Les différentes anomalies dans la couche phosphatée
Différents types de pollution dans la couche sont observés : pollution due au sable qui se présente sous forme de lentille ou de poche dans la couche phosphatée. La présence fréquente de sable dans la couche phosphatée explique le caractère parfois siliceux du minerai . dans l’industrie du phosphate, le terme «féral» est employé pour désigner la somme des teneurs en oxyde de fer (%Fe2O3) et d’alumine (%Al2O3) contenues dans le minerai de phosphate exploité. Il a fini par désigner les faciès riche en fer et alumine. Sur le terrain, le « féral » se présente sous forme de niveaux d’épaisseur variable ou sous forme de poches de faible dimension.
Pollution due au calcaire, le calcaire est une roche sédimentaire carbonatée avec 50% de calcite (CaCO3). Il est de faible dureté. Il se présente en association avec d’autres roches parfois dans les couches phosphatées avec des influences néfastes .
Contexte géologique local du gisement
Les études lithostratigraphiques faites dans le gisement de phosphate de Taïba sont nombreuses, (Atger, 1970 ; Slansky, 1980 ; Samb, 1993 In : Dione, 2011). Toutes ces études ont révélé que le minerai exploité est constituée essentiellement de sédiments argilophosphatés, de phosphate de chaux et de phosphate alumino-calcique séparés par les argiles bariolées. Cet ensemble repose sur des argiles feuilletées ou attapulgites d’âge YprésienLutétien (Diop, 2001). Ces différentes études ont permis d’établir de bas en haut la succession lithologique suivante : Les argiles finement feuilletées à attapulgites du mur datées du lutétien qui correspondent stratigraphiquement aux marnes de Lam-Lam.
Le groupe phosphaté daté aussi du Lutétien comprend deux niveaux séparés par les argiles bariolées parfois très épaisses :
Le phosphate de chaux subdivisé en deux couches avec une épaisseur maximale de 15m (épaisseur moyenne 7m):
À la base, un minerai englobant du silex, des sables et quelques intercalations argileuses. C’est ce qui est habituellement appelé minerai hétérogène.
Au-dessus, un phosphate de chaux clair aux grains grossiers contenant par endroit des sables quartzeux dits sables de couche. C’est le minerai homogène.
Les argiles bariolées : Avec une épaisseur de 2 à 3m sont grasses et de couleurs très variables, généralement brunes, rouges, verdâtres.
Elles contiennent essentiellement de la montmorillonite associée à des traces de kaolinite et correspondent au toit protecteur de la couche phosphatée. Une contamination en phosphate alumino-calcique peut précéder le passage au niveau ferralitique.
La formation silico-ferralitique montre des lits centimétriques à décimétriques de phosphate alumino-calcique. Des silex à daucines en plaquettes sont complètement altérés en amas de silice blanche pulvérulente et des lits d’argiles y sont rencontrés. Son épaisseur varie de 0 à 5m. Les grès gris : c’est une formation grèso-argileuse altérée très irrégulière renfermant du phosphate alumino-calcique. Ils sont silicifiés et très ferruginisés par endroit ; ils constituent la base de la Formation du Saloum (Ex Continental-Terminal, Roger et al, 2009) et passent sans discontinuité aux sables dunaires du quaternaire.
Les sables dunaires : rougeâtres, sont d’âge quaternaire à actuel et souvent d’origine éolienne. Ces sables, recouvrent l’ensemble du gisement et leur puissance varie de 20 à 30 mètres. Leur faciès change d’un endroit à un autre et une couche noirâtre riche en matières organiques sépare localement les sables marins des sables éoliens.
Corrélation des sondages
La description des huit sondages de référence réalisés au niveau de la zone d’étude, a permis de mettre en évidence une certaine variation de l’épaisseur de la couche phosphatée avec une moyenne de 7 m. Les niveaux sur lesquels se situe cette couche sont différents d’un sondage à un autre.
Sa base est caractérisée par des argiles feuilletées à attapulgites qui affleurent dans tous les secteurs avec une épaisseur variant entre 0,2 et 0,4 m. Un niveau marno- calcaire remplace ces attapulgites dans les sondages 2E2SIOBB et 2E2SIONL.
La formation phosphatée se développe au sommet de ces argiles avec une épaisseur oscillant de 4,4 à 10,75 m. Elle est constituée par des phosphates de chaux subdivisés en deux types : du phosphate hétérogène occupant la moitié ou les deux tiers de la partie inférieure. Il est très chargé en rognons de silex et présente quelques lits d’argile fine.
le phosphate homogène quant à lui est rencontré au niveau de la partie supérieure de la couche phosphatée. Les argiles et les silex y sont rares. ce phosphate homogène est absent dans les sondages 2E2SEOQB, 2E2SIOBB.
Dans le secteur de Tobène, des intercalations de faciès (parfois de nature sableuse, calcaire ou ferralitique) constituant des anomalies de couche sont rencontrés entre ces deux niveaux repères phosphatés. Il s’agit :
des poches de sable localisées uniquement dans les sondages 2E2SEILQ, 2E2SEOQB, 2E2SIIGQ, 2E2SIIGL, et 2E2SIIGG et dont les épaisseurs traversées varient de 0,9 à 3,2 m. des niveaux calcaires affectent les sondages 2E2SIONL et 2E2SOILL avec des épaisseurs pouvant être de 0,3 à 2,8 m ; des niveaux ferraleux localisés dans les sondages 2E2SEILQ, 2E2SEOQB et 2E2SIIGQ, et 2E2SIIGL.
Il faut aussi signaler que le sommet de la couche phosphatée est occupé par des argiles brunes bariolées à épaisseur variant entre 0,2 et 1,6 m. Cette couche argileuse montre une allure très irrégulière et ondulée révélant des compressions, des étirements et des glissements (Lucas et al, 1979). Elles peuvent aussi présenter des variations de couleurs allant du brun au vert. Elles sont remplacées dans les sondages 2E2SEILQ, 2E2SEOQB, 2E2SIIGQ et 2E2SIIGL par du sable induré ou du sable argileux. Ce qui peut favoriser davantage l’altération de la couche phosphatée. Cette variation de facies s’accompagne d’une diminution de l’épaisseur du phosphate de chaux avec une puissance allant de 10,75m à 4.3m. Cette diminution s’accompagne d’un amincissement vers l’Est de la couche phosphatée. Cet amincissement s’explique simplement par l’augmentation de la puissance des anomalies de couche.
Cartographie des anomalies de couche
Cartographie du sable dans le secteur
Ces anomalies sont présentes sous forme lenticulaire ou de poche et sont observées sur l’ensemble du secteur.
Les faciès sableux les plus représentatifs sont les quartzarénites, les quartzarénolutites, les sables fins, les sables grossiers et les sables phosphatés. Ils sont localisés à tous les niveaux de la couche phosphatée (vers le toit, au milieu et vers le mur). C’est ce qui explique le caractère siliceux du minerai. Ces anomalies de sable influencent négativement sur la production, du fait du coût élevé du à leur traitement. En effet, leur élimination nécessite des réactifs à coût élevé pour l’usine de traitement surtout lorsqu’il est chargé avec le minerai. A ce niveau nous invitons donc à une prospection plus précise pour mieux les cerner.
Cartographie du féral dans le secteur
Le faciès feraleux cause beaucoup de problèmes pour l’exploitation de la couche phosphatée. Il présente plusieurs caractères pétrographiques et est rencontré presque à tous les niveaux de la couche phosphatée avec une épaisseur variable. Il est retrouvé un peu partout dans le secteur d’étude mais plus fréquemment à l’Ouest et un peu au Sud.
On distingue des phosphalutites feraleux de couleur ocre à jaune, des phospharénolutites de couleur roux brunâtre et le plus souvent il est repéré dans la partie argileuse de la couche.
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 : PRESENTATION DU GISEMENT DE PHOSPHATE DE TAIBA : CADRE
GEOGRAPHIQUE ET GEOLOGIQUE DU GISEMENT
I- PRESENTATION DES INDUSTRIES CHIMIQUES DU SENEGAL
II – FONCTIONNEMENT
III – CADRE GEOGRAPHIQUE ET GEOLOGIQUE DU GISEMENT DE TAIBA
III.1- Cadre géographique
III.2 – Cadre géologique
III.3-Caractéristiques géologiques du gisement de Taïba
III.4- Contexte géologique local du gisement
III.5- Caractères géologiques du panneau de Tobène
III.6- Localisation et découpage du secteur d’étude
CHAPITRE 2 : ETUDE DES ANOMALIES DE COUCHES DU PANNEAU DE TOBENE :
CARACTERISATION LITHOLOGIQUE ET GEOCHIMIQUE
I – PROBLEMATIQUE ET OBJECTIF DE L’ETUDE
I.1- Problématique
I.2- Objectifs
II- DEFINITION DES « ANOMALIES DE COUCHE » DANS L’INDUSTRIE DU PHOSPHATE
II.1 – Définition
II.2- Les différentes anomalies dans la couche phosphatée
II. 3- Etude lithologiques et géochimiques de la couche phosphatée du panneau de Tobène
II.3.1- Matériels et méthodologie d’étude
II.3.1.1- Matériels
II.3.1.2- Méthodologie adoptée
III- ETUDE LITHOLOGIQUE DE LA COUCHE PHOSPHATEE
III.1- Description lithologique des sondages
III.2- Le Sondage 2E2SEILQ
III.3- Le Sondage 2E2SEOQB
III.4- Le Sondage 2E2SIOBB
III.5- Le Sondage 2E2SIONL
III.6- Le Sondage 2E2SIIGQ
III.7- Le Sondage 2E2SIIGL
III.8- Le Sondage 2E2SIIGG
III.9- Le Sondage 2E2SOILL
III.10- Corrélation des sondages
III.11- Synthèse lithologiques
IV- CARACTERISATION GEOCHIMIQUE DES ANOMALIES DU PANNEAU DE TOBENE
IV.1- Géochimie des anomalies de couche
IV.2- Dans les sables
IV.3- Dans le féral
IV.4- Dans le calcaire
CHAPITRE 3 : ESTIMATION ET CARTOGRAPHIE DES ANOMALIES DANS LE PANNEAU
I-RAPPELS SUR L’EXPLOITATION DU PHOSPHATE DE TOBENE
I.1- La prospection
I.2- L’exploitation
I. 3 – Le prétraitement
I.4- Le traitement
II- ESTIMATION DU MINERAI
II.1- Méthode des polygones
II.2- Préparation de la base des données
II.3- Etude de qualité
III- CARTOGRAPHIE DES ANOMALIES DE COUCHE
III.1- Méthodologie d’étude
III.2-Cartographie du sable dans le secteur
III.3-Cartographie du féral dans le secteur
III.4- Cartographie du calcaire dans le secteur
IV- POSSIBILITE DE SELECTION DU MINERAI
CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
