background image

REPLY TO THE DISCUSSION OF  “PETROGRAPHY AND

GEOCHEMISTRY OF GRANITOID PEBBLES FROM THE

OLIGOCENE-MIOCENE DEPOSITS OF THE INTERNAL RIFIAN

CHAIN (MOROCCO): A POSSIBLE NEW HYPOTHESIS OF

PROVENANCE AND PALEOGEOGRAPHICAL IMPLICATIONS”

BY G. CARERI, F. GUERRERA, A. MARTIN-ALGARRA,

M. MARTIN-MARTIN, A. MESSINA & V. PERRONE

LISA GIOCONDA GIGLIUTO, DIEGO PUGLISI & GIUSEPPA PUGLISI

Dipartimento di Scienze Geologiche, University of Catania, Corso Italia 55, 95129 Catania, Italy;  geolisa@infinito.it, dpuglisi@unict.it,

gpuglis@unict.it

Introduction

As we can see, it seems evident that the paper “Petrography

and geochemistry of granitoid pebbles from the Oligocene-

Miocene deposits of the Internal Rifian Chain (Morocco): a

possible new hypothesis of provenance and paleogeographi-

cal implications” (Gigliuto et al. 2004) brought up some ob-

servations  within  the  scientific  community  working  on  the

Oligocene-Miocene  paleogeographical  reconstructions  of  the

Betic-Rifian Chain.

The criticized points will be considered below and some of

these have already been debated with F. Guerrera and M. Mar-

tín-Martín during the process of revision of this paper, when

they  were  invited  by  the  Editorial  Office  of  Geologica  Car-

pathica, at our suggestion, to revise the manuscript as Referees

(they were two of the four Referees).

F. Guerrera immediately accepted our manuscript for publi-

cation “with minor revisions” as well as the other two Refer-

ees,  whereas  M.  Martín-Martín  strongly  condemned  the  re-

sults obtained and described within the paper up to the end of

the revision process, because they are strongly in contrast with

the paleogeographical models already existing in the Spanish

geological literature.

Now, the number of criticized points increased, probably as

a  consequence  of  the  increasing  number  of  people  added  to

the two old Referees to form the new team of authors of this

Discussion (Careri et al., henceforth A. D., i.e. Authors of the

Discussion).

In the following section we will try to answer their critical

point, but, firstly, we must thank the Editorial Office of Geo-

logica Carpathica for offering us the possibility to reply to the

critical discussion of the A. D. regarding our previous paper.

Response

The first point criticized by the A. D. regards the caption of

Fig. 1, a tectonic sketch map of a big area (from Italy to the

Straits  of  Gibraltar),  where  the  different  units  are  not  suffi-

ciently subdivided into minor tectonic units. We think that it is

a simple tectonic sketch map and an increase of details within

this map is not useful because it lies outside the main topic of

the paper.

The second criticism of the A. D. concerns the use of the

AlKaPeCa term.

This word has firstly been used by Bouillin et al. (1986) to

indicate  the  internal  zones  of  the  Alboran-Kabylian-Pelori-

tani-Calabria ensemble as belonging to the southern paleomar-

gin of the European plate. We know that this hypothesis, al-

ready  suggested  by  Bouillin  (1984),  Leblanc  &  Olivier

(1984),  Rehault  et  al.  (1984;  1985)  and  by  Dercourt  et  al.

(1986)  and  successively  supported  by  many  other  authors

(Courme  &  Mascle  1988;  Durand-Delga  &  Olivier  1988;

Dewey et al. 1989; Boccaletti et al. 1990; Weltje 1992), is in

contrast  with  another  hypothesis,  which  considers  these  ter-

ranes as an independent block originally located between the

European and African plates.

Nevertheless, we think that to describe also this last hypoth-

esis within a chapter where we must mainly speak about the

geological setting and about the objectives of the paper could

REPLY

GEOLOGICA CARPATHICA, 55, 4, BRATISLAVA, AUGUST 2004

349–352

background image

350                                                                                            GIGLIUTO et al.

represent  useless  confusion  for  the  reader  and,  furthermore,

we  also  think  that,  at  the  present,  this  dualism  of  paleogeo-

graphical hypotheses cannot be resolved. The data of this pa-

per,  in  fact,  only  represent  paleogeographical  implications

which, perhaps, could emphasize the AlKaPeCa hypothesis of

Bouillin et al. (1986) but without supporting it with certainty.

Furthermore,  regarding  the  petrographic  characters  of  the

analysed granitoid pebbles, we agree with the A. D. because

we also think that these pebbles show very similar petrograph-

ic characters to those of the granitoid rocks of the Calabria-

Peloritani Arc and we have already described this similarity

many times (Puglisi et al. 2001; Zaghloul 2002; Zaghloul et

al. 2002; Zaghloul & Puglisi 2003). Nevertheless, at the time

of  those  publications,  we  had  no  geochemical  data  and  we

could never hypothesize, for these pebbles, a source different

from that suggested by previous authors (Martín-Algarra et al.

1995, 2000).

Now,  on  the  basis  of  these  new  results  and  according  to

many  authors,  we  are  strongly  convinced  that  petrographic

study alone is not sufficient to obtain all the information nec-

essary  to  discriminate  within  the  granitoid  rock  family.  For

more than 20 years, in fact, it has been common knowledge

that the modal data of plutonic rocks are considered an obso-

lete methodology also for their classification and, consequent-

ly, they are not useful as parameters to discriminate within the

granitoid rock clan. Geochemical analyses, instead, mainly ad-

dressed to detect the trace element contents, represent the best

methodologies up to now used to distinguish different grani-

toid rocks.

As  regards  the  probable  “green-schist  metamorphic  over-

print”  locally  observed  in  the  analysed  pebbles,  we  want  to

underline that this feature is not exclusive to the acidic grani-

toid of the Calabria-Peloritani Arc but also occurs in the Iberi-

an Massif (Neiva et al. 1987; Wickham 1987).

Another criticized point regards the probable length of the

transport of the well rounded analysed granitoid pebbles (3 to

10 cm sized and never reaching 30 cm of diameter, as men-

tioned  by  the  A.D.)  inferred  from  some  sedimentological

characteristics  of  the  conglomerate  lithofacies.  These  con-

glomerates seem to be linked to debris flows and/or to high

concentrated turbidity current processes which do not neces-

sarily imply short transports. The debris flow process, in fact,

belongs  to  the  mass  transport  category  of  sedimentary  pro-

cesses, whose cannibalistic feeding provokes the re-mobiliza-

tion and the consequent re-sedimentation of already deposited

sediments. So, the total length of the transport must be calcu-

lated also taking into account the distance between the source

area and the temporary deposition area where the debris flow

processes  were  triggered  off.  Furthermore,  it  is  common

knowledge that the roundness of the pebbles in these deposits

is  mainly  a  hereditary  characteristic  derived  from  the  first

transport  (source  area  to  temporary  deposition  area)  rather

than linked to the distance covered by the debris flow process.

This type of sedimentary process, in fact, is not able to pro-

duce high degrees of roundness of the clasts because the high

content of matrix reduces the impacts between the clasts. Of

course, all these considerations regarding the interpretation of

the length of transport may be applied to the high concentrated

turbidity currents.

Finally,  concerning  the  geochemistry  chapter,  we  must

specify that the first assertion of the A. D. is highly inaccurate

because it is absolutely incorrect to affirm that our geochemi-

cal data have been compared with Hercynian and pre-Hercyn-

ian plutonites heterogeneous in composition.

The  geochemical  data  of  our  analysed  granitoid  pebbles

have been compared with all the compositions available in lit-

erature  (Peloritani  Mts.,  Sicily:  Capo  Rasocolmo,  Calabria:

Aspromonte, Capo Vaticano, Serre and Sila), most of which

(about 60 %) mainly shows more than 70 % of SiO

and be-

longs  to  the  subalkaline  peraluminous  suites  (i.e.  two

mica±cordierite±Al  silicate  acidic  plutonites).  In  particular,

the data of the A. D.’s Table IVb have also been included in

our  comparison,  whereas  we  excluded  all  the  more  basic

rocks.  A  careful  control  of  our  selected  references,  not

checked  by  the  A.  D.,  should  have  surely  testified  to  this

choice!

Now, also the new data performed by the A. D. (Table IVa)

have been included within the new diagrams (Fig. 1) and our

geochemical  considerations  have  not  been  modified;

geochemical characters of the analysed granitoid pebbles, in

fact, are always closely compatible with those of the granitoid

rocks of the Iberian Massif. The greater part of the acidic plu-

tonites of the Calabria-Peloritani Arc, instead, shows a differ-

ent chemism (lower Rb and higher Sr and Ba contents).

Furthermore, we think that the Figures 1 and 2 of the A. D.

cannot be significant to prove that the analysed granitoid peb-

bles belong exclusively to the Calabria-Peloritani Arc realm.

As already stated above, in fact, the modal data cannot be suc-

cessfully used to discriminate within the granitoid rock family.

0

200

400

600

800

1000

70

72

74

76

78

80

SiO

2

Rb

Calabria-Peloritani Arc
Analyzed pebbles
Iberian Massif

0

100

200

300

400

500

600

70

72

74

76

78

80

SiO

2

Sr

Calabria-Peloritani Arc
Analyzed pebbles
Iberian Massif

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

70

72

74

76

78

80

SiO

2

Ba

Calabria-Peloritani Arc
Analyzed pebbles
Iberian Massif

 

Fig. 1. Diagrams showing the Rb, Sr and Ba ppm contents vs. the

SiO

weight percentages.

background image

GRANITOID PEBBLES OF THE RIFIAN CHAIN (MOROCCO) — REPLY                                    351

Similarly, like many other authors, we also think that to use

the major-oxide compositions as discriminant parameters rep-

resents an obsolete methodology; so, if we include within the

diagrams of Figure 3 and 4 of the A. D. also the chemical data

of the peraluminous plutonites of the Iberian Massif, they will

fall in the same area.

Furthermore, the high Al

2

O

3

 contents and the A/CNK > 1

ratio of the studied pebbles allow us to exclude their belong-

ing  to  I-type  granitoids  (typically  metaluminous),  thus  con-

firming the inadequacy of the diagrams used by the A. D. in

their Figures 3 and 4.

In the Figures 5 and 6 of the A. D. it is difficult to under-

stand why the data of the Sila plutonites have not been differ-

entiated! In these diagrams, in fact, the data of two different

plutonite  suites  of  the  Sila  Batholith  have  been  plotted:  (1)

pyroxene+amphibole+biotite-bearing  gabbros  or  diorites  to

granodiorites and (2) two mica+cordierite+Al-silicate-bearing

granodiorites to leucomonzogranites. In our Figure 2, instead,

we  compare  the  analysed  granitoid  pebbles  only  with  the

geochemical data of the Sila plutonites available in literature

(Messina et al. 1991a,b, 1993), showing a SiO

2

 content >70 %.

Also in this diagram the studied pebbles are well characterized

by higher contents of Rb, which strongly mark the difference

existing between the acidic plutonites of the Sila Batholith and

our granitoid pebbles.

Finally,  concerning  the  trace  elements,  an  enrichment  of

light REE coupled with a depletion of heavy REE and with a

negative Eu anomaly is also typical of the Iberian Massif plu-

tonites (Rottura et al. 1989; Holtz & Barbey 1991).

The comparison of a very large number of geochemical data

allowed us to characterize the differences between the Cala-

bria-Peloritani Arc and the Iberian Massif peraluminous and

metaluminous plutonites as mainly related to the average con-

tent of Sr, Rb and Ba.

These differences (higher Rb and lower Sr and Ba contents

— Iberian Massif; lower Rb and higher Sr and Ba contents —

Calabria-Peloritani Arc), probably connected to very interest-

ing and complicated petrogenetic histories of the two orogenic

complexes, can be very useful to understand the source of the

analysed granitoid pebbles.

Nevertheless,  the  A.  D.  persist  to  consider  the  analysed

granitoid pebbles as belonging to the Calabria-Peloritani Arc

on the basis of very debatable arguments and they reject the

evidence  of  the  differences  existing  between  these  two  big

Fig. 2. Rb vs. SiO

diagram. Diamond — Sila granitoids, dots —

pebbles.







50

100

150

200

250

300

350

70

72

74

76

78

80

SiO

2

Rb

Sila granitoids
Analyzed pebbles

orogenic  complexes,  thus  showing  that  they  have  a  limited

open-mindedness about other opinions and a strong will to re-

ject them without sound arguments.

Conclusions

We  are  conscious  that  a  new  hypothesis  of  provenance  is

very difficult to be supported with the small number of analy-

sed granitoid pebbles; for this reason we entitled our paper as

“...  a  possible  new  hypothesis  of  provenance  and  paleogeo-

graphical implications” in order to specify that the obtained

data can only represent suggestions rather than a new paleo-

geographical model.

Otherwise, we also think that the suggestion, today, of an al-

ternative provenance could be important in the future (i) for

the researchers which later, by increasing the number of the

available  data,  could  propose  a  different  paleogeographical

model, and (ii) for the authors which first proposed that sug-

gestion and will be cited.

Thus, we hope that these our geochemical results could rep-

resent a new input of research aimed to detect the paleogeo-

graphical scenario responsible for the feeding of the analysed

granitoid  rocks.  We  think,  in  fact,  that  only  increasing  the

number of geochemical analyses will make it possible to ob-

tain paleogeographical “reconstructions” rather than “implica-

tions” and to close this scientific controversy.

References

Boccaletti  M.,  Ciaranfi  N.,  Cosentino  D.,  Deiana  G.,  Gelati  R.,

Lentini F., Massari F., Moratti G., Pescatore T., Ricci Lucchi

F. & Tortorici L. 1990: Palinspastic restoration and palaeogeo-

graphic  reconstruction  of  the  peri-Tyrrenian  area  during  the

Neogene. Palaeogeogr. Palaeoclim. Palaeoecol. 77, 41–50.

Bouillin J.P. 1984: Nouvelle interprétation de la liaison Apennin-

Maghrébides en Calabre: conséquences sur la paléogéograph-

ie  téthysienne  entre  Gibraltar  et  les  Alpes.  Rev.  Geol.  Dyn.

Geogr. Phys. 25, 321–338.

Bouillin  J.P.,  Durand  Delga  M.  &  Olivier  Ph.  1986:  Betic-Rifain

and  Tyrrhenian  Arcs:  distinctive  features,  genesis  and  devel-

opment  stages.  In:  Wezel  F.C.  (Ed.):  The  origin  of  arcs.

Elsevier, Amsterdam, 281–304.

Courme  M.D.  &  Mascle  G.  1988:  Nouvelles  données  strati-

graphiques  sur  les  séries  oligo-miocènes  des  unités  sicili-

ennes:  conséquences  paléogéographiques.  Bull.  Soc.  Géol.

France 4, 105–118.

Dercourt J., Zonenshain L.P., Ricou L.E., Kazmin V.G., Le Pichon

X., Knipper A.L., Grandjacquet C., Sorokhtin O., Geyssant J.,

Lepvrier C., Sborshschikov I.V., Bouillin S.P., Biju-Duval B,

Sibouet  J.C.,  Savostin  L.A.Westphal  M.  &  Laver  J.P.  1986:

Geological  evolution  of  the  Thetys  Belt  from  the  Atlantic  to

the Pamirs since the Lias. Tectonophysics 123, 241–315.

Dewey J.F., Helman M.L., Turco E., Hutton D.H.W. & Knott S.D.

1989:  Kinematics  of  the  western  Mediterranean.  In:  Coward

M.P., Dietrich D. & Park R.G. (Eds.): Alpine tectonics. Spec.

Publ. Geol. Soc., London 45, 265–283.

Durand-Delga  M.  &  Olivier  Ph.  1988:  Evolution  of  the  Alboran

Block  margin  from  Early  Mesozoic  to  Early  Miocene  time.

In:  Battachayi  S.,  Friedman  G.M.,  Neugebauer  H.J.  &

Seilacher  A.  (Eds.):  Lecture  Notes  in  Earth  Sciences,  n°  15.

background image

352                                                                                            GIGLIUTO et al.

Jacobshagen  V.H.  (Ed.):  The  Atlas  System  of  Morocco.

Springer-Verlag,  465–480.

Holtz  F.  &  Barbey  P.  1991:  Genesis  of  peraluminous  granites  II.

Mineralogy  and  chemistry  of  the  Tourem  Complex  (North

Portugal). Sequential melting vs. restite unmixing. J. Petrolo-

gy 32, part 5, 959–978.

Leblanc  D.  &  Olivier  Ph.  1984:  Role  of  strike-slip  faults  in  the

Betic-Rifian orogeny. Tectonophysics 101, 345–355.

Martin-Algarra  A.,  Messina  A.,  Perrone  V.  &  Maaté  A.  1995:  A

lost  palaeogeographic  domain  of  the  Betic-Maghrebian

Chain:  evidence  from  Late  Oligocene-Aquitanian  clastic  de-

posits. In: Bonardi G., De Vivo B., Gasparini P. & Vallario A.

(Eds.):  Cinquanta  anni  di  attività  didattica  e  scientifica  del

Prof. Felice Ippolito. Liguori, Napoli, 351–359 (in Italian).

Martín-Algarra A., Messina A., Perrone V., Russo S., Maaté A. &

Martín-Martín M. 2000: A lost realm in the Internal Domains

of the Betic-Rif Orogen (Spain and Morocco): evidence from

conglomerates and consequences for Alpine geodynamic evo-

lution. J. Geol. 108. 4, 1–20.

Messina A., Barbieri M., Compagnoni R., De Vivo B., Perrone V.,

Russo  S.  &  Scott  B.  1991a:  Geological  and  petrochemical

study of the Sila massif plutonic rocks (northern Calabria, Ita-

ly). Boll. Soc. Geol. It. 110, 165–206.

Messina  A.,  Russo  S.  &  Lima  A.  1993:  Detailed  exploration

geochemistry  of  specialized  granites  of  the  Sila  Batholith

(Calabria, Italy) by fluid inclusion constraints on fluid source.

Boll. Soc. Geol. It. 112, 999–1020.

Messina A., Russo S., Perrone V. & Giacobbe A. 1991b: Calc-alkaline

late-Variscan  two  mica–cordierite–Al-silicate-bearing  intrusions

of  the  Sila  Batholith  (Northern  sector  of  the  Calabrian-Peloritan

Arc — Italy). Boll. Soc. Geol. It. 110, 365–389.

Neiva A.M.R., Neiva J.M.C. & Parry S.J. 1987: Geochemistry of

the  granitic  rocks  and  their  minerals  from  Serra  da  Estrela,

Central Portugal. Geochim. Cosmochim. Acta 51, 439–454.

Puglisi D., Zaghloul M.N. & Maate A. 2001: Evidence of sedimen-

tary  supply  from  plutonic  sources  in  the  Oligocene-Miocene

flysch of the Rifian Chain (Morocco): provenance and palaeo-

geographic implications. Boll. Soc. Geol. It. 120, 55–68.

Rehault  J.P.,  Mascle  J.  &  Boillot  G.  1984:  Evolution  géody-

namique  de  la  Méditerranée  depuis  l’Oligocène.  Mem.  Soc.

Geol. Ital. 27, 85–96.

Rehault J.P., Boillot G. & Mauffret A. 1985: The western Mediter-

ranean Basin. In: Stanley D.J. & Wezel F.C. (Eds.): Geologi-

cal  evolution  of  the  Mediterranean  Basin.  Springer-Verlag,

New York, 101–129.

Rottura A., Bargossi G.M., Caironi V., D’Amico C. & Maccarrone

E. 1989: Petrology and geochemistry of late-Hercynian gran-

ites  from  the  Western  Central  System  of  the  Iberian  Massif.

Eur. Jour. Mineral. 1, 667–683.

Weltje  G.J.  1992:  Oligocene  to  Early  Miocene  sedimentation  and

tectonics  in  the  southern  part  of  the  Calabrian-Peloritan  Arc

(Aspromonte, southern Italy): a record of mixed-mode piggy-

back basin evolution. Basin Research 4, 37–68.

Wickham  S.  1987:  Crustal  anatexis  and  granite  petrogenesis  dur-

ing low-pressure regional metamorphism: the Trois Seigneurs

Massif, Pyrenees, France. J. Petrology 28, 1, 127–169.

Zaghloul M.N. 2002:  La  sédimentation  silicoclastique  Oligo-mio-

cène  de  type  «Flysch»  dans  le  Rif,  Maroc  («Bassin  des  Fly-

schs»  et  «Zones  Internes»):  évolution  et  corrélations  a

l’échelle  de  la  chaîne  Maghrébide.  Thèse  d’Etat,  Université

AbdelMalek Essaadi, Tétouan (Maroc), 1–316.

Zaghloul  M.N.,  Guerrera  F.,  Loiacono  F.,  Maiorano  P.  &  Puglisi

D. 2002: Stratigraphy and petrography of the Beni Ider Flysch

in the Tétouan area (Rif Chain, Morocco). Boll. Soc. Geol. It.

121, 69–85.

Zaghloul  M.N.  &  Puglisi  D.  2003:  Le  Flysch  Oligo-miocène  de

Beni  Ider  (Rif,  Maroc):  evidence  d’une  alimentation  à  partir

des  roches  plutoniques  et  implications  paléogéographiques

conséquentes.  In:  Asebriy  L.  &  Tejera  de  Leon  J.  (Eds.):

Actes du séminaire: Apport des connaissances géologiques au

développement des régions Nord du Maroc: La Chaîne rifaine

dans  son  cadre  méditerranéen.  Travaux  de  l’Institut  Scienti-

fique  de  Rabat  (Maroc),  Série  Géologie  et  Géographie  Phy-

sique 21, 67–76.