Comparaison des caractéristiques internes des échantillons d’apatites provenant d’Isoanala et d’Ambilobe

Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études

Contextes géologiques des régions sources d’apatite, Ambilobe et Isoanala

La géologie malgache

Géologiquement, Madagascar est constituée par deuxentités principales :
– les formations sédimentaires occupant le tiersde l’île dans la partie occidentale
– le socle cristallin sur la partie orientale.

Les formations sédimentaires

Les séries sédimentaires, d’âge Carbonifère à l’ère actuelle, occupent le tiers de l’île (Besairie.1966). Elles sont localisées le long de la côte ouest malgache et représentées par trois bassins principaux qui sont, du sud vers le nord :
– le bassin de Morondava ;
– le bassin de Mahajanga ;
– le bassin de Diégo ou d’Ambilobe.
Les formations géologiques rencontrées dansces bassins peuvent être regroupées en deux grandes entités dont :

Les formations Karroo

L’ensemble des formations du Karroo est adossé au socle cristallin et est constitué de bas en haut par :
· la Sakoa,
· la Sakamena,
· l’Isalo.

formations post-Karroo :

Les formations post-Karroo plus récentes se développent vers l’ouest parallèlement à la formation mentionnée ci-dessus. Elles ont débuté aujurassique moyen et continuent leur évolution jusqu’à l’ère actuelle.

Le socle cristallin

Le socle cristallin malgache recouvre les deux tiers de sa superficie et culmine à 2665m d’altitude. Son profil topographique transversal est dissymétrique : peu incliné à l’ouest, et plonge rapidement à l’est.
· au sud de la structure Bongolava – Ranotsara, les formations cristallines sont d’âge Protérozoïque inférieur à l’exception de Beara.
· la série Ikalamavony –Amborompotsy, série Schisto-Quartzo-Calcaire est d’âge Protérozoïque moyen. Il en est de même pour le nord de Madagascar.
· les formations cristallines d’Antongil, de Mananara, de Ste Marie, de Masora, de Beara, et d’Anjafy sont d’âge catarchéen.
· les autres parties de la formation cristalline sont d’âge archéen.

La géologie de la zone d’Ambilobe

D’après Besairie (1966), les formations géologiques de cette région sont constituées par des formations sédimentaires récentes, des formations édimentaires anciennes, des formations éruptives et des schistes cristallins (figure 4).

Les formations récentes :

Elles sont constituées par des alluvions, des sables, des vases de mangroves d’âge pliocène au quaternaire.

Les formations sédimentaires anciennes

Elles forment, le long de la côte ouest, une bande de largeur variable. Cette couverture sédimentaire forme un système de cuesta dont la plus importante est celle des grès de l’Isalo qui, dans la région, porte le nom de chaîne de Galoka. La seconde et troisième cuesta, constituées par des calcaires jurassiques et des grès crétacés apparaîtsurtout dans le nord-est.

Les formations éruptives

Elles sont constituées par des granites alcalins et des syénites népheliniques d’âge Eocène qui affectent les formations sédimentaires. Les formations volcaniques de nature basaltique datent du Miocène jusqu’ au Quaternaire

Les schistes cristallins et cristallophylliens

Ils constituent des reliefs importants tels que le massif du Tsaratanana (2876m), point culminant de l’île. D’après la carte géologique de Collins (2002), ces formations sont d’âge Archéen. Des bombements du socle ramènent les terrains cristallins au voisinage du canal de Mozambique. Entre ces reliefs et la côte s’étendent les plaines alluviales de la Mahavavy, de l’Ifasy et du Sambirano dont la largeur varie de 10 à 30 km.
Les formations cristallines sont constituées par :
· des complexes granitiques fondamentalement avec charnockites,
· des séries amphiboliques, quartzites, cipolins et leucogneiss,
· des complexes granodiorites très étendues.

Tectonique

La série d’Andavakoera présente des fractures defaibles rejets, d’autres sans rejets et qui ont subi le remplissage hydrothermal du système filonien à quartz et barytine de l’Andavakoera. A la base de la ligne Ambohipiraka- Andavakoera se trouve une ligne de fracture plus importante. Elle est recouverte par des alluvions mais se trouve jalonnée par des sources thermales.

Les différents types d’inclusions dans les apatites.

Les inclusions peuvent se présenter sousforme solide, liquide, et gazeux (figure 6) (Gübell in et Koivula, 1997). Elles peuvent servir à l’identif ication des minéraux car certaines gemmes possèdent des inclusions spécifiques qui caractérisent leur espèce. Les inclusions sont parfois disséminées, pêle-mêle et orientées. Des inclusionsparallèles provoquent un effet de chatoiement. Les lapidaires savent tirer profit de ces types d’inclusions pour les mettre en valeur.

Inclusions sous forme de fissures lamellaires : Elles sont orientées dans des directions différentes ne traversant l’apatite. Ce sont des inclusions épigénetiques qui se forment après la formation du minéral (photo1).
Inclusions fluides : Ce sont des inclusions primaires syngénétiques qui se présentent en deux phases. Elles sont parallèles et orientées vers une direction. Elles se forment en même temps que le minéral. (photo 3)
Inclusions solides (cristaux) : On a des inclusions solides qui se trouvent au centre des cristaux d’apatite. Ces inclusions se forment avant la formation du minéral ou protogénétique (photo2). Elles sont parfois appelées « inclusions en grains ». Ona aussi des petits cristaux de calcite. Ce sont aussi des inclusions protogénétiques (photo 4).
Inclusions en forme de microtubules : Ces inclusions ont une orientation préférée parallèle à l’allongement des cristaux prismatiques (photo5). Ce sont des inclusions syngénetiques qui se forment en même temps que le minéral. Elles provoquent un effet de chatoiement lorsque la gemme est convenablement taillée.

Autres pays producteurs d’apatites.

Parmi les localités les plus remarquablesayant produit des cristaux d’apatite, on peut citer Canada (Greenville), Brésil (Minas Gérais), Etats-Unis, Tanzanie, Suisse, Portugal (Panasqueira), Mexique (Durango) et Autriche. Selon les enquêtes aitesf au niveau des lapidaires exportateurs, les apatites d’Ambilobe figurent parmi celles qui sont de meilleure qualité.

Les gisements d’apatites

Les apatites peuvent se trouver dans des roches magmatiques, métamorphiques et même dans les roches sédimentaires, mais la forte concentration se situe dans les pegmatites. Le magmatisme alcalin peut se présenter sous forme de plutons oude pegmatites riches en minéraux métallifères. Ainsi on peut distinguer :
· des syénites népheliniques à zircon, niobium, uranium et phosphates
· des granites alcalins et des pegmatites associée renfermant de l’albite, de la riebeckite, du zircon, de niobium et de l’apatite (Jebrak, 1985).
Les minéraux fréquemment liés à l’apatitemagmatique sont la néphéline, le feldspath alcalin, le mica, le pyroxène et l’amphibole. Toutes les variétés d’apatites peuvent se trouver dans les roches ignées. Les apatites rencontrées dans des roches sédimentaires sont souvent des fluorapatites. La calcite, la dolomite et la magnétite sont les minéraux souvent liés aux gisements d’apatites carbonatées (www.fao.org).

Les gisements d’apatites à Madagascar

L’apatite se trouve généralement dans lespegmatites qui sont des roches à très gros grains principalement composées de quartz, de feldspath potassique, de plagioclase, de mica et de minéraux accessoires dont le grenat ,l’apatite et la monazite.
La plupart des champs pegmatitiques se sont formés à la fin de l’évènement « Pan- Africain » entre 480 et 525 millions d’années. Les champs pegmatitiques et les granites sont plus ou moins associés dans l’espace. Les pegmatites malgaches se trouvent dans des sous – bassements cristallins comme les micaschistes, les gneiss, les migmatites, les quartzites et les marbres. La plupart des pegmatites malgaches ont cristallisé entre 8 et 12km de profondeur. Après leur formation et durant un laps de temps d’environ 500 millions d’années, les mouvements géologiques ont crée la remontée nécessaire pour que, après l’érosion de surface, les roches hôtes des pegmatites soient aujourd’hui à l’affleurement (Besairie, 1966).

Les pegmatites à apatites

Les pegmatites à apatites de la Chaîne Anosyen ne (Fort-Dauphin)

Les pegmatites de cette zone sont caractérisées par des apatites de petite dimension. Les gros cristaux sont rares. Ces pegmatites se trouvent dans des faciès gneissiques et grenus.

Les pegmatites à apatites de la région Esira

Les apatites qui se trouvent dans ces pegmatites se présentent sous forme de petits grains. Ces pegmatites à leur tour se trouvent dans des roches granitiques et gneissiques.

c- Les pegmatites à apatites de la région Haut-Mandrare

Les éluvions des pegmatites dans cette zone sont caractérisées par du quartz blanc renfermant des gros cristaux d’apatite verdâtre très altérée.Ces pegmatites se trouvent dans un faciès granitique. Cette zone renferme aussi des monazites et des grenats. Une veinule de pegmatite à grain fin avec apatite, monazite et quartz fumé se trouve sur uneparoi granitique.

Les pegmatites à apatites de Sahakondro

Les pegmatites de cette région sont caractériséespar des agrégats granuleux d’apatites et de quartz fumés. Ces pegmatites sont associées à des granites.

Les pegmatites à apatites du col de Beampingara tra

Les pegmatites de cette région sont riches en apatites jaunes sous forme de gros cristaux de plusieurs centimètres ou en grains constituant des agrégats massifs.

Les pegmatites à apatites d’Ampasimena – Basse Manampanihy

Cette zone est caractérisée par des pegmatites à haute teneur en monazite et en apatite. Ce sont des pegmatites calco-alcalines (albite-oligoclase antiperthitique) à grain fin, à structure orientée; elles sont généralement concordantes avec les granites encaissants. L’apatite et la monazite sont associées dans des agrégats granuleux, rubanés ou massifs.

Les pegmatites à apatites de Fotadrevo-Bekily

Le sud de l’île fournit des concentrations pegmat itiques d’apatite. Les gisements de phlogopite en contiennent des quantités notables. Cependant dans les roches du groupe d’Ampanihy, les pegmatites ne renferment que peu d’apatite.

Les pegmatites à apatites d’Iaborano

Les pegmatites de cette zone ont la forme d’un filon. Elles renferment de gros prismes hexagonaux d’apatite verte. Les roches encaissantes verticales sont composées de leucogneiss et de quartzite à magnétite.

Les pegmatites à apatites d’Ambilobe

Les pegmatites sont en liaison avec les manifestations volcaniques et subvolcaniques d’Andavakoera (Jourde, 1968). Les roches les plus fréquentes de cette zone sont des microsyénites et des trachytes. On a des dykes gabbroïques et trachytiques. Les dykes basaltiques et doléritiques ou microgabbroïques sont très abondants. L’observation microscopique montre des minéraux tels que labrador, augite incolore, un peu d’enstatite-bronzite, trace d’hornblende brune et verte, serpentine ou chlorite (matière phylliteuse vert pâle), apatites et zoïsites, plagioclase et feldspathoïde sous forme de minéraux incolores présentant des macles .
Les différents endroits indiqués sur la carteci-dessous (figure 10) sont des localisations des gisements d’apatite à Madagascar.

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE
Chapitre I : Présentation géographique de la zone d’étude
I .1 : Zone d’Ambilobe
I.1.1. Localisation Administrative
I.1.2. Géographie de la région
I.1.3. Les ressources minières
I .2 : Zone d’Isoanala
I.2.1. Localisation Administrative
I.2.2. Géographie de la région
I.2.3. Les ressources minières
Chapitre II : Contextes géologiques de la zone d’étude
II.1. Géologie malgache
II.2. Géologie de la région d’Ambilobe
II.3. Géologie de la région d’ Isoanala
Chapitre III : Caractéristiques générales des apatites et leurs gisements
III.1. Définition et terminologie
III.2. Les propriétés des apatites proprement dites
III.3 Les différents types d’inclusions des apatites
III.4. Classification des apatites
III.4.1 La fluorapatite
III.4.2 L’ hydroxylapatite
III.4.3 La Chlorapatite
III.5. Utilisations des apatites
III.6 Les valeurs commerciales des apatites
III.7. Autres pays producteurs des apatites
III. 8 Les gisements d’apatites
III.8.1 Les gisements d’apatite à Madagascar
DEUXIEME PARTIE
Chapitre I : Matériels et Méthodes
I .1 Outils utilisés et leur mode d’utilisation
I.1.1 Loupe triplet 10X
I.1.2. Microscope Leica
I.1.3. Polariscope GIA
I.1.4. Dichroscope à calcite
I.1.5. Spectroscope
I.1.6. Réfractomètre
I.1.7. Balance Mettler – Toledo
I.1.8. Lampe à lumière ultraviolet
Chapitre II : Présentation des résultats
II.1. Comparaison des caractéristiques des échantillons d’apatites provenant d’ Isoanala et d’Ambilobe
Présentation des couleurs typiques
II.2. Comparaison des caractéristiques internes des échantillons d’apatites provenant d’Isoanala et d’Ambilobe
II.3.Comparaison de résultat des tests gémmologiques effectués aux échantillons d’apatites d’origine différente
II.4.Comparaison des caractéristiques des apatites avant et après chauffage
Chapitre III : INTERPRETATIONS ET DISCUSSIONS DES
RESULTATS
III.1- La Couleur
III.2- Propriétés optiques et densité
III.3- Spectre d’absorption
III.4- Inclusions
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Télécharger le rapport complet