Formations Sédimentaires Phanérozoïques et la dislocation du Gondwana

A la suite de l’orogenèse panafricaine, le domaine précambrien malgache est resté émergé jusqu’au Carbonifère, où se déposent des assemblages semblables aux séries du Karroo d’Afrique Australe. La mise en place de ces séries sédimentaires correspond à une phase de rifting, le « Rifting Karroo », phase initiale de la dislocation du Gondwana, dès le Carbonifère supérieur et jusqu’au Jurassique inférieur. Les séries de Karroo se déposent dans 02 bassins, le bassin de Majunga au Nord et le bassin de Morondava au Sud-Ouest, et comprennent de la base au sommet des assemblages de sédiments terrigènes fluviatiles (argilites et grès), niveaux sédimentaires épicontinentaux évaporitiques et enfin marins francs de plateforme (calcaires). Toutefois, des intercalations précoces de sédiments marins fossilifères semblent indiquer des incursions marines épisodiques dès les premiers stades du rifting. Au Jurassique moyen, l’ouverture océanique se confirme avec des séries sédimentaires franchement marines et l’individualisation des bassins océaniques de Somalie et du Mozambique.

Le développement de ces bassins est ensuite bloqué par l’initiation du “Rifting Indo-Malgache” au Crétacé supérieur, marqué par l’ouverture du Bassin des Mascareignes au Nord et à l’Est de Madagascar, et le dépôt des séries du bassin oriental le long de la côte orientale malgache. Cette phase de rifting est aussi marquée sur la côte occidentale par un important volcanisme intermédiaire à alcalin. Au Néogène, l’ensemble de l’Ile a subi un basculement généralisé vers l’Est, avec l’activation d’anciennes failles subméridiennes en faille normale conduisant à l’individualisation de petits bassins d’effondrement (lac d’Alaotra) isolés à sédimentation terrigène à lacustre dans la masse insulaire. Susceptibilité magnétique La susceptibilité magnétique k est une mesure de degré auquel un matériau peut être magnétisé. Plus grande que serait la susceptibilité, plus grand serait l’intensité de la magnétisation induite et, par conséquent, plus grand serait l’anomalie produite par rapport au champ terrestre. On a : k= I H⃗⃗ , I =k.H⃗⃗ La susceptibilité magnétique d’un volume de roche est une fonction de la quantité de minéraux magnétiques (surtout la magnétite et la pyrrhotite) qu’elle contient. Les mesures de la susceptibilité magnétique peuvent donner une estimation rapide du caractère ferromagnétique de la roche. Ces mesures peuvent être interprétées comme étant des changements lithologiques ou d’homogénéité de la roche ou encore comme une indication de la présence de zones d’altération dans le massif rocheux. Pendant le processus d’altération hydrothermale, les minéraux magnétiques primaires (la magnétite) peuvent être altérés ou oxydés en minéraux peu ou pas magnétiques (par exemple en hématite). Une susceptibilité magnétique anormalement basse dans une roche autrement homogène à susceptibilité magnétique élevée peut indiquer la présence de zones d’altération.

Carte des Anomalies Réduites au Pôle (CMRP)

La première observation faite est que l’ensemble des anomalies est déplacé vers le Sud si nous prenons comme référence la carte du champ magnétique totale. Pour la transformation des données brutes en champ magnétique réduit au pôle, nous avant pris pour l’inclinaison et déclinaison magnétique respectivement (Im= -52.729° ; Dm= 15.900°) de l’IGRF, 2005. Globalement, sur la carte réduite au pôle : les valeurs du champ magnétique mesurées, comprises entre 37416 nT et 33762 nT, sont en fonction de la nature des formations géologiques : alluvions, sables dunaires, argiles continentaux, coulées volcaniques, ankaratrites, rhyolites, dolérites et gabbros doléritiques, granites et le gneiss migmatitique. Les champs fortement magnétiques sont repartis à l’Est et au Sud et se prolongent vers le NW, tandis que les champs faiblement magnétique : les alluvions reparties au centre avec la direction NW et un peu sur la partie SW représentés par la couleur verte à bleu.

En superposant cette carte du champ magnétique réduit au pôle avec la carte géologique de la région (Figure 24), nous voyons bien qu’il y a coïncidence entre les fonds géologiques et le champ magnétique réduite au pôle. Il existe alors une étroite relation entre la géologie de la zone et la propriété magnétique des formations présentes dans le secteur. Le site du Marovintsy où nous avons effectué la prospection est localisé sur une zone ayant un champ magnétique de valeurs comprises entre 35341nT et 34209 nT. Cela veut dire que le gisement de graphite se situe presque dans le milieu moyennement ou plus ou moins magnétique de couleur orange au jaune verte sur le fond géologique composé de gneiss migmatitique et d’alluvions. Sur la zone Tetezanambo et Vohitraravo, l’intensité d’anomalie magnétique est très faible, alors que la formation est toujours du gneiss comme celle trouvée sur le site Marovintsy. Ici les anomalies magnétiques d’intensités fortes sont représentées par la couleur allant du violette à rouge, ces valeurs se remarquent sur les formations volcaniques crétacées et quelques partie des sables dunaires ; des argiles continentales. Cette valeur plus forte peut être expliquée par la différentiation pétrographique au sein de ces formations géologiques.

DISCUSSION

La prospection magnétique utilisant la carte transformée, le dérivé vertical nous a permis de montrer la direction de l’extension du graphite. Cette carte transformée dérivée verticale montre une anomalie prolongée de graphite suivant un axe NW-SE car c’est un filtre passe haut. Cet alignement suit généralement l’axe de prolongement de la ligne de crête et aussi du banc à graphite observé sur la carte d’isoteneur d’après le traitement des résultats d’analyse du minerai de graphite venant du laboratoire. Ce qui nous permet de trouver des nouvelles mines exploitables, localisées dans le permis numéro de la société Gallois, partie Est et Nord Est de la mine déjà exploitée et de la mine en cours d’exploitation. Par contre, d’après l’interprétation des données, les 03 cartes (CMT, CMRP, CSA), n’a pas fourni des résultats bien précis, le fait que, la Carte de Champ Magnétique Total est caractérisé par les valeurs mesurées lors du levée magnétique où elle est incliné et n’est pas orienté directement vers le bas car une roche magnétique peut créer une valeur maximum aussi bien qu’une valeur minimum. Cette carte est en effet l’outil particulièrement utile pour l’interprétation de la géométrie des formations. Toutefois, les formations géologiquement magnétiques se comportent comme des aimants enterrés, et auront un champ local qui sera superposé au champ normal de la terre.

La Carte de Champ Magnétique Réduite au pôle par le déplacement des anomalies. L’anomalie dipolaire formée n’est pas centrée sur la source alors on ne peut pas donc déterminer avec précision la position de cette source. C’est pourquoi, nous avons fait une correction sur la carte du champ magnétique total en éliminant le déplacement des anomalies causée par les roches due à l’inclinaison et déclinaison magnétique. Le traitement de cette carte concerne donc à corriger les effets géographiques, caractérisée par le fait que les sources des aimantations se placent exactement à l’aplomb des bandes des anomalies magnétiques observés. Cette carte est donc nécessaire pour la localisation directe des sources d’anomalie détectée. Et aussi que la zone graphiteuse, est moins magnétique que son encaissante, le gneiss migmatitique. En conséquence le prolongement est moins visible. Enfin la Carte de Signal Analytique pour l’estimation des du mécanisme de la mise en place des formations géologiques comme les altérations de la roche mère. Elle met en évidence alors les anomalies les plus significatives.

Par ailleurs, l’analyse des cartes de trace U et de K, ont encore prouvé la méthode géophysique utilisée, c’est-à-dire la détection de l’allongement de gisement du graphite de direction, NW-SE. Par rapport aux deux fenêtres d’énergie mesurées (U et Th), la radiation de K reste le principal élément d’altération des roches, lessivé facilement par l’eau et très oxydable. La radiation en K est généralement intense sur le gneiss migmatitique à graphite de Marovintsy, et faible sur les sables dunaires et sur la partie NW de carte. Les contrastes de valeur en K sont dus à l’intensité d’altération de la formation de la zone d’étude, puisque pendant la campagne de sondage du graphite, nous avons pu constater que l’altération des roches s’élèvent jusqu’ à 5 m de profondeur. La superposition des anomalies avec la géologie est vraiment convaincante, et ne fait que confirmer la morphologie du gisement, extension latérale du gisement de graphite et la délimitation des formations géologiques. Elle révèle que la susceptibilité magnétique change suivant la nature magnétique du sol et du sous-sol. La zone volcanique située sur la partie Sud de la zone d’étude, formée de coulée volcanique, rhyolite, gabbros doléritiques et d’ankaratrite, est caractérisée par la valeur élevée de champ magnétique total, tandis que la couverture sédimentaire, constituée de calcaire, argile continentaux et sable dunaire, devrait être non magnétique. Seul, la partie SE, couverte de dépôts sédimentaires est vraiment magnétique, interprété par l’épanchement d’écoulement volcanique sous l’argile continentaux (épanchement d’un corps magnétique sous « une mince » couche de sédiment). Les deux (02) cartes d’isoteneur de la colline 44 et de la colline 45, nous ont révélé un tonnage de 290175 t pour un volume 67.800 m3 ainsi qu’une teneur en carbone très promoteur de 77.51 % pour la colline 44 de la mine IX et 71.88 % pour la colline 45 de la mine IV. Les deux cartes, nous a indiqué que la direction du banc à graphite dans chaque colline est de NW-SE et Nord- Sud sur la carte transformée vertical et la aéroradiométrique K et U. La carte transformée du dérivé vertical, la carte radiométrique K et U aéroportées et la carte d’isoteneur ainsi traitées, ont donc donné les directions générales de la structure à Madagascar.

La zone Marovintsy, située sur la partie

Est de Madagascar possède des gisements primaires dans des roches à graphite du socle précambrien avec altération superficielle importante. C’est la première fois qu’on a utilisé les deux propriétés physiques, magnétique et radiométrique aéroportée, à l’évaluation de gisement du graphite. Cette étude a permis, en tout cas, de choisir les sites intéressants pour l’établissement Gallois. Cette étude montre aussi l’importance et l’efficacité de la méthode magnétique et radiométrique dans une campagne de recherche et d’évaluation de graphite. Nous pouvons dire que l’objectif de l’étude a été atteint. La méthode magnétique et la méthode radiométrique sont fiables dans ces applications à la recherche de gisement de graphite. Les résultats obtenus à partir des levés aéromagnétique et radiométrique, nous indiquent que c’est la CGV et la carte radiométrique K et U qui nous donne des résultats les plus significatifs. La carte du gradient aéromagnétique et la carte aéroradiométrique K et U montrent un prolongement ou extension d’anomalie très accentuée de graphite, de direction NW-SE dans la partie NE de la carte. La combinaison des différentes cartes (CMT, CMRP, CGV, CSA, Carte radiométrique K, Th, U et la Carte ternaire) à la géologie de la zone d’étude et ses environs ainsi qu’au niveau des gisements de graphite exploité, ont donc aussi contribué à la délimitation des formations géologiques, à la caractérisation des propriétés, traçage de phénomène de lessivage ionique, la mise en place, l’évolution des roches suivants la teneur et en ces éléments chimique. Ces méthodes de prospection est nécessaires mais pas suffisantes pour approfondir les recherches. Il est alors important de combiner avec d’autres méthodes géophysiques aéroportées telles que la méthode électromagnétique aéroportée, la polarisation spontanée (PS).