Resume Du Cours de Metallogenie [PDF]

Zitiervorschau

METALLOGENIE GITOLOGIE CHAPITRE I : GENERALITE I-

DEFINITIONS

La métallogénie : science qui étudie le mécanisme de formation des gites métallifère. Elle a 3 buts : o Décrire les gites minéraux (gitologie) o Comprendre les mécanismes de formation des gisements o Proposer des guides de prospection à l’explorateur

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Métallotecte : élément ou trait géologique qui a contribué utilement à la genèse de la minéralisation

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Le gite : concentration anormale (anomalie) d’un ou de plusieurs éléments chimiques dans une formation rocheuse (substance utile)

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Le gisement : o Espace : lieu où l’on rencontre une substance déterminée o Economie : gite économiquement rentable

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Minerais : roche dont on peut extraire avec profit une substance minérale avec la technologie existante et dans les conditions économiques du moment.

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Le minéral : corps naturel, solide, inorganique, cristallin et homogène ayant des propriétés physiques et une formule chimique bien définie.

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Roche : ensemble d’un ou de plusieurs minéraux

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La gangue : roche ou minéral sans intérêts économiques entourant les minerais

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La teneur : abondance d’un élément dans un matériau. C’est le rapport entre le contenu métallifère et le poids du minerai (g/t)

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La teneur de coupure : teneur en dessous de laquelle une mine n’est plus économiquement exploitable

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Le tonnage : quantité de minerais connue du gisement

T = production accomplie+réserve T =volume ×densité

Les réserves représentent les minerais reconnus encore en place -

Le Clarke : teneur moyenne d’un élément donné dans la croute terrestre. Il est exprimé en ppm, g/t ; ppb. 1ppm= 10-4%

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Le Clarke de concentration : rapport entre la teneur d’un élément chimique et son Clarke

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Stratiforme : corps minéralisé ayant la forme d’une strate

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Stratabound : minéralisation encaissée uniquement par une unité de roche encaissante

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Corps minéralisé : Zone ne dépassant pas 1 Km au sein de laquelle une minéralisation économiquement rentable est identifiée. II-

CONCEPTS DE BASE DE LA METALLOGENIE 1- Epoque métallogénique

Période caractérisée par la formation d’un type de gite. Il existe 4 époques métallogénique : -

Précambrien : fer, or

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Calédonien : fer

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Hercynien ou varisque : cuivre

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Alpin : cuivre, molybdène, or 2- Province métallogénique

Vaste région ou aire renfermant des gisements métallifères formés au cours d’une même époque métallogénique. 3- Province métallique Domaine géologique caractérisé par un métal ou un assemblage métallique. On parle de polymétallique lorsqu’on a différents métaux 4- District L’aire allant de 10 à 100 Km au sein de laquelle différents champs minéralisés sont découverts. 5- Champ minéralisé Regroupement de plusieurs gisements sur une aire de 1 à 10 Km.

CHAPITRE II : PRINCIPES DE LA GITOLOGIE Le principe de base de la gitologie est la description des gites métallifères. La minéralisation est la concentration locale d’une substance minérale donnée dans une roche. 4 processus permettent la formation des gîtes métallifères : -

Processus magmatique : o Dissémination : dispersion d’un élément dans une structure donnée o Différentiation : processus par lequel le magma se scinde en portions chimiques différentes o Assimilation : processus par lequel le magma incorpore et digère des roches en son sein

On distingue 2 types de minéralisation : -

Primaire : Elle s’est mise en place en même temps que la roche encaissante

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Secondaire : elle s’est formée après la mise en place de la roche encaissante I-

LES AGENTS MINERALISATEURS

Il s’agit de tout corps ou substances qui favorisent la mise en place de la minéralisation.

1- L’eau -

Transporte la minéralisation

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Les eaux superficielles jouent dans la formation de gisements de placers 2- Les volatils

Le soufres, le chlore, le fluor, le bore, le phosphore et le CO2 constituent les volatils. Certaines substances minérales sont incapables de se déplacer toutes seules en solution. Elles s’associent alors aux volatils au cours de leur transport pour faciliter leur déplacement. 3- Les bactéries anaérobiques Elles sont capables de réduire les sulfates, cela permet la formation de l’hydrogène sulfurique (H2S). Lorsque H2S rencontre les métaux facilement sulfurables, ils se forment des sulfures de métaux. SO4 + H2S + M

MS + H2 4- La MO végétale

Elle contribue au processus de minéralisation par la fermentation. En milieu anaérobique elle fermente en libérant du C. c’est la formation de HC. II-

LES MECANISMES DE LA MINERALISATION

La formation d’un minerai dépend de la perméabilité, de la fragilité et du chimisme de la roche. Les étapes de la formation d’un minerai sont :

1- Le conditionnement ou préparation du terrain Il s’agit de toute modification tendant à rendre le terrain plus réceptif à la minéralisation. Ces modifications sont : -

Augmentation de la perméabilité (porosité)

-

Variation du pH

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Recristallisation

Ces changements conduisent à des modifications géologiques du terrain reconnaissable par : -

La silicification : addition substantielle de silice (sous forme de quartz) dans la roche altérée

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La dolomitisation : remplacement partielle de la calcite par la dolomite

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La serpentinisation : transformation des minéraux ferromagnésiens en serpentine (phyllosilicates)

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La skarnification : remplacement méta somatique essentiellement siliceux des roches carbonatées au contact d’une intrusion

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La bréchification : formation et évolution de brèches volcaniques, sédimentaire

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Allitisation :

-

Œil de chat :

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Or de chat :

2- Les facteurs de contrôle physiques -

Primaire : il s’agit de toutes structures ou texture initiale qui influence la perméabilité ou la porosité facilitant de ce fait la circulation des fluides minéralisateurs. Les pores ou cavités confèrent aux grès une porosité capable de contenir de l’eau, des HC, des minerais

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Secondaires : il s’agit des structures secondaires qui jouent dans la circulation et la précipitation des fluides minéralisateurs (fractures, failles et plis) 3- Les facteurs de contrôle chimiques a- La température

Les fluides minéralisateurs précipitent quand ils atteignent les zones à faible T. b- La pression La solubilité est proportionnelle à la pression. c- Le pH La production de H2S se fait avec l’acidité entre 5 et 10° d- La concentration des volatils La migration des volatiles provoque la baisse de la pression engendrant la précipitation des éléments e- Le potentiel d’oxydo-réduction

En milieu oxydant, l’uranium est hexavalent et le fer sous forme ferrique en milieu réducteur l’uranium est tétravalent et le fer est ferreux. 4- Les facteurs de contrôle biochimiques Il s’agit de l’action des micro-organismes tels que les bactéries.

CHAPITRE III : TYPOLOGIE DES GISEMENTS La classification métallographique considère 3 paramètres : la morphologie, la composition minéralogique, le processus génétique du gisement. 1- Les critères de classification des gisements a- L’espace Il s’agit de la géométrie (filon), la disposition (massive ou disséminé), le type de lithologie et la position stratigraphique (verticale, horizontale) du gisement. b- La composition chimique Composition de la roche encaissante et de la minéralisation c- L’âge Absolu (précambrien, tertiaire) et relatif (gites supergènes) de la roche.

d- Les paramètres physiques Il s’agit de la pression et de la température. Il existe des gisements à HT, BT, MT, HP, MP, BP Ex : le diamant est de HT et HP

e- La genèse -

Gisements en liaison avec un magma éruptif : o Gisement de ségrégation magmatique o Gisements pegmatitiques o Gisements orthomagmatiques o Gisements pneumatolytiques o Gisements de fumerolles o Les gisements hydrothermaux

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En fonction de la T et de la P : o Epithermaux (BT à proximité de la surface) o Mésothermaux (MT, MP) o Hydrothermaux (HT profondeur élevé)

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Les gisements liés aux roches sédimentaires : o Placers

o Gisement residuel o Précipitation (chimique) -

Les gisements pyrométasomatiques 2- Exemple de classification des gisements a- Classification de l’UNESCO

Elle est basée sur la morphologie du gisement : -

Filoniens

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Disséminés

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Massifs

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Stockwerks

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Les gisements de shear zone

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En pipe

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Imprégnation

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Lentilles b- Classification de Von Colta

Elle est basée sur l’espace du gisement : -

Les dépôts réguliers : lentilles, veines, filons

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Les dépôts irréguliers : stockwerks, disséminés c- Classification de Schneiderholm

Elle est génético-minéralogique -

Gisement magmatiques : Gisement sédimentaire Gisement métamorphique

CHAPITRE IV : GISEMENTS A FILIATION MAGMATIQUE I-

GISEMENTS ASSOCIES AUX ROCHES MAFIQUES ET ULTRAMAFIQUES

NOM DU GISEMENT Chromite

ROCHE ASSOCIEE - Pyroxénolites

TYPE DE GISEMENT - Pediforme

Chalcopyrite (cuivre)

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Péridotites Pyroxénolites

-

Stratiforme Lentille

-

Biankouma

-

Péridotites

-

Inclusion

-

Touleupleu

-

Samapleu

Pentlandite (nickel)

Ilménite et titano-magnétite Diamant

II-

LOCALIISATION EN CI

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Dunites

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Biankouma

-

Péridotites

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Touba

Anorthosites Kimberlites

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Inclusion Pipe

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Sinfra

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Lamproites

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Filon

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Korhogo à Tortiya

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Inclusion

Séguéla

GISEMENTS ASSOCIES AUX ROCHES FELSIQUES

NOM DU GISEMENT Sn-W

ROCHE ASSOCIEE

TYPE DE GISEMENT

-

Granites

Filon

Cassitérite (Sn) Mo

Granitoïde Granite Granite

-

Filon Filon

Porphyres à cuivre Li, Be, Nb-Ta, Sn, W, pierres

Granite Pegmatites

-

Inclusion

LOCALIISATION EN CI

-

Man Duékoué San Pedro

précieuses sauf le diamant

CHAPITRE IV : GISEMENTS LIES AUX ROCHES EXOGENES

roches exogènes

altération mécanique

altération chimique

roches sédimentaires

les éléments chimiques restent sur place

les éléments chimiques précipitent

roches détritiques

roches résiduelles

roche chimique et biochimique

rudites

arenites

lutites

- poudinguges - brèches

grès [grawackes, arkose)

- silstones - shales (pelites) - argilites

latérites (hydroxyde de fer, de magnésium, de manganèse), Ni, Al bauxites

carbonaté

phosphaté

siliceuses

organiques

salines

A-GISEMENTS LIES AUX SEDIMENTS I-

ALTERATION CHIMIQUE

1- concentration résiduelles a- Gisement de bauxite Minerai d’aluminium formé à partir de la syénite, du calcaire, des roches argileuses. La minéralogie est composée de diaspore, bohémite, gibbsite selon la diagenèse du minerai. 3 types de bauxites : - Blanchâtre sans fer (siliceuse) - Jaunâtre sans goethite - Rosée ou rouge avec hématite En côte d’ivoire ils reposent sur des roches vertes et des schistes birimiens à Divo, Bongouanou b- Nickel latéritique Provient de l’altération d’une péridotite. c- Manganèse Ils sont associés aux roches carbonatés, aux schistes et aux roches volcaniques. On a les minéraux de manganite, pyrolusite, rhodonite. II-

ALTERATION MECANIQUE

Les minéraux vont se déposés dans les roches détritiques en fonction de leur densité selon un grano classement vertical. Ces minéraux sont l’or, le diamant, les pierres précieuse. Ce sont des gisements détritiques ou de placers qui ont un environnement fluviatile et côtier. B- GISEMENTS LIES AUX ROCHES SEDIMENTAIRES 1- Gisements de types red bed Stratiforme, coloration rouge provenant de pellicules d’oxyde de fer entourant le grès. On a : les gisements de cuivre, aluminium, manganèse, plomb, argent.

2- Gisements de faciès argileux Ce sont les shales cuprifères qui contiennent du cuivre, du plomb, du zinc et de l’uranium.

CHAPITRE V : GISEMENTS LIES AUX ROCHES METAMORPHIQUES 1- Cisaillement à or Gisements méso thermaux. Sont liés aux roches birimiennes. On les rencontre dans tous les minéraux métamorphiques, dans les volcaniques et les sédiments. On les retrouve dans les filons, les stockwerkes. L’or est associé à la pyrite. 2- Les gîtes métasomatiques à Cu, Pb, Zn, W On les rencontre dans les skarns (Sadiola au Mali)