Characterization of quaternary deposits and deformations in eastern Algeria
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Date
2023
Authors
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Publisher
University of Oum El Bouaghi
Abstract
This Ph.D. thesis is conducted to a broad comprehensive characterization of quaternary deposits and deformations in eastern Algeria. A specific focus on the investigation on these coastal formations was set. The coastal formations in this region are both the most recent and best-preserved, making them ideal for studying the geological history and neotectonics processes in the area.
Through field mapping and structural analysis, this study is aimed to identify and examine two main sedimentary units within the concerned formations which consist on: lower unit primarily, characterized by marine sediments, while the upper unit is composed of alluvial and colluvial deposits. By examining the composition and structural characteristics of these units, the geological processes and deformational history, associated with these deposits, can be determined.
The results of the study have revealed that both, the lower and upper units have indicated two significant deformational events. In the lower unit, two deformation events occurred: an early extensional structure north-south oriented, followed by a late compression structure with a west-east orientation. Likewise, in the upper unit, an early compression structure trending northeast-southwest was succeeded by a late extensional structure oriented west-east. These dated deformational events yield significant insights into late Quaternary tectonic activity in the region. Geomorphic features play a crucial role in the investigation of marine terraces along the Algerian coast. Softwares such as "MATLAB, ENVI, and ArcGIS" have been extensively used as tools to map these concerned areas. To achieve the task of mapping shoreline angles, cliffs, and synthesizing marine terraces, we utilized Lidar Elevation Model (LEM), Surface Classification Model (SCM), in conjunction with Google Earth support. The primary objective was to identify suitable marine terraces.
Additionally, the led study was aimed to explore the active tectonic impacts and the coastal landscape evolution regarding the North African active margin. In that purpose, emphasis on the Zemmouri, Ain Taya, Boumerdes, and Algiers reliefs was scheduled. By the use of advices such as marine terrace sequences and morphometric analysis of drainage patterns, the led research work was also intended to quantify patterns and aspects of coastal uplifts. The overall is planned to examine the active tectonic processes in this concerned region.
Thus, and as outcomes, the aimed research has contributed to a deep understanding of the neotectonics processes operating in the Eastern Algeria. Specific focus was put on marine terraces (quaternary deposits) and their deformations history (already and previously announced). Moreover, this directed study has enabled to establish a relationship between these recorded events and the seismic hazards for the aerial case study.
Finally, this research has provided interesting and valuable understanding for the geological evolution and geodynamic setting in the region, especially for the eastern Algeria.
As fruitful outcomes, this work has resulted in the publications of the following papers such as:
Uplifted marine terraces by active coastal tectonic deformation along the east of Algiers: implications for African and European plate convergence and sea-level curves
Morphometric analysis of sub-watersheds to evaluate relative tectonic activity. a case study of the northeastern of Algeria.
Geomatics-based assessment of the neotectonic landscape evolution along the Tebessa Morsott-Youkous collapsed basin, Algeria.
Moreover, additional research publications in that topics are scheduled in the near future
Development of an erosion map using geographic information systems (GIS) based on the hierarchical analytic process (AHP) case study of Boumerdes-Zemmouri, eastern Algiers.
Evaluation of active tectonics and geomorphic indices in Morsott basin, Algeria.
Cette thèse de doctorat vise une caractérisation exhaustive des dépôts quaternaires et des déformations dans l'est de l'Algérie, avec une attention particulière portée à l'étude des formations côtières. Les formations côtières de cette région sont à la fois les plus récentes et les mieux préservées, ce qui en fait un terrain idéal pour étudier l'histoire géologique et les processus néotectoniques de la région.
Grâce à la cartographie sur le terrain et à l'analyse structurale, cette étude vise à identifier et à examiner deux principales unités sédimentaires au sein de ces formations, à savoir l'unité inférieure principalement caractérisée par des sédiments marins, tandis que l'unité supérieure est composée de dépôts alluviaux et colluviaux. En examinant la composition et les caractéristiques structurales de ces unités, il est possible de déterminer les processus géologiques et l'histoire des déformations associées à ces dépôts.
Les résultats de l'étude ont révélé que tant l'unité inférieure que l'unité supérieure ont connu deux événements de déformation significatifs. Dans l'unité inférieure, deux événements de déformation se sont produits : une structure d'extension précoce orientée nord-sud, suivie d'une structure de compression tardive orientée est-ouest. De même, dans l'unité supérieure, une structure de compression précoce orientée nord-est-sud-ouest a été suivie d'une structure d'extension tardive orientée ouest-est. Ces événements de déformation datés fournissent des informations précieuses sur l'activité tectonique du Quaternaire tardif dans la région. Les caractéristiques géomorphiques jouent un rôle crucial dans l'étude des terrasses marines le long de la côte algérienne. Des logiciels tels que "MATLAB, ENVI et ArcGIS" ont été largement utilisés comme outils pour cartographier ces zones d'intérêt. L'objectif principal était d'identifier des terrasses marines appropriées en cartographiant les angles du littoral, les falaises et en synthétisant les terrasses marines, en utilisant le Modèle d'?lévation Lidar (LEM), le Modèle de Classification de Surface (SCM), avec l'utilisation de Google Earth.
En outre, l'étude visait à explorer les impacts tectoniques actifs et l'évolution du paysage côtier le long de la marge active d'Afrique du Nord. Dans cette optique, une attention particulière a été accordée aux reliefs de Zemmouri, Ain Taya, Boumerdes et Alger. En utilisant des méthodes telles que les séquences de terrasses marines et l'analyse morphométrique des schémas de drainage, la recherche avait pour objectif de quantifier les modèles et les aspects des soulèvements côtiers. Dans l'ensemble, l'étude avait pour but d'examiner les processus tectoniques actifs dans cette région spécifique.
Ainsi, les recherches menées ont contribué à une meilleure compréhension des processus néotectoniques opérant dans l'est de l'Algérie, en mettant l'accent sur les terrasses marines (dépôts quaternaires) et leur histoire de déformation déjà annoncée. De plus, cette étude a permis d'établir un lien entre ces événements enregistrés et les risques sismiques pour l'étude de cas aérien. En fin de compte, cette recherche a fourni une compréhension intéressante et précieuse de l'évolution géologique et du cadre géodynamique de la région, en particulier pour l'est de l'Algérie.
En tant que résultats fructueux, ce travail a abouti à la publication des articles suivants :
1. Terrasses marines soulevées par la déformation tectonique côtière active à l'est d'Alger : implications pour la convergence des plaques africaine et européenne et les courbes du niveau de la mer.
2. Analyse morphométrique des sous-bassins pour évaluer l'activité tectonique relative. Une étude de cas dans le nord-est de l'Algérie.
3. ?valuation de la géomatique de l'évolution du paysage néotectonique le long du bassin effondré de Tebessa Morsott-Youkous, en Algérie.
De plus, d'autres publications de recherche sur ces sujets sont prévues dans un proche avenir.