Electrical resistivity structure of the eastern Moroccan Atlas System and its Tectonic implications |
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| Authors: | G Schwarz H G Mehl F Ramdani V Rath |
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| Institution: | (1) Present address: Fachrichtung Geophysik, Freie Universität Berlin, Rheinbabenallee 49, D-1000 Berlin 33, FRG;(2) Present address: Service de Physique du Globe, Université Mohamed V, B. P. 703, Rabat, Morocco |
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| Abstract: | The electrical resistivity structure of the crust and upper mantle of the Atlas Mountain System was studied using magnetotelluric and geomagnetic deep soundings. Field experiments were done in eastern Morocco along a traverse from the Anti Atlas to the Rides Rifaines in two campaigns in 1983 and 1988.Zones of very low electrical resistivity could be identified in the various structural settings at different depth ranges, most likely connected directly to the tectonic evolution of the mountain belts. A mid-crustal low resistivity layer with total conductance (thickness-resistivity ratio) of about 2000 Siemens stretches from the southern border of the High Atlas towards the Middle Atlas. This layer seems to characterize the base of crustal detachment, e.g., the plane for large horizontal overthrusting, and supports the idea of thick- and thin-skinned tectonics involved in Atlasic mountain building. In the western Middle Atlas an upper-crustal low resistivity layer (at depth < 10 km) was found in the area where volcanic activity was present, pointing towards a direct relation between low electrical resistivity and volcanic or postvolcanic events. North of the Middle Atlas resistivity structures change totally: The Pre and parts of the Sub-Rif have a highly conductive cover, presumably connected to the molasse basin. Total conductance was calculated to reach 6000 Siemens. No further conductive structures, like, e.g., the ones found beneath the High and Middle Atlas, are seen within the resistive crust, but at much greater depth within the upper mantle.
Zusammenfassung Im marokkanischen Atlas-System wurde der elektrische Widerstand der Kruste und des oberen Mantels mit magnetotellurischen und erdmagnetischen Tiefen-Sondierungen erkundet. Die Feldmessungen wurden in den Jahren 1983 und 1988 im östlichen Marokko entlang einer Traverse vom Anti Atlas bis in das Rif durchgeführt.In den einzelnen strukturellen Einheiten wurden in unterschiedlichen Krustentiefen Schichten sehr kleiner elektrischer Widerstände entdeckt, die direkt mit der tektonischen Entwicklung des Atlasgebirges verknüpft zu sein scheinen. Zwischen dem Südrand des Hohen Atlas und dem Mittleren Atlas im Norden erstreckt sich eine Zone sehr kleiner Widerstände (integrierte Leitfähigkeit etwa 2000 Siemens) in mittleren Krustentiefen. Diese Schicht scheint einen Bereich krustaler Ablösung zu kennzeichnen und kann als Basis einer weitspannigen Überschiebung angenommen werden. Diese Form der »thick- & thin-skinned« Tektonik scheint wesentlich am Prozess der Gebirgsbildung im Atlas beteiligt zu sein. Im westlichen Mittleren Atlas, im Bereich des jungen Vulkanismus, wurde eine gutleitende Zone in der oberen Kruste (Tiefe < 10 km) gefunden. Diese Beobachtung legt einen direkten Zusammenhang zwischen erhöhter elektrischer Leitfähigkeit und vulkanischen bzw. postvulkanischen Ereignissen nahe. Nördlich des Mittleren Atlas ändern sich die Widerstandsstrukturen sehr stark: Im Prä- und teilweise auch noch im Sub-Rif liegt eine sehr gut leitende Deckschicht (integrierte Leitfähigkeit etwa 6000 Siemens) über einem hochohmigen Basement. In der Kruste des Rif werden keine weiteren, tieferliegenden Schichten erhöhter Leitfähigkeit gefunden, wie sie z.B. unter dem Hohen Atlas vorliegen. Dagegen gibt es Hinweise auf Zonen hoher Leitfähigkeit im oberen Mantel.
Résumé Dans l'Atlas marocain la résistivité électrique de la croûte et du manteau supérieur a été étudiée à l'aide des sondages magnétotelluriques et géomagnétiques. Ces travaux ont été effectués le long d'une traverse menant de l'Anti-Atlas jusqu'au Rif durant les années 1983 et 1988.Dans différentes profondeurs de la croûte terrestre des zones de résistances électriques très basses ont pu être découvertes ce qui peut être attribué à l'évolution tectonique de l'Atlas. Une couche de résistances très basses (conductance vers 2000 Siemens) s'étend entre le bord au sud du Haut Atlas et l'Atlas Moyen au nord. Cette couche peut être le signe d'un détachement de l'écorce et d'une poussée très vaste. Cette forme tectonique »thick- & thin-skinned« semble être essentiellement responsable du processus de la formation orogénique de l'Atlas. Une zone de bonne conductance se trouve dans la croûte terrestre supérieure (profondeur < 10 km) dans l'ouest de l'Atlas Moyen aux environs de l'activité volcanique caractérisant une relation directe entre une haute conductance électrique et des événements volcaniques et post-volcaniques. Vers le nord de l'Atlas Moyen les structures de résistance subissent un changement total: Au Pré- et partiellement aussi au Subrif se trouve une bonne couche guide (conductance vers 6000 Siemens). Aucune autre couche de conductance supérieure — comme au-dessous du Haut Atlas — n'a été découverte dans la croûte du Rif. On en décèle, par contre, dans le manteau supérieur.
                               1983 1988  -  .  , , , . ( 2000 Si).  , , . , »thick- & -thin-skinned«, , . , ( 10 ) . , -  .  : - , , - , : 6000 Si. .  .
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