CARTOGRAPHIE REGOLITIQUE, GEOLOGIQUE ET STRUCTURALE DU PROSPECT DE MADINA OUEST

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Supergroupe de Mako

Le Supergroupe de Mako (SGM) comprend des séquences volcaniques et volcano-sédimentaires déformées et métamorphisées intrudées par les granitoïdes syn-tectoniques du batholithe de Badon-Kakadian et d’autres massifs syn à tardi-tectoniques (Mamakono, Soukourtou, Tinkoto) plus petits comme définis par Witschard (1965) et Bassot (1966).
Selon Diallo 1994, le Supergroupe de Mako est composé, de la base vers le sommet, de trois complexes constituant des bandes orientées NNE-SSW qui passent progressivement des uns aux autres avec cependant des passages latéraux de faciès (trois complexes synchrones).
Le complexe inférieur à dominante volcanique basique (principalement des basaltes en coussins ou pillow et des basaltes massifs) constituant la partie occidentale passe latéralement à l’Est à un complexe moyen à dominante volcano-sédimentaire puis à un complexe supérieur à dominante sédimentaire. Ces complexes volcanosédimentaires et sédimentaires associés à des andésites, des rhyodacites et quelques rares rhyolites présentent des faciès lithologiques allant des conglomérats polygéniques aux tufs grauwackeux, en passant par des quartzites avec par endroits des intercalations de niveaux calcaires.
D’un point de vue géochimique, le complexe à dominante basique constitue une suite magmatique bimodale qui va des basaltes aux rhyolites en passant par les basaltes andésitiques, les andésites basaltiques, ensuite les andésites, puis les dacites et les rhyodacites. Les basaltes sont localement associés à des plutonites lités basiques et ultrabasiques (gabbros, pyroxénolites et péridotites). Dia (1988), Bertrand et al (1989) et Dia et al (1997) supposent qu’un complexe amphibolo-gneissique représenterait la base du Supergroupe de Mako et est interprété comme étant la phase initiale de l’accrétion crustale pré-éburnéenne. Dans la zone de Laminia-Sandikounda, ce complexe a été daté à 2202±6 Ma (Pb-Pb sur Zircon, Dia et al, 1997), et à 2198 Ma (Gueye et al, 2007).
Les études géochimiques sur les roches volcaniques du Supergroupe de Mako indiquent qu’elles proviendraient de rides médio-océaniques (Bassot, 1966 ; Ngom, 1985 ; Dioh, 1986 ; Zonou, 1987
; Fabre, 1987), d’arcs insulaires (Dia, 1988; Diallo, 1994) ou de plateaux océaniques (Abouchami et al, 1990). Récemment Pawlig et al, 2006 ont confirmé que le contexte d’arc insulaire est le plus probable.

Supergroupe de Dialé-Daléma

Le Supergroupe Dialé-Daléma (SDD) comprend des carbonates, des siltites, pelites et grauwackes mais aussi par des gondites, grès et des quartzites. Cet ensemble comprend également un volcanisme intermédiaire à acide (andésites, rhyodacites et occasionnellement des rhyolites). Il est recoupé et scindé en deux domaines (la Série de Dialé à l’Ouest et la Série de Daléma à l’Est) par le batholite syntectonique de Saraya qui a été daté à 2079 ± 2 Ma (Hirdes et Davis, 2002, U-Pb sur Zircon). Ce batholite donne un âge proche de celui obtenu sur la granodiorite à pyroxène de Boboti (2080 Ma) qui est associée au volcanisme andésitique de la Daléma.
La Série de Dialé comporte des calcaires et des marbres dolomitiques, suivis de grauwackes, de grès et de pélites.
La Série de Daléma comprend des quartzites, des grauwackes, des schistes et des marbres interstratifiés et contenant parfois des brèches d’effondrement.
Ndiaye, 1986 et Ndiaye et al, 1989 soulignent que les formations du Supergroupe de Dialé-Daléma ont été plissées isoclinalement et schistosées durant une phase de déformation. Pons et al. (1992) rajoutent que ces plis sont verticaux ou légèrement retournés vers le SE.

Structuration de la Boutonnière de Kédougou-Kéniéba

La structuration de la BKK en particulier celle du Supergroupe de Mako est rattachée à un ensemble d’accidents formant des familles de failles : celles à caractère chevauchant à vergence SE décrivant une déformation tangentielle et celles de nature transcurrente régionale marquée par de grands décrochements ductiles de direction : NE-SW ; N-S ; E-W à ENE-WSW et NW-SE. Cette structuration est surtout marquée par deux zones transcurrentes majeures (figure 3) :
• La Main Transcurrent Zone (MTZ) ou faille transcurrente principale correspond à une structure transcurrente à mouvement régional sénestre de plus de 100 km de long, pouvant atteindre 5 km de large. Elle constitue la zone de contact entre le Supergroupe de Mako et celui de Dialé-Daléma. Cette grande zone de cisaillement ductile est orientée généralement NE-SW à N-S (Ledru et al. 1989). La MTZ est discontinue avec une branche Ouest et une branche Est qui présente au Sud des ramifications en queue de cheval (Diene (2012)).
• La faille sénégalo-malienne (FSM), d’orientation globale N-S, suit grossièrement le trajet de la Falémé.
A ces deux accidents majeurs s’ajoutent les failles principales de l’ensemble que nous avons dénommé « système de shear de Badon-Niéniéko », et la Yaakar Transcurrent Zone (YTZ).

La concession de Niamia dans la BKK

Le secteur d’étude localisé à l’extrémité orientale du SGM fait partie du complexe volcano-plutonique et volcano-sédimentaire de ce supergroupe (figure4).

Les unités lithologiques de la concession de Niamia

Les travaux de Diallo (1994) ont permis de distinguer plusieurs complexes volcanosédimentaires dans la partie Est du SGM.
• Le complexe Diakhali-Berola
Ce complexe affleure largement dans les secteurs de Diakhali, Berola, Kobakhoto et Tourokhoto. La succession lithologique qui affleure entre Niamia et Diakhali présente une série à dominante schisteuse et pélitique contenant de nombreuses intercalations de matériel gréseux sombre pouvant être localement grauwackeux et conglomératique. Les figures sédimentaires et les structures tectoniques sont très fréquentes. Les plutonites basiques sont bien représentés par des corps intrusifs de dimension décamétrique.
Vers Bérola la lithologie est essentiellement constituée par des alternances de pélites, de grès et de grauwackes, avec des intercalations décimétriques de roches tufacées et des intrusions gabbroïques. Les plans de stratification et de schistosité sont globalement orientés NE-SW et fortement pentés vers le NW. Au Sud de Bérola, les figures sédimentaires sont abondantes dans une alternance de schistes pélitiques et de grès variés. Des charnières de plis couchés d’amplitude décimétrique sont aussi fréquemment observées.
Le complexe Diakhali-Bérola est associé en outre à un magmatisme basique à intermédiaire représenté par des laves andésitiques et basaltiques et par des intrusions de roches gabbroïques relativement différenciées. Les différents faciès constituent des alternances régulières où prédominent à l’ouest, des pélites et des grès, une série à dominante schisto-tufacée. Des cornéennes se développent à l’éponte de certaines roches gabbroïques. Les faciès présentent une distribution Est-Ouest.
• Le secteur compris entre Niamia et Khossanto
Dans le secteur compris entre Niamia et Khossanto, les caractères de la séquence lithologique semblent se distinguer très nettement de ceux du Complexe de Diakhali-Berola avec principalement des schistes sériciteux et chloriteux contenant des passées tufacées décimétriques. Il faut noter que les granitoïdes sont dans l’ensemble peu représentés.
Les roches du secteur de Niamia se trouvent dans un bassin encadré par des failles NNE-SSW et NNW-SSE. La sédimentation turbiditique est à dominante constituée surtout par des métasédiments détritiques (avec des niveaux conglomératiques évoluant vers des niveaux grauwackeux à gréso-pélitiques) mais aussi par des tufs et brèches surtout andésitiques.

Contexte structural de la Concession de Niamia

Les travaux de cartographie structurale de la partie centrale du SGM incluant la concession de Niamia ont permis de mettre en évidence plusieurs types de failles (figure 5) :
• Des failles décrochantes orientées NNE-SSW qui déterminent deux corridors :
– Le corridor de Sabodala (SSC) ;
– Le corridor de Khossanto-Diakhali dont la branche orientale est constitué par un système de failles en échelon.
• Une faille majeure NE-SW qui pourrait correspondre à une structure précoce lithosphérique profonde et qui est recoupée et réactivée par les décrochements ;
Dans le périmètre de Niamia des structures en duplex extensif dominent et localisent le magmatisme de Korolon. Ces structures se trouvent dans des bassins internes (domaine A) intrudées par des roches dioritiques, et des bassins externes volcanodétritiques de Khossanto-Niamia (domaine B). Les bassins internes sont limités par la structure majeure alors que les bassins externes sont bordés à l’Est par la MTZ. Ces deux bassins sont délimités par les failles orientées ENE-WSW à E-W.
Les structures en duplex associées aux décrochements localisent ainsi les roches volcaniques, les intrusions et l’activité hydrothermale. La réactivation des structures précoces aurait conduit au développement des duplex. Les failles orientées E-W délimitent aussi des dômes volcaniques dominés par des tufs, des andésites ainsi que des porphyres et veines de quartz qui lui sont génétiquement liées.
De ces travaux découlent la définition de trois principaux corridors (figure 6) notamment :
– Le corridor Khossanto-Niamia
Le mouvement sénestre sur les structures orientées NS à NNE-SSW crée un link avec les structures précoces NE-SW à ENE-WSW. Ceci donne naissance à une zone de transpression oblique sénestre dans laquelle se concentre la minéralisation du corridor Khossanto-Niamia. La présence de plans de faiblesse orientés NW-SE et E-W dans le corridor facilite la remobilisation de la minéralisation dans des ouvertures tardives durant la réactivation dextre.
– Le corridor Korolon-Dendifa
Ce corridor est caractérisé par la diversité de ses faciès et structures. Les roches de ce corridor sont associées à des veines de quartz minéralisées montrant trois directions principales NE-SW, N-S et E-W.
Au niveau de Dendifa, le trend minéralisé semble être associé à des structures en duplex compressif avec une prédominance des veines de quartz minéralisées E-W et à pendage élevé. La minéralisation aurifère semble être associée à des couloirs de cisaillement à mouvement décro-chevauchant par rapport à la faille majeure profonde. La structure d’ensemble correspondrait à une structure en bouquet de fleur.
– Le corridor Madina-Berola
Ce corridor montre la présence d’une roche boudinée, plissée et cisaillée. Ce faciès pourrait correspondre à des dykes de roches basiques. La minéralisation semble être contrôlée par la présence de structures ESE-WNW, à E-W qui ont créé les ouvertures.
Il existe une relation étroite entre la répartition de la minéralisation et le plissement. Le plissement des horizons tufacées aurait créé des ouvertures suivant les directions ENE-WSW et NW-SE.

Etude lithologique

Les différentes unités lithologiques

L’étude lithologique du prospect de Madina Ouest qui est étendue sur une large part du secteur de Madina notamment la partie Nord-Est de la Concession de Niamia a pour objet de donner une description détaillée des faciès cartographiés en surface ainsi que celle des unités lithologiques recoupées par les différents sondages carottés ou destructifs. Cette étude s’appuie aussi sur une description microscopique basée sur l’observation de lames minces des différentes unités lithologiques.
Au niveau du prospect de Madina Ouest, les principaux faciès recoupés dans les sondages sont essentiellement des formations sédimentaires représentées par des schistes gréseux et pélitiques parfois graphiteux présentant un litage ou « bedding » orienté N017 à N048 avec un pendage de 50 à 60° vers le Nord-Ouest (NW). Cette séquence lithologique est recoupée par des dykes de microdiorite et par de la granodiorite. Cette dernière porte essentiellement la minéralisation aurifère.
L’extension du secteur cartographié a permis de mettre en évidence en plus des sédiments et des intrusions (diorite et granodiorite) d’autres faciès notamment des quartzites, des dolérites et des tufs rhyolitiques ainsi qu’un important cortège de veines ou filons de quartz.

Les schistes pélitiques

L’unité sédimentaire de surface (schistes pélitiques et gréseux) affleurant au SW du prospect de Madina Ouest se présente sous forme de collines orientées suivant la direction NE. La séquence sédimentaire est bien redressée. Dans cette séquence lithologique, les schistes pélitiques finement feuilletés constituent souvent de minces intercalations alternant avec les grauwackes (figure 11A), mais par endroit leur épaisseur est relativement importante (métrique). Ces schistes sont mauves à violacés ou grisâtres mais par endroit pouvant être brunâtres. Le contact entre ces schistes pélitiques et les grauwackes présente les mêmes caractéristiques que le litage de la séquence lithologique décrit précédemment.
Au niveau des carottes de sondages, les schistes pélitiques constitués de grains très fins sont caractérisés par un litage avec une alternance de lits clairs et de lits sombres (figure 11B). Ils présentent une coloration verdâtre d’intensité variable due à une chloritisation et probablement une faible graphitisation. Ces schistes parfois plissés sont souvent parcourus par un système de veines et de veinules de quartz ou quartz-carbonate plissées et boudinées associées à des boxworks de pyrite.
La minéralogie des schistes pélitiques montre une texture lépidoblastique fine avec des grains de petite taille. Ces grains sont surtout représentés par du quartz, séricite, calcite et chlorite. La roche est très riche en minéraux phylliteux (muscovite et/ou séricite) avec d’abondantes paillettes de séricite dans une matrice pélitique. Des minéraux opaques sont aussi disséminés dans la matrice. Par endroits ces schistes pélitiques qui présentent des plans de schistosité sont recoupés par des veinules de quartz (figure 11D).

Les schistes gréseux (grauwackes)

Les schistes grauwackeux dans le prospect de Madina Ouest, souvent débités en plaquette, constituent des bancs très épais interstratifiés avec les schistes pélitiques de la séquence sédimentaire de surface (figure 11A). Ces grauwackes constituées de grains de quartz et de fragments de roches diverses sont caractérisées par une granulométrie moyennement grossière à fine et des teintes de couleur variable qui peuvent être brunâtre ou rosâtre voire même violacée à mauve. L’affleurement présente des plans de stratification bien nets de direction moyenne NE-SW et plongeant vers le NW avec un pendage en moyenne de 55°.
Les grauwackes recoupées dans les sondages sont relativement à grains fins à moyennement fins. Elles présentent des grains ou de petits clastes bien individualisés dans une matrice fine chloritisée et séricitisée d’où leur coloration verdâtre ou jaunâtre (figure 11C). Ces schistes grauwackeux comme ceux pélitiques sont souvent parcourus par un important système de veines et de veinules de quartz et de quartz-carbonate. Ces veinules et veinules sont souvent boudinées, plissées parfois recoupées par une multitude de failles mais peuvent aussi se retrouver sous forme de fentes parfois sigmoïdales en échelon.
Au plan minéralogique, la roche en général de teinte sombre, à ciment quartzo-feldspathique assez abondant, est riche en chlorite et minéraux argileux. Elle renferme des grains de quartz monocristallin et feldspath, et des débris abondants de roches à grain fin (figure 11E). La roche contient aussi des reliques de plagioclases totalement remplacés par de l’épidote et de la calcite ainsi que de fines paillettes de séricite. Des nodules de quartz polycristallin y sont aussi observés. Les minéraux opaques sont peu abondants, fins, disséminés et associés à des bandes de chlorite parfois microplissées. Cette roche est aussi parcourue par des veinules de quartz associé à de rares cristaux de calcite. Ces veinules peuvent être localement replissées.

Les schistes graphiteux

L’observation des carottes de sondage du Prospect de Madina montre que les unités gréso-pélitiques graphiteuses ou shales à graphite se retrouvent de manière particulière dans le système de par leur rôle de barrière géochimique à la minéralisation aurifère et leur anisotropie qui leur confère un rôle prépondérant dans le système de minéralisation. Lorsque les unités gréso-pélitiques sont cisaillées et affectées par une intense déformation, elles sont très schisteux et fortement graphitisées ; elles deviennent ainsi des schistes graphiteux (figure 12A) et la zone de cisaillement est appelée «graphite shear» ou cisaillement graphiteux. Elles sont de couleur noirâtre et caractérisées par la présence de lits plus noirs et plus riches en graphite. Dans l’ensemble, les proportions de shale et de graphite sont variables et forment des intercalations de lamines millimétriques et des lits centimétriques à décamétriques. Les zones de forte anisotropie sont en lien direct avec la présence des lits métriques riches en graphite. Ces schistes graphiteux avec fractures silico-carbonatés sont marqués par une intense activité hydrothermale qui est caractérisée par des altérations à dominance de carbonates et de silicification pervasive à diffuse. En effet ils pourraient même porter la minéralisation.
D’un point de vue pétrographique, les unités de shales à graphite à granulométrie fine sont caractérisées par une ségrégation de lamines métamorphiques plus sombres riches en phyllosilicate et matière organique et de lamines riches en quartz, séricite et/ou feldspath (figure 12B). Par endroit ces niveaux à graphite parfois recoupés par des failles sont affectés par des micro-cisaillements dextres ou sénestres avec apparition de deux familles principales de veines de quartz-carbonate: les veines de cisaillement ou « shear veins » et les veines en extension ou « extensionnels veins » (figure 12C). Les minéraux opaques sont surtout représentés par des sulfures qui sont en majorité des pyrites en amas aux épontes des « shear veins » mais aussi pouvant être allongés suivant les plans de foliation.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : PRESENTATION GENERALE DE LA ZONE D’ETUDE
Chapitre 1: Cadre géographique
Chapitre 2: Contexte géologique régional
2.1. Présentation du Craton Ouest Africain
2.1.1. Les Ensembles Lithostructuraux du Craton Ouest africain
2.1.1.1. Les formations archéennes du craton ouest africain
2.1.1.2. Les Formations paléoprotérozoïques du Craton Ouest Africain
2.2. Présentation de la Boutonnière Kédougou-Kéniéba
2.2.1. Supergroupe de Mako
2.2.2. Supergroupe de Dialé-Daléma
2.3. Structuration de la Boutonnière de Kédougou-Kéniéba
2.4. La concession de Niamia dans la BKK
2.4.1. Les unités lithologiques de la Concession de Niamia
2.4.2. Contexte structural de la Concession de Niamia
Conclusion partielle
DEUXIEME PARTIE: CARTOGRAPHIE REGOLITIQUE, GEOLOGIQUE ET STRUCTURALE DU PROSPECT DE MADINA OUEST
Chapitre 3 : Cartographie régolitique
3.1 Le régime latéritique
3.2 Le régime « érosionnel »
3.3 Le régime « dépositionel »
3.4 Le régime des cours d’eau
Chapitre 4 : Etude lithologique
4.1 Les différentes unités lithologiques
4.1.1 Les schistes pélitiques
4.1.2 Les schistes gréseux (grauwackes)
4.1.3 Les schistes graphiteux
4.1.4 La diorite
4.1.5 Les granodiorites
4.1.6 Les Brèches hydrothermales
4.1.7 Les dykes de dolérite
4.1.8 Les quartzites
4.1.9 Les filons de quartz
4.1.10 Les tufs rhyolitiques
Chapitre 5 : Etude structurale
5.1 Cartographie aéromagnétique
5.2 Cartographie structurale
5.2.1 Les Structures de la déformation ductile
5.2.1.1 Les zones de cisaillement ductile
5.2.1.2 Les structures planaires (foliation / Schistosité)
5.2.1.3 Les plis et microplis
5.2.2 Les Structures de la déformation cassante
5.2.2.1 Les fractures sans déplacement
5.2.2.2 Les failles
5.2.2.3 Les veines et veinules de quartz
Conclusion partielle
TROISIEME PARTIE : ETUDE DE LA MINERALISATION AURIFERE DU PROSPECT DE MADINA OUEST
Chapitre 6 : Les travaux de prospection réalisés dans le secteur d’étude
6.1 Etude géochimique en surface
6.1.1. Géochimie sol et termitière
6.1.2. Géochimie roche
6.1.3. Synthèse des résultats de l’étude géochimique en surface à Madina West
6.2 Etude Géochimique en profondeur
6.2.1. Etude géochimique en profondeur par sondages destructifs
6.2.1.1 Le Principe du sondage RAB (Rotary Air Blast)
6.2.1.2 Le principe du sondage RC (« Reverse Circulation » ou Circulation inverse)
6.2.2. Etude géochimique en profondeur par sondages carottés (Diamond Drilling)
6.2.3. Synthèse des résultats de la géochimie systématique obtenus à Madina West
Chapitre 7 : Etude du contrôle structural associé à l’hydrothermalisme
7.1 Etude du contrôle structural à l’aide des mesures structurales sur les carottes
7.1.1 Les veines dans le trou de sondage DD001
7.1.2 Les veines dans le trou de sondages DD002
7.1.3 Synthèse structurale des mesures effectuées sur les carottes de sondage
7.2 Les altérations hydrothermales associées à la minéralisation
7.2.1 Séricitisation
7.2.2 Carbonatation
7.2.3 Silicification
7.2.4 Tourmalinisation
7.2.5 Pyritisation
7.2.6 Chloritisation
7.2.7 Synthèse de l’étude des paragenèses hydrothermales
7.3 Etude du contrôle structural à l’aide des lignes de sondages
7.3.1 La ligne de sondages (section) 01
7.3.2 La ligne de sondages (section) 02
7.3.3 La ligne de sondages (section) 03
7.3.4 La ligne de sondages (section) 04
7.3.5 La ligne de sondages (section) 05
7.3.6 La ligne de sondages (section) 06
7.3.7 Synthèse et interprétation structurale des sections de sondages
7.4 Proposition d’un modèle de minéralisation
CONCLUSION 

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