Miocene sediment mineralogy of the lower Chelif basin (NW Algeria): implications for weathering and provenance
Mineralogical investigations of clay and nonclay minerals were conducted on the Miocene sediments from three sections of
the lower Chelif basin, northern Algeria. Bulk rock analyses of Miocene sediments show that these clastic sediments are dominated by
variable mineralogical compositions and concentrations. Quartz is the dominant mineral through the three stratigraphic intervals and
calcite (except in the upper layers) and dolomite are lacking in the Messinian deposits. The clay mineralogy is dominated by smectite
(24%) and mixed-layer illite-smectite (I-S) (22%) during the Burdigalian-Langhian, illite (36%) and kaolinite (28%) in the Tortonian,
and illite (49%) and I-S (20%) in the Messinian stratigraphic range. The smectite-(kaolinite+chlorite)-illite ternary diagram shows that,
in general, Miocene sediments originated from a mixed mafic and felsic source and were influenced by physical erosion and chemical
weathering processes.
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- Ahlberg A, Olsson I, Šimkevičius P (2003). Triassic–Jurassic weathering
and clay mineral dispersal in basement areas and sedimentary
basins of southern Sweden. Sediment Geol 161: 15-29.
- Aïfa T, Feinberg H, Derder MM, Merabet N (1992). Rotations
paléomagnétiques récentes dans le bassin du Chéliff (Algérie).
CR Acad Sci II 314: 915-922 (in French).
- Aïfa T, Feinberg H, Derder MM, Merabet N (2003). Contraintes
magnétostratigraphiques concernant la durée de l’interruption
des communications marines en Méditerrannée occidentale
pendant le Messinien supérieur. Geodiversitas 25: 617-631 (in
French).
- Alizai A, Hillier S, Clift PD, Giosan L, Hurst A, Van Laningham
S, Macklin M (2012). Clay mineral variations in Holocene
terrestrial sediments from the Indus Basin. Quaternary Res 77:
368-381.
- Ameur-Chehbeur A (1988). Biochronologie des formations
continentales du Néogène et du Quaternaire de l’Algérie.
Contribution des micromammifères. PhD, Oran University,
Oran, Algeria (in French).
- Arab MR, Roure F, Zazoun RS, Mahdjoub Y, Badji R (2015). Source
rocks and related petroleum systems of Chelif Basin, (western
Tellian domain, north Algeria). Mar Petrol Geol 64: 363-385.
- Atif KFT, Bessedik, M, Belkebir L, Mansour B, Saint Martin JP (2008).
Le passage Mio-Pliocène dans le bassin du Bas Chélif (Algérie).
Biostratigraphie et paléoenvironnements. Geodiversitas 30: 97-
116 (in French).
- Belhadji A, Belkebir L, Saint Martin JP, Mansour B, Bessedik M,
Conesa G (2008). Apports des foraminifères planctoniques à la
biostratigraphie du Miocène supérieur et du Pliocène de Djebel
Diss (Bassin du Chélif, Algérie). Geodiversitas 30: 79-96 (in
French).
- Belkebir L (1986). Le Néogène de la bordure nord - occidentale du
massif de Dahra (Algérie). Biostratigraphie, Paléoécologie,
Paléogéographie. PhD, Provence University, Aix-en-Provence,
France (in French).
- Belkebir L, Bessedik M, Ameur-Chehbour A, Anglada R (1996). Le
Miocène des bassins nord occidentaux d’Algérie : biostratigraphie
et eustatisme, in Géologie de l’Afrique et de l’Atlantique Sud,
actes Colloques Angers 1994. Elf Aquitaine Éditions, Pau 16:
553-561 (in French).
- Belkebir L, Bessedik M, Mansour B (2002). Le Miocène supérieur du
Bassin du Bas Chélif : Attribution biostratigraphique à partir des
foraminifères planctoniques. Mémoires du Service Géologique
de l’Algérie 11: 187-194 (in French).
- Bessedik M, Belkebir L, Mansour B (2002). Révision du Miocène
inférieur (au sens des anciens auteurs) des dépôts du bassin du
bas Chelif (Oran, Algérie). Conséquences biostratigraphiques et
géodynamiques. Mémoires du Service Géologique de l’Algérie
11: 167-186.
- Biscaye PE (1965). Mineralogy and sedimentation of recent deep-sea
clays in the Atlantic Ocean and adjacent seas and oceans. Geol
Soc Am Bull 76: 803-832 (in French).
- Bizon G, Bizon JJ (1976). Modalités du passage Miocène-Pliocène en
Méditerranée: réflexions sur le Messinien. Palaeogeogr Palaeocl
20: 43-46 (in French).
- Bockheim JG (1982). Properties of a chronosequence of ultraxerous
soils in the Trans-Antarctic Mountains. Geoderma 28: 239-255.
- Bolle MP, Adatte T (2001). Palaeocene-early Eocene climatic
evolution in the Tethyan realm: clay mineral evidence. Clay
Miner 36: 249-261.
- Chamley H (1989). Clay Sedimentology. Berlin, Germany: Springer
Verlag.
- Chamley H (1998). Clay mineral sedimentation in the Ocean. In:
Paquet H, Clauer N, editors. Soils and Sediments (Mineralogy
and Geochemistry). Berlin, Germany: Springer, pp. 269-302.
- Deconinck JF, Chamley H (1995). Diversity of smectite origins in
Late Cretaceous sediments; example of chalks from northern
France. Clay Miner 30: 365-379.
- Delfaud J, Michaux J, Neurdin J, Revet J (1973). Un modèle
paléogéographique de la bordure méditerranéenne. Evolution
de la région oranaise (Algérie) au Miocène supérieur.
Conséquences stratigraphiques. Bulletin de la société d’histoire
naturelle d’Afrique du Nord 64: 219-241 (in French).
- Delteil J 1974. Tectonique de la chaîne alpine en Algérie d’après l’étude
du Tell oriental (Mont de la Mina, Beni Chougrane, Dahra).
PhD, Nice University, Nice, France (in French).
- Dera G, Pellenard P, Neige P, Deconinck JF, Pucéat E, Dommergues
JL (2009). Distribution of clay minerals in Early Jurassic
Peritethyan seas: palaeoclimatic significance inferred from
multiproxy comparisons. Palaeogeogr Palaeocl 271: 39-51.
- Fenet B (1975). Recherche sur l’alpinisation de la bordure
septentrionale du bouclier africain à partir de l’étude d’un
élément de l’orogenèse nord-maghrébin, les monts du Djebel
Tessala et les massifs du littoral oranais. PhD, Nice University,
Nice, France (in French).
- Garzanti E, Vezzoli G, Lombardo B, Andò S, Mauri E, Monguzzi S,
Russo M (2004). Collision-orogen provenance (Western and
Central Alps): detrital signatures and unroofing trends. J Geol
112: 145-164.
- Grosjean M, van Leeuwen JFN, van der Knaap WO, Geyh MA,
Ammann B, Tanner W, Messerli B, Nunez LA, Valero-Garces
BL, Veit H (2001). A 22,000
14
C year BP sediment and pollen
record of climate change from Laguna Miscanti 23°S, northern
Chile. Global Planet Change 28: 35-51.
- Guardia P (1975). Géodynamique de la marge alpine du continent
africain d’après l’étude de l’Oranie Nord – occidentale (Algérie),
relation structurales et paléogéographiques entre Rif externe
et le Tell de l’avant pays atlasique. PhD, Nice University, Nice,
France.
- Hassan AM (2017). Mineral composition and geochemistry of the
Upper Cretaceous siliciclastics (Nubia Group), Aswan District,
south Egypt: implications for provenance and weathering. J Afr
Earth Sci 135: 82-95.
- Hu B, Li J, Cui R, Wei H, Zhao J, Li G, Fang X, Ding X, Zou L, Bai
F (2014). Clay mineralogy of the riverine sediments of Hainan
Island, South China Sea: Implications for weathering and
provenance. J Asian Earth Sci 96: 84-92.
- Khonde NN, Maurya DM, Chamyal LS (2017). Late Pleistocene-
Holocene clay mineral record from the Great Rann of Kachchh
Basin, Western India: Implications for palaeoenvironments and
sediment sources. Quatern Int 443: 86-98.
- Li J, Hua B, Wei H, Zhao J, Zou L, Bai F, Dou Y, Wang L, Fang X (2014).
Provenance variations in the Holocene deposits from the southern
yellow sea: clay mineralogy evidence. Cont Shelf Res 90: 41-51.
- Li J, Liu S, Shi X, Feng X, Fang X, Cao P, Sun X, Wenxing Y,
Khokiattiwong S, Kornkanitnan N (2017). Distributions of clay
minerals in surface sediments of the middle Bay of Bengal: source
and transport pattern. Cont Shelf Res 145: 59-67.
- Limmer DR, Köhler CM, Hillier S, Moreton SG, Tabrez AR, Clift
PD (2012). Chemical weathering and provenance evolution
of Holocene–Recent sediments from the Western Indus Shelf,
Northern Arabian Sea inferred from physical and mineralogical
properties. Mar Geol 326-328: 101-115.
- Liu Z, Wang H, Hantoro WS, Sathiamurthy E, Colin C, Zhao Y, Li J
(2012). Climatic and tectonic controls on chemical weathering in
tropical Southeast Asia (Malay Peninsula, Borneo, and Sumatra).
Chem Geol 291: 1-12.
- Mansour B, Bessedik M, Saint Martin JP, Belkebir L (2008). Signification
paléoécologie des assemblages de diatomées du Messinien du
Dahra sud-occidental (bassin du Chelif, Algérie nord-occidental).
Geodiversitas 30: 117-139 (in French).
- Mazzola G (1971). Les foraminifères planctoniques du Miocène-
Pliocène de l’Algérie nord-occidentale. In: Proceedings of the 2nd
Planktonic Conference, Rome, Italy, pp. 787-812 (in French).
- Meghraoui M (1982). Étude néotectonique de la région nord-ouest
d’El-Asnam : relation avec le séisme du 10 octobre 1980. PhD,
Paris VII University, Paris, France (in French).
- Meghraoui M (1986). Seismotectonics of the lower Cheleff Basin:
Structural Background of the El Asnam (Algeria) earthquake.
Tectonics 5: 809-836.
- Miao WL, Fan Q, Wei H, Zhang X, Ma H (2016). Clay mineralogical
and constraints on late Pleistocene weathering processes of the
Qaidam Basin, northern Tibetan Plateau. J Asian Earth Sci 127:
267-280.
- Millot G (1970). Geology of Clays. Berlin, Germany: Springer-Verlag.
- Mokhtar Samet A (2013). Marnes diatomitiques du Miocène supérieur
de la carrière de Ouillis (Bassin du Bas Chelif ) : Biostratigraphie
et analyse géochimique. MSc, Tlemcen University, Tlemcen,
Algeria (in French).
- Neurdin-Trescartes J (1992). Le remplissage sédimentaire du
bassin Néogène du Chelif, modèle de référence de bassins
intramontagneux. PhD, Pau University, Pau, France (in French).
- Neurdin-Trescartes J (1995). Paléogéographie du bassin de Chélif
(Algérie) au Miocène. Causes et Conséquences. Géologie
Méditerranéenne 22: 61-71 (in French).
- Perrodon A (1957). Etude géologique des bassins néogènes sublittoraux
de l’Algérie occidentale. Bulletin du Service de la Carte géologique
d’Algérie 12 (in French).
- Rao VP, Rao BR (1995). Provenance and distribution of clay minerals
in the sediments of the western continental shelf and slope of
India. Cont Shelf Res 15: 1757-1771.
- Rateev MA, Gorbunova ZN, Lisitzyn AP, Nosov GL (1969). The
distribution of clay minerals in the oceans. Sedimentology 13:
21-43.
- Robert C, Chamley H (1991). Development of early Eocene warm
climates as inferred from clay mineral variations in oceanic
sediments. Global Planet Change 89: 315-331.
- Robert C, Kennett JP (1994). Antarctic subtropical humid episode
at the Paleocene-Eocene boundary: clay-mineral evidence.
Geology 22: 211-214.
- Rostási Á, Raucsik B, Andrea Varga A (2011). Palaeoenvironmental
controls on the clay mineralogy of Carnian sections from the
Transdanubian Range (Hungary). Palaeogeogr Palaeocl 300:
101-112.
- Rouchy JM (1982). La genèse des évaporites messiniennes de
Méditerranée. Paris, France: Muséum National d’Histoire
Naturelle (in French).
- Rouchy JM, Caruso A, Pierre C, Blanc-Valleron MM, Bassetti MA
(2007). The end of the Messinian salinity crisis: evidences from
the Chelif Basin (Algeria). Palaeogeogr Palaeocl 254: 386-417.
- Saint-Martin JP (1987). Les formations récifale coralliennes
du Miocène supérieur d’Algérie et du Maroc. Aspects
paléoécologiques et paléogéographiques. PhD, Aix-Marseille 1
University, Aix-en-Provence, France (in French).
- Singer A (1988). Illite in aridic soils, desert dusts and desert loess.
Sediment Geol 59: 251-259.
- Singh A, Paul D, Sinha R, Thomsen KJ, Gupta S (2016). Geochemistry
of buried river sediments from Ghaggar Plains, NW India:
multi-proxy records of variations in provenance, paleoclimate,
and paleovegetation patterns in the Late Quaternary.
Palaeogeogr Palaeocl 449: 85-100.
- Tauecchio P, Marks P (1973). The Messinian deposits of the Chelif
Basin near El Asnam, Northern Algeria. In: Drooger CW,
editor. Messinian Events in the Mediterranean. Amsterdam, the
Netherlands: North-Holland, pp. 188-191.
- Thiry M (2000). Palaeoclimatic interpretation of clay minerals in
marine deposits: an outlook from the continental origin. Earth-
Sci Rev 49: 201-221.
- Thomas H (1985). Géodynamique d’un bassin intramontagneux. Le
bassin du Bas Chelif occidental durant le Mio-Plio-Quaternaire.
PhD, Pau et Pays de l’Adour University, Pau, France (in French).
- Velde B (1995). Origin and Mineralogy of Clays: Clays and the
Environment. New York, NY, USA: Springer-Verlag.
- Velde B, Meunier A (2008). The Origin of Clay Minerals in Soils and
Weathered Rocks. Berlin, Germany: Springer-Verlag
- Wang H, Liu Z, Sathiamurthy E, Colin C, Li J, Zhao Y (2011). Clay
mineralogy and elemental geochemistry of river surface
sediments in Malay Peninsula and North Borneo. Sci China
Earth Sci 54: 272-282.
- Weaver CE (1989). Clays, Muds and Shales. Developments in
Sedimentology 44. Amsterdam, the Netherlands: Elsevier.