ESTIMATION DES RESERVES DU MINERAI DE CUIVRE DE GUELB MOGHREIN OCCIDENTAL

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Le réseau hydrographique

La Mauritanie est irriguée par le fleuve Sénégal ses deux grands affluents ; le Gorgol et le Karakoro. Tout le reste du réseau hydrographique est fossile. Les oueds ensablés peuvent cependant connaître des crues violentes mais brèves tous les trois ou quatre ans. Les lacs sont rares et le plus important est le lac de Rkiz. En revanche de nombreuses sources prennent naissance au pied des falaises de l’Adrar, du Tagant et de l’Assaba.

Le relief

Le relief est essentiellement à 45 m au-dessus du niveau de la mer et la hauteur des plateaux intérieurs s’élève entre 200 et 800 m. Les plaines sont ponctuées de quelques plateaux (plateaux de l’Adrar, du Tagant, de l’Assaba et de l’Affolé). Dans la zone saharienne au nord du pays, le relief se compose de dûnes sableuses et rocheux. Au niveau littoral, le relief s’aplanit. Il est parsemé de dûnes qui délimitent parfois des dépressions fermées et des petits plans d’eau coupés de la mer.

CADRE GEOLOGIQUE

Du point de vue géologique (Figure 2), la Mauritanie comprend cinq grandes entités géologiques qui sont respectivement : la Dorsale Régueibat, le Bassin de Taoudéni, le Bassin de Tindouf, le Bassin Côtier et la chaîne des Mauritanides.

La Dorsale Regueibat

La dorsale Rgueibat, partie septentrionale du Craton Ouest Africain, est une vaste boutonnière allongée SW-NE, elle affleure pour l’essentiel en Mauritanie, au Maroc et en Algérie. Elle se situe entre les méridiens 3° et 16° Ouest d’une part et les parallèles 20° et 27° Nord d’autre part et couvre une zone de 1500 km de long sur 250 à 400 km de large. Elle est limitée, à l’Est par la chaîne mobile de l’Afrique centrale à l’Ouest par la chaîne des Mauritanides et le bassin côtier Sénégalo-Mauritanien. Au Nord – West et au Sud, elle s’ennoie respectivement sous la couverture sédimentaire des bassins de Taoudéni et de Tindouf.
La dorsale Reguibat est constituée par des formations d’âges Archéen et Paléoprotérozoïque. L’Archéen correspond à un socle formé essentiellement de granites, de gneiss et de ceintures de roches vertes. Il est affecté par un métamorphisme catazonal et une tectonique dominée par les diapirs. L’ensemble est recoupé par des granites tardifs datés à 2.6 Ga.
Les formations d’âge Paléoprotérozoïque ou formations birimiennes sont représentées essentiellement par des granites intrusifs à l’Ouest et des formations volcaniques à l’Est (Bronner, 1975).

Le Bassin de Taoudéni

Le Bassin de Taoudéni est un vaste bassin sédimentaire d’âge Néoprotérozoïque à paléozoïque qui s’étend à travers le centre et l’Est de la Mauritanie. La succession sédimentaire du bassin de Taoudéni en Mauritanie a été subdivisée par Trompette (1980) en deux Supergroupes : Le Supergroupe de Hodh (Est) d’âge Néoprotérozoïque dont les sédiments sont principalement formés par des carbonates silico-clastiques et des quartzites.
Le Supergroupe de l’Adrar d’âge Néoprotérozoïque à ordovicien repose en discordance sur les strates du Supergroupe de Hodh, les sédiments sont principalement formés par des carbonates, silicoclastes, des conglomérats, des quartzites et des siltstones. II.3. Le Bassin de Tindouf Situé à l’extrême Nord de la Mauritanie, près des frontières avec l’Algérie et le Maroc, il dessine un vaste synclinal Est-Ouest constitué par un remplissage sédimentaire dont les termes de base, discordants sur le socle, sont progressivement plus anciens en se dirigeant vers l’Ouest.
Les sédiments se composent essentiellement de dolomies du protérozoïque supérieur, de grès, de schistes et de calcaires de l’ordovicien-dévonien (BRGM, 1975).

Le Bassin Côtier Sénégalo – Mauritanien

Le bassin sédimentaire côtier est une zone qui se situe dans la partie occidentale du pays à l’Ouest des Mauritanides. Ce bassin s’est développé au cours du permo-trias le long de la marge continentale occidentale passive en distension durant l’époque d’ouverture du proto-atlantique. Il contient des sédiments mésozoïques à cénozoïques s’épaississant vers la mer du fait que le soubassement est progressivement affaissé par des failles normales le long des marges faillées de rift. Il recouvre de manière discordante la partie occidentale des Mauritanides, le point de sédimentation maximum atteint jusqu’à 9 km d’épaisseur à l’ouest de Nouakchott. Le remplissage du bassin comprend deux mégaséquences : une succession syn-rift du trias tardif – jurassique inférieure composée de sédiments clastiques suivis par des évaporites et une succession post-rift du jurassique moyen – tertiaire.

La Chaîne des Mauritanides

La chaîne des Mauritanides qui abrite le gisement d’oxyde de fer-cuivre-or (IOCG) des Guelbs Moghrein se trouve entre la latitude 22°30’ et 12°50’ et la longitude sur 15°50’ et 13°30’ sur une distance de plus de 1500 km à travers le Maroc, la Mauritanie et le Sud du Sénégal (Figures 2 et 3). Elle comprend un assemblage imbriqué de roches méta-volcano-sédimentaires dont les âges varient principalement du Néoprotérozoïque au Paléozoïque inférieur avec des fenêtres tectoniques et des lambeaux de charriage du socle archéen à paléo-protérozoïque. Cette ceinture a enregistré une évolution tectono-métamorphique polyphasée correspondant localement à deux évènements orogéniques : l’orogenèse panafricaine (Protérozoïque tardif et Ordovicien-Silurien) et hercynienne (Paléozoïque tardif). Plusieurs phénomènes distincts du Néoprotérozoïque-Paléozoïque inférieur (Panafricain) ont été reconnus dans les Mauritanides méridionales, mais ils deviennent moins nets dans les Mauritanides centrales et septentrionales en raison de l’intensification vers le nord de la dernière phase hercynienne (Taleb, 2015).
Les Mauritanides se subdivisent longitudinalement en trois segments principaux (Figure 3) :

Mauritanides Nord-ouest :

Ce segment est situé sur le côté Ouest du bouclier des Régueïbats et au nord des ceintures dunaires d’Akchar-Azzefal. Il comprend une ceinture d’écailles imbriquées des roches ophiolitiques dirigée vers le Nord, juxtaposant des roches crustales inférieures du faciès des granulites contre le terrain archéen de Tasiast-Tijirit de faible gradient métamorphique. Les Mauritanides continuent vers le nord et le nord-est dans la partie méridionale au Maroc (BRGM, 1997).

Mauritanides septentrionales :

Elles comprennent la région d’Akjoujt (notre zone d’étude), s’étendant entre les ceintures dunaires d’Akchar-Azzefal et Aoukar. Elles entourent la large inflexion Ouest des Mauritanides, là où son front oriental vient au contact du bouclier des Régueïbats. Ce segment est caractérisé par des paquets méta-volcano-sédimentaires du complexe d’Inchiri et des nappes supracrustales, avec des déplacements vers l’Est et le Nord-est. Les roches supracrustales de la région d’Akjoujt consistent en deux séquences : le Groupe inférieur d’Eizzene et le Groupe d’Oumachoueima. Le Groupe d’Eizenne est d’abord composé de métabasaltes et d’une formation de fer rubané, recouverte avec une discordance angulaire par le Groupe d’Oumachoueima. Le Groupe d’Oumachoueima est composé de sédiments siliclastiques surmontés par une section épaisse de basaltes sous-marins et de dolérites Martyn et Strickland (2004).

Mauritanides sud-centrales :

Ce segment orienté NNW à N s’étend vers le sud de la ceinture dunaire d’Aoukar jusqu’à la frontière et à l’intérieur du Sénégal oriental. L’empilement par charriage d’unités allochtones et para-autochtones est juxtaposé contre l’avant-pays de Tagant, comprenant des roches paléozoïques du bassin de Taoudéni constituées par des formations sédimentaires indifférenciées principalement des grés, des quartzites, des conglomérats, des silts et des grauwackes. (Supergroupe de l’Adrar). Dans l’extrême sud (au Sénégal), l’avant-pays inclut les fenêtres de Kédougou – Kéniéba et de Kayes (Villeneuve, 2005).

Lithostratigraphie

Les lithologies qui affleurent dans le gisement de Guelb Moghrein sont corrélées à la partie supérieure de la séquence stratigraphique du groupe d’Oumachoueima appartenant à la série d’Akjoujt (Martyn et Strickland, 2004). Ce sont des roches métasédimentaires et métavolcaniques de l’unité volcanique de Sainte Barbe, des roches métavolcaniques de l’unité de métabasalte d’Akjoujt et le massif de métacarbonates qui contient la minéralisation de type IOCG. La série d’Akjoujt est formée par deux grands groupes : le groupe d’Eizzene à la base et le groupe d’Oumachoueïma au sommet (Figure 8).
– Le groupe d’Eizzene est représenté par la formation volcanique métabasaltique de Raoui recouverte par des formations ferrugineuses rubanées et des schistes semi-pélitiques de la Formation de Khmeiyat. L’ensemble est recouvert de manière discordante par le Groupe d’Oumachoueïma (Figure 8).
– Le groupe d’Oumachoueïma couvre de manière discordante le groupe d’Eizzene (Figure 8). Ce groupe présente six formations :
 le quartzite d’Atilis forme la partie basale de la séquence d’Irarchene El Hamra où il varie d’orthoquartzite mal stratifié, massif, en blocs, à des schistes psammitiques en dalles intercalés de métasiltites. Il recouvre de manière discordante le Groupe d’Eizzene,
 la Formation d’Irarchene El Hamra qui est constituée essentiellement par des schistes verts à quartz, des quartzites de la formation Atilis et des leucogranites,
 la Formation d’Atomai qui est dominée par des méta-silts ou méta-grauwackes clastiques à tuffacés métamorphisés en schistes à quartz, chlorite, séricite et des intercalations de BIF. Les BIF sont composés de quartz, carbonate, fer, chlorite, amphibole et magnétite,
 la Formation de la Sainte Barbe qui est constituée d’une séquence de lave basaltique, de schistes argileux et de BIF,
 la Formation de Lembeitih qui est résistante à l’érosion avec une épaisseur pouvant atteindre plus de 20 m, la formation de Lembeitih. Il s’agit d’une unité variant latéralement de chert pyritique recristallisé à BIF (à quartz et magnétite ou à quartz et hématite ou carbonate et magnétite),
 la Formation d’Akjoujt qui est constituée essentiellement de coulées sous-marines métabasaltiques et de microgabbros synvolcaniques du même âge. Elle inclut de minces unités ferrugineuses rubanées et de méta-sédiments clastiques qui constituent fréquemment des lieux de charriage. Les roches volcaniques d’Akjoujt montrent une distribution hétérogène des contraintes, avec des transitions rapides des roches volcaniques basiques virtuellement non déformées aux mylonites et schistes à chlorite, amphiboles riches en carbonate.

METALLOGENIE DU GISEMENT DE GUELB MOGHREIN

La gitologie du gisement de Guelb Moghrein a fait l’objet d’un débat depuis le milieu des années 1900. Tessier et al. (1961), ont classé ce dépôt comme des carbonatites. Ba Gatta (1982) a proposé plus tard que le gisement de Guelb Moghrein s’est formé comme un dépôt de sulfures massifs volcanogènes-hébergé (VHMS). Pouclet et al. (1987) ont proposé que les sulfures aient été accueillis dans une séquence de carbonate sédimentaire limité à la zone charnière d’un pli plongeant vers le sud.
Ces observations ont amenés Strickland et Martyn (2001) à interpréter les zones de sulfures hébergés dans les métacarbonates comme un assemblage d’altération dans les veines. Ils ont suggéré que les corps des métacarbonates sont formés soit par activité volcanique hydrothermale soit par l’altération du fond marin ou bien à la suite de la remobilisation des carbonates lors de la formation de fer rubané au cours de la tectonique. Les mêmes auteurs ont proposé que le gisement de Guelb Moghrein représente un gisement de type IOCG. Cette interprétation est basée sur quatre (4) arguments clés : i) la suite de métal telle que Fe-Cu-Au-Co-Ni-As-U-LREE ; ii) l’abondance de la magnétite ; iii) la prédominance des phases minérales de faible teneur en soufre telle que la pyrrhotite, la pentlandite, l’arsénopyrite et la cobaltite et ; iiii) un manque de veines de quartz.
Ils ont également reconnu que Guelb Moghrein avait un fort contrôle structural similaire à certains des dépôts de type IOCG australien.
Du point de vue gîtologie, le gisement de Guelb Moghrein est constitué de trois zones minéralisées:
– une zone oxydée dans laquelle les sulfures sont instables et les minéraux sulfurés sont oxydés, c’est aussi la zone d’aération ou de dissolution ; la dissolution est entraînée par l’eau chargée en CO2 et O2 qui dissout tous les éléments présents sauf le fer. Elle est généralement pauvre en cuivre avec une teneur moyenne de l’ordre de 0,5% Cu,
– une zone de cémentation ou zone de saturation dans laquelle, les roches subissent une saturation permanente et l’eau descend lentement vers le bas, les éléments qui ont été dissous dans la zone oxydée vont se déposer (les sulfures). La teneur moyenne en cuivre de la zone mixte est de 2%,
– une zone sulfurée qui est la zone de concentration des roches vertes et des carbonates ferromagnésiens. Ces roches sont connues par leurs fortes concentrations en minéraux sulfureux de type chalcopyrite, pyrite, galène, graphite, bornite et or natif. C’est la zone à rentabilité pour la société MCM. La minéralisation sulfurée est irrégulièrement répartie dans la masse. La teneur moyenne en cuivre de la zone sulfurée est de 1,8% Cu avec un minimum de 0,5% Cu et un maximum de l’ordre de 8% Cu.
L’essentiel de la minéralisation d’oxyde de Fe, Cu et Au du Guelb Moghrein occidental est encaissée dans les métacarbonates. La minéralisation est formée de magnétite (mgt), de sidérite (sid), de chalcopyrite (chy), de pyrrhotite (py), l’arsénopyrite, de cubanite (cu), de cobaltine (co), de pentlandite (pl), de graphite (gr), hornblende (hbl), chlorite (chl), d’argent et d’or avec une abondance de la minéralisation de fibres d’amiante principalement représentée par l’anthophyllite (ath) Figure 10.
La zone d’oxydation déjà entièrement extraite par la SOMIMA (Société des Mines de Mauritanie), est caractérisée par la goethite, la sidérite, de l’hématite avec des quantités moindres d’anthophyllite et de graphite (Strickland et Martyn 2001).

Procédure de mesure de la densité apparente (DA)

La procédure de mesure de la densité apparente (DA) par le principe d’Archimède (Figure 11) est la suivante :
– tarer le solde à zéro ;
– peser l’échantillon séché sur le plateau de la balance puis enregistrer le poids en tant que Wa ;
– fixer le panier à échantillons au bas de la balance et de s’assurer de tarer la balance avant de commencer les tests ;
– placer l’échantillon dans le panier et enregistrer le poids en tant que poids suspendu (Ww) ;
– calculer le volume (V) en faisant la différence entre le poids sec initial, Wa, et le poids en suspension, Ww.
– calculer la densité apparente en plongeant le poids sec (Wa) en fonction du volume (V) à l’aide de la formule : DA=Wa(Wa−Ww)

TECHNIQUES D’ECHANTILLONNAGE

Les techniques d’échantillonnage consistent à prélever une partie représentative sur les échantillons de forage carottés et les échantillons des stocks de minerai de cuivre de Guelb Moghrein pour déterminer avec la plus grande précision possible la densité apparente moyenne.

Echantillonnage des forages carottés

L’échantillonnage sur les carottes de sondage (Figure 12) réalisé au niveau de la fosse de Guelb Moghrein Occidental se fait sur tous les trois mètres sur la carotte entière (FC) et à chaque mètre sur la moitié de carotte (HF) en respectant les dimensions requises (10 à 15 cm de longueur).

Echantillonnage des stocks

Des échantillons (Figures 13 a, 13 b et 13 c) représentatifs des métacarbonates ferromagnésien (FMC), des métabasaltes (MBA) et des zones de contact ou mixtes (MX) sont pris au hasard au niveau de différents stocks :
 ROM A à forte teneur de minerai de cuivre (0,9 – 1.5% Cu) dans les FMC,
 ROM B à teneur moyenne de minerai de cuivre (0.5 – 0.9% Cu) dans les FMC,
 MG2 à faible teneur de minerai de cuivre (0.4 – 0.5% Cu) représentant la zone de contact des différents terrains (minerai et stérile) et présentant les différents types lithologie de Guelb Moghrein Occidental (FMC, MBA et mixte ou MX).

UTILISATION DE LA METHODE DE DENSITE I. INTRODUCTION

Comme déjà évoqué dans l’introduction générale, le but de cette étude est de réaliser l’estimation des réserves du minerai de cuivre de Guelb Moghrein à l’aide de données de la densité apparente mesurées sur les échantillons des forages carottés et des stocks.
L’estimation des réserves minérales à partir de la méthode de densité apparente nécessite, l’utilisation des logiciels Excel et Geostat qui permettent l’analyse statistique des données pour déterminer la densité apparente moyenne.
Les estimations des réserves du minerai de Guelb Moghrein à partir des travaux antérieurs, ont généralement porté sur les paramètres qualité et volume. La société MCM a effectué à l’aide de différents paramètres, plusieurs études sur les estimations des ressources et des réserves minérales. Parmi celles-ci, seules les études réalisées en 2008 à partir des données de forages carottés et à circulation inverse (RC) portent sur les ressources mesurées et indiquées (Tableau 1).

Estimation des réserves minérales à partir de la densité apparente

Des mesures de densité sont réalisées directement sur les échantillons des forages carottés et des stocks par la méthode de densité apparente en utilisant le principe de la poussée d’Archimède. Ensuite, nous avons effectué l’analyse statistique sur les valeurs de densité des différents échantillons à partir des logiciels Excel et Geostat. Le logiciel Geostat permet de représenter sous forme d’histogrammes, les résultats des données de densité afin de déterminer la nature de leur distribution dans les différents échantillons étudiés.
L’objectif est d’assurer un mélange de population minimale par domaine et ainsi de déduire la variabilité interne qui aidera l’analyse spatiale et de fournir une estimation plus précise. II.1. Estimation à partir de la densité apparente des échantillons de forages carottés
Nous avons effectué des mesures de densité apparente sur les échantillons provenant des trous de forage GMFDD79, GMFDD89, GMFDD116, GMFDD117, GMFDD122, GMFDD124 et GMDD125 afin d’interpréter les résultats de la distribution obtenue. La figure 14 montre la localisation des forages étudiés dans la fosse.
Une compilation de 777 échantillons de forages carottés composites (FMC et MBA) est représentée sous forme d’histogramme de fréquence en fonction de la densité apparente (Figure 15).
La distribution globale de fréquence des échantillons de forages carottés montre :
– une répartition des échantillons dans des gammes de densité apparente comprises entre 2,102 et 4,42 avec une distribution de densité apparente moyenne égale à 3.31.
– une population dominante « mode » avec une densité apparente égale à 2,81.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I : CADRES GEOGRAPHIQUE ET GEOLOGIQUE DE LA MAURITANIE 
I. CADRE GEOGRAPHIQUE
I.1. Le climat
I.2. Le réseau hydrographique
I.3. Le relief
II. CADRE GEOLOGIQUE
II.1. La Dorsale Regueibat
II.2. Le Bassin de Taoudéni
II.3. Le Bassin de Tindouf
II.4. Le Bassin Côtier Sénégalo – Mauritanien
II.5. La Chaîne des Mauritanides
II.6. Minéralisations associées
CHAPITRE II : CONTEXTES GEOGRAPHIQUE, GEOLOGIQUE ET METALLOGENIE DU GISEMENT DE GUELB MOGHREIN
I. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE
II. CONTEXTE GEOLOGIQUE
II.1. Lithostratigraphie
II.2. Cadre structural
III. METALLOGENIE DU GISEMENT DE GUELB MOGHREIN
DEUXIEMME PARTIE : ESTIMATION DES RESERVES DU MINERAI DE CUIVRE DE GUELB MOGHREIN OCCIDENTAL
CHAPITRE I : MATERIEL ET METHODE UTILISES
I. MATERIEL UTILISE
II. METHODE UTILISEE
II.1. Description de la méthode d’Archimède
II.2. Procédure de mesure de la densité apparente (DA)
III. TECHNIQUES D’ECHANTILLONNAGE
III.1. Echantillonnage des forages carottés
III.2. Echantillonnage des stocks
CHAPITRE II : UTILISATION DE LA METHODE DE DENSITE
I. INTRODUCTION
II. Estimation des réserves minérales à partir de la densité apparente
II.1. Estimation à partir de la densité apparente des échantillons de forages carottés
II.1.1. Distribution globale des échantillons de forages carottés
II.1.2. Distribution de densité des échantillons de forages par lithologie
II.2. Estimation à partir de la densité des échantillons des stocks
II.2.1. Distribution globale de la densité des échantillons de stocks
II.2.2. Distribution de densité par lithologie des stocks
II.2.3. Distribution locale de la densité moyenne du marginal 2
II.2.4. Distribution de la densité de chaque stock
III. EXPLOITATION DES DONNEES STATISTIQUES DE DENSITE DU GISEMENT DE GUELB MOGHREIN
TROISIEME PARTIE
CONCLUSION GENERALE
BILIOGRAPHIE

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