Présentation générale de la zone d’étude

Contexte général de la zone d’étude

Cadre géographique et administrative

La région de Befandriana Nord se situe dans la partie Nord-Ouest de Madagascar, dans la région Sofia. Elle appartient à la Province de Mahajanga s’étendant entre 14° et 17° latitude Sud et 47° et 49° longitude Est. Le Chef-lieu de la région Sofia, Antsohihy se situe à peu près de 440 km de Mahajanga, sur la RN6 qui va vers Antsiranana. La région Sofia est composée de 7 Districts qui sont : Antsohihy, Analalava, Mampikony, Bealanana, Port-Bergé, Befandriana Nord et Mandritsara.

Positionnement local

La zone sujette à notre étude est la partie Est de Befandriana Nord qui est la partie S38 de la Feuille Leanja-Ambodimanary-Befandriana QRS38.
La zone est comprise dans les Districts de Befandriana Nord et Antsohihy ; elle déborde aussi légèrement au Sud de la Sofia sur les District de Port-Bergé et Mandritsara. Le paysage est formé d’importants massifs granitisés atteignant des altitudes de plus de 1000 m dominant par des abrupts rocheux et les plaines gneissiques-migmatitiques.
La zone d’étude abrite la zone chromifère Zafindravoay-Beriana qui a fait l’objet de nombreuses missions d’exploration et d’exploitation par de nombreuses sociétés depuis les années 70 et qui font la renommée de Befandriana Nord comme étant une zone potentielle à la minéralisation de la chromite.
Le domaine d’étude se délimite géographiquement par les quatre points de coordonnées
Laborde en mètre suivantes.

Géologie régionale

Les schistes cristallins sont assez régulièrement orientés vers N010° à N030° avec de forts pendages déversés généralement vers l’Ouest dans la zone Ouest (Q38 R38) et vers l’Est (S38). D’Est en Ouest on rencontre successivement :
– Des massifs granitiques, dominant à l’Est Befandriana et plongeant régulièrement la bordure Est de la route Befandriana-Mandritsara.
– Une zone basse de migmatites et gneiss à biotite et amphibole (Tanamboa, Ambodimotso, Ambohitrambony) avec le massif d’Ambatomenavava (859 m) plus fortement granitisé.
– Deux bandes de gneiss et migmatites à sillimanite, grenat et parfois un peu de graphite encadrant la zone granitisée d’Ambahivavy, du Nord de Tsarahonenana (point coté 1005) et de l’Androkany. Ces deux bandes de gneiss alumineux comprennent des bancs de quartzite avec ou sans graphite, de cipolin, de gneiss à pyroxène et des bancs de roches ultrabasiques parfois minéralisées en chromite.
A l’Ouest de la ligne Ambodimadio, Marosakoa, Betsasika, Betsindry, Anantaka, on trouve jusqu’au sédimentaire une vaste zone de gneiss et de migmatites gneissiques à amphibole et biotite (épibolites, embréchites) avec un peu de zones granitisées (Ambatomay, Ambodivato, …). Dans cette série sont interstratifiés de nombreux petits bans de quartzites sombres (quartzites à magnétite, à grenat, à orthopyroxène, …), quelques niveaux de gneiss à pyroxène, d’amphibolopyroxénite et parfois des sillimanitites à grenat (Antsihinidry à 1,8 km à l’Est de Mevahaloka). Des roches basiques (gabbros et orthoamphibolites, …) forment de nombreux bancs interstratifiés dans cette zone.
La description détaillée des différentes variétés pétrographiques de la feuille QRS38 a été effectué par C. ALSAC dans laquelle il a classifié le socle cristallophyllien, auquel il a rajouté les gabbros doléritiques qui forment des filons recoupant et les granites intrusifs ou filoniens.
Ainsi, le Socle Cristallophyllien comprend.

Les granites migmatitiques et les granites stratoïdes 

Certains sont orientés, d’autres sont absolument équants et rien ne les distingue des granites des filons recoupant. Pour ceux-ci il n’est pas exclu qu’il s’agisse de filons couches.
La granitisation a pu donner des facies variés : granites orientés à structure embréchitique, granites à orientation plus diffuse : anatexites et nébulites (Ambatomay Nord, Tsarahonenana), agmatites (Est Befandriana et Est Ambodiharahara). Un type très particulier, le granite de l’Androkany, est formé par des phénocristaux de feldspath atteignant 2 à 3cm, assez rapprochés avec une pâte interstitielle plus fine formée de biotite, amphibole et quartz.
Dans ce granite les proportions des éléments sont très variables et l’on observe des passées à tendance syénitique, d’autres plus riches en amphibole, d’autres plus riches en biotite. De même l’orientation peut être selon les points, très diffuse ou au contraire très nette. A ce granite sont associées des petites passées dioritiques plus sombres et de rares facies malgachitiques (Rakotonanahary, 1957).

Les leptynites 

De nombreux bancs de granite hololeucocrate ou très clair avec des quartzs aplatis selon les plans de stratification, sont interstratifiés dans les formations cristallophylliennes. Certains contiennent un peu de grenat mais le plus généralement on ne trouve que du quartz, du feldspath et des petits grains de magnétite.
– Les gneiss et migmatites à amphibole et biotite et les migmatites orientées où la trame gneissique reste dominante : embréchites et épibolites :
La distinction entre ces deux sortes de migmatites est assez arbitraire car il apparaît généralement une sorte de rubanement sommaire dans la trame même de la roche, à l’échelle des cristaux. Ce rubanement n’a rien de comparable à celui des épibolites où se différencient nettement le gneiss et des filonnets aplitiques interstratifiés mais peut créer dans les examens macroscopiques une certaine confusion. Ces formations constituent de vastes ensembles formant des zones de plaine ou de collines peu élevées. Quelques gneiss oeillés ont aussi été rencontrés entre Andranomanitsy et Manantseva (3km NW Befandriana).

Les gneiss à pyroxène 

De nombreux petits bancs (épaisseur métrique à décamétrique) de gneiss à pyroxène affleurant en boules métriques sombres sont interstratifiés aussi bien dans les migmatites gneissiques à amphibole et biotite que dans les gneiss à sillimanite et grenat. Ces gneiss contiennent des cristaux millimétriques de sphène.

Les gneiss alumineux et migmatites associées 

Les gneiss à biotite (parfois amphibole), sillimanite et grenat contiennent parfois un peu de graphite : On passe alors à des khondalites. Ces gneiss peuvent être touchés par la migmatisation : une migmatite, rubanée typique, affleure dans le radier d’Ankazambo Ambodiamontana à 5 km au Sud est de Befandriana.

Les Cipolins 

Quelques petits niveaux de cipolins sont interstratifiés dans les gneiss alumineux où de la phlogopite et un peu de graphite peuvent être trouvé.

Les quartzites 

Les quartzites sont très variés ; leur épaisseur n’est jamais considérable (10 à 20 m au maximum). Ils peuvent d’une part, être clairs formant généralement des bancs continus sur plusieurs kilomètres, quartzites à gros grain vitreux pouvant comporter de la biotite et un peu de feldspath (Nord Ambarijeby), de la sillimanite ou de la muscovite (Est Ambaliabe), des oxydes de fer pulvérulents (Zafindravoay) ; et d’autre part sombres formant généralement des petites lentilles, les plus fréquents sont des quartzites à magnétite à grain assez fin (quelques millimètres) où l’oxyde de fer est en grain xénomorphe ; des quartzites à grenat passant à des grenatites et des quartzites à amphibole ou pyroxène peuvent aussi être trouvé. Un type très particulier est constitué par les quartzites à graphite interstratifiés dans les gneiss à sillimaniteet grenat.

Les para-amphibolites et para-pyroxénites 

Les amphibolites (ou pyroxénites) interstratifiés dans les gneiss et migmatites àamphibole et biotite et formant des niveaux allant de la simple lentille métrique au banc d’épaisseur décamétrique ici sont regroupés. Ces roches contiennent fréquemment du grenat et on passe localement à de véritables grenatites.

Les roches hyperalumineuses 

Nombreuses sont les roches à minéraux alumineux dans tout notre secteur d’étude. Cette tendance alumineuse est parfois poussée à l’extrême et l’on passe à des roches hyperalumineuses comme les sillimanitites à grenat.

Les roches basiques et ultrabasiques interstratifiées 

De nombreuses lentilles, le plus souvent d’ordre métrique à décamétrique, de roches éruptives basiques ou ultrabasiques sont interstratifiées dans les gneiss et migmatites. La plus importante se trouve dans la région d’Ankijanibe ; elle mesure 4 km de long sur un peu moins d’un kilomètre dans sa plus grande largeur ; il est d’ailleurs possible qu’en réalité on se trouve en présence de plusieurs lentilles très rapprochées. Ces lentilles offrent une grande variété pétrographique aussi bien dans la nature des roches initiales (pyroxénolite, péridotite, gabbro) que dans les produits résultant des transformations hydrothermales ou métamorphiques (ortho-amphibolite à hornblende, trémolitite ou actinotites, soapstone, serpentine, …). Très souvent ces roches sont traversées par de nombreux filons de pegmatite ou de quartz.
Certaines lentilles sont minéralisées en chromite.
Le socle cristallophyllien est recoupé par des Dolérites d’une part, des Granites d’autre part.

Les gabbros doléritiques 

Des filons doléritiques dont un des plus typiques coupe la route Antsohihy-Befandriana à 3 km à l’Ouest-Nord-Ouest de cette localité. Ces roches ont une granulométrie très changeante à l’intérieur d’un même filon. Certains filons sont franchement basaltiques (3,5 km Nord-est Befandriana).
– Les granites filoniens :
Des filons de granite rose à biotite forment par place des alignements de boules. Le plus important de ces filons est celui situé au Nord d’Ambohimitsinjo; il forme une ligne de crête d’une longueur de 3 km.
– Les granites intrusifs en massif :
Le granite à biotite, relativement sombre, du Mont Maropapango (coin Sud-Est de la feuille R38) semble bien former un massif intrusif au milieu des formations du socle.

Méthodologie

Les principales étapes d’une prospection sont la prospection générale, la prospection détaillée et la prospection systématique. La prospection générale ou prospection de reconnaissance est une prospection rapide qui fournit une estimation sommaire mais qui sert à ménager l’avenir en délimitant les zones intéressantes. Elle a pour but de faire un premier inventaire des minéralisations éventuelles d’une région donnée qui est généralement peu ou mal connue. La prospection détaillée impose un travail plus précis sur des zones favorables où une reprise de la prospection s’impose. Les opérateurs se verront attribuer des zones dans laquelle ils devront rechercher obligatoirement les gisements en place et alluvionnaire, éventuellement indiquer pour chacun d’eux une première approximation d’importance. La prospection systématique est la phase qui précède la mise en exploitation du gisement connue.
Elle a pour but de faire une étude définitive de la zone digne d’intérêt par exemple le sondage carotté. On détermine de façon précise l’importance du gisement, les dimensions ou les puissances des zones minéralisées et leur répartition spatiale, les teneurs de chaque aire ou niveau de minéralisation pour finir par le cubage ou calcul de réserve.
Les différentes méthodes proposées pour effectuer notre Modèle de Prospection consistent en :
– Des travaux de reconnaissance de terrain
– L’exploitation des données cartographiques déjà existants (carte topographique S38 et carte géologique QRS38 chacune à l’échelle 1/100 000 ainsi que les bases de données du FTM), et des données obtenues sur terrain.
– Les études des données géochimiques (résultats d’analyse des échantillons de sédiment de ruisseaux du PGRM en 2004)
– Les études des cartes numériques du champ magnétique (levées de géophysique aéroportée du PGRM de 2004 à 2006).
– Le traitement des images satellites Landsat ETM (scène n° 159 071),
– Le raccord de toutes les informations au moyen de SIG (Système d’Information Géographique)

Prospection de reconnaissance

La plupart des données requises pour cette étape de la prospection sont généralement disponibles auprès de la direction du service géologique du ministère des énergies et des mines et se base aussi sur les collectes préliminaires de données.
Ces données sont disponibles à des prix raisonnables auprès du service géologique du Ministère des Energies et des Mines de Madagascar. Ces données sont aussi disponibles sous forme numérisée. Les données collectées ont été interprétés pour conduire une évaluation régionale pour déterminer où l’exploration doit être entreprise. Les interprétations géologiques peuvent être aidées par les Système d’information géologique (SIG). La descente dans la région de Befandriana Nord pour une exploration de reconnaissance implique une série de techniques de terrain classiques entreprise par une équipe d’exploration généralement à partir d’une base de terrain qui sont la cartographie géologique régionale, la prospection géochimique régionale en rivière, sol ou roches, la géophysique aéroportée régional, la prospection.
Ainsi, nous avons effectué la cartographie géologique régionale de la zone.
Traditionnellement, la cartographie géologique s’effectue à une échelle 1/25 000, utilisant des photos aériennes ou des cartes de base publiées si possible. La cartographie complète les informations collectées lors de l’évaluation régional et visualise les éléments caractéristiques du minerai recherché. Dans notre modèle, ces cartes sont à l’échelle 1/100 000. Nous avons utilisé la carte topographique au 1/100 000 de la feuille S38 de Befandriana Nord éditées par le FTM. Le fond géologique que nous avons utilisé est la carte géologique au 1/100 000 QRS 38 de Leanja-Ambodimanary-Befandriana Avaratra élaborée par C. Alsac en 1964. Nous avons couplé ces données cartes avec les bases de données existant. Nous avons utilisé les bases de données BD 500 et BD 100 qui mettent à la disposition des utilisateurs plusieurs couches superposables telles que l’hydrographie, les villages, les limites de Fivondronana, lesréseaux routiers, la géologie, …

Les cartes magnétiques

Champ magnétique total

Le résultat d’un levé magnétique aéroporté est présenté sur une carte de l’intensité du champ magnétique total. Comme le champ magnétique est incliné et n’est pas orienté directement vers le bas, un corps magnétique pourrait alors créer une valeur maximum aussi bien qu’une valeur minimum. La présence des minéraux magnétiques dans les roches et des masses minéralisées crée des anomalies sur la carte du champ magnétique. La carte d’isovaleur du champ magnétique terrestre donne moins de précision en ce qui concerne la localisation exacte des sources magnétiques. Toutefois, certaines mesures du champ prélevées dans au voisinage des formations géologiques magnétiques présentent des entorses qui peuvent être des anomalies.

Réduction au pôle

La carte magnétique totale ne permet pas de dire l’emplacement de la source de l’anomalie, cet emplacement tient compte de l’inclinaison magnétique, pour amener la source de l’anomalie à la verticale, il faut faire la réduction au pôle. La carte de réduction au pôle se caractérise par le fait que les roches, sources des aimantations, se placent exactement à l’aplomb des bandes d’anomalies magnétiques observées.

Résultats et Interprétations

Les résultats sont présentés ici selon les différents méthodes et études utilisés pour réaliser notre modèle de prospection. Ainsi, seront présentés successivement, les résultats des études pétrographiques, les résultats des études géochimiques, les résultats des méthodes magnétiques, les résultats du traitement des images satellites et enfin la synthèse de tous ceci en vue d’une cartographie prospective minière.

Résultats des études pétrographique

Les échantillons de roches que nous avions eu à notre disposition ont été décrit et étudié macroscopiquement à l’œil nu et sous microscope au microscope polarisant. Bien que le nombre d’échantillon ne soient pas significatif pour caractériser notre zone d’étude, ces échantillons de roches apportent quand même une brève affirmation sur la nature de quelques roches dans certaines zones dont nous pouvons localiser à l’aide des coordonnées géographiques.

La roche CTO5-2025

Cette roche a été collecté dans la zone de coordonnée Laborde X : 606876 et Y : 1190205. Macroscopiquement, la roche avec l’identifiant CT05-2025 est une roche massive, grenue et mésocrate. Les minéraux dominants sont l’amphibole de couleur verte et des pyroxènes bruns qui sont dominant. Après les études microscopiques, nous avons observé que les pyroxènes sont en agrégat et que les amphiboles semblent dériver de ces derniers. Nous avançons une théorie de métabolisme rétrograde avec la transformation des pyroxènes (Px) en amphibole (amp) car les amphiboles sont entourées par ces derniers.

Table des matières

REMERCIEMENTS
LISTE DES ABBREVIATIONS
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I. Présentation générale de la zone d’étude
I.1-Contexte général dela zone d’étude
I.2- Géographie physique de la zone de Befandriana Nord
I.3- Contexte socio-économique du District de Befandriana Nord
I.4- Cadre géologique de l’étude
Chapitre II. Méthodologie
II.1- Prospection de reconnaissance
II.2- Exploitation des données obtenues sur terrain
II.3- Méthodes Magnétique
II.4- Traitement des images satellitales
II.5- Système d’Information Géographique
Chapitre III- Résultats et Interprétatons
III.1- Résultats des études pétrographiques
III.2- Résultats des études géochimiques sur les sédiments de ruisseaux
III.3- Résultats des études géophysiques
III.4- Résultats de la Télédétection
Chapitre IV- Essai de Cartographie prospective minière
IV.1- Les gisements de chromite de Befandriana Nord
IV.2- Superposition des cartes géologiques, géophysiques et géochimiques
IV.3- Conclusion partielle
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXE
TABLE DES MATIERES