Abondance des éléments dans la croute et dans les roches

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Contexte géologique

Le Craton Ouest Africain (COA)

Le Craton Ouest Africain occupe 20% de la superficie du continent africain. Il est limité au Nord par l’Anti Atlas, à l’Ouest par une zone mobile paléozoïque à la chaine des Mauritanides-Rockélides (Bassot, 1966), à l’Est par une zone mobile correspondant à la chaine panafricaine transaharienne et Bénino-Togolaise (Hoggar, Adrar des Iforas et Dahoméyides)
Ce craton est constitué par deux dorsales : au Nord, la dorsale Réguibat et au Sud, la dorsale de de Léo. Entre ces deux dorsales on a les boutonnières de Kédougou-Kéniéba et de Kayes
La dorsale Réguibat s’étend de la Mauritanie jusqu’en Algérie et comprend deux domaines :
 un domaine archéen situe à l’Ouest, constitué par la série de l’Amsaga qui a un grand intérêt métallogénique car elle renferme de grandes réserves de Fer.
 Un domaine paléoprotérozoïque situé à l’Est, constitué par la série de Yétti El Eglab caractérisé par un métamorphisme de type épizonal affectant des formations volcaniques, volcanosédimentaires et sédimentaires.
La dorsale de Léo comprend deux domaines aussi : les formations archéennes du bouclier du Libéria à l’Ouest et les formations paléoprotérozoïques du domaine Baoulé-Mossi à l’Est.
 Le domaine occidental archéen est essentiellement constitué de gneiss, de quartzites, de métabasaltes, et de ceintures de roches vertes.
 Le domaine oriental est essentiellement constitué de formations sédimentaires détritiques, de basaltes en pillow lava, de basaltes komatiitiques, de quartzites, de diorites et de granodiorites.
Le Craton Ouest Africain (figure 2 et tableau 1) est caractérisé par trois épisodes orogéniques majeurs :
– l’orogénèse libérienne, présumée entre 2.7 et 2.5 Ga (Camil et al., 1984) , qui a affecté les formations archéennes dans la dorsale Réguibat et de Léo ;
– l’orogénèse éburnéenne qui s’étend de 2,2 à 2,1 Ga (Boher et al., 1992). Elle affecte les formations Birimiennes qui affleurent dans le vaste domaine Baoulé-Mossi.
– Léonienne entre 2.9 à 2.7 Ga (Camil et al., 1984) crafonisation et métamorphisme de faciés granulite.
Durant les phases orogéniques éburnéennes, le Craton Ouest Africain a été affecté par trois phases majeures successives de déformations :
– La phase D1, tangentielle (tectonique collisionnelle) et datée de 2112 à 2110 Ma (Milesi et al., 1989) serait responsable de l’organisation structurale du contact entre les formations paléoprotérozoïques et archéennes dans la dorsale de Man. Selon Feybesse et al, (1989), la tectonique collisionnelle serait responsable de la présence des structures chevauchantes.
– La phase D2, transcurrente, est responsable de la formation de grandes structures plicatives régionales et d’une première génération de grands décrochements N-S à NE-SW généralement sénestres, et localement chevauchants.
– La phase D3 également transcurrente, marquée par un plissement dont la géométrie et la répartition sont contrôlées par des grandes zones de cisaillement dextre ou dextre inverse responsables de la structuration générale NE-SW.

Boutonnière de Kédougou-Kéniéba (BKK)

La BKK a une forme triangulaire et couvre une superficie d’environ 16 000 km2. Elle constitue la province la plus occidentale du Craton Ouest Africain. Elle est répartie entre le Sud-Est du Sénégal et l’Ouest du Mali. Elle est limitée à l’Ouest par la chaine des Mauritanides et sur tous les autres cotés par les sédiments d’âge néoprotérozoïque-cambrien du bassin de Taoudéni.
La boutonnière de Kédougou-Kéniéba est essentiellement constituées de formations paléoprotérozoïques (Birimien) représentées par des termes volcaniques, volcanosédimentaires et sédimentaires intrudés par des granitoïdes calco-alcalins. Le schéma géologique de la BKK (figure 3) a été proposé pour la première fois par Bassot (1963, 1987) qui, à partir des caractères lithologiques et structuraux, subdivise les formations du Sénégal oriental en deux supergroupes disposés en bandes allongées NNE – SSW. Theveniault et al (2010) ont utilisé le terme groupe à la place de supergroupe :
• Le groupe de Mako à dominante basique est marqué par des volcanismes bimodales : d’abord tholéiitique à l’Ouest puis calco-alcalin à l’Est.
• Le groupe de Dialé-Daléma à dominante sédimentaire est caractérisé par des unités de type plate-forme carbonatée associées à des roches volcanoclastiques et volcaniques calco-alcalines. Il est recoupé par le batholite syntectonique de Saraya daté de 2079 ± 2 Ma (Hirdes et Davies, 2002).
Ces groupes sont séparés par La MTZ (Main Transcurrent Zone) qui prend la direction NE-SW et tourne vers le Nord pour prendre la direction N-S.

Le Groupe de Mako

Le Groupe de Mako forme la partie occidentale de la boutonnière de Kédougou-Kéniéba. Il est constitué par une bande de roches vertes, d’une vingtaine de kilomètres de large, allongée NNE-SSW. Il a fait l’objet de nombreux travaux qui ont contribué à une meilleure connaissance de sa lithologie, sa structure, sa pétrographie, sa géochimie et sa géochronologie : Bassot (1963) ; Wtschard (1965) ; Mission sénégalo-Soviétiques (1973) ; Debat et al. (1982) ; Ngom (1985 et 1995) ; Dia (1988) ; Diallo (1994) ; Dioh (1995) ; Gueèye et al. (2007), Cissokho (2010) ; Diène (2012).
De manière générale, le groupe de Mako est constitué :
– de roches magmatiques basiques et ultrabasiques d’affinité tholéiitique comprenant des métabasaltes en pillow lavas, des métabasaltes en coulées massives, des métagabbros, des métadolérites, des lherzolites et des pyroxénites, métasédimentaire (quartzites) ;
– de roches magmatiques intermédiaires à acide d’afinité calco-alcaline comprenant des andésites, rhyodacites, des brèches, des tufs et des cinérites ;
– de roches métavolcanosédimentaires et métasédimentaires (grauwckes, grès, pélites et conglomérats).
Ces roches sont métamorphisées dans le faciès épizonal ou mésozonal au contact des intrusions (Ngom, 1989). Les faciès méso-catazonaux apparaissent dans le complexe amphibolo-gneissique de Sandikounda (figure 4) datés par Pb/Pb entre 2194 Ma et 2200 Ma et considéré comme la base de la croûte birimienne (figure 4) de la boutonnière de Kédougou-Kéniéba (Dia et al. 1997).
Le groupe de Mako est intrudé par la suite magmatique de Sandikounda-Soukouta (2170 et 2140 Ma). Les formations qui constituent cette Suite magmatique regroupent tous les termes plutoniques généralement rattachés au batholite « Badon-Kakadian » ainsi que des termes gabbroïques intrusifs dans le groupe de Mako (Theveniault et al 2010). Cette suite magmatique est constituée de plusieurs générations de plutons (certains sont syntectoniques précoces allongés et d’autres tardi-tectoniques concordants subarrondis).

Lithologie et structure de la partie sud du Groupe de Mako

Lithologie

Le secteur étudié est constitué : de roches magmatiques basique et ultrabasiques d’affinité tholéiitique, de roches volcaniques d’affinité calco-alcaline et d’intrusions granitiques et microgranitiques. Ces différentes lithologies sont illustrées par les figures 5 et 6.

Roches magmatiques basiques et ultrabasiques d’affinité tholéiitique

Ces roches comprennent des métabasaltes en pillow lavas, des métabasaltes en coulées massives, des métagabbros, des péridotites et des pyroxénites ;

Métabasaltes en coussin et métagabbros associés

Ces roches constituent les collines d’Anabiko qui s’étendent sur plusieurs kilomètres et dont l’altitude est estimée entre 1000 et 1200m (Bassot 1966). Elles se présentent en coussins subarrondis (figure 7A) dont le diamètre ne dépasse pas 50cm. Les coussins peuvent être transformés en ellipse dans les couloirs de cisaillement. Leur cortex est peu abondant et le pédoncule est peu apparent. Les meilleurs affleurements de métabasaltes en coussin du secteur étudié se trouvent autour des villages de Badian, de Bafoundou et de Linguekhoto.
Les métabasaltes en coussins présentent souvent un aspect verdâtre dû aux transformations hydrothermales à l’origine de cristallisation de chlorite et d’épidote. Ils sont intimement associés à des métagabbros (figure 7B). Des observations effectuées dans les carrières de Mako et Niéméniké permettent de conclure que les métagabbros représentent la partie inférieure des métabasltes en coussin, on observe successivement du bas vers le haut : métagabbro à grain grossier, métagabbro à grain moyen, métagabbro à grain fin métabasalte en coussin.
Dans le secteur de Badian les matabasaltes sont recoupés par de métagabbros mésocrates à leucocrates très hydrothermalisés et riches en quartz secondaire, carbonates et chlorite.
Les métabasaltes sont en contact tectonique avec des métatufs dans la Gambie près de Badian. Les basaltes en coussin sont caractérisés par une texture microlitique composée de plagioclase, de clinopyroxène. Cette paragenèse primaire est presque complètement déstabilisée. La paragenèse secondaire est constituée : d’actinote, d’épidote, de chlorite, de calcite, de quartz et de minéraux opaques

Roches ultrabasiques et gabbros associés

A Mako, les roches ultrabasiques forment une colline orientée N140 bien visible sur les images de Google Earth. Ces roches sont intensément fracturées (Figure 8A) et sont débitées en blocs polygonaux. Elles sont holomélanocrates et très denses. Cet aspect est dû à la présence dans ces roches de cristaux de pyroxènes et d’olivines. Une altération différentielle liée aux eaux météoriques a affecté les roches ultrabasiques qui sont alors recouvertes d’une patine plus claire dont l’épaisseur varie selon l’intensité de l’altération météorique. D’un point de vue pétrographie les roches ultrabasiques à l’Ouest de Mako correspondent à wehrlites (Ngom ; Cissokho et Labou). Elles passent progressivement à leur périphérie à des métagabbros fins, moyens et pegmatitiques On observe aussi à Lamé (à l’Est de Mako) des collines de roches ultrabasiques. Elles sont abondantes dans ce secteur et sont également débitées en blocs polygonaux. Plusieurs fractures sont notées dans ces affleurements (figure 8A) avec des directions et des pendages variés. Dans le secteur de Lamé on observe parmi les roches ultrabasiques des pyroxénites et des péridotites. La partie saine des pyroxénites est très sombre, finement grenue, constituée essentiellement de pyroxène et rares cristaux de plagioclase. Ces roches peuvent également présenter un litage avec des lits sombre riches en pyroxènes et des lits clairs riches en plagioclase. Les péridotites forment des collines qui s’étendent sur plusieurs centaines de mètres. Elles passent latéralement à des métagabbros différenciés (figure 8B). Ces roches ultrabasiques recoupent des basaltes massifs ainsi que des tufs et brèches lités qui, de ce fait ont subi d’importantes transformations et surtout une silicification intense. D’un point de vue pétrographique les péridotites de Lamé correspondent à des lherzolites, harzburgites et des wehrlites (Ngom, Cissokho, Labou). Les métagabbros différenciés associés aux roches ultrabasiques montrent de nombreuses taches de plagioclase. Ils sont souvent recoupés par des filons de microgabbro orientés N45. Par ailleurs, on observe tout près de Lamé, un filon de métagabbros pegmatitiques à texture « Spinifex » orienté N45.

Volcanisme calco-alcalin

Le volcanisme calco-alcalin est représenté par des métabasaltes massifs et pyroclastites associées, des méta-andésites et par des rhyodacites et pyroclastites associés

Les métabasaltes massifs et les pyroclastites associées

Dans le secteur affleurent des coulées de métabasaltes massifs qui s’étendent sur environ 500 m selon une direction NE-SW. Ces roches sont débitées en blocs allongés et peuvent présenter des amygdales qui, en fait, sont des géodes de quartz généralement de forme arrondie (Figure 9A) mais quand on s’approche des couloirs de cisaillement NE-SW, ces géodes tendent à s’étirer dans cette direction. Les géodes peuvent parfois renfermer du chlorite et de l’épidote.
Les coulées de métabasaltes peuvent se présenter en prisme ce qui atteste d’une mise en place d’un milieu aérien (figure 10 A). Les métabasaltes massifs sont aphyriques. Ils sont caractérisés par leur couleur en général vert clair, mais les roches peuvent présenter un aspect beigne dû à une silicification intense. Les coulées de métabasaltes sont associées à des pyroclastites formées de brèches volcaniques, de tufs et de cinérites caractérisées par une stratification bien marquées (figure 10B). L’ensemble métabasalte et pyroclastites est recoupé par des métagabbros différenciés associés aux roches ultrabasiques.
Les pyroclastites associés aux métabasaltes massifs sont constitués de métatufs et de métabrèches stratifiés et silicifiés. En effet ces roches ont subi les effets de la mise en place des basaltes massifs, et surtout des roches ultrabasiques et gabbros différenciés associés. La stratification des tufs est marquée par une alternance de lits très sombre parfois de couleur différente. Les métabrèches sont constituées de fragments de roches et de minéraux réunis par un ciment tufacé. On reconnait parmi les fragments des basaltes, des tufs silicifiés. Ces pyroclastites sont parcourus par des veines de quartz parfois, des filons de microgranite et des filons de méta-andésite.

Méta-andésites

Deux types de méta-andésites affleurent dans le secteur étudié : des méta-andésites à phénocristaux de pyroxènes affleurant entre Mako et Lamé et des méta-andésites à phénocristaux de plagioclases affleurant à l’Ouest de Mako. Les méta-andésites à phénocristaux de pyroxène se présentent en filons recoupant les coulées de méta-basaltes massifs (Figure 11A). Les méta-andésites à phénocristaux de plagioclases (Figure 11B) forment un petit massif surplombant de petits affleurements de roches holomélanocrates qui prolongent vers le NW la colline de roches ultrabasiques. Ils ne montrent aucune orientation particulière. Les andésites à phénocristaux de plagioclases sont associées à des brèches et des tufs qui présentent une stratification bien marquée.

Rhyodacites et pyroclastites associés

Les laves rhyolitiques et rhyodacitiques affleurent entre Mako et Lamé où elles peuvent constituer une orientation NW-SE qui recoupe des tufs et des roches ultrabasiques. A l’affleurement, ces roches en général d’aspect clair quand elle sont fraîche, sont débitées en prisme (figure 12A). Les rhyodacites présentent une texture microlitique porphyrique. Elles sont composées de grand cristaux de quartz et de plagioclase baignant dans une mésostase parfois rosâtre.
Les métabrèches et les métatufs (figure 12B) associées aux rhyodacites affleurent à l’Est et à l’Ouest de Mako, dans le secteur de Bafoundou et entre Mako et Lamé. A Bafoundou on observe une association de métatufs et de métabrèches (figure 13A) avec des faciès à grain fin, moyen et grossier. Les faciès fins sont cinéritiques (figure 13B). Ces pyroclastites présentent un litage sédimentaire orienté N120-50SW. Cette stratification est recoupée par une schistosité N170-70SW qui porte une linéation d’étirement plongeant de 45° au N220. Les éléments de métabasaltes prédominent dans les métabrèches où le ciment est constitué de matériel tufacé d’aspect verdâtre.
Les meilleurs affleurements de métatufs se trouvent à la sortie de Mako en allant vers Nieméniké (figure 14). Les roches présentent une alternance de bancs durs et de bancs tendres. Cette alternance définit une stratification S0 orientée N100-50SW. En outre les roches sont affectées par une schistosité N165-60SW bien enregistrée par les bancs tendre et qui subit une réfraction dans les bancs durs. Les roches ont également subi un cisaillement qui se marque par un plissement et des structures C/S indiquant un mouvement décrochant senestre.

Intrusions granitiques

Quatre principales intrusions granitiques sont en général décrites dans le secteur étudié : la granodiorite de Soukouta, le granite de Badon, la granodiorite de Tinkoto, et le granite de Niéméniké.
 Le granite de Badon a une texture grenue à grain moyen voir grossier composée de quartz, de plagioclase, de biotite, d’amphibole et de sphène. L’orientation de ces minéraux définit une foliation. Ce granite a été daté à 2213 ± 3 Ma par Guèye et al, (2007).
 Le granodiorite de Soukouta a une forme elliptique. Elle est allongée N-S et intrusive et dans les coulées de métabasaltes et les métagabbros associés. D’ailleurs cette granodiorite renferme de nombreuses enclaves de roches grenues basiques. Il faut souligner que cette intrusion est entourée de nombreux faciès microgrenus à aphyriques. Un âge de 2142Ma a été obtenu sur cette granodiorite.
 Le granite de Tinkoto est une granodiorite qui fait partie des intrusions subcirculaires qui recoupent à l’emporte pièces le birimien. C’est un granite équigranulaire et composée principalement de feldspath potassique, de quartz, de plagioclase et de biotite et d’amphibole.
Un âge 2074 ± 5 Ma a été obtenu sur cette intrusion.
 Le granite de Niéméniké est caractérisé par sa couleur rose. C’est un granite alcalin constitué de deux faciès : un faciès grenu et un faciès microgrenu. Ces deux faciès sont constitués de quartz, de microcline, de plagioclase, d’amphibole, de muscovite secondaire et de minéraux opaques.

Etude structurale

L’étude structurale du secteur de Mako montre trois types de déformations : des déformations ductiles, des déformations semi-ductiles et des déformations cassantes.

Les structures ductiles

Nous avons identifié quatre phases de déformation ductile majeures : la phase D1 qui se marque par des structures tangentielles de type chevauchement, la phase D2 caractérisée par des décrochements ductiles NW-SE senestres, la phase D3 correspondant à des décro-chevauchements NE-SW dextres, et enfin la D4 qui est représentée par des décrochements NS dextres.

Les structures tangentielles de type chevauchement

Elles sont marquées par une schistosité subhorizontale à faiblement pentées vers le SW (figure 15A, 15B et figure 16) et par une linéation d’étirement. La déformation s’est conservée seulement dans des méta-tufs, et est rencontrée à Mako et à Bafoundou. Cette schistosité de faible pendage témoigne de l’activité de la phase de déformation D1 dans ce secteur.

Les décrochements ductiles NW-SE senestres

Les décrochements NW-SE senestres correspondent à la phase de déformation D2. Cette déformation affecte les tufs de Mako (figure 17A) et ceux de Bafoundou (figure 17B). Elle est matérialisée par un pli cisaillé senestre rencontré à Mako et des structures C/S senestres observées dans une lame mince de tufs de Bafoundou. A l’échelle de l’affleurement, ces structures C/S sont aussi bien visibles sur les tufs de Mako. A l’Ouest de Mako, on a noté des gabbros qui sont pris dans un couloir de cisaillement NW-SE. Ce couloir résulterait de l’activité de la phase de déformation D2 senestre.

Les décrochements ductiles NS à NNE dextre

Ces décrochements sont bien illustrés par les figures 18 et 19.
La figure 18 illustre un décrochement N20 au SE de Badian qui affecte des métabasaltes en coussins. La figure 19A illustre un décrochement NS dans les métatufs qui redressent une foliation mylonitique initialement subhorizontale. A Bafoundou, on observe un décrochement N-S dextre affectant les métatufs qui montrent des structures sigmoïdales indiquant un cisaillement ductile N-S dextre (figure 19B).

Table des matières

LISTE DES TABLEAUX
INTRODUCTION
Chapitre 1 : Cadre géographique et contexte géologique
1.1 Cadre géographique
1.2 Contexte géologique
1.2.1 Le craton ouest africain (COA)
1.2.2 Boutonnière de Kédougou-Kéniéba (BKK)
1.2.3 Le Groupe de Mako
Chapitre 2 : Lithologie et structure de la partie sud du groupe de Mako
2.1. Lithologie
2.1.1. Roches magmatiques basiques et ultrabasiques d’affinité tholéiitiques
2.1.1.1 Métabasaltes en coussin et métagabbros associés
2.1.1.2. Roches ultrabasiques et gabbros associés
2.1.2. Volcanisme calco-alcalin
2.1.2.1 Les métabasaltes massifs et les pyroclastites associées
2.1.2.2 Méta-andésites
2.1.2.3 Rhyodacites et pyroclastites associés
2.1.3 Intrusions granitiques
2.2. Etude structurale
2.2.1. Les structures ductiles
2.2.1.1. Les structures tangentielles de type chevauchement
2.2.1.2. Les décrochements ductiles NW-SE senestres
2.2.1.3. Les décrochements ductiles NS à NNE dextre
2.2.1.4. Les décrochements ductiles NE-SW senestres
2.2.2. Les structures semi-ductiles
2.1.3. Les structures cassantes
Chapitre 3 : Etude des minéralisations associées aux roches du secteur de Mako
3.1. Abondance des éléments dans la croute et dans les roches
3.2. Les gisements en contexte orogénique
3.3. Gisement aurifères de la BKK (Boutonnières de kédougou-Kénieba)
3.4. Les minéralisations associées aux roches du secteur de Mako
3.4.1. Matériels et méthodes
3.4.1.1 Matériel
3.4.1.2 Méthodes
3.4.1.2.1 Concassage
3.4.1.2.2 Porphyrisation
3.4.1.2.3 Analyse par Spectrométrie à Plasma à Couplage Inductif ‘(ICP)
3.4.1.2.3.1. Méthode d’analyse de : Ag, Cr, Co, Cu et Ni (Dissolution totale/ICP)
3.4.1.2.3.2. Analyse de Au, Pt et Pd (Pyroanalyse- ICP/OES)
3.4.1.2.4 Analyse des échantillons à l’aide d’un spectromètre XRF portable
3.4.2. Résultats des analyses
3.4.2.1. Analyse par Spectrométrie à Plasma à Couplage Inductif ‘(ICP)
3.4.2.2. Analyses effectuées au spectromètre XRF portable
Chapitre 4 Synthèse et conclusion générale
Référence bibliographique
Annexes

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