Le Nord de l’Algérie fait partie de l’orogène alpin d’Afrique du Nord appelé aussi chaîne des Maghrébides. Cet orogène est compris entre le bassin océanique de la Méditerranée occidentale, dont l’ouverture a commencé à l´Oligocène, et la Flexure sud-atlasique qui le sépare de la plate-forme saharienne.

L'Algérie alpine constitue une région complexe structuralement liée à la collision entre l’Afrique et l’Eurasie qui a commencé durant le crétacé inférieur et qui continue jusqu’à présent, cette région comprend plusieurs ceintures structurales initiées et/ou réactivées durant le Crétacé inférieur, l’Eocène et le Miocène.

Carte régionale illustrant les grands ensembles géologiques du nord de l’Algérie

L'Algérie alpine est composée des ensembles structuro-sédimentaires suivants, du Nord au Sud :

- L’Atlas tellien est le domaine des nappes, avec des bassins de type intra montagneux (ex. bassin du Chélif), dont la série sédimentaire s'étend du Jurassique au Miocène. Plusieurs gisements d'intérêt variable y sont connus : Ain Zeft, Tliouanet, Oued Guettirini. Les objectifs pétroliers principaux sont le Crétacé moyen, le Miocène et l'Eocène allochtone ;

- Les hauts plateaux, avant-pays alpin, à couverture sédimentaire réduite, où les processus locaux de distension ont permis la formation de bassins intra montagneux comme ceux de Telagh et de Tiaret. L'objectif pétrolier principal est le Lias ;

- L’Atlas saharien est né d'un long sillon subsident pincé entre les hauts plateaux et la Plate-forme Saharienne. Au Mésozoïque, ce sillon fut comblé par une puissante série sédimentaire (7000 à 9000 m). Durant le Tertiaire, une tectonique compressive réactive les structures extensives antérieures en failles et structures inverses aboutissant à la formation de cette chaîne montagneuse. L'objectif pétrolier principal est le Jurassique.

Ces ensembles comportent plusieurs bassins, dont :

- Le bassin du Chélif, qui est un bassin intra-montagneux à structure complexe et un remplissage Méso-Cénozoïque, comportant aussi bien des terrains allochtones qu’autochtones,

- Le bassin Sud Est Constantinois (SEC), structurés au Tertiaire, à remplissage crétacé (5000 m), ont engendré et accumulé des hydrocarbures principalement dans le Crétacé (Djebel Onk, Rass Toumb, Guerguet El Kihal Nord).

- Le Hodna est un bassin d'avant-fosse dont la séquence de remplissage débute par des dépôts continentaux d'âge Eocène et Oligocène et se poursuit par un Miocène marin. L'objectif pétrolier principal est l’Eocène.

Modèle structural d’un transect sismique E-W traversant le bassin du Hodna, montrant le domaine tellien traversé par des nappes

Le domaine Tellien et le domaine des nappes :

Le domaine Tellien est une zone complexe constituée de massifs anciens (séries Paléozoïques et plus anciennes) généralement métamorphisés et de séries sédimentaires allochtones, mises en place au Miocène inférieur, et sur lesquelles des bassins néogènes post-orogéniques comme le Cheliff et le Hodna se sont installés.

Le bassin du Cheliff :

Le bassin du Chélif qui fait partie du domaine tellien ou chaîne alpine d’Afrique du Nord où on peut distinguer les terrains néogènes post nappes du Chéliff et des terrains autochtones affleurant dans les massifs d’Oran, d’Arzew et au Sud de Tiaret qui sont d’âge Jurassique-Crétacé et les terrains allochtones ou unités nappées d’âge Crétacé à Oligo-Miocène.

est caractérisé en surface par des plis et des accidents inverses. La direction des axes de plis est NE-SO à ENE-OSO

Les plis sont le résultat de phases transpressives qui sont à mettre en relation avec des accidents inverses, leurs orientations suivent celles des anticlinaux ; ce sont des plis de rampes. En subsurface le bassin du Cheliff constitue une aire synclinale néogène affectée par des accidents subverticaux.

La colonne litho-stratigraphique e caractérise par l’existence d’un substratum Mésozoïque sur lequel repose un important ensemble cénozoïque à dominante détritique qui peut attendre une épaisseur supérieure à 8000m.

La série sédimentaire s’étale du Burdigalien au Pléistocène. Les coupes lithologiques de terrain et les logs des forages montrent des séries qui correspondent à trois cycles sédimentaires :

- Un cycle Miocène inférieur et moyen discordant sur un substratum caractérisé par un changement d’épaisseur et de faciès.

- Un cycle Miocène supérieur, discordant et transgressif, coiffé par un épisode de calme tectonique (Messinien).

- Un cycle Plio-Quaternaire.

L’exploration du bassin du Cheliff a été motivé par l’observations des premiers indices d’hydrocarbures en surface dans la région d’Ain Zeft et de Tliouanet ; où le potentiel a été confirmé par de modestes découvertes réalisés dans le bassin.  

Charte tectono-stratigraphique et éléments du système pétrolier du bassin du Cheliff (Etude Alnaft réalisée par Total)

Trame structurale du bassin du Cheliff

Transect sismique traversant le bassin du Cheliff (Etude Alnaft réalisée par Total)

Le bassin du Hodna :

Le Hodna est un bassin d’âge néogène dont la séquence de remplissage débute par des dépôts continentaux d'âge oligocène et se poursuit par un Miocène marin.

Sur le plan structural, le bassin du Hodna est complexe ayant connu plusieurs épisodes d’intense déformations, conséquences de la convergence Afrique-Euroasie ; ceci se manifeste par un empilement de nappes allochtones sur les terrains d’âge Miocène.

Les schémas et coupes ci-dessous résument l’ampleur de ces épisodes et donne l’aperçu structural à l’actuel.

L’exploration dans le bassin du Hodna a débuté dans les années quarante, où a été mis en évidence le gisement à huile d’Oued Gueterini, qui représente un petit champ productif d’huile dans le Néogène ; avec quelques 3000 m d’huile légère par an, ainsi que la présence d’huile lourde.

Modèle structural d’un transect sismique traversant le bassin du Honda. (Étude Alnaft, réalisée par Schlumberger)

Le domaine des hauts plateaux :

Les Hauts Plateaux (Sens Large) sont un domaine assez stable, limité au Sud par l’Atlas Saharien et au Nord par le Domaine Tellien. La limite au Nord est généralement marquée par une série d’accidents impliquant des déversements des plis anticlinaux vers le Sud. Ce dernier est recouvert par des chotts et des terrains continentaux d’âge pliocène et quaternaire.

Le schéma structural actuel des Hauts Plateaux correspond à une succession de hauts fonds et de dépressions essentiellement mésozoïques, contrôlés par des accidents majeurs d’orientation générale Nord-Est Sud-Ouest. Ce domaine a toujours joué en zone stable très peu subsidente.

Ce sont les sillons du Telagh et celui de Tiaret qui présente un intérêt pétrolier sur ce domaine.

Il représente à eux deux des bassins de type intra-montagneux où le potentiel pétrolier a été prouvé notamment par une récente découverte de gaz dans les séries du Crétacé inférieur dans la région de Tiaret ; Le sillon de Telagh a quant à lui suscité l’intérêt avec une activité exploratoire depuis les années soixante, motivé par des résultats positifs sur un certain nombre de puits forés avec des indices d’hydrocarbures rencontrés en cous de forage.

Le bassin constantinois :

Situé dans la partie orientale du domaine minier algérien. Il est limité au Nord, par un domaine allochtone très étendu, constitué essentiellement de terrains Mézo-Cénozoique.

Au Sud, c’est un domaine relativement peu déformé, caractérisé par des structures plicatives crétacées, allongées en sigmoïde suivant une orientation NE-SW.

Il correspond à un bassin sédimentaire subsident dont l’histoire débute à la fin du Trias et se termine au Tertiaire, ce caractérisant par :

- Un diapirisme triasique intense qui se met en place le long des grands accidents NE-SW, ainsi qu’à l’intersection de ces derniers avec les accidents transverses de direction NW-SE ;

- Un alignement des trends selon la direction NE-SW, comportant d’étroits plis anticlinaux séparés par de vastes plaines synclinales à remplissage de terrains Miocène-Pliocène et Quaternaire ;

- Une fracturation intense, représentée les failles longitudinales de direction NE-SW et les transversales d’orientation NW- SE.

Schéma structural du Nord Est de l’Algérie (DES, 2012).

Transect sismique interprété et profil gravimétrique correspondant (traité par ARKEX), dans la région du Constantinois

L’Atlas saharien:

Il représente un relief jeune, allongé dans la direction NE-SO, et est caractérisé par des plis de grande taille, aux terminaisons périclinales brutales. Les anticlinaux, longs et étroits, sont séparés par des synclinaux larges et à fonds plats.

D'une manière générale, les plis sont une succession de décollements sur rampes et paliers suivant un dispositif à double vergence à partir de l'axe tectonique de la chaîne. La limite du relief est marquée par l’Accident Sud Atlasique

Le sillon de Melrhir :

Le sillon des Chotts El Melrhir est situé au sud de la flexure atlasique et marque la transition entre deux domaines structuraux, il est caractérisé par un domaine relativement stable, plutôt subsident, peu tectonisé et ayant constitué un dépôts-centre pour d’épaisses séries du Mio- Plio-Quaternaire.

Ce dernier est caractérisé par une intense fracturation synsédimentaires (liés au cycle alpin précoce), ainsi qu’à un régime compressif lié au cycle alpin tardif (Fin Eocène-Actuel) ; se traduisant par un régime compressif, engendrant plis, failles et accidents coulissants, liés au rejeu de l’Accident Sud Atlasique.

Charte chronostratigraphique du Chott Melrhir (étude Alnaft, réalisée par Beicip-Franlab).

Le matériel sédimentaire repose en discordance sur un paléozoïque largement érodé. Les roches de ce dernier que l’on trouve sous la discordance hercynienne sont principalement d’âge cambrien, Cependant au niveau du flanc Nord du bombement Djemaa Touggourt, l’Ordovicien et le Silurien peuvent également affleurer sous la discordance Hercynienne. 

Les dépôts détritiques du Trias sont les premiers sédiments mésozoïques à s’accumuler dans la région. Ils sont suivis d’un important dépôt de sel et d’anhydrite puis, graduellement on passe à des dépôts carbonatés de mer peu profonde et enfin à des carbonates de mer ouverte.

Le lithofaciès carbonaté du Jurassique représente probablement le résultat des conditions de mer ouverte dans le système du rift Téthysien.

Le Crétacé inférieur est principalement composé de dépôts clastiques grossiers progressant vers le Nord comme un front progradant de dépôts de mer peu profonde.

Le Crétacé supérieur est, quant à lui, principalement représenté par des carbonates de mer peu profonde et des dépôts évaporitiques avec quelques passages clastiques.

Les dépôts tertiaires sont composés de clastique, d’évaporites et de carbonates.