La gîtologie de l’or

Métallogénie de l’or 

Les gisements de l’or sont classés en deux types: les gisements primaires et les gisements secondaires. Nous nous concentrons uniquement sur les gisements primaires.Ils sont distingués en gisements magmatiques et gisements métamorphiques.

Les gisements magmatiques 

Ce sont des gisements d’or associés à la granitisation : les gisements hydrothermaux et les gîtes pegmatitiques de l’or. L’or magmatique est ramené du manteau supérieur par les magmas basiques et il est associé soit aux sulfures des métaux de base, soit aux minéraux des éléments sidérophiles tels que les platinoïdes.
Les dépôts de skarn, résultant du métamorphisme de contact entre des roches carbonatées et des intrusions magmatiques. Généralement, ces dépôts résultent du métasomatisme entre l’intrusion siliceuse et les roches carbonatées encaissantes.

Les gisements métamorphiques

L’or se trouve associé à divers faciès du métamorphique : il est présent dans les migmatites schisteuses, les gneiss, les micaschistes, les quartzites avec ou sans magnétite, les amphibolites et aussi les pegmatites.
Les meilleures concentrations d’or sont dans les veines ou les filons quartzeux qui dérivent de la déshydratation des roches hôtes intensément métamorphisées. L’or est souvent associé à la pyrite. L’or a alors été transporté au moyen des failles et des cassures [3].
N.B :les veines résultent de la précipitation de l’or lors de sa mobilisation par les fluides.

Présentation de la zone d’étude

Localisation 

La zone d’étude est localisée dans la région du centre Nord-Ouest de Madagascar, dans la Région Betsiboka, District de Tsaratanana. La Région Betsiboka fait administrativement partie de la Province Autonome de Mahajanga. Elle est limitée au Nord par le district du PortBergé et au Sud celui du Manjakandriana. Soit, du Nord au Sud, 190 km, et de l’Est à l’Ouest entre les districts d’Ambatondrazaka et de Maevatanana 80 km. Sur le découpage de la FTM, elle appartient à la feuille P41 dite de Tsaratanana. Elle est limitée par les coordonnées géographiques suivantes (Lon-Lat system).

Milieu humain et social 

En 2004, le District de Tsaratanana compte 106 805 habitants, qui sont répartis dans les communes de Tsaratanana (15 559 habitants) ; de Bekapaika (9 919 habitants) et Tsararova (8 483).

Enseignement et éducation 

Le système d’éducation de la région est caractérisé par un faible niveau d’équipement en infrastructure et par de très faibles rendements. Le taux de scolarisation du cycle primaire (population de 6 à 14 ans) est de 59.9 %. L’apport important de l’enseignement privé a heureusement compensé le déficit en infrastructure.

Masokoamena-Bekabija

Le Bas Kamoro dans la région de Masokoamena, le plateau et la rivière de Bekabijarecèlent tous d’intéressants gisements d’or. Les terrasses du bas Kamoro sont particulièrement intéressantes avec des gisements alluvionnaires et de terrasse : les terrasses supérieures (les plus développées), les terrasses moyennes et les terrasses inférieures (légèrement au-dessus du niveau actuel des eaux). L’or y est accompagné par l’ilménite et le zircon, alors que l’or des alluvial est accompagné par la magnétite.
Les gîtes primaires d’or sont des filons de quartz diffus au sein des roches métamorphiques.

Aperçu économique 

La majorité de la population de Tsaratanana est active dans le secteur agricole. On y pratique essentiellement des cultures vivrières (riz, manioc, maïs). Elle occupe jusqu’à 89% des surfaces cultivées tandis que les cultures industriellesn’occupentque 9.2% des cultivées.
L’élevage bovin et l’élevage porcin ont une place importante dans la région de Tsaratanana. La pêche y est une activité secondaire.
Le secteur minier assure aussi des revenus important pour la population, particulièrement l’or. 60% à 80% de la population de Tsaratanana sont des orpailleurs. Le béryl et le corindon y sont aussi également extraits, mais n’intéressent qu’une pette partie de la population qui l’exploite d’une manière artisanale et traditionnelle ou pardes petites mines à ciels ouverts. L’extraction se fait par lavage et les rejets sont évacués sous forme brute.

La géophysique aéroportée, la télédétection et le SIG 

Le gamma spectrométrie aéroportée 

Généralités 

Depuis le milieu des années 1970, la cartographie géologique et la prospectionminière ont eu recours aux levées de spectrométrie gamma aéroportés.
En 1967, le gamma spectrométrie aéroportée était une technique de prospection qualitative, que l’on commençait à utiliser dans la prospection uranifère. Actuellement, après divers perfectionnements des instruments et des méthodes de mesures, elle est devenue un outil très indispensable en cartographie géologique et dans la prospection minière.

Principe 

La spectrométrie repose sur la mesure des concentrations absolues et relatives des radioéléments naturels et ce par l’analyse des spectres émis notamment par les éléments K (potassium), U (uranium) et Th (thorium). Malgré l’existence de nombreux éléments radioactifs naturels, seuls le potassium « K », l’uranium « U » et le thorium « Th » ont des radio-isotopes qui génèrent un rayonnement gamma d’une énergie et d’une intensité suffisantes pour être mesurées aux altitudes de levés aéroportés (Rappels théoriques détaillés en annexe).
Moins souvent, mais de façon notable dans certaines circonstances, les anomalies radiométriques permettent le détecter des structures de minéralisation de Au, Ag, Hg, CO, Ni, Bi, Cu, Mo, Pb et Zn, soit parce qu’un ou plusieurs radioéléments y sont présents à l’état de trace, soit parce que le processus de minéralisation a modifié les rapports isotopiques des radioéléments du milieu.

Matériels utilisés 

Les équipements utiles pour effectuer les levées spectrométriques aéroportées sont un aéronef équipé d’antenne GPS (Global Positioning System), Une caméra vidéo, le support des sources radioactives utilisées pour les étalonnages quotidiens et ce, dans le but d’assurer que la sensibilité du système spectrométrique ne change pas de manière exagérée lors des levés, des blocs de cristaux qui se trouvent dans le ventre de l’aéronef (pour capter les rayonnements) et le système spectrométrique qui est constitué de détecteurs et d’un spectromètre.

Les levés aéromagnétiques : la première dérivée verticale

Généralités 

La méthode aéromagnétique consiste à mesurer le champ magnétique terrestre depuis un avion.
La prospection magnétique consiste à rechercher les roches, les formations et les gisements de substance magnétiques par la mesure de la susceptibilité magnétique des roches pour en définir les anomalies et les variations locales du champ magnétique. Le champ magnétique mesuré en un point de la surface de la terre est la somme de trois composantes : le champ géomagnétique (dû à des mouvements au sein du noyau de la terre), le champ induit (champ secondaire crée par le champ géomagnétique) et le champ rémanent (autre champ créé par des aimantations conservées).

Anomalie magnétique 

Une anomalie magnétique est une perturbation locale du champ magnétique terrestre.
L’intensité de l’anomalie magnétique est la différence entre l’intensité du champ magnétique total et l’intensité du champ magnétique normal. (Rappels théoriques en annexe) Un certain nombre de traitements numériques peuvent être appliqués pour améliorer l’expression des anomalies magnétiques : réduction au pôle, gradient vertical, signal analytique et déconvolution d’Euler.

Le gradient ou la dérivée verticale 

Théoriquement, la dérivée verticale est la dérivée des données Z transformées en fonction de la hauteur pour amplifier les anomalies superficielles en vue de distinguer les causes de toutes les anomalies sans chevauchement. Il en ressort ainsi les structures perpendiculaires à la direction de dérivation dont notamment les structures superficielles.
Le calcul dela dérivée des données aéromagnétiques permetd’effacer les informations non requises de basse fréquence et de préciser les contours des anomalies. Les zones qui n’ont pas d’anomalie n’affichent aucun changement magnétique et ont, par conséquent, une dérivée égale à zéro. Une zone qui a une dérivée non égale à zéro délimitera clairement une anomalie.

La télédétection

Définition et objectif 

La télédétection est l’ensemble des connaissances et des techniques permettant de connaître à distance les informations relatives à des objets non accessibles par l’observation, l’analyse et l’interprétation des informations livrées par des images satellites ou par des photographies aériennes.
Elle a pour objectif d’améliorer l’inventairedes objets de toutes natures, les cartographies, la surveillance de l’environnement,les identifications des ressources naturelles, sa pratique a été de plus d’un siècle. Elle tientconstamment compte des développements de la recherche spatiale, de la physique et de l’informatique pour constituer aujourd’hui un outil très puissant en utilisant l’enregistrement des rayonnements réfléchis sur les objets terrestres.

Principe 

L’influx lumineux réfléchi sur la surface terrestre, capté et enregistré par le senseur d’un satellite est transformé en une impulsion électromagnétique pour donner un élément d’image numérique. L’information relative à l’objet est contenue dans le spectre électromagnétique.

Les traitements dans la télédétection

Les données et le logiciel

Des images brutesLandsat (image multispectrale) ont été traitées dans cette discipline. Deux options de traitement sont disponibles : la classification et la composition colorée mais nous traitons uniquement la composition colorée dans notre étude.
Le traitement des images satellites met en évidence les différentes composantesgéologiques de la zone notamment les réseaux hydrographiques, les linéaments, les déformations tectoniques (cassantes et souples). Tous les traitements ont été réalisés avec le logiciel Adobe Photoshop.

Rehaussement de l’image

Avant la composition colorée, l’image doit passer au rehaussement. Il a pour but d’améliorer la qualité visuelle de l’image afin de faciliter son interprétation.Il est effectué en réalisant l’étalement de l’histogramme des teintes.
L’étalement de l’histogramme vise à redistribuer les spectres en 256 teintes et à les ramener à une distribution normale.
La comparaison de l’images TM3 brute et l’image TM3 corrigée montre que les images corrigées sont nettement claires et présentent moins de bruit.

Les traitements dans le SIG

Les traitements à faire sont le géoréférencement ou calage des images, les créations de tables, la numérisation et l’élaboration des carte diverses.

Le géoréférencement 

La première étape de tous travaux de SIG est la délimitation de la zone d’étude. Toutes les « tables » ou les couches d’informations géographiques liées à la zone d’étude doivent être délimitées de façon précise à l’aide de leurs coordonnées géographiques afin de les rendre conformes. C’est cette conformité qui permettra de superposer des tables de diverses natures.

Le géoréférencement(ou le calage) assure l’effectivité de cette étape

Le géoréférencement est ainsi la base de tout travail par le SIG, afin de parfaire cette superpositiontoutes les couches d’information géographique doivent avoir été représentées dans le même système de projection géographique. Nous avons utilisé le système de projection Laborde durant les travaux. Le système de projection Laborde, proche du système de projection Mercator, conserve les angles mais altère les surfaces.

Le logiciel utilisé, les données et les autres manipulations 

Nous avons utilisé le logiciel Mapinfo Professionnel. Un logiciel développé par Mapinfo Corporation qui travaille dans un environnement Windows. Il a servi dans toutes les opérations de SIG qui ont été faites. Mapinfo possède deux modes d’affichage des images : le mode « raster » et le mode « vecteur» tandis que les données sont soit alphanumériques soit sémantiques.

Les cartes obtenues et leurs interprétations

Carte hydrographique

La zoned’étude est dotée de deux grands types de chevelu hydrographique: les réseaux géométriques (réseaux quadrillés, réseaux rectangulaires et réseaux rectilignes) et les réseaux arborescents (digités et dendritiques).
Par rapport à la carte géologique, chaque type de chevelure correspond en un type de formation géologique que les cours d’eau ont érodé de la même manière. La forte densité des réseaux dendritiques témoignede la présence des formations dures, la dominance des réseaux rectilignes pourraitrendre compte d’une compression horizontale ayant affecté les roches et les réseaux quadrillés indigneraient des réseaux de faille juxtaposés.
La carte des réseaux hydrographique aident alors beaucoup dans le relevé des linéaments et conduit par la suite à la réalisation des cartes des éléments de la tectonique essentiellement de la tectonique du domaine fragile et du domaine mixte.

Carte de l’allure magnétique avec les indices de l’or 

La carte de la figure 26 ci-dessous représente la tendance magnétique de la région.Les lignes dégagées par le magnétisme sont globalement conformes aux trajectoires de la foliation. Ces lignes du magnétisme constituent la foliation magnétique. Les déformations ultérieures à ça mise en place, réorientent les minéraux constituants d’une roche et ce, de façon à présenter aux contraintes les faces qui minimisent la pression. Chacun de ces minéraux a sa susceptibilité magnétique propre. Il en ressort alors que les minéraux magnétiques peuvent rendre compte des déformations qui avaient affecté les roches. La tectonique cassante ne peut alors que correspondre aux discontinuités du magnétisme.

Les cartes issues de la spectrométrie gamma 

La spectrométrie du rayonnement gamma permet de faire la distinction entre les altérations associées à une minéralisation et les roches stériles (madamines, vol.1, 2010). Elle repose sur la mesure des concentrations relatives des radioéléments K, U et Th qui varie de façon importante et mesurable avec la lithologie.
Dans cette étude, elle est utilisée pour actualiser les informations lithologiques de la zone i.e. à délimiter les zones potassiques (riche en K) et les zones qui marquent une importance de lessivage de K. (Voir carte)
Nous avons utilisées deux types de carte numérique : la carte du taux de comptage du potassium et la carte du ratio U/K. Nous avons ainsi délimité les zones très potassiques (K>1.81%) et potassiques (0.31% < K< 1.74%), les zones où le lessivage de K est très marqué et surtout les domaines signaléà déficit de K mais un plus grand lessivage de U par rapport à K par les valeurs faibles du ratio U/K. K et U sont deux éléments géochimiques incompatibles et de gros rayons ioniques ne leur autorisaient l’accès que dans les roches différenciées. Si U/K est faible, ceci veut dire la présence de K est actuellement plus marqué que celle de U alors que ce sont deux éléments hygromagmatophilesdonc de même comportement géochimique. U était relativement plus mobile que Th et relativement moins mobile que K, la faiblesse de la valeur du ratio U/K pourrait indiquer une roche initiale sans U ou à déficit de U alors que relativement K était présent. Cette situation pourrait être celle d’une roche basique ou ultrabasique initiale. Elle pourrait également indiquer un lessivage de K.
Nous avons interprété le lessivage en potassium de la zone par la carte du ratio U/K étant donné que K est très mobile par rapport à l’U : dans le cas où U/K est élevé (U/K > 4.21 %), nous avons dits que K est lessivé

Table des matières

INTRODUCTION
A. L’OR
I. GENERALITE SUR L’OR
II. LA GITOLOGIE DE L’OR
B. CADRES GENERAUX DE LA ZONE D’ETUDE
I. PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
II. CONTEXTE GEOLOGIQUE DE LA REGION
III. SECTEUR ECONOMIQUE DE LA ZONE
C. METHODOLOGIE, ACQUISITION ET TRAITEMENT DES DONNEES
I. LA GEOPHYSIQUE AEROPORTEE, LA TELEDETECTION ET LE
II. METHODE DE TRAVAIL
III. LES TRAITEMENTS DANS LA TELEDETECTION
IV. LES TRAITEMENTS DANS LE SIG
D. RESULTATS ET INTERPRETATIONS
I. LES CARTES OBTENUES ET SES INTERPRETATIONS
II. SYNTHESE
CONCLUSION
ANNEXES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ET WEBOGRAPHIE