre continents (Afrique, Europe, Amérique du Nord etAmérique du Sud). En Algérie, les formations de la CAMP sont connues à l’Ouest et le Sud-Ouest. Dupoint de vue géochimique, ces roches sont des tholéiites à quartz typiques de la CAMP. Dans le bassinde Tindouf, les formations de la CAMP consistent en sills, dykes et massifs circulaires.Le but de ce travail est de cartographier ces formations et de comprendre leur mode de mise enplace, en se basant sur les données de surface et de subsurface. Les données de surface consistenten données de terrain, pétrographique et géochimique et les résultats des traitements d’imagessatellitaires. Les données de subsurface se basent sur celles de la sismiques et de l’aéro-gravimétrie.Trois groupes de dolérites ont été mis en évidence par la télédétection et la géochimie. Il s’agit dugroupe de l’unité récurrente riche en fer, celui de l’unité supérieure moins riche en fer et le groupedes cheminées qui est très évolué et riche en Ni, Cu, Pb, Zn et en PGE.Le mode de mise en place semble de ces formations magmatiques dans le bassin de Tindouf sembleêtre contrôlé par les évènements tectoniques majeurs qui ont affecté cette zone. Les dykes se sontmises en place dans les vestiges d’anciennes failles et les sills dans les formations plastiques duPaléozoïque

Applications of Remote Sensing in Geoscience

Remote sensing is becoming an important and useful tool in mapping large, remote areas and has many applications in geosciences such as geologic and geo-structural mapping, mineral and water exploration, hydrocarbon exploration, natural hazards analysis, and geomorphology. The recent advances in remote-sensing imaging acquisition and availability of images can help geoscientists to explore and prepare maps quickly and evaluate the geo-potential of any specific area on the globe. Advances in remote-sensing data analysis techniques have improved the capacity to map the geological structures and regional characteristics and can serve in mineral exploration in complex and poorly understood regions. In this chapter, geophysical remotely sensed data (airborne geophysics) are integrated with other sources of remotely sensed data to analyze three separate areas, one each for geological structure, lineament presence and orientation, and geothermal potential. Three case studies are discussed in this chapter from three countries—Afghanistan, United Arab Emirates, and Algeria—to show the effectiveness of remote sensing in mapping and detecting geo-structural, geomorphological, and geothermal characteristics of ground surfaces

Cartographie et distribution des cheminées doléritiques dans le bassin de Tindouf par imagerie satellitaire, Landsat 8 et Sentinel 2A.

International audienceDes cheminées doléritiques sont connues dans le bassin de Tindouf en Algérie depuis les travaux de Jaqcuemont (1952) et Gevin (1960), et sont supposées appartenir à la Province Magmatique de l’Atlantique Central (CAMP). Le bassin de Tindouf est caractérisé par une abondance de formations magmatiques appartenant à la CAMP (Chabou, 2008; Bersi, 2016) qui affleurent sous forme de sills et de dykes. Ces formations magmatiques représentées essentiellement par des dolérites, se sont mises en place à la limite Trias-Jurassique (201 Ma) (Chabou, 2008). Les sills s’injectent dans les formations dévono-carbonifères et leur épaisseur totale peut atteindre une centaine de mètres (Chabou, 2008; Bersi, 2016). Les cheminées doléritiques affleurent dans les deux flancs du bassin sous forme de massifs sub-circulaires qui recoupent les formations paléozoïques. Sur le flanc Nord ces manifestations sont limitées au coeur des anticlinaux de Zemoul, d’Oum El Ksi, d’Igma, de Smeïra et de Tinfouchy, alors que dans le flanc Sud les cheminées sont localisées dans les formations argilo-calcaires du Viséen. Par ailleurs, elles sont très riches en sulfures et peuvent représenter l'équivalent de roches différenciées de LIP'S riches en PGE (éléments du groupe du platine) comme celle de la province volcanique de Sibérie (Norils'k), d’où l’intérêt de ces cheminées.La cartographie de ces manifestations semble être indispensable pour la compréhension de leur distribution spatiale et leur importance dans l’ensemble des formations magmatiques dans le bassin de Tindouf. Les images satellitaires sont d’un apport inévitable pour une meilleure cartographie, pour cela nous avons couplé deux sources de données multispectrales afin de mieux ressortir l’information spectrale nécessaire. Les images utilisées sont les images Landsat 8 avec une résolution spectrale de 30 mètres, et les images Sentinel 2A pour une résolution de 10 mètres, les traitements utilisés en géologie sur ce type d’image ont livré une meilleure cartographie en utilisant les ACP et les rapports de band ( Bersi, 2016 ) mais les cheminées restent toujours confondues avec le reste des formations doléritiques, pour les séparer du reste nous avons fait appel à une technique de détection semi-automatique avec l’outil Target Detection Wizard sous le logiciel ENVI, cette technique permet de détecter des cibles en faisant une corrélation sur tous les spectres de l’image avec des spectres obtenus au laboratoire. Pour faire face aux problèmes des effets de la patine et les autres perturbations (liées à l’altération) sur les réponses spectrales des roches, nous avons opté à créer une bibliothèque spectral propre aux cheminées, en récupérons les signatures spectrales depuis les pixels confirmés d’être des cheminées.Cette technique a permis non seulement une cartographie précise des cheminées doléritiques dans le bassin du Tindouf mais aussi de comprendre leur distribution spatiale. Les cheminées semblent avoir des contrôles lithologiques et structuraux pour leur mise en place. Ainsi, dans le flanc nord ces cheminées sont limitées aux cœurs des anticlinaux là où il y a le maximum de fracturations pour la facilité d’ascensions du magma, tandis que, sur le flanc sud ces formations doléritiques se trouvent au sein des formations argilo-calcaires viséennes, cela peut être expliqué par l’aspect tendre de ces dernières

The evolution of the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) plumbing system and its possible environmental effects during the Triassic-Jurassic transition: insights from doleritic pipes of the Tindouf basin, SW Algeria

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Détection semi-automatique des cheminées doléritiques du bassin de Tindouf par imagerie satellite Sentinel 2.

International audienceDoleritic pipes are known in the Tindouf Basin in Algeria since the works of Jaqcuemont (1952) and Gevin (1960), and are assumed to belong to the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP). The Tindouf Basin is characterized by an abundance of magmatic formations belonging to the CAMP (Chabou, 2008; Bersi, 2016) which outcrop mainly as sills and dykes. These magmatic formations represented mainly by dolerites, were emplaced at the Triassic-Jurassic boundary (201 Ma) (Chabou, 2008). The sills inject the devono-carboniferous formations and their total thickness can reach a hundred meters (Chabou,2008; Bersi, 2016). Doleritic chimneys outcrop in both flanks of the basin as sub-circular massifs that intersect the Paleozoic formations. On the northern flank, these manifestations are observed in the heart of the Zemoul, Oum El Ksi, Igma, Smeïra and Tinfouchy anticlines, whereas in the southern flank, the chimneys are located in the clay-limestone formations of the Viséen. On the other hand, they are very rich in sulphides and may represent the equivalent of PGE (platinum group elements) rich LIP'S differentiated rocks such as that of the Siberian magmatic province (Norils'k). The present work focuses on the mapping of these magmatic structures using remote sensing. In geological mapping, the treatments usually performed on satellite images give good results using PCA and band ratios (Bersi, 2016; Hachemaoui et al., 2018). However, these treatments seem to be ineffective in discriminating chimneys from the rest of the dolerite formations. In order to characterize doleritic chimneys by remote sensing, we used a semi-automatic detection technique with the Target Detection Wizard tool under ENVI software. This technique allows us to detect targets by correlating all image spectra with spectra obtained in the laboratory. To address the problem of the effects of patina and other disturbances (related to weathering) on the spectral responses of rocks, we opted for the creation of a spectral library specific to chimneys, by retrieving spectral signatures from pixels from known chimneys. The results obtained allowed us to map structures and areas with spectral signatures identical to those of the pipes in the entire Tindouf basin. However, the fact that some mapped areas coincide with the presence of known dolerite sills indicates that the spectral signature used likely corresponds to contact metamorphism that develops intensely around dolerite pipes, but also in the contact zone of the sills with the sedimentary host (Bersi, 2016; Chabou, 2008; Jacquemont, 1952; Gevin, 1960). Field investigations confirmed the latter result. Sampling of dolerites from chimneys allowed the use of this technique with new spectral signatures specific to these rocks, which allowed discrimination of facies corresponding to dolerite chimneys

The evolution of the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) plumbing system and its possible environmental effects during the Triassic-Jurassic transition: Insights from doleritic pipes of the Tindouf basin, SW Algeria

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Mapping CAMP formations of the northern flank of Tindouf Basin by integrating remotely sensed data, geochemistry and field observations

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Les pipes doléritiques CAMP du bassin de Tindouf : état des lieux et perspectives métallogéniques et pétrolières

International audienceLe bassin de Tindouf en Algérie a connu une intense activité magmatique datée de la limite Trias/Jurassique et appartenant à la grande province magmatique de l’Atlantique central (CAMP). Ce magmatisme s’est manifesté dans la région par la mise en place d’immense sills doléritiques au sein de la couverture paléozoïque du bassin et de longs dykes qui recoupent l’ensemble de cette couverture. Un troisième mode de gisement lié à cette activité magmatique a été signalé depuis longtemps, mais n’a jamais fait l’objet d’études détaillées : il s’agit de cheminées doléritiques ou petits massifs circulaires qui ressemblent à des pipes. Elles sont visibles au cœur des anticlinaux et dômes de la région et recoupent les couches sédimentaires à l’emporte-pièce en digérant partiellement son encaissant. Dans cette communication, nous présentons une synthèse des derniers travaux que nous avons réalisés sur les pipes doléritiques de la CAMP du bassin de Tindouf et les perspectives qui en résultent, notamment d’un point de vue métallogénique et pétrolier. Les études pétrologique et géochimique réalisées sur les dolérites des pipes du bassin de Tindouf ont mis en évidence des particularités qui les distinguent des autres dolérites de la CAMP décrites dans la littérature. Les dolérites des pipes montrent une texture granophyrique riche en quartz, feldspath alcalin et biotites, contrairement aux autres dolérites de la CAMP qui présentent des cortèges minéralogiques beaucoup plus mafiques et anhydres. Par ailleurs, elles se caractérisent par une abondance de sulfures disséminés et de xénolithes de carbonates. D’un point de vue géochimique, les dolérites des pipes montrent une composition évoluée et leurs spectres des terres rares et multiéléments présentent le plus fort enrichissement en REE at autres LILE comparés aux autres dolérites de la CAMP, de fortes anomalies négatives en Ti et Sr, et une forte anomalie positive en Pb. Les diagrammes et modélisations géochimiques indiquent clairement que les magmas des dolérites de pipes représentent les produits évolués de la dernière venue magmatique de la CAMP dans la région (unité récurrente) avec une importante assimilation de l’encaissant. Nous avons daté par la méthode 40Ar/39Ar une biotite d’un échantillon de pipe qui a fourni un âge (193,7 ± 3,4 Ma) beaucoup plus jeune que le pic du magmatisme de la CAMP (autour de 201 Ma), confirmant la mise en place tardive de ces pipes comme suggérée par la géochimie. Des datations supplémentaires sur les pipes du bassin de Tindouf sont en cours pour affiner l’âge de mise en place de ces structures magmatiques dans le bassin Tindouf. D’un point de vue métallogénique, la mise en place des magmas sous forme de pipes avec une assimilation importante des roches encaissantes, notamment des argiles riches en matière organique du Dévonien supérieur, l’abondance des sulfures disséminés dans les dolérites des pipes indiquant une saturation du magma parent en sulfures, et la présence de corps minéralisés autour des pipes, sont autant d’ingrédients favorables à la concentration de minéralisations riches en platine et autres PGE. Des analyses des teneurs en Pt/Pd d’une vingtaine d’échantillons de dolérites de pipes riches en sulfures et de corps minéralisés associés sont en cours pour évaluer les potentialités en PGE de ces structures magmatiques. D’un point de vue pétrolier, nous avons pu clairement identifier les pipes doléritiques sur les sections sismiques du flanc nord du bassin de Tindouf. La signature de ces pipes a été mal interprétée dans les rapports des pétroliers, qui le sont attribués tantôt à des zones bréchiques ou à des failles, tantôt à des défauts dans les sections sismiques. Une interprétation correcte des signatures de pipes sur les sections sismiques réalisées dans le Sahara algérien est désormais possible. Par ailleurs, l’utilisation des sections sismiques pour l’identification de structures de pipes offre d’immenses perspectives dans le domaine métallogénique, et plus précisément dans l’exploration du diamant, étant donné la prédominance de ce mode de gisement dans la mise en place des venues kimberlitiques. Nous montrerons un exemple d’une section sismique réalisée dans le bassin de Reggane montrant clairement une importante structure de pipe quipourrait représenter une venue kimberlitique, en relation avec la concentration alluvionnaire diamantifière du Djebel Aberraz, située à proximité. Un deuxième intérêt de l’étude de ces pipes doléritiques du bassin de Tindouf en relation direct avec le système pétrolier de ce bassin est la mise en évidence de la formation de plis (ou dômes) forcés au-dessus des pipes. La mise en place de magmas de pipes à faible profondeur engendre une déformation des couches sédimentaires sus-jacentes à l’origine de la formation de plusieurs dômes (à l’exemple de celui d’Assejmi formé au-dessus du pipe d’Assejmi découvert par notre équipe) et plis (à l’exemple de la structure plissée de Draa el Kelba formée aux dépens du grand pipe localisé au cœur de cette structure). Ceci explique la présence systématique des pipes doléritiques au cœur des structures anticlinales de la région. Or, la plupart des sondages pétroliers réalisés dans le flanc nord du bassin de Tindouf ont été forés au cœur de ces dômes et structures (le dernier forage d’exploration de la SONATRACH, OMLAE-01, a été réalisé à proximité du grand pipe de Draa El Kelba). Le fait que ces structures tectoniques (assimilées à des pièges pétroliers), considérées jusqu’à maintenant comme des structures hercyniennes, sont en réalité des plis et dômes forcés formés au-dessus de pipes doléritiques au début du Jurassique modifie complétement les éléments du système pétrolier du flanc nord du bassin de Tindouf, et explique en partie les résultats négatifs de ces sondages pétroliers. Ces nouvelles données permettront de réorienter l’exploration pétrolière dans la région vers d’autres types de pièges pétroliers (en évitant ces plis et dômes forcés) avec certainement un gain financier important. Enfin, la mise en place à l’aube de la période Jurassique de ces pipes doléritiques riches en sulfures et carbonates, et les émanations en gaz carbonique et sulfureux associées, pourrait avoir une influence sur l’environnement durant cette période