Soutenance mémoire
De nos jours, le Fer est un élément indispensable au développement économique de chaque pays : mise en place des infrastructures, industrie pharmaceutique, etc… En outre, il constitue un élément clé de l’économie des pays producteurs. On attend ainsi de la Grande Ile que les recherches et les études sur le Fer, dont de nombreux gisements sont identifiés : Ambohipaky Soalala (35% Fe), Ambatovy Analamay (47% Fe), Ambohimahavony Ampidiamby (45% Fe), Fasintsara (36% Fer), Fenoarivo(37.7% Fe), Bekisopa(35% Fe), Betioky (74% Fer) aboutissent à l’exploitation.
Le présent mémoire intitulé « Contribution à l’étude des gisements de Fer de Soalala à l’aide de la Géophysique aéroportée » contribue à l’amélioration des connaissances sur les gisements de Fer de Soalala localisés au Sud-Ouest de la ville de Mahajanga, Nord-Ouest de Madagascar. Il s’agit, essentiellement, d’interpréter les données aéromagnétiques, le champ magnétique total, obtenues par Fugro Ltd, une compagnie de géophysique sud-africaine, lors du levé de la Zone F couvrant la région centrée autour des gisements de Kizombilahy, de Kizombivavy et de Malainolo et d’essayer d’intégrer les résultats dans le contexte géologique reconnu actuellement, tel que la littérature le décrit.
LE PROJET FER SOALALA
Les réserves
Les gisements de Fer de Soalala se trouvent dans le dôme d’Ambohipaky, situé dans la région du Cap Saint André au Faritany de Mahajanga, au Nord-Ouest d’Antananarivo. Les gîtes de Fer d’Ambohipaky (Soalala) sont signalés dès 1929 mais ce n’est qu’en 1969 que l’indication relevée dans le rapport annuel du Service géologique de 1967, au sujet de l’intérêt possible des quartzites à magnétite d’Ambohipaky en tant que minerai de Fer, amène la Société SAMMAD (filiale d’ALUSUISSE à Madagascar) à demander un permis de recherches générales. Entre 1967 et 1969, il y a la première estimation basée sur les observations géologiques de 600 Mt pour des teneurs variant de 20 à 58% en poids de fer métal analysé sur 10 échantillons de surface. Entre 1970 et 1973, 3000m de sondage ont été exécutés par la Société ALUMINIUM SUISSE, et les réserves probables de minerai avancées sont de 240 Mt à 36% de fer. En se basant sur le rapport de RAFALIMANANA D. (1974), le seul site Kizombivavy disposait de réserves de 164 Mt avec un taux de découverture voisin de 0,5 en volume ou de 0,4 en poids. En 1979, l’étude de préfaisabilité (Phase I) réalisée par la société Italienne ITALSIDER, en collaboration avec la Direction de Mines et de l’Industrie, donne un résultat de réserves possibles de 234 Mt. En 1980, l’étude de préfaisabilité (Phase II) par ITALSIDER et le BRGM, pour le complément d’études, mentionne des réserves possibles de 380 Mt avec une teneur moyenne de 35 à 36%. En 1990, l’étude de faisabilité (Phase I) menée par la société Italienne ILVA en collaboration avec la Direction des Mines et de la Géologie étant 6000 m de sondages carottés répartis sur les trois sites principaux, essais de traitement des minerais, analyses chimiques et minéralogiques de carottes et des concentrés provenant des essais minéralurgiques.
Les différents travaux réalisés
Les travaux réalisés sur les différents gîtes de Fer de Soalala ont été les suivants :
-Entre 1967 et 1969, études géologiques menées par RASOAMAHENINA J.A
-En 1970, une campagne de levé géologique par la Société ALUMINIUM SUISSE
-En 1974, étude géologique détaillée de Kizombivavy par RAFALIMANANA D. du Service Géologique Malgache
-En 1976, SOFREMINES a établi un projet minier pour le Kizombivavy.
-En 1979, étude de préfaisabilité (Phase I) par la Société Italienne ITALSIDER en collaboration avec la Direction des Mines et de l’Industrie :
* levé des affleurements au 1/2.000 sur les trois sites
* levé magnétométrique, réalisation d’une galerie de reconnaissance de 77m de long sur Kizombivavy, analyses et essais de traitement sur les échantillons de la galerie
-En 1980, étude de préfaisabilité (Phase II) par ITALSIDER et le BRGM à titre de complément d’études :
* levé des affleurements de Malainolo, Ambohipaky Be, Ambohipaky Kely, prolongation de la galerie jusqu’à 92 m, réalisation de 507 m de sondages carottés sur Kizombivavy, analyses et essais de traitement sur différents faciès distingués et sur composites provenant des carottes de sondages .
En résumé :
– levés détaillés des affleurements sur les trois gîtes majeurs et sur deux gîtes secondaires
– travaux miniers comportant une galerie, deux tranchées, six sondages
– travaux de laboratoire : étude du concentré produit par SGA (Allemagne de l’Ouest) c’est-à-dire :
* Analyse des qualités chimiques et granulométriques
* Comparaison avec des concentrés du commerce
* Test d’aptitude à l’agglomération
* Test d’aptitude à la pelletisation
– essai de traitement sur échantillons de carottes .Les travaux du BRGM de la campagne 1980 et 1981 se rapportent à :
* Une reconnaissance exhaustive de toutes les crêtes minéralisées du dôme sur les 18 gîtes, totalisant plus de 70 km de crête, par levé topographiques, géologiques et géophysiques sur les profils espacés de 400 m.
* Des levés de détail comportant des compléments d’études géologiques sur les deux gites majeurs du Kizombilahy et du Malainolo, une étude structurale détaillée du Kizombivavy et une étude géophysique détaillée (maille 100×20 m) du Kizombilahy.
* Les 16 sondages totalisant 2169 m sont tels que :
– 10 sur le Kizombiavy : 1272,30 m
– 3 Sur le Kizombilahy : 462,65 m
– 3 sur le Malainolo : 434,05 m .
BRGM a fait également des travaux qui sont :
– Interprétation de données géophysiques magnétométriques au moyen de 167 profils
– Analyse chimique systématique des carottes : 253 analyses pour 4 éléments par voie humide, 60 analyses pour 12 éléments par fluorescence X
– Etude minéralurgique des carottes sur 17 échantillons représentant 17 faciès provenant des trois gîtes majeurs : analyse chimique et mesures de l’énergie de broyage, étude granulométrique optique et minéralogique, tests de séparation gravimétrique, tests de séparation magnétique, analyses des concentrés.
Propriétés magnétiques
Tous les matériaux peuvent être classés à l’intérieur de 3 groupes définissant leurs propriétés magnétiques :
– diamagnétisme
– paramagnétisme
– ferro et ferrimagnétisme .
Si k<0, on parle de diamagnétisme. L’intensité de la magnétisation induite est dans la direction opposée au champ inducteur. Phénomène faible, réversible, affecte tous les corps et souvent caché par un autre phénomène. Ex : quartz, feldspath, sel.
Si k>0, la substance est alors paramagnétique. Comme le diamagnétisme, c’est un phénomène faible et réversible, mais tend à renforcer l’action du champ inducteur. Le champ induit décroît cependant avec la température. Ex : métaux, gneiss pegmatite, dolomie, syénite.
Dans le cas de substances ferromagnétiques, les moments magnétiques de chaque atome s’alignent spontanément dans des régions appelées domaines et cela même en l’absence de champ magnétique externe. En général, le moment magnétique total est nul parce que les différents domaines ont des orientations différentes et leurs effets s’annulent. Le ferromagnétisme disparaît si on dépasse une certaine température, appelée point de Curie. Si les moments magnétiques d’une substance sont anti-parallèles dans les domaines et de grandeurs différentes, le moment magnétique total est différent de zéro. La substance est alors appelée ferrimagnétique. Ex : magnétite, ilménite. Dans le cas d’une substance ferrimagnétique dont la somme de moments parallèles et anti-parallèles est nulle, on parle d’anti-ferromagnétisme. Par exemple : hématite. La susceptibilité d’une roche est entièrement dépendante de la quantité de minéraux ferromagnétiques qu’elle contient, de la dimension des grains et de leur distribution. Donc, c’est une propriété très variable et il est pratiquement impossible de prédire la teneur en minéraux à partir de la susceptibilité. La sensibilité minimale requise pour mesurer les anomalies avec suffisamment de détail est de ±5 nT. Il est alors possible de détecter des anomalies provenant de sources situées à plus de 10.000 m de profondeur. Comme le champ induit est proportionnel au champ ambiant, les anomalies seront plus intenses aux hautes latitudes magnétiques qu’à l’équateur magnétique.
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Table des matières
INTRODUCTION
Première partie LE PROJET FER SOALALA
1.1 Les réserves
1.2 Les différents travaux réalisés
Deuxième partie DESCRIPTION DE LA ZONE D’ETUDE
2.1 Situation géographique
2.2 Végétation et climat
2.3 Cadre géologique
2.4 Topographie
2.5 Socio-économie
Troisième partie BASES METHODOLOGIQUES
3.1 Notions de magnétisme
3.1.1 Théorie du magnétisme
3.1.2 Force magnétique
3.1.3 Champ magnétique
3.1.4 Moment magnétique
3.1.5 Intensité de magnétisation
3.1.6 Le Champ magnétique terrestre
3.1.7 Les éléments du champ magnétique
3.1.8 Propriétés magnétiques
3.2 Prospection magnétique
3.2.1 Différentes caractéristiques
3.2.2 Acquisition des données
3.2.3 Utilisation de la méthode magnétique
3.2.4 Définition de l’anomalie
3.3. Les outils de traitement spatial et fréquentiel
3.3.1 Filtre du domaine spectral
3.3.2 Le signal analytique
3.3.3 La réduction au pôle
3.3.4 Les dérivées
3.3.5 Dérivée verticale
3.4 Champ magnétique total
3.5 Modèle géophysique et interprétation géologique
Quatrième partie INTERPRETATION DES CARTES GEOPHYSIQUES
4.1 Carte du champ magnétique total
4.2 Carte de la réduction au pôle
4.3 Carte du signal analytique
4.4 Carte des dérivées verticales
4.4.1 Dérivée première
4.4.2. Dérivée seconde
4.5. Synthèse de la carte géologie – anomalie
CONCLUSION
ANNEXES
