Prospection Minière-Tsmg2 [PDF]

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CH0 : INTRODUCTION A LA RECHERCHE MINIERE La recherche minière est une activité qui vise à trouver des dépôts de substances utiles dans l’écorce terrestre pour les mettre à la disposition de l’industrie de transformation (sidérurgie, joaillerie, métallurgie,…) et du génie civil. Elle est aussi ancienne que l’humanité puisque les hommes primitifs déjà, recherchaient des silex particuliers pour leurs outils de pierres. Plus tard, leurs successeurs s’élancèrent à la recherche de cuivre stannifère (contenant de l’étain) pour la fabrication du bronze. La recherche minière moderne est cependant une activité économique qui doit générer à ceux qui la pratiquent des profits. Elle comprend deux grandes étapes : 1. L’exploration minière qui consiste à trouver des dépôts de substances utiles ; 2. L’exploitation minière qui consiste à récupérer la substance utile du dépôt pour la commercialiser. La nature très variée de chacune de ces étapes en font une activité multiforme où intervient une grande diversité de disciplines ; ce qui en fait également un domaine pluridisciplinaire : - les géosciences (géologie, pétrographie, minéralogie, géochimie, hydrogéologie, pédologie,…) - les sciences de l’ingénieur (mécanique des milieux continus, mécanique des fluides, hydrodynamique, géotechnique, maths, statistiques,…) - les sciences sociales et économiques (sociologie, psychologie, marketing, bourse, négoce international…) - les sciences politiques et juridiques (code de travail, code minier, code pétrolier, code de l’eau, code de l’environnement, fiscalité, gestion des risques,…) - l’art de l’ingénierie minière (métallurgie, minéralurgie, procédés de valorisation et de transformation, sciences séparatives,…). Les investissements sont élevés ; ils se chiffrent en dizaines de millions de dollar US. Par ailleurs, les revenus ne sont générés qu’en bout de chaîne après commercialisation de la substance utile, donc bien des années après le début des premiers investissements. Ils doivent être susceptibles de couvrir toutes les dépenses engagées depuis le début des opérations et dégager un profit. Le temps de recouvrement des sommes investies est partant relativement long, ce qui en fait une activité à haute intensité capitalistique. D’autre part, la plupart des métaux sont soumis à la loi du marché, source d’un risque financier. D’autres risques tels que le risque géologique (lié à une mauvaise évaluation du gîte) ou le risque politique (instabilité politique ou institutionnelle, nationalisation, justice aux ordres, …) font de la RM une activité à risques. I- RAPPELS 1. Définitions *Exploration – prospection -

Dans le vocabulaire anglo-saxon, ces deux termes sont interchangeables avec une préférence pour le premier. Ce terme englobe toute la séquence des travaux depuis la recherche des premiers indices (start up) jusqu’à l’évaluation du prospect et même la recherche de minerais additionnels pendant l’exploitation.

-

Dans le vocabulaire russe, l’on n’explore le prospect trouvé par la prospection. En d’autres termes, la prospection est la recherche du prospect (start up) et l’exploration son approfondissement (follow-up).

-

Dans le vocabulaire français et dans les pays d’Europe de l’ouest de façon générale, c’est tout le contraire du vocabulaire russe.

*Minéral : Espèce chimique naturelle, inorganique se présentant sous forme de cristal. *Substance utile : substance minérale ou métal utile à l’homme. *Indice : Phénomène ou signe quelconque qui permet d’établir une corrélation en sa présence et l’existence d’un gîte non apparent. Il existe différents types d’indices : •

Géochimiques :

•

Géomorphologiques : 1

•

Minéralogiques :

•

Stratigraphiques :

•

Structuraux :

*Occurrence minérale : Signe visible et tangible d’une minéralisation. *Teneur : Concentration ou proportion d’un métal dans un volume de roche. Peut être exprimée en partie par million (ppm=g/T), en partie par billion (ppb), en pourcentage (%) ou en g/m3. Exercice 1 : définir les termes ci-dessous à l’image de l’exemple :

*Clarke : teneur moyenne d’un élément dans l’écorce terrestre. *Background : également appelé fond géochimique, c’est la teneur moyenne d’un élément dans un matériau de l’écorce terrestre. *Teneur anomale ou anomalie géochimique : Teneur plus élevée ou moins élevée que le background. *Zone anomale : zone géographique (géochimique) ou structure (géophysique) définie par l’ensemble des teneurs ou de valeurs géophysiques anomales. Généralement appelée par abus Anomalie, c’est ainsi qu’elle sera désignée dans la suite de ce cours. *Prospect : Zone d’intérêt qui dans la mesure où elle présente des indices intéressants pour la poursuite des travaux, connaît des investissements sélectifs et importants. *Minerai : ensemble rocheux plus ou complexe contenant des minéraux ou des substances utiles, à des teneurs économiques, qu’on peut les extraire dans l’immédiat ou dans un proche avenir. La notion de minerai est d’ordre chimique (nature des minéraux et leur composition chimique), d’ordre économique (exploitabilité et valeur des minéraux utiles contenus dans le minerai) et d’ordre temporel. *Stérile : ensemble rocheux qui peut contenir des substances utiles à des teneurs non exploitables. *Gangue : ensemble rocheux dépourvu de la substance utile, i.e. partie non intéressante du minerai. *Concentration minérale : Volume de roche dont la teneur en une substance utile donnée (minérale ou métal) est supérieure à la teneur de ce élément dans les roches encaissantes situées à l’extérieur du volume. Remarque : Lorsque la teneur, tout en étant inférieure, n’est pas trop éloignée de la teneur minimale des mines en activité dans un environnement semblable, la concentration sera quant elle est étendue appelée gîte. *Gîte : Concentration de substances utiles en quantité suffisante et à teneur appréciable. *Gisement : « un gisement est une concentration locale exceptionnelle de substances qui sont ailleurs diffusés dans l’écorce terrestre à faible teneur, et que l’on peut extraire avec profit dans l’immédiat ou dans un futur proche.» (E. RAGUIN –1961) En d’autres termes, c’est une concentration minérale dont l’exploitation dans les conditions économiques du moment ou prévisibles à moyen terme dégage un profit. Remarque : Dans l’industrie pétrolière, gisement = champ. *Ressources : expriment le tonnage d’un gîte. *Réserves : expriment le tonnage d’un gisement. Elles peuvent qualifiées de possibles, de probables ou de prouvées. Remarque : Les réserves sont inclues dans les ressources puisqu’un gisement est d’abord un gîte. Mais un gîte n’est pas forcément un gisement. 2

Exercice 2 : définir les termes ci-dessous :

*Concentré : Produit semi – fini issu de l’unité de traitement, qui contient outre la substance utile recherchée, d’autres substances sous forme d’impuretés. Généralement destiné à l’affinage dans les fonderies (hauts fourneaux) ; il se présente généralement sous forme de lingot. 2. Aperçu sur les gîtes minéraux a. facteurs de mise en place - Source de minéralisation : - Transport : - Magasin : - Piège : Remarque : La relation magasin – piège constitue la métallotecte. C’est en d’autres termes l’ensemble des processus qui ont conduit à la mise en place de la minéralisation. b. Classification des gîtes minéraux De nombreuses classifications existent selon la genèse, la forme… Exercice 3 : définir les termes ci-dessous à l’image de l’exemple :

3. Classification des substances minérales Deux grands groupes sont à distingués : les ressources minières et les ressources énergétiques. a. Ressources minières : ensemble des matières premières minérales non énergétiques. Se repartissent en deux groupes :


Substances minérales métalliques : • • •

métaux ferreux : métaux non ferreux : terres rares ou lanthanides :

Remarque : les métaux servant aux alliages sont dits de base : 3




Substances minérales non métalliques

• • • • • • •

Les matériaux de construction : Les engrais : La céramique : Les isolants : Les abrasifs : Les pharmaceutiques : Les pierres précieuses :

b. Ressources énergétiques :


hydrocarbures :




radioactifs :

III. OBJETS ET METHODES 1. But Le but de la prospection est de déterminer la forme, les dimensions, la quantité et la teneur de gisement qu’elle aura localisée. Le prospecteur a cependant besoin d’une cible concrète : C’est le couple tonnage – teneur qui constitue l’objectif de la recherche. Une première approximation de ce couple est fournie par la relation suivante appelée règle du pouce généralement applicable aux substances métallifères.

tm (%)

R (MT)

Qté métal (T)

10 05 02 01

NB : La règle du pouce reste valable tant qu’on n’a pas de connaissances suffisantes pour la future mine. L’objectif de la recherche reste alors de trouver des concentrations minérales de teneurs moyennes supérieures à la teneur de coupure de mines en activité dans un environnement semblable (i.e. tm =.tc) et partant des réserves fournies par la règle de pouce (R ). 2. Méthodes de la prospection  Prospection géologique ou prospection au marteau pour rechercher des indices géologiques par la cartographie géologique ;  Prospection géochimique : pour la découverte des gisements métallifères sub-affleurants ou cachés en mettant à jour les fantômes de concentration minérale (anomalie géochimique). 4

 Prospection géophysique pour la mise en évidence des discontinuités par la mesure de paramètres physiques des formations.  Prospection minéralogique dans les bas-fonds au pied des collines et sur les flancs des collines pour la recherche de minéraux denses dits lourds.  Puits et tranchées pour étudier la continuité d’un indice en sub-surface ;  Les sondages pour définir la géométrie d’un gîte, le modéliser et l’évaluer. 3. Phases de la recherche minière Le caractère risqué de la RM justifie sa mise en œuvre prudente de la recherche de gîtes minéraux. Elle se déroule en plusieurs phases ; à la fin de chacune, la probabilité de découverte doit être évaluée et une décision prise : abandonner le projet partiellement ou totalement ou continuer. 1. Phase d’exploration C’est la phase initiale de la RM. Au cours de celle-ci, il faut non seulement conforter les notions de base (en évitant de se focaliser uniquement sur les notions géologiques), mais également recenser un ensemble d’informations techniques, économiques, politiques et sociologiques. Cependant vis-à-vis de toutes ses informations, il est sage d’observer un esprit critique de discernement en se posant des questions puisqu’une information n’est pas une donnée. Une donnée est une information débarrassée de sa partie subjective. Aussi la qualité des données sera-t-elle le reflet de notre pertinence et donc de la décision que nous aurons prise d’accorder de l’importance à telle ou telle information. L’exploration est une phase de recherche documentaire qui permet de positionner la zone du projet dans un contexte géologique et métallogénique régional favorable en acquérant une documentation technique constituée de cartes (base topographique). Elle commence par l’examen de cartes régionales de petites échelles qui ne présentent certes pas les mines individuelles, ni les provinces métallogéniques, mais elles exposent les grands traits de la géologie et de la métallogénie, permettant ainsi de se forger une bonne idée d’ensemble (vision synoptique). Exemple la carte internationale des gîtes et minéraux d’Afrique à l’échelle de 1/5.000.000. Elle se poursuit par le report des observations et données diverses (travaux miniers passés ou actuels signalés par les archives ou la tradition orale : puits, tranchées, galeries, artisanat minier, mines, …) sur cette base topo. Remarque : mieux qu’un long rapport descriptif et subjectif, la carte constitue un document synthétique

fondamental qui résume les données, présente les hypothèses et soutient les prises de décision. C’est pourquoi, il faudra toujours privilégier cet indispensable outil d’aide à la décision. Au final, la sélection d’une zone de projet fait suite à l’acquisition de données générales sur les facteurs de production des zones potentielles (conditions générales de production susceptibles d’avoir une influence sur la rentabilité du projet : climat et végétation, caractéristiques sociologiques des populations, main-d’œuvre (diversifiée, qualifiée, abondante, onéreuse, jeune,…), énergie (forme, coût, accessibilité, …), existence d’autres dépôts miniers dans la zone (nature, localisation), facilités (routes, rails, port, télécommunications), données juridiques :cadre réglementaire et institutionnel, législation minière, droit foncier, législations environnementale et fiscale, droit du travail, … Exercice 5 : TD sur l’exploitation d’une carte : légende, échelle, coordonnées géographiques et UTM. Notions de degré carré, coupures, …

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2. Phase de reconnaissance La zone du projet ayant été positionnée dans un contexte donné, des études de bureau permettent de préparer des visites de terrain.
Etudes de bureau S’inscrivant dans la droite ligne de la cartographie de la phase précédente, ces études permettent d’orienter les investissements à partir de supports de base établis par la compilation des données préexistantes. Une carte de compilation à l’échelle de 1/200 000, enrichie des données topographiques et géologiques sera établie à partir d’images satellitales ou de photos aériennes. o Les images satellitales : la vision synoptique qu’elles offrent de la zone étudiée, constitue leur principal apport. Les plus utilisées sont les images en noir & blanc et rarement les images en fausses couleurs composites. Elles permettent une connaissance accrue de la zone en ressortant par exemple les linéaments. Elles semblent cependant avoir des limites dans les zones à fortes couvertures nuageuses et à épais couvert d’altération. o Les photographies aériennes : les photos radar bien que de faible résolution permettent d’éviter des photos déformées dans les zones de relief. et passent à travers le couvert nuageux et même végétal parfois. Sur les P.A. présentées en noir & blanc, quartzites, calcaires et roches ignées feldsiques ou acides apparaissent dans des tons clairs puisque réfléchissant un fort taux de la lumière incidente ; schistes et ardoises en tons sombres ; coulées basaltiques et dykes amphibolitiques en presque noir. la reconnaissance aéroportée Remarque : au cours de la reconnaissance aéroportée, peut être aussi menée la géophysique aéroportée (mesures de divers paramètres physiques : intensité du champ magnétique, réponse à une excitation électromagnétique, radioactivité, …). Sur les PA et les images satellitales, on recherche en particulier les structures linéaires : on arrive à reconnaître une organisation linéaire du réseau hydrographique ou des alignements rectilignes de dépressions ou de crêtes. Cependant, tant que ces infos n’ont pas été vérifiées sur le terrain, il faut les considérer comme des linéaments de photo ; une structure qui recoupe plusieurs zones structurales peut aussi bien être un filon, un dyke, une faille, une clôture ou une route. De même une structure linéaire inexpliquée peut s’avérer l’expression floue d’une faille recouverte par des sols ou des alluvions. Remarque : l’interprétation des P.A. permet l’élaboration de cartes photogéologiques qui sont en général, avec les images satellitales, le meilleur investissement que peut faire une société minière pendant la reconnaissance. Cependant, l’effort d’investigation fondamentale du terrain à pied ne doit être négligé.
Les études de terrain La reconnaissance étant le contrôle du cadre géologique, elle impose de se rendre sur le terrain. En C.I., la reconnaissance au sol requiert l’obtention d’une autorisation de reconnaissance délivrée par les services miniers. On distingue : o Les visites : concernent particulièrement les anciens travaux et autres indices existants et les infos tirées des P.A. et images satellitales (zones de contact, linéaments,…).. o Les géotraverses : concernent les zones sommairement ou non encore couvertes par la cartographie, s’étendant entre deux (2) zones géologiques connues. Le long d’un parcours traversant la zone à étudier (géotraverse), le vide géologique peut être rapidement comblé. La reconnaissance au sol met généralement en œuvre l’échantillonnage d’affleurements rocheux, des observations à la loupe binoculaire ou au microscope de terrain, l’échantillonnage de sédiments de ruisseau, la concentration des minéraux lourds dans les alluvions, le fonçage de tranchées et puits pour vérifier des infos ou d’anciens travaux et non à grande échelle).

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NB : la meilleure manière de commencer un programme de recherche minière reste de se faire une idée préalable du gisement auquel l’on peut s’attendre. Ainsi à la fin de cette phase, en exploitant toutes les évidences géologiques de base acquises, à partir des données accumulées et recoupées sur chaque zone, le géologue doit pouvoir s’attendre à un modèle de gisement (intrusif, métamorphique, sédimentaire, d’altération météorique, placer…).Toute la chaîne de la prospection consiste alors en une série d’opérations destinées à tester, à réviser et à tester encore et encore le modèle original jusqu’à ce que l’on puisse vérifier l’existence du gisement ou abandonner le projet. Les données recueillies sont transférées sur des cartes thématiques (tectonique, occupation des sols, développement industriel, indices…) qui illustrent un rapport de synthèse comprenant l’exposé des facteurs d’appréciation (géologiques, gîtologiques, régionaux, …). Les conclusions du rapport indiquent :
les zones d’intérêt spécifique à prospecter dans un ordre de priorité ;
le model de gisement attendu et la nature probable du minerai ;
les méthodes de prospection à mettre en œuvre, le matériel et le personnel ;
le programme de recherche à mettre en œuvre, sa durée et son coût ; les chances de
les bénéfices probables (intérêt) des recherches ;
les recommandations ;
une proposition de décision. Si la décision est prise de poursuivre les investigations, un titre minier doit être sollicité. En CI, c’est le permis de recherche qui est accordé par décret sur proposition de la COMINE. Il accorde à son détenteur le droit exclusif de rechercher une ou plusieurs substances utiles indiquées dans les limites du périmètre du permis. La reconnaissance est une phase de contrôle du cadre géologique au cours de laquelle le prospecteur recherche un endroit à cartographier. 3.

Phase stratégique

C’est une phase de recherche de points d’accrochage (indices et anomalies) dans une zone d’étendue pouvant variée de 50 à 1000 km2, identifiée en phase de reconnaissance comme propre à la poursuite des travaux. Deux cas de figure peuvent se présenter : o La recherche pluri-minérale en terrain vierge (en anciens travaux) : elle s’intéresse à toute substance utile ainsi qu’aux liaisons les plus apparentes entre les minéralisations et le contexte géologique. Elle est du ressort des services géologiques et miniers de l’Etat. Elle permet d’acquérir des données pour étoffer les cartes géologiques et d’indices pour servir de guides aux promoteurs de projets miniers. o La recherche monominérale (avec quelques éléments intimement associés) : spécifique à un minéral. Le prospecteur a déjà procédé au paramétrage technique et économique propre à la substance recherchée et au contexte géologique concerné (règle du pouce, qualité du minerai). C’est généralement le ressort des compagnies minières. Les travaux procèdent généralement par :
études photogéologiques : permettant le choix des itinéraires de recherche, i.e. de mise en œuvre des techniques de prospection ;
cartographie régionale : en vue de l’élaboration d’une esquisse géologique et l’acquisition d’indices de minéralisation par l’observation des affleurements et éboulis ;
prospection alluvionnaire à prélèvements irréguliers et non systématique ;
prospection géochimique alluvionnaire partiellement couplée si nécessaire à la géochimie sol en basses zones avec une densité moyenne de prélèvement ;
prospection géophysique aéroportée: magnétisme, électromagnétisme et radiométrie) L’échelle de travail varie de 1/200 000 à 1/50 000 ; les travaux durent quelques semaines à quelques mois. Les moyens humains sont beaucoup plus importants qu’en reconnaissance. Le programme de recherche est mis en œuvre par tranches représentant des campagnes. Une campagne dure un mois à 45 jours. 7

La phase stratégique est une phase de cartographie au cours de laquelle le prospecteur recherche des points d’accrochage. Elle aboutit à un rapport illustré (cartes) délimitant des zones idoines à la poursuite des travaux par des méthodes identifiées. 4.

Phase tactique

C’est une phase de contrôle des points d’accrochage mis en évidence précédemment. Elle consiste essentiellement en l’approfondissement de l’indice ou de l’anomalie en recherchant son extension en surface et en profondeur. Elle vise en réalité à circonscrire la minéralisation. Les travaux procèdent par :
Cartographie géologique de détail aboutissant à une carte de détail intégrant les informations topographiques et minières ;
Prospection alluvionnaire générale et (semi) systématique (recherche du gîte primaire) ;
Prospection géochimique généralement sol à mailles régulières de plus en plus resserrées et à échantillonnage systématique de surface ou à la tarière ;
Puits et tranchées pour étudier l’indice ou pour rechercher le minerai ;
Prospection géophysique au sol : magnétisme, électromagnétisme, résistivité, gravimétrie…
Sondages destructifs et carottés. ; L’échelle de travail varie de 1/20 000 à 1/5 000 ; les travaux peuvent durer quelques années. Les moyens humains, matériels et financiers sont beaucoup plus importants qu’en stratégique. Le personnel est de plus en plus diversifié au cours de cette phase et les investissements de plus en plus élevés.. A ce stade, il importe de s’assurer que l’on sait récupérer la substance utile du minerai. Les premiers tests de valorisation sont donc réalisés de même qu’une pré-étude économique d’orientation. Les cibles sont classées par ordre d’intérêt et celles qui sont peu propices à la poursuite des travaux seront mises en portefeuilles. Les cibles qui doivent faire l’objet d’une reconnaissance approfondie et d’une évaluation plus précise sont appelés prospects. La poursuite de leur investigation nécessite des partenaires financiers parce que très coûteuse. La phase tactique est une phase de cartographie de détail au cours de laquelle le prospecteur étudie l’extension du point d’accrochage. 5.

Phase systématique

C’est principalement une phase de détermination des réserves, des méthodes d’exploitation et de traitement qui permettent de réaliser les études de rentabilité. Elle peut être scindée en deux parties : - La reconnaissance du corps minéralisé : consiste à étudier les variations dans le corps minéralisé pour mieux le cerner. La surface d’investigation varie généralement de 0,5 à 5 Km² et l’échelle des travaux de 1/1000 à 1/100 pour une première durée de quelques mois. Les travaux comprennent un levé topo précis, de la géophysique de détail, des sondages carottés à maille resserrée. Ces données permettent d’élaborer un modèle géologique. Le corps minéralisé étant un ensemble relativement complexe et hétérogène, le modèle géologique est sa décomposition en blocs élémentaires homogènes. Les caractéristiques de chaque bloc sont obtenues par les méthodes géostatistiques. A ce stade, les tests de valorisation sont réalisés pour choisir la méthode de traitement garantissant une récupération optimale. Les études géotechniques sont également réalisées sur des échantillons provenant de sondages carottés grands diamètres (PQ…) puisqu’il faut déjà penser à la mine. -

L’évaluation économique du gîte : il s’agit véritablement du calcul des réserves qui débouche sur les études de rentabilité. A partir du modèle géologique, un modèle économique est conçu. Pour ce faire, une étude de marché déterminera le prix de vente du concentré d’autant plus qu’il s’agit de trouver aujourd’hui le prix d’un produit qui sera commercialisé plus tard et qui est soumis à la loi du marché. L’optimisation du modèle économique conduit à la délimitation du gisement, voire des contours de la future mine. Ses résultats sont résumés dans l’étude de faisabilité qui constitue un document de synthèse présentant les conditions générales de production et justifie les choix techniques opérés. Si l’étude de faisabilité conclut que la réalisation du projet dégagerait un profit, le corps minéralisé sera qualifié de gisement. En Côte d’Ivoire, ce document servira de base à l’obtention d’un permis d’exploitation qui autorise le promoteur à exploiter le gisement. 8

L’exploitation commence par une phase de développement au cours de laquelle on procède aux divers aménagements (aires de stockage du minerai, verses à stérile,…) et constructions des infrastructures (voies d’accès, bâtiments, laboratoires, cités minières éventuellement), à l’acquisition des équipements et du parc roulant, à l’installation de l’unité de traitement, au recrutement et à la formation du personnel, … S’ensuit une phase dite de pré-production au cours de laquelle l’exploitation débute certes, mais est axée sur le règlement des paramètres de production. Les capacités de production s’accroissent progressivement pour atteindre le rythme de croisière fixé (cadence de production), ce qui correspond à la phase de production. Au total, la recherche minière est un long processus qui peut durer plus de 10 ans depuis les premières investigations jusqu’à la commercialisation du premier lingot. C’est une activité très ordonnée à cause des risques auxquels elle est soumise.

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CH1 : PROSPECTION AU MARTEAU Un gisement résulte d’un évènement particulier dans la croûte terrestre qui aboutit à la concentration des minéraux qu’on ne trouve pas dans les roches environnantes. Le contexte géologique caractérise donc la nature d’un gisement. Aussi l’étude du contexte géologique (variations, grandes lignes pétrographiques et tectoniques) peut-elle indiquer la présence d’un gîte ou non. C’est l’objet de la prospection au marteau. Elle consiste à rechercher des indices de minéralisation par l’observation des affleurements et éboulis le long d’itinéraires méthodiquement choisis. I. cartographie régionale 1. Généralités But : sélection d’une zone d’intérêt ; Contexte : absence d’indices de minéralisation Objectif spécifique : recherche d’indices géologiques Résultats : esquisse géologique intégrant les indices 2. Moyens • • • • •

a. Moyens matériels Moyen de locomotion : moto, 4x4, hydravion, hélicoptère… Matériel de sécurité et de communication : bottes, chaussures de sécurité, gants, lunettes, chapeau, talkies, radio, boite à pharmacie, pierre noire, armes à feu éventuelles, gourde (citerne d’eau), tentes. Matériel d’orientation : carte échelle : 1/50.000 à 1/200.000 topo, boussole, GPS, photographies aérienne. Matériel de travail, d’observations et de mesure : clinomètre (pendage), clisimètre (pente), ruban de mesure, jalons, machettes, planchette topo, réactifs, loupe, stylos, crayons, markers, un Marteau, appareils photo, camera numérique, carnet de terrain… Matériel de conditionnement : éventuellement sacs (en jute ou en toile).

b. Moyens humains
Géologue minier (prospecteur en chef)
Aide géologues (techniciens supérieurs expérimentés, Ingénieurs des techniques)
4 à 5 ouvriers par équipe dont un ou deux ouvrier spécialisé (visées et mesures des distances). Les ouvriers ouvrent et lèvent les itinéraires et transporte les échantillons ; les géologues font les observations géologiques. 3. Méthodologie de mise en œuvre a. Choix des itinéraires : de façon à trouver le plus d’affleurements possibles : à partir d’une carte topo ou une carte du réseau hydrographique ou de photos aériennes, le long des cours d’eau et à proximité des hameaux. b. Levé des itinéraires : directement sur un support topo, ou d’abord sur papier calque à l’aide de la planchette topo et dans le carnet de terrain avant le report sur support topo. Ce levé se fait par segmentation de l’itinéraire en portion rectiligne dont on mesure la direction (visée à la boussole) et la distance (ruban, topo fil). L’utilisation d’un GPS simplifie le levé et le rend rapide en le traçant directement. Il constitue donc un investissement prioritaire. Exercice 6 : Tracé d’un itinéraire à partir de données recueillies dans un carnet de terrain. c. Observation des sols et de la végétation
Sols : Couleur, type (gravier, sable, argile), changements 10


Végétation : abondance, nature (herbacée, arbustive), Clairière), changements NB : - en cas de minéralisation, observer la végétation associée car guide potentiel. (Exemple : La violette calamine (bissap) est un indice pour le zinc. - en l’absence d’affleurements, les éboulis feront l’objet d’une attention particulière (nature pétrographique, présence de minéralisation, ….). • • •

•

d. Observation des affleurements Localiser directement (GPS) ou indirectement – pour positionner ultérieurement sur la carte. Numéroter (car la description se fait dans le carnet) Exemple : YF1, YF2, … Description de l’affleurement o Mode d’affleurements : dalle, dôme, bloc,… o Extension : largueur, longueur,… o Pétrographie : couleur, texture, structure, minéraux, échantillonner non systématique dureté (casser et mouiller)* o Mesures structurales : pendage, mesures divers des structures (fractures, schistosité, décrochements, cisaillement, fente, stries, miroirs de faille). Autres : Degré d’altération Modifications pétrographiques : tourmalinisation, greisenification… Recherche des minéralisations (à l’œil nu, à la loupe, utilisation de réactifs) : Si minéralisation, échantillonnage systématique (partie à minéralisation non visible).

4. Résultats - Carte de cheminements ou d’itinéraires (1/50.000) ; - Carte d’affleurements : infos structurale et minières (1/50.000) ; - Carte d’échantillonnage ou de prélèvement (1/50.000) ; - Carte de minéralisation ou d’indices ; - Fiche d’indice pour chaque indice découvert ; - Esquisse géologique : carte de synthèse établie par corrélation des données géologiques (carte d’affleurements, pendage, structurale) superposées à la topo. Elle suggère les zones de contact en intégrant les infos structurales et minières observées. Pour son élaboration, on se sert de point symboles parmi lesquelles le granite (…), la rhyolite (….) le gabbro (….), le trachyte (….), dolorite (…), basalte (…) Quartz (…), filon (…), tranchées (…), puits (…), les éboulis (…), micaschiste (….), calcaire (….), grés (…), sable (…) pendage (…), cours d’eau (…). Elle permet l’interprétation pour comprendre la relation entre le corps minéralisé (qui sera étudié en sub-surface ou en profondeur par d’autres méthodes en fonction de la nature de l’indice ou de l’anomalie) et son environnement, en particulier son encaissant. Elle permet ainsi de mieux appréhender la métallotecte. NB : - Les cours d’eau représentent des zones de faiblesse. Ils peuvent être interprétés comme des zones de contact (limites de formations). - La zone qui présente le plus d’indices interprétés comme significatifs sera retenue comme zone d’intérêt. Remarque : Dans les régions à couvert végétal inexistant ou peu abondant, on peut recouvrir à la prospection géologue héliportée. Celle-ci offre une vue synoptique et permet le repérage aisé des points marquants (filons zones d’altération hydrothermale, chapeau de fer, zones, zone de contact,…).On peut ainsi se faire descendre à un endroit et être récupéré à un autre. Ce gain de temps est cependant très coûteux ; il vaut mieux la coupler à des méthodes géophysiques aéroportées (méthode radiométrique par exemple). En plus du pilote et du géologue (qui fait les observations), une troisième personne est utile au repérage. Devoir de maison : esquisse géologique 11

II. Cartographie géologique de détail 1. Généralités Cadre : un indice ou une anomalie existe qu’on veut la contrôler. But : juger l’intérêt de l’anomalie ou de l’indice en précisant son extension. Objectif spécifique : établissement d’une carte géologue de détail par un échantillonnage soigné. 2. Moyens a. Moyens Matériels Carte topo (1/50.000), jalons de 2m de long, ruban métrique pour le chaînage, languettes métallique, Marteau, altimètre, boussole, GPS, clinomètre, clisimètre, marker, rubans, pots de peinture, pinceau. b. Moyens Humains Un géologue, des aides géologues. Pour une équipe : un ouvrier spécialisé (visées), un ouvrier pour tailler des piquets, deux ouvriers au chaînage, un à deux ouvriers pour ouvrir le layon. Selon la taille des travaux, on peut avoir plusieurs équipes. 3. Méthodologie de mise en œuvre - Layonnage régulier à partir d’un repère fixe ( à défaut de pouvoir utiliser le canevas géophysique ou géochimique dans le cas d’une anomalie) : o Ouverture du layon de base passant par le repère fixe ou à proximité, à parallèlement à la structure géologue, à l’alignement des indices ou à l’allongement de l’anomalie ; o Ouverture des layons transversaux … au layon de base ; ils sont régulièrement espacés. Par exemple, pour un levé à 1/200.000 par layons peuvent être espacés de 40m. Remarque : en cas d’obstacle, on opère une déviation.

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- Chaînage et levé précis des layons transversaux ; cours d’eau, pistes… Le chaînage permet la localisation exacte de tous les éléments visibles susceptibles d’être utiles à l’interprétation (pistes, cours d’eau, anciens travaux miniers, affleurements, éboulis, …). o Numérotation des layons

- Observations : parcours des pistes, cours d’eau, lignes de prospection à la recherche d’affleurements et d’éboulis. L’observation se fait comme précédemment (affleurements, sols, végétation et recherche d’indices), en insistant toutefois sur la localisation qui doit être précise et sur les guides (structuraux, stratigraphiques, mode de minéralisation…) auxquels une attention particulière doit être accordée. NB : une place prépondérante est accordée aux croquis dans le carnet de terrain. L’apparition des photos numériques permet un gain de temps. Cependant un objet doit toujours pouvoir indiquer la taille des objets. 4. Résultats - Une carte d’affleurements ; - Une carte géologique de détail intégrant des infos minières précisant les contacts de formation et autres structures. Elle est généralement affinée par les résultats issus de l’échantillonnage. la carte géologique servira de support à l’interprétation des résultats fournis par la (ou les) méthode(s) de vérification de l’indice - La fiche d’indice précédente sera complétée par les résultats d’échantillonnage et la découverte de niveaux indices donnera lieu à l’élaboration d’une fiche pour chacun d’eux.

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CH2 : PROSPECTION MINERALOGIQUE Les eaux de ruissellement percolent les formations géologiques, arrachent et entraînent des éléments qui s’accumulent sur le flanc des collines après un faible transport (éluvions) ou dans le lit des cours d’eau après un transport important (alluvions). Ces accumulations comprennent généralement des minéraux détritiques ou résiduels. La prospection minéralogique consiste à prélever et à laver à l’aide de pans ou de batées des échantillons d’alluvions et/ou d’éluvions pour en extraire les minéraux denses dits lourds et évaluer leur degré de concentration (teneur). I. Prospection alluvionnaire Souvent considérée comme une méthode archaïque, la prospection alluvionnaire lorsqu’elle est correctement exécutée est très performante. Selon l’objectif qui est assigné, sa mise en œuvre et ses moyens varient. 1. Prospection alluvionnaire stratégique a. Généralités Cadre : recherche d’indices alluvionnaires (point du réseau hydrographique à minéralisation alluvionnaire forte en une substance utile : Au, Sn, coltan, Pt, W, Mn, Cu, gemmes) en recherche monominérale ou pour l’inventaire des ressources minérales par les services miniers étatiques. But : Localisation d’une zone d’intérêt pour la poursuite des travaux.

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b. Moyens  Humains : dépendent de la technique de prélèvement et de l’étendue de la zone : Un prospecteur en chef qui planifie la campagne ; Des chefs d’équipe pour positionner les points de prélèvement sur le terrain ; 2 à 4 ouvriers par équipe (ouverture itinéraire, échantillonnage, lavage, transport matériel et échantillons).

 Matériels par équipe : - 2 pelles, 2 tamis de 5mm de maille (diamètre 30cm), 2 pans en acier inoxydable, bassines métalliques, machette, boussole, étiquette, markers carte topo de prélèvement (1/50.000), éventuellement pioches, seaux, si prélèvement par puits. c. Méthodologie de mise en œuvre  choix des itinéraires Le but étant de couvrir un max de surface avec un minimum de km linéaire dans un minimum de temps avec un minimum d’argent pour obtenir un maximum de renseignements. Une étude méthodique permet de faire coïncider sur une carte topographique à l’échelle 1/200.000 (ou sur des photos - aériennes ou une carte photo-géologique) des itinéraires d’environ 20 jours coïncidant avec des points remarquables (indices signalés, confluence, zone de contact,…) de façon à couvrir chaque bassin versant (collecteur principal et ses confluents) et les ruisseaux provenant des crêtes. Ces itinéraires sont ensuite reportés sur une carte à l’échelle 1/50.000. Les points de prélèvement sont indiqués sur la carte remise au chef d’équipe pour exécution. La densité de prélèvement devant être régulière autant que possible (x éch/km2 ), une grille kilométrique superposée à la carte permet en respectant quelques règles usuelles de positionner les points de prélèvements : - Les grands collecteurs (>20km) ne sont pas prélevés ; - Les prélèvements se font en amont de la confluence, sauf si le nombre d’échantillons doit être réduit ; - Etablir une maille des travaux en fonction du but : par exemple, en zone équatoriale, 1 prise alluvionnaire tous les 2 Km en terrain sédimentaire, contre 1 tous les 3Km sur les zones de socle). Le kilométrage de l’itinéraire est ensuite évalué à l’aide d’un curvimètre. Chaque chef d’équipe reproduit son itinéraire pour exécution.

Remarque : cette technique est souvent mise en œuvre simultanément à la géochimie stream. 14

 Echantillonnage o Localisation des échantillons Les prélèvements sont réalisés au point de concentration optimale des minéraux lourds correspondants à des obstacles (accidents topo) dans le cours d’eau (seuils rocheux, zone d’étranglement du lit, rive convexe des méandres, marmites d’érosion, confluences).

• •

o Techniques de prélèvement Lorsque le gravier de lit vif est facilement accessible, le prélèvement se fait en lit vif puisque le gravier est assez épais et peu boueux. Deux (2) prises distantes de 10 à 20m à une profondeur généralement inférieure à 40cm sont débourbées sur le tamis jusqu'à obtention de 5 litres de tamisât. Lorsque le gravier de lit vif est difficilement accessible à cause du remblaiement sableux important (ou lorsque la recherche concerne le diamant), le prélèvement se fait par puits (dépôts anciens). Ces puits sont de section rectangulaire ou circulaire. La section dépend de la profondeur. Pour des puits de plus de 3m, on a recours à des sections circulaires (diamètre 0,70m à 0,80m) qui réduit les risques d’éboulement tout comme les sections rectangulaires de 3,6m x 0,80m avec un ou deux gradins. En Côte d’Ivoire, la section la plus utilisée est 1,20m x 0,80m. Dans le cas spécifique du diamant, utilisation des sections rectangulaires plus grandes de 4m x 2m à 6m x 4m ou carrées de 5m de côté parce qu’il est nécessaire de lavé 2 à 3m3 de gravier.

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o Opérations de prélèvement du gravier • soit dans le puits sur toute l’épaisseur du gravier en place, par rainurage vertical sur 2 parois opposées (ou sur les quatre) : 2 à 4 pans ; • soit directement sur le tas de gravier extrait alors mélangé et homogénéisé grâce à une pelle : 3 à 4 pans. La capacité d’un pan est d’environ 8 dm3 (7,8 dm3).  Lavage du gravier : sur le lieu du prélèvement dans une bassine ou dans un plan d’eau en deux (2) étapes: o le débourbage : délitage de la gangue argileuse pour libérer les éléments détritiques ; s’effectue sur le tamis placé au-dessus de la bassine ou du plan d’eau. Le refus (fragments de roche) est observé avant d’être rejeté hors de l’eau ; en cas de minéralisation visible, des échantillons sont conservés. o la concentration : les éléments inférieurs à 5mm sont mis dans le pan ou dans une batée. La concentration consiste à la séparation des minéraux lourds au moyen d’une batée ou d’un pan par une série de mouvements giratoires harmonieux, entrecoupés de mouvements circulaires rapides, destinée à concentrer les minéraux lourds au centre du pan ou de la batée. La concentration au pan (forme tronconique) présente plus davantage qu’à la batée (forme conique) : faible besoin d’eau, meilleure récupération à cause de ses rainures qui tendent à retenir les minéraux lourds, ... Le produit issu du lavage après évacuation du liséré blanc est appelé concentré. Il se présente sous la forme d’une languette étalée. Examen du concentré

Les minéraux se présentent sous plusieurs formes : paillettes, grains, de fragments de prisme, … - Pépite : grain de dimension supérieur à 2 mm ; - Grain : parcelle présentant 3 dimensions définies (petit grain inférieur à 1 mm sinon gros grain) ; - Paillette : parcelle ayant une surface apparente mais sans épaisseur reconnaissable à la loupe ; on peut les compter à la loupe binoculaire - Point : particule sans dimensions déterminables à la loupe ; - Couleur : particules très fines reconnaissables qu’à la loupe binoculaire ou par l’ensemble de leur couleur si elles abondent.  Séchage du concentré : au labo à l’étuve ou sur le terrain au soleil ou au feu de bois dans un pan ou un récipient en évitant l’élimination de certains minéraux ou l’ajout d’esquilles métalliques du récipient ; 17

 Soufflage : le concentré sec est soufflé afin d’éliminer les déchets (poussières et minéraux blancs légers).  Conditionnement du concentré : dans un sachet plastique en prenant soin de le numéroter en glissant dans le sachet une étiquette portant le numéro. Une erreur de numérotation rend tout ou partie des résultats inexploitable.  Pesée au labo avec une balance de bonne précision. Si le concentré contient des pépites, celles-ci sont pesées et emballées séparément ; leur poids étant indiqué sur l’étiquette du reste du concentré.  Quartage : le concentré (sans pépite) est divisé en quatre (4) parties et une partie fait l’objet d’investigation. Les trois quarts sont stockés pour servir d’archives avec toutes les données précédentes.  Séparation : sur la fraction retenue, on opère une séparation densimétrique et magnétique pour obtenir trois (3) groupes de minéraux : o les minéraux de densité comprise entre 2,2 et 3 ,3 ; o les minéraux de densité supérieure à 3,3 et attirables à l’aimant ; o les minéraux de densité supérieure à 3,3 et non attirables à l’aimant. Pour chacun de ces groupes, l’abondance de chaque minéral est observée à la loupe. NB : en P.A. stratégique, l’objectif demeure qualitatif. d. Résultats - Une carte de prélèvement à l’échelle 1/50.000 ; - Une carte de minéralisation : après lavage du gravier, par des couleurs, figurés ou symboles, représentant les minéraux économes (et/ou traceurs utiles à la cartographie).

Les points d’accrochage identifiés feront l’objet d’un contrôle par la prospection dite volante. 2. Prospection alluvionnaire volante a. Généralités Cadre : contrôle rapide d’un indice alluvionnaire pour juger l’intérêt de l’indice. Objectif : déterminer sommairement l’extension de l’indice et les niveaux de concentration (teneurs) dans sa zone d’extension. b. Moyens  Humains : - 1 prospecteur en chef ; - 3 à 4 chefs d’équipe pour assister le prospecteur en suivant l’exécution des travaux : o positionnement des puits – son grand axe ..... au lit ; o dégagement du pourtour du puits ; o bonne disposition des tas ; o éviter le mélange des couches ; o atteindre le bed-rock car possibilité d’existence de plusieurs couches de gravier ; o exhaure du puits en cas de venues d’eau ; o stabilisation des parois instables par boisage ; o description du gravier ; o homogénéisation du gravier ; o respect des consignes de sécurité : port da casque, interdiction de faire un feu prêt du puits à cause du risque d’asphyxie, vérification le matin avant de descendre dans le puits que l’air est respirable et qu’il n’y a pas de reptiles en y descendant une bougie allumée, … - 30 à 40 ouvriers pour foncer les puits, laver le gravier et transporter le matériel et les échantillons.  Matériel : pelles, tamis de 5mm de maille (diamètre 30cm), pans ou batées en acier inoxydable, bassines métalliques pour récupérer les rejets, machettes, boussoles, étiquettes, markers, pioches, seaux, cordes... 18

c. Méthodologie de mise en œuvre  Technique de prélèvement : puits isolés.  Localisation des puits : en amont de l’indice, en remontant le cours d’eau : o en fonction de la régularité de la minéralisation, tous les 100, 200 ou 500m un puits isolés dans le lit sec ou asséché (par dérivation) du cours d’eau si sa largeur le permet ; o un (1) puits isolé sur chaque berge convexe de deux (2) méandres successifs ; un 3ème puits représentative d’alluvions anciennes peut être implanté sur l’une des rives concaves. Remarque : Si le dépôt forme un flat, des lignes de puits perpendiculaires au lit du cours d’eau peuvent être ouvertes successivement. Une première ligne est ouverte, des puits sont foncés à 5 ou10m d’intervalle et le gravier lavé. Si la ligne est payante, une deuxième ligne est ouverte à 100, 200, 400, voire 1000m d’intervalle en fonction de la répartition de la minéralisation, ainsi de suite jusqu’à la découverte d’une ligne non payante : on parle alors de prospection semi systématique. La prospection par puits isolés reprend dès lors qu’une ligne de puits entière s’avère stérile. NB : - A la fin des travaux de fonçage du puits, remblaiement du puits par le stérile. - La présence de boulders (gros galets) nécessite de porter une section de 0,8m x 0,5m à 1,20 x 1,00m. De plus, ces boulders seront lavés sur le gravier et mis en tas séparément pour être observés. - Lorsqu’il n’est pas possible de faire des puits, on procède par des sondages. - A la batée, la concentration doit être poussée avec délicatesse à cause de l’absence de rainures. - Lorsque les travaux concernent le diamant, il faut faire attention aux anciens chercheurs d’or qui ont tendances à trop pousser la concentration, donc à éliminer le diamant. d. Résultats  Calcul de la teneur au gravier ou teneur en place pour chaque puits La concentration en substances utiles doit être évaluée. Après le lavage, l’abondance de chaque minéral est évaluée pour être exprimée selon l’échelle de sensibilité suivante : - En masse pour les substances précieuses en quantité mesurable (mg d’or, carat de diamant) - En % de la fraction examinée. - En nombre de grains ou de poussières ou de couleurs lorsque la quantité n’est pas mesurable (or, cassitérite, ilménite… La teneur au gravier ou teneur en place est la quantité de minéral présente dans 1m3 de gravier en place. Remarquons que lorsque le gravier est extrait, il se foisonne.

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 Les résultats diffèrent selon qu’on souhaite localiser une concentration alluvionnaire ou un gîte primaire :  Localisation d’une concentration alluvionnaire - Carte de prospection : carte de localisation des puits avec indication des teneurs (utilisation de figurés…) ; - Estimation préliminaire des réserves si les travaux de prospection semi systématique ont été menés.  Gîte primaire : la prospection alluvionnaire peut être utilisée comme guide pour sa localisation. - Carte de fréquence à l’échelle 1/2000 à 1/25000 : c’est une carte de prélèvements sur laquelle sont indiquées les teneurs et les mouvements des matériaux. Ces mouvements de matériaux est le résultat de diverses études complémentaires dont la synthèse facilite la détection du gîte primaire : o étude sommaire des dépôts secondaires : types de dépôts, épaisseur du stérile et de gravier, largeur des flats, nature du bed-rock, observations géologiques des fragments rocheux transportés, observations topographiques ; o Etude du réseau hydrographique : débit, longueur, largeur, pente, régime, conditions d’alluvionnement ; o Etude du degré d’usure et de la taille des minéraux ; o Recherche d’une paragenèse significative : U – Au ; U – Th ; W – Mo – S ; Zn – Pb – Ag (BPG) ; Cr – Ni – Pt – Diamant. 3. Prospection alluvionnaire systématique a. Généralités Cadre : des teneurs supérieurs à la tlim (teneur limite d’exploitabilité) ont été identifiés, il faut déterminer les caractéristiques physiques du corps minéralisé pour déterminer les conditions de son exploitation. Objectif : calcul des réserves. b. Moyens Humains et Matériels Identiques mais plus importants en nombre (jusqu’à 80 personnes). c. Méthodologie de mise en œuvre Les travaux se déroulent sur une superficie restreinte du flat. - Etablissement d’une grille de prospection o Layon de base LB ouvert dans la direction générale du cours d’eau à partir d’un repère fixe pris comme point de référence (pont, pilonne électrique, source d’un cours d’eau, borne kilométrique,…) ; o Ouverture d’un réseau de lignes de puits perpendiculaires au LB d’un bord du flat à l’autre. L’équidistance entre les lignes de puits est de 25, 50, 100, 200 ou 400m en fonction de la régularité de la minéralisation ; o Levé topographique précis ; o Positionnement des puits comme précédemment : leur espacement est de 5m 10m ou 20m toujours selon la régularité de la minéralisation. o Fonçage des puits en veillant à la régularité et à la verticalité des parois ; o Levé des limites du flats. o Etablissement de la coupe lithologique du puits avec description détaillée : couleur, nature des éléments, % éléments fins et des éléments grossiers, présence de boulders, épaisseur de chaque couche, stérile ou gravier, section supérieure du gravier, section inférieure. o Lavage au sluice ou au jig du gravier pour chaque puits et pesée de la substance utile obtenue. NB : les lignes de puits et les puits sont numérotés. En P.A., les travaux sont exécutés de l’aval vers l’amont du cours d’eau. Le flat peut être divisé en zone ou en secteur et la numérotation pourra en tenir compte. Exemple L1 G1 : premier puits à partir du LB sur la ligne de puits L1 sur le côté gauche de la ligne de base quant on se place à contre-courant. 20

d. résultats - Carte de prospection (1/2000) indiquant par chaque puits l’épaisseur du stérile et de gravier de même que la masse de substance utile obtenue, puis l’exploitation des résultats du calcul des réserves. - Calcul des réserves o La teneur au gravier ou teneur en place (t)

Détermination du volume de gravier d’un puits : • aisée lorsque les parois du puits sont régulière • Lorsque les parois sont trop irrégulières par la présence de boulders, l’estimation du volume du gravier sera plus précise par la décomposition en volumes élémentaires Vgj o La teneur à l’excavé (t)

Elle permet de réaliser des calculs économiques dans la mesure où elle permettra de tenir suite des opérations sur le stérile. Exercice 9 : Dans un carnet de prospection, on a pu lire les informations suivantes à l’issue d’une campagne alluvionnaire. Commenter et exploiter ces infos. Section prévue : 1,20m X 0,80m N° L4 G3

Section Supérieure Inférieure 1,10m x 0,76m

1,05m x 0,65m

Epaisseur Couleur Stérile Gravier 1,48m

0,85m

Jaunâtre

Observations - 30% d’éléments grossiers - présence de boulders - foncé jusqu’au bed-rock

Masse (g) 223

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• Evaluation des réserves Plusieurs méthodes permettent d’évaluer les réserves des gîtes alluvionnaires parmi lesquelles la méthode des rectangles, la méthode des trapèzes et la méthode des courbes d’isoteneur ou isogrades. La méthode des rectangles fournit des résultats assez voisins de la réalité. Le contrôle ultérieur des opérations alors est aisé et rapide. Elle permet la délimitation de la zone minéralisée sur une carte grâce au principe des zones d’influence dont elle tire son nom de la forme rectangulaire.

DEVOIR DE MAISON OU SORTIE DE TERRAIN II. Prospection éluvionnaire Elle est dans son ensemble identique à la prospection alluvionnaire, mais varie avec le type de minerai éluvionnaire et les buts à atteindre. 1. Le minerai éluvionnaire Il peut une présenter sous 3 aspects :  à l’état libre dans la masse d’éluvions comme produit de la désagrégation est d’un faible transport : la méthode est identique aux opérations alluvionnaires. Les puits sont foncés jusqu’à la roche mère qu’on entame sur 15 à 25cm. La totalité du gravier extrait de chaque puits est lavée : la fraction fine est concentré comme en alluvionnaire et le gravier propre restant sur le tamis dans le bac d’un sluice ou d’un jig est récupéré, examiné et stocké pour des études ultérieures.  à l’état d’inclusion dans les fragments de la gangue du gîte primaire, les terres alluvionnaires (ciments) étant stériles : l’analyse est alors analogue à la recherche des gîtes primaires : la masse terreuse est éliminée ; seuls les fragments de gangue sont échantillonnés, broyés et concentrés. Le broyage se fait à sec ou sous eau dans un mortier en fer ou en acier inoxydable jusqu'à obtention d’une poudre de (< 1mm). C’est cette poudre qui est par la suite concentré par vannage ou panage éventuellement.  par la combinaison de ces deux types (gîtes de type mixte) : on recherche la teneur du gravier éluvionnaire en substances utiles libres et incluses (par sluicing et broyage). 22

2. objectifs de la prospection éluvionnaire Les objectifs peuvent être de deux ordres :  Localisation et cubage d’un gîte éluvionnaire : méthode identique à la méthode alluvionnaire (sur les flancs de colline) ;  Approche d’un gîte primaire (recouvert par les éluvions) : la localisation est alors fonction : - la distribution croissante des teneurs éluvionnaires ; - la netteté des contours des minéraux ; - de la taille croissante, de l’aspect plus ou anguleux des fragments de roche format la gangue de minerai primaire ; - de la concentration croissante des fragments de roche. Remarque : La découverte du gisement primaire marque la fin de la prospection éluvionnaire. La découverte est beaucoup plus facile avec la prospection géochimique et est donc généralement faite par elle. Cependant quelques observations simples sur le minerai éluvionnaire peuvent y contribuer :  l’arrêt de la minéralisation et des blocs angulaires de gangue sur une pente recouverte d’éluvions récentes montre que l’on se trouve sur le gîte primaire ;  la présence de la minéralisation sur les deux flancs d’une colline indique que le gîte primaire occupe ou recoupe la crête de la colline ;  dans le cas d’éluvions anciennes formant sur une zone bien nivelée, seules .les parties payantes du gîte éluvionnaire sont cubées ; le gîte primaire est alors découvert par son exploitation. NB : les formations du littoral sont également l’objet de prospection minéralogique à la recherche de minéraux denses. Toutefois sa mise en œuvre requiert l’utilisation de sondages (à la tarière ou des sondeuses légères). L’évaluation des gîtes se fait alors comme dans le cas des sondages.

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CH3 : PROSPECTION GEOCHIMIQUE I. Objets et méthodes 1. objets Elle est basée sur la présence autour d’un gîte, d’une enveloppe de minéralisation primaire (auréole primaire) et d’un halo de dispersion secondaire (auréole secondaire). L’auréole primaire est liée aux phénomènes de mise en place de la concentration minérale (exemple : altération hydrothermale). Son extension autour du corps minéralisé varie du mètre (filons et petits sills) à des centaines de mètres (grands ensembles et districts miniers). Son étude se fait par les sondages.

L’auréole secondaire contient des fantômes de la minéralisation suite à des phénomènes altération superficielle et de géomorphologie (dispersion secondaire à la fois mécanique et chimique).

Elle peut s’étendre jusqu’à plusieurs kilomètres (+ de 10km) de la source. Ainsi, le gisement nickélifère de BIANKOUMAN présente des anomalies de Ni perceptibles dans les sédiments de ruisseau jusqu’à 2,5km du gisement minéralisé. Dans certaines conditions, les éléments associés dans un même gîte donneront des anomalies non superposables à cause de leurs mobilités qui peuvent être totalement différentes. Ainsi le zinc et le plomb bien que fréquemment associés dans les gîtes. Cependant le zinc est beaucoup plus mobile que le plomb. Dans des conditions d’altération superficielle, il sera donc lessivé tandis que le plomb donnera une anomalie à l’aplomb de la minéralisation. L’anomalie secondaire dépend donc certes du chimisme primaire, mais également des conditions d’oxydation et de mobilité et des conditions de piégeage. Ainsi, il arrive que les éléments de minéralisation secondaire donnent un corps réformé en concentrant fortement les éléments chimiques métallifères arrachés aux corps primaires et ainsi un gisement supergène qu’il faut savoir attacher à la minéralisation primaire. 24

La prospection géochimique ne localise pas directement le corps minéralisé. Elle vise à capter dans un premier temps des signes que le prospecteur interprète comme des attributs de gisement caché ou comme des critères géologiques favorables à la mise en place d’un gisement. Ainsi l’enveloppe formée par le gîte primaire, l’auréole primaire et le halo de dispersion secondaire constitue un guide vers la minéralisation primaire. C’est l’auréole secondaire que la prospection géochimique cherche à mettre en évidence à travers l’échantillonnage de matériaux de l’écorce terrestre (sols, sédiments, eau,…). La géochimie reste à ce jour la méthode de prospection la plus utilisée dans le monde et les pays tropicaux où les roches dans leur majorité sont couvertes par un épais profil d’altération ne font pas exception. On évalue à plus de 90 millions le nombre d’échantillons collectés chaque année à travers le monde et à 50.000 celui en Côte d’Ivoire. 2. méthodes La prospection géochimique est une méthode de recherche de gîtes métallifères cachés par le dosage d’un ou plusieurs éléments chimiques d’échantillons de matériaux de l’écorce terrestre. Selon le matériau prélevé (sol, eau, gaz, roches, …), on distingue plusieurs techniques : •

roche :

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sol :

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sédiments de ruisseau :

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eaux :

•

gaz :

•

plantes :

Remarque : En dehors de la géochimie alluvionnaire et de la géochimie sol, les autres techniques ne sont généralement pas utilisées en Côte d’Ivoire. 3. but Son but est la mise en évidence d’anomalie géochimique. Une anomalie géochimique est simplement une teneur plus élevée (anomalie positive) ou plus basse (anomalie négative) que le fond géochimique ou background. Autrement dit les anomalies sont constituées par les populations dont les teneurs contrastent fortement avec l’environnement qui forme le fond géochimique.

Différentes anomalies géochimiques 25

Une anomalie géochimique n’a pas forcement une origine métallogénique. Elle peut : - provenir d’une pollution (effluent d’usine, produits phytosanitaires, engrais…) ; - provenir d’une contamination (déblais, routes, exploitations minières...) ; - être formationnelle : liée à une formation géologique mais sous une forme minérale (Cu sous forme silicates dans roches basiques) ou gîtologique (dispersion fine) qui ne rend pas la récupération du métal intéressante.

Le prospecteur doit don être capable de distinguer une vraie anomalie. II. Séquence des travaux En reconnaissance comme en travaux de détail les investigations d’une campagne de prospection géochimique suivent le schéma suivant : 1) Sélection des éléments à rechercher et des techniques à mettre en œuvre : détermination du type d’échantillon selon le climat (fraction fine ou grossière des sédiments, horizon A1, A2, A3 pour les sols, eaux souterraines ou de surface : étangs, lacs, …), définition de la sensibilité et de la précision requises pour les analyses (liées au Labo), méthodes d’analyse. Ces choix sont faits sur la base des coûts, des caractéristiques géologiques, du type de labo disponible et de l’expérience en régions similaires. 2) Mise en place d’un programme préliminaire ou études d’orientation : échantillonnage en surface ou dans les puits et tranchées pour déterminer le niveau de fiabilité, les facteurs de bruits de fond et le fond géochimique. Le bruit de fond est lié aux instruments de mesure, aux méthodes de labo et aux conditions de manipulation des échantillons : il peut donc être représenté par la plus faible teneur détectable par le labo. 3) Mise en œuvre sur le terrain de l’échantillonnage selon une grille bien déterminée.  En reconnaissance générale : par des prélèvements le long d’itinéraires à large maille en se servant au mieux des voies de communication naturelles ou artificielles), en acquérant des informations d’ordre géographique (réseau hydrographique, relief, …), géologique (nature des formations,…) et pédologique (type d’altération, nature des sols, ...) ; tous les types d’échantillons peuvent à ce stade être prélevés.  En stratégique : échantillonnage caractérisé par une densité de prélèvement la plus régulière possible couvrant la zone à prospecter (au moins un (1) échantillon au km2). Pour ce faire, une grille kilométrique est superposée à la zone et des échantillons généralement stream sont collectés. Cependant pour certaines raisons ou plus généralement lorsqu’il est impossible de prendre un échantillon stream, des échantillons sol peuvent partiellement être prélevés en zones basses ou en pente plutôt qu’en crête ; la densité de prélèvement étant augmentée. Pour la collecte des échantillons, des itinéraires sont choisis de façon méthodique : • Itinéraires le long du réseau hydrographique secondaire : prélèvements stream en amont des confluences pour caractériser le bassin du cours secondaire. • Layons recoupant les cours d’eau (exemple : espacés de 2km) : prélèvements sol à maille régulière large (exemple tous les 500m) et aux intersections avec les cours d’eau. NB : Le couplage de la prospection alluvionnaire est utile particulièrement pour certains métaux dont les minéraux sont sous forme d’oxydes parce que donnant des résultats moins dispersés qu’avec la géochimie et à des niveaux de teneurs plus élevés.

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 En tactique : selon une maille carrée ou rectangulaire bien définie et un échantillonnage sol systématique. La géochimie sol permet l’étude de l’ensemble des phénomènes associés à l’environnement primaire du gîte. Une trop grande maille peut laisser passer entre ses mailles une anomalie quand un surmaillage initial peut s’avérer vain, mais coûteux. La maille est fonction du métal recherché. Ainsi une maille carrée initiale de 50m x 50m est courante pour Sb et W quand pour Zn, Pb ou Cu, elle peut être de 200m à 400m. Le layon de base est parallèle à la direction générale de l’allongement de l’anomalie (mais peut lui être sécant de 10 à 20°). Les lignes de prospection sont ouvertes perpendiculairement au LB. NB : Tous les éléments susceptibles d’avoir une importance pour l’interprétation des résultats devront être décrits (cartographie de détail).

Exemple de grille de campagne tactique 27

4. Préparation des échantillons

   

a. Préparation : elle permet de limiter le volume et le nombre d’échantillons à expédier au labo et de limiter ainsi les coûts d’analyse. Aussi procède-t-elle par : Séchage au soleil dans des récipients en plastique ; éviter les séchages rapides : si séchage au feu, prendre des dispositions particulières pour éviter la cuisson de l’argile… Démottage (enlèvement des mottes) dans des mortiers et pilons en céramique sans écraser les grains (stream et sol). Pour les roches, broyage à 125 µ dans des mortiers non polluants. Tamisage : séparation granulométrique (dans des tamis en acier inoxydable ou à maille en toile) pour obtenir la fraction fine (...