Les minéralisations aurifères du craton ouest africain
Dans les formations archéennes l’or est exclusivement associé aux ceintures de roches vertes et aux quartzites ferrugineux contrairement au Paléoprotozoїque où la répartition est plus large et les roches hôtes plus diversifiés (Milési et al., 1989).
Le Paléoprotérozoïque renferme en majorité les minéralisations aurifères du craton ouest africain, mais avec une forte inégalité de répartition entre les ensembles lithologiques. Le stock métal est contenu en grande partie dans l’ensemble B1 avec près de 1200 tonnes (avec un poids métal de 710 tonnes pour la mine d’Ashanti), suivi des conglomérats B2 du Tarkwaien (200 à 250 tonnes d’après Bâche, 1982) puis par les formations volcanoplutoniques de l’ensemble B2. Les granitoïdes représentent une part minime avec moins d1 CCe 5 tonnes d’or. Les travaux de Milési et al. (1992) ont permis de distinguer trois typologies de dépôts aurifères basées sur les événements tectoniques. Ce sont :
Type 1 : qui correspond à des dépôts stratiformes pré-orogéniques associés à des zones d’extension précoces comme à Loulo au Mali (Dommanget et al., 1993) ;
Type 2 : regroupe des dépôts en extension syn-orogéniques avec des minéralisations à or-sulfures disséminés dans des métavolcanites ou des métadiorites et les paléoplacers aurifères conglomératiques du Tarkawaïen comme à Ashanti au Ghana (Oberthur et al., 1997) ;
Type 3 : regroupe les minéralisations aurifères mésothermales discordantes postorogéniques qui représentent les dépôts les plus économiques comme à Taparko au Burkina Faso (Bourges et al., 1998).
Le métamorphisme et l’altération hydrothermale
Les principaux types d’altération reconnus dans les roches sont la chloritisation, la silicification (blanchiment de la roche), la sulphidation et l’épidotisation.
De couleur vert-brun, la chloritisation est l’altération la plus exprimée dans les roches de Petowal. Dans les zones non affectées par la chlorite, la roche est plus claire et riche en pyrite. L’albitisation de couleur rose à mauve est aussi souvent associée à une intense minéralisation en pyrite. L’épidotisation reconnue dans les métabasaltes et dans les rhyodacites, se présente sous forme de veines ou de porphyres d’épidote. Cette altération peut être pervasive dans les faciès riches en plagioclases.
Le système de veines engendré lors des épisodes de métamorphisme et ou d’hydrothermalisme est de composition très variée. Dans les métabasaltes, les veines sont constituées de quartz, chlorite, épidote, carbonate ± pyrite. Alors que dans les rhyodacites il s’agit de plusieurs générations de veines constituées de différentes associations minérales : Quartz; Chlorite; Magnétite ± chlorite; Tourmaline; Quartz – carbonate ± chlorite ± magnétite ± pyrite; Carbonate.
Etude pétrographique
L’étude microscopique permettra de mieux fixer la composition minéralogique des roches constituant notre secteur d’étude. Cette étude a été réalisée sur des lames minces confectionnées à partir des carottes de sondage et d’échantillons prélevés des affleurements.
Les métabasaltes inferieurs : La roche est riche en plagioclases affectés par des phénomènes de saussiritisation et de chloritisation. La chlorite est associée à de la biotite met à des minéraux opaques provenant sans doute de la déstabilisation d’anciens ferromagnésiens. La roche est très altérée et montre une paragenèse secondaire à épidote – chlorite – amphibole secondaire (actinote). La roche montre aussi des veinules de quartz – calcite . Les métabasaltes supérieurs : La roche montre une texture microlitique avec une mésostase chloritisée et épidotisée. Les cristaux de pyroxène sont altérés en amphibole. La roche est aussi riche en calcite .
Les rhyodacites : La roche présente un fond microcristallin avec des cristaux de plagioclase porphyriques parfois allongés à macles visibles. Ces plagioclases sont altérés et leurs sections sont séricitisés. La roche est parcourue de filonnets de calcite mais renferme de l’épidote et très peu de quartz. Les cristaux de plagioclase et surtout de quartz présentent des golfes de corrosion.
Les rhyodacites non minéralisées ont une texture granoblastique avec une schistosité bien nette. Les porphyroblastes de plagioclase sont à macle visible et sont parfois écrasés quand ils sont disposés dans le plan de schistosité. Les cristaux de quartz sont de grande taille et montre parfois une structure fibro-radiée montrant qu’il s’agit d’une roche volcanique. La roche est très riche en chlorite qui est parfois disposé dans le plan de schistosité. Le fond de la roche est constitué d’un assemblage quartzo-feldspathique finement cristallisé attestant une recristallisation de la mésostase.
Les rhyodacites minéralisées présente une texture mylonitique et tous les minéraux sont allongés dans le sens de la schistosité. Certaines zones sont recristallisées en silice donnant l’aspect d’un quartzite où tous les minéraux de quartz sont imbriqués les uns sur les autres. Ces niveaux silicifiés sont boudinés et riches en minéraux opaques.
La rhyolite : La roche a une texture aphyrique et est constituée de quartz, d’épidote (issue des feldspaths alcalins). On note aussi la présence de minéraux opaques .
Présentation de la méthode de fluorescence X (XRF)
La fluorescence X (XRF) est une méthode permettant l’analyse élémentaire des éléments en utilisant des phénomènes physiques qui ont été découverts et développés dans le domaine de la physique quantique (effet photoélectrique, émission spontanée, diffraction des rayons X). Elle permet d’analyser des échantillons très variés : minéraux, métaux, huiles, eau, ciment, verre, polymères…
Cependant, elle ne peut pas doser les éléments de faible numéro atomique tels que l’hydrogène (H), le lithium (Li) et le béryllium (Be) alors que le dosage du bore (B), du carbone (C), de l’azote (N), de l’oxygène (O) et du fluor (F) sont délicats.
Principe : L’échantillon à analyser est placé sous un faisceau de RX, sous l’effet de ce rayonnement, l’échantillon entre en résonnance et produit son propre rayonnement : c’est la fluorescence. Le spectre en énergie des RX fluorescents montre des pics caractéristiques des éléments présents et la hauteur des pics donne la proportion de l’élément dans l’échantillon. Explication physique de la fluorescence : Un atome est constitué d’un noyau composé de neutrons et de protons, et autour du noyau gravitent des électrons disposés sur un ensemble d’orbites référencées K, L, M, N, O, P et Q constituant des niveaux d’énergies.
L’apport d’énergie au RX sur un atome est tel qu’un électron de la couche interne est expulsé. L’atome entre ainsi en phase d’excitation.
Pour retrouver son état stable, un électron d’une couche supérieure vient combler le vide. Il perd de l’énergie en la libérant sous forme de photons X .
Le niveau d’énergie du photon dépend du niveau de la couche à combler (E0) et du niveau de la couche qui fournit l’électron de remplacement (E1 ou E2). Après le remplacement, l’atome passe de l’état d’excitation à l’état de stabilisation.
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : CONTEXTE GEOLOGIQUE REGIONAL
I. LE CRATON OUEST AFRICAIN
I.1 Les formations birimiennes du craton ouest africain
I.2 Les minéralisations aurifères du craton ouest africain
II. LA BOUTONNIERE DE KEDOUGOU-KENIEBA
II.1 Le supergroupe de Mako
II.2 Contexte structural du supergroupe de Mako
CHAPITRE I : PRESENTATION DU PERMIS DE MAKO
I. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE
II. GEOLOGIE DU PERMIS DE MAKO
II. TRAVAUX ANTERIEURS SUR LE PERMIS DE MAKO
III.1 Interprétation des données géophysiques
III.2 Structures interprétées
CHAPITRE II : PRESENTATION DU PROSPECT DE PETOWAL
I. LITHOLOGIE DU PROSPECT DE PETOWAL
I.1 PRESENTATION DE LA SECTION 2560mN
II. ALTERATION METEORIQUE
III. LE METAMORPHISME ET L’ALTERATION HYDROTHERMALE
IV. ETUDE PETROGRAPHIQUE
IV.1 Les métabasaltes inferieurs
IV.2 Les métabasaltes supérieurs
IV.3 Les rhyodacites
IV.4 La rhyolite
TROISIEME PARTIE : ETUDES GEOCHIMIQUES
CHAPITRE I : PRESENTATION DE LA METHODE DE FLUORESCENCE X (XRF)
I. DESCRIPTION DE LA METHODE
I.1 Définition
I.2 Principe
I.3 Calibration des analyses
I.4 Limite de l’analyse par fluorescence x
I.5 Sources de rayon x
II. PREPARATION DE L’ECHANTILLON
III. PRESENTATION DE L’APPAREIL XRF PORTABLE DELTA
III.1 Analyseur xrf delta
III.2 Station d’analyse delta
III.3 Accessoires
III.4 Limites de détection de l’analyseur xrf portable
III.5 Dispositif de mesure
CHAPITRE II : EXPLOITATION DES DONNEES GEOCHIMIQUES
I. DISTRIBUTION DES ELEMENTS
I.1 Distribution des éléments dans les métabasaltes supérieurs
I.2 Distribution des éléments dans les rhyodacites
I.3 Distribution des éléments dans la rhyolite
I.4 Distribution des éléments dans les métabasaltes inferieurs
I.5 Distribution des éléments dans la microdiorite
II. MOBILITE DES ELEMENTS MAJEURS ET EN TRACE DES BASALTES DE
PETOWAL PAR RAPPORT AU BASALTE DE REFERENCE
II.1 Mobilité des éléments dans les métabasaltes supérieurs par rapport au basalte de
référence
II.1.1 Les éléments majeurs
II.1.2 Les éléments en trace
II.1.3 Synthèse
II.2 Mobilité des éléments dans les métabasaltes inferieurs par rapport au basalte de référence
II.2.1 Les éléments majeurs
II.2.2 Les éléments en trace
II.2.3 Synthèse
III. ETUDE GEOCHIMIQUE DE L’OR
III.1 Distribution de l’or en fonction des éléments chimiques
III.1.2 Sondage 13
III.1.3 Sondage 17
III.1.4 Sondage 88
III.1.5 Sondage 160
III.1.6 Sondage 192
III.1.7 Sondage 241
III.1.8 Sondage 274
III.1.9 Synthèse
CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
