Lithologie et structures associées à la minéralisation aurifère du Permis de Douta

PROBLÉMATIQUE

 Les formations birimiennes du Craton Ouest africain (COA) renferment une grande diversité de substances minérales comme l’or et substances annexes. Cela est confirmé par le Ghana qui est le deuxième pays producteur d’or en Afrique, après l’Afrique du Sud. Ainsi, l’or du Birimien constitue indiscutablement la richesse principale du Sénégal oriental. A l’exception du grand massif granitique de Saraya, l’or est présent sur l’ensemble du Birimien. Depuis l’antiquité, ce métal précieux a été une ressource minérale très prisée du fait de sa forte demande en joaillerie, dans l’industrie, dans les finances etc.; ce qui favorise la hausse considérable de son prix. Aujourd’hui, l’or est devenu l’une des substances minérales les plus recherchées par l’industrie. Le potentiel aurifère avéré de la BKK, ainsi que le Code Minier attractif et la stabilité politique et sociale du Sénégal ont attiré de grandes sociétés minières nationales et internationales. C’est dans ce cadre que la société African Star Resources, filiale de la compagnie Canadienne Thor Explorations Ltd (spécialisée dans l’exploration aurifère), s’investit dans l’exploration minière notamment aurifère. Actuellement elle détient des projets en Afrique de l’Ouest parmi lesquels le projet Douta au Sénégal Oriental. A l’issue d’importants programmes d’exploration menés sur le permis de Douta (géochimie du sol, termitière, tranchées, géophysique, campagnes de sondages RAB, RC et Diamond Drilling qui ont abouti à la découverte du prospect de Makosa), la minéralisation aurifère a été confirmée dans chaque trou de forage. Ainsi pour une meilleure compréhension de la lithologie, de la structurale et de la mise en place de la minéralisation aurifère, la société African Star Resource, en collaboration avec le Département de Géologie de la Faculté des Sciences et Techniques (UCAD), nous a proposé de travailler sur le thème : « Lithologie et structures associées à la minéralisation aurifère du permis de Douta (Boutonnière de Kédougou-Kéniéba, Sénégal Oriental) ».

 OBJECTIFS ET PLAN DU MÉMOIRE

 L’objectif majeur de ce travail est la caractérisation géologique et structurale du permis de Douta mais aussi d’utiliser ces résultats pour étudier la minéralisation aurifère dans ce secteur en identifiant les facteurs qui la contrôlent. Le présent mémoire est subdivisé en quatre chapitres:  le premier chapitre est consacré à des généralités qui présentent le contexte géologique général du permis de Douta ; Masse NDOUR 2  le deuxième chapitre présente le permis de Douta ;  le troisième chapitre met l’accent sur l’étude lithostructurale du permis de Douta. Il s’agira de faire la description des différents faciès et des différentes structures rencontrées (cassantes, semiductiles et ductiles) ;  enfin le quatrième chapitre aborde les minéralisations aurifères du secteur de Douta. Il faut noter que des conclusions partielles sont également proposées à la fin de chaque partie et que ce travail s’achèvera par une conclusion générale et des perspectives. Par ailleurs pour atteindre ces objectifs définis, une méthodologie a été adoptée et un certain nombre de matériels ont été utilisés. 

MÉTHODOLOGIE ET MATÉRIEL 

La méthodologie utilisée pour la reconnaissance géologique des faciès est la suivante : – Localiser les affleurements (prise de coordonnées) ; – Faire une description générale des affleurements (forme, dimension ou extension, taille des éléments, orientation, etc.) ; – Faire l’étude pétrographique macroscopique des faciès (texture, couleur, composition minéralogique, classification) ; – Identifier et mesurer toutes les structures tectoniques cassante, semi-ductile et ductile ; – Enfin prendre des photos pour l’illustration et échantillonner le cas échéant. Par ailleurs les tranchées et les sondages permettront de mieux étudier les formations géologiques surtout dans cette zone où les affleurements sont un peu rares. Le matériel utilisé comprend : des cartes topographiques, une boussole pour l’orientation et mesure de structures observées ; un GPS (pour connaitre les coordonnées géographiques en latitude X-longitude Y); un marteau de géologue pour le prélèvement d’échantillons; une loupe, des stylos magnétiques, un carnet de notes, un crayon noir et une règle graduée pour consigner les observations; des marqueurs pour numéroter et orienter les échantillons; un appareil photographique pour les illustrations. A cela s’ajoute le matériel informatique comprenant des logiciels de MapInfo Professional, Discover, ArcGis et Geosoft pour confectionner et traiter des cartes géologiques et structurales de notre zone d’étude. 

 CONTEXTE GÉOLOGIQUE GÉNÉRAL 

 LE CRATON OUEST AFRICAIN ET SA COUVERTURE

 En 1964 et 1965, G. Rocci a proposé un schéma structural de l’Afrique (fig.1). Selon l’auteur, le continent africain est essentiellement constitué d’un ensemble de blocs soudés entre eux par des zones mobiles. Ces blocs représentent des cratons qui sont, du Sud au Nord, puis d’Ouest en Est, le craton du Kalahari, le craton du Congo, le craton ouest-africain, et un supposé craton nilotique dont l’existence reste à confirmer. Ils sont constitués de roches cristallophylliennes et sont séparés par des ceintures de type zones mobiles. Le secteur qui nous concerne se situe dans le craton ouest africain. Le COA (fig.2) qui occupe 20% de la superficie du continent africain, est limité au Nord par l’Anti-Atlas (qui se prolonge au SW par la chaîne du Zemmour et à l’est, il est relayé par la chaîne de l’Ougarta d’orientation NW-SE) ; à l’Est par la zone mobile de l’Afrique centrale (comprenant les chaînes panafricaines du Hoggar et de l’Adrar des Iforas au Nord et des Dahoméyides au Sud) ; à l’Ouest, il est séparé des Mauritanides-Rockelides par une zone mobile panafricaine. Ce bloc est recouvert en grande partie par des formations sédimentaires d’âge protérozoïque supérieur à paléozoïque. Il s’agit du bassin de Taoudéni au centre, des bassins de Tindouf au Nord, de Bové au Sud-Ouest, et de la Volta au Sud-Est. Ces formations sédimentaires ont été bien étudiées à plusieurs Figure 1: Structure d’ensemble de l’Afrique (G. Rocci, 1965) Mémoire de Master 2 Masse NDOUR 4 endroits de la région Ouest africaine (Trompette, 1973 ; Villeneuve, 2005). Au Sénégal oriental, la couverture sédimentaire est constituée par des sédiments non plissés du bassin de Madina Kouta. Les travaux de Bassot (1966), Villeneuve (1984), Culver (1991 et 1994), Culver et Hunt (1991) subdivisent ces formations sédimentaires en deux Supergroupes séparés par la tillite précambrienne datée en Mauritanie entre 630 et 610 Ma (Le Métour et al., 2004). Il s’agit du Supergroupe de SégouMadina Kouta et du Supergroupe de Mali. Le Craton Ouest africain a été subdivisé en trois grands ensembles structuraux : – La dorsale de Réguibat, située au Nord du COA ; – La dorsale de Léo, située au Sud du COA ; – Les boutonnières de Kédougou-Kéniéba et de Kayes situées entre les deux dorsales. Le craton a été stabilisé à la fin de l’orogenèse éburnéenne (Bessoles, 1977). Figure 2: Carte géologique générale du Craton Ouest Africain (d’après Dallmeyer et Lécorché 1991 cité dans Piqué 2001, modifiée)

 LES FORMATIONS BIRIMIENNES DU CRATON OUEST AFRICAIN 

 C’est dans la région de la rivière Birim au Ghana que les formations birimiennes d’âge Paléoprotérozoïque ont été définies pour la première fois par Kitson (1928). Le Birimien affleure essentiellement au niveau des Boutonnières de Kayes et de Kédougou-Kéniéba et dans les parties Est des dorsales de Léo et Réguibat (fig.2). Il est constitué de terrains volcaniques et sédimentaires dont la succession lithologique est diversement interprétée à travers le COA. Ainsi au Ghana, les formations ont été subdivisées par Junner (1940) : – le Birimien inférieur à dominante sédimentaire ; – le Birimien supérieur à dominante volcanique ; Cette première succession lithostratigraphique retenue au Ghana et dans d’autres pays n’a pas été étendue au Sénégal et en Côte d’Ivoire où elle est inversée. Ainsi Tagini (1971) et Vidal (1987) en Côte d’Ivoire, Witschard (1965), Bassot (1966, 1987 et 1997) au Sénégal proposent l’antériorité du birimien volcanique par rapport aux sédiments. Cette chronologie au Sénégal est confirmée par les données pétrogénétiques de Dioh (1986), Ndiaye (1986), Diallo (1983 et 1994), Ngom (1985 et 1995) et par les données géochronologiques et géochimiques obtenues par Abouchami et al. (1990), Boher et al. (1992), Diallo et al. (1993), Ndiaye et al. (1993), Dia et al. (1997), Diallo (1994 et 2001), Gueye et al. (2008). Par la suite, Kesse (1985) puis Milési et al., 1989 proposèrent pour l’ensemble de l’Afrique de l’Ouest une redéfinition lithostratigraphique du Birimien basée sur des arguments principalement structuraux et géochronologiques. Ils distinguent : – un ensemble inférieur (B1) essentiellement flyschoïde, qui serait affecté par trois (3) phases de déformation tectonométamorphique (Dl, D2 et D3). – un ensemble B2, à dominante volcanique qui serait seulement affecté par deux (2) phases de déformation transcurrente (D2 et D3). Le cycle métallogénique éburnéen, riche en or et en métaux de base s’étendrait sur une période de 150 Ma avec deux événements principaux de minéralisation (Milési et al., 1989) : 1)- une première période à l’époque du dépôt du B1; des minéralisations stratiformes à Mn, Fe, Au, Zn-Ag se mettent en place vers 2150 Ma au sommet de la pile lithologique. Cette période s’achève par les minéralisations aurifères des conglomérats tarkwaiens. 2)- La seconde période métallogénique tardi-orogénique apparaît avec les derniers stades cassants des tectoniques D2 et D3. Elle est marquée par des minéralisations mésothermales et est datée vers 2001 Ma. Abouchami et al. (1990) proposèrent que les formations birimiennes se soient mises en place dans un environnement de plateau océanique et que les tholéiites de Mako soient comparables aux basaltes actuels. Hirdes et Davis (2002) subdivisent les formations birimiennes du COA en deux provinces: Mémoire de Master 2 Masse NDOUR 6 une province orientale (Ghana, Côte d’Ivoire) plus vieille (2150-2190 Ma) et une province occidentale (BKK) plus jeune (2080-2110 Ma). Toutefois, les débats conceptuels et la vision cartographique des différents domaines plutonovolcaniques et sédimentaires du Birimien ont, sans cesse, été réactualisé. 

LES FORMATIONS BIRIMIENNES DE LA BOUTONNIÈRE DE KÉDOUGOU-KÉNIÉBA 

La BKK (fig.3), située à l’extrémité occidentale du COA, couvre une superficie de 15000km2 qui se répartit entre le Sénégal oriental et l’ouest du Mali. Elle est limitée à l’Ouest par la chaine des Mauritanides et sur tous les autres côtés par des sédiments d’âge Protérozoïque supérieur à Paléozoïque. Les formations birimiennes du Sénégal oriental ont fait l´objet de nombreuses études pétrographiques, structurales, géochimiques, et métallogéniques, géochronologiques et géophysiques. Ces différentes études ont été récemment complétées par des travaux de thèses et ceux du PASMI (Théveniault et al, 2010). Le schéma géologique de la BKK a été proposé pour la première fois par Bassot (1963, 1966, 1987). L’auteur, à partir des caractères lithologiques et structuraux, subdivise les formations birimiennes de la BKK en deux groupes séparés par la MTZ : le groupe de Mako à l’Ouest et celui de Dialé-Daléma à l’Est, intrudés respectivement par le batholite de Badon-Kakadian et le batholite de Saraya. La synthèse des différents travaux géologiques nous permettra de dégager les caractères lithologiques, géochronologiques, géochimiques majeurs des formations constituant ces groupes.