ETUDE QUANTITATIVE ET QUALITATIVE DU GISEMENT DES LITS DE RIVIERES DE LOHARIANDAVA

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Cadre géographique

 Géomorphologie
La zone d’étude montre un relief accidenté, composée d’alignement des montagnes de direction Nord-Sud et de vallées encaissées (figure 2a).
La pratique de cultures sur brûlis a donné naissance à un savoka (forêt résultant des défrichements) composée de bambous (figure 2b) et de ravenala (figure 2c), arborant de vastes étendues de savanes sur des pentes abruptes.
 Faune et flore
Les espèces fauniques les plus fréquentes de la région sont traitées en détail dans le chapitre ultérieur et porté en annexe 4, page 55.
 Pédologie
En général, le sol connu dans la région est du type ferralitique de couleur rouge, typique des régions tropicales humides, pauvre en silice et riche en hydroxyde de fer et d’alumine. Ce sol ferralitique repose sur le substratum cristallin (figure 3).
 Sol ferralitique
 Conglomérat de base
Substratum cristallin
 Température
La saison chaude coïncide avec la saison de pluie de Décembre en Mars. Les températures annuelles de la région durant les cinq dernières années n’ont pas changé avec une température maximale de plus de 30°C et une température minimale de 20°C. Ce qui prouve un climat chaud et humide pour toute la région.
 Pluviométrie
Notre secteur fait partie des zones pluvieuses de Madagascar, où la pluie est quasiment fréquente avec un maximum dans la période de Décembre à Mars et une saison sèche de Septembre à Novembre (annexe 5, page 57).
 Hydrographie
Notre secteur est drainée par l’affluent rive droite de la Rianila. Ces cours d’eaux montrent des pentes très rapides, donnant naissance parfois à des chutes d’eaux.
Les principaux cours d’eaux sont Rianila, dont les affluent sont Vohitra (Rive droite de Rianila), Iaroka (Rive gauche de Rianila). Le tout se jette dans l’océan indien au niveau d’Andevoranto.

Géologie régionale

La classification géologique du PGRM 2012 subdivise Madagascar en 6 domaines : Antongil-Masora, Antananarivo (Tsaratanana), Ikalamavony, Androyen-Anosyen, Vohibory et Bemarivo (figure 4).
Notre secteur fait partie du domaine d’Antananarivo, dans le complexe Tsaratanana complexe Andriamena et Beforona, plus précisément dans la zone de Brickaville. Elle est composée principalement de paragneiss basique, de quartzite à magnétite et d’orthogneiss basique. Lohariandava se trouve dans la partie Ouest de celle-ci.
Cette zone contient de riches potentiels miniers et de gisements d’or, dont les principaux sont décrits ci-dessous :
 Le gisement d’or de Grigri
Le gisement, situé à 45 km à l’Est de Moramanga (X=633945, Y=792291), constitue un amas lenticulaire de quartz interstratifié dans les gneiss et les micaschistes (A 13m de profondeur, 10 m d’épaisseur et 80 m de longueur). L’or est associé à d’autres minéraux de sulfure de cuivre et de magnétite. La minéralisation aurifère se présente à l’état libre, sous forme d’inclusions dans la pyrite ou disséminé dans les filons de quartz. Les études récentes ont montrés que le gisement de Grigri est similaire à celui du type VMS (Volcanogenic Massive Sulphides). Le gisement montre une teneur de 1g/t d’or. Anciennement exploitée, cette mine est actuellement abandonnée.
 Le gisement de Marovato
Situé à 34 km au Nord de Grigri (X=628700, Y=822600), ce gisement présente des caractères géologiques similaires à Gri-gri, avec 3 filons de quartz à pyrite aurifère (BRGM, 1985) avec une teneur en or de 3 à 12 g/t.
En général, tous ces gisements aurifères sont rattachés à des filons de quartz et la minéralisation est contenue dans les veines de quartz ou disséminée dans les zones fortement tectonisées. La corrélation entre minéralisations et zones faillées est soulignée dans notre secteur.

Cadre juridique

Loi n°99-022 du 19 août 1999 portant sur « techniques artisanales et de petites mines » modifiée par la loi n°2005-021 du 17 octobre 2005, arrêté n°7902/2013 par le Ministre des Mines fait à Antananarivo le 09 avril 2013
L’article premier spécifie les modes opératoires utilisant des outillages, matériels et équipements autorisés pour les activités de petites mines. L’exploitation par drague est autorisée si une Etude d’Impact Environnemental a été faite au préalable conformément aux dispositions législatives et réglementaires en vigueur (Article 4 et 6).
L’article 3 (nouveau), conformément aux dispositions de l’article 10 de ce loi, stipule que les projets d’investissements publics ou privés, qu’ils soient soumis ou non à une autorisation ou à une approbation d’une autorité administrative, ou qu’ils soient susceptibles de porter atteinte à l’environnement doivent faire l’objet d’une étude d’impact.
Loi n°2005-021 du 17 octobre 2005 portant le Code minier, Titre III « du régime de l’orpaillage », dans son chapitre premier « de l’autorisation de l’orpaillage»
L’article 70 dit que les autorisations d’orpaillage sont délivrées par les Communes concernés. Par contre l’article 72 précise que l’autorisation ne constitue pas un permis minier et nécessite un accord du titulaire de permis minier concerné.
Loi n°2005-021 du 17 octobre 2005 portant le Code minier, Titre III « du régime de l’orpaillage », dans son chapitre III « de la surveillance administrative de l’orpaillage»
L’article 85 de ce loi stipule que :« La Commune qui délivre des autorisations d’orpaillage, veille à faire respecter par les orpailleurs concernés, les mesures de sécurité, d’hygiène et de protection de l’environnement qui sont définies par voie réglementaire ».
Loi n°98-029 du 20 janvier 1999 portant Code de l’Eau :
Selon l’article 12, toute personne qui exerce une activité pouvant entrainer une source de pollution ou de danger pour la ressource en eau et l’hygiène du milieu doit prévoir toute mesure à freiner ou prémunir le danger constaté ou présage.
Loi n°2005-021 du 17 octobre 2005 portant le Code minier, Titre V « Des obligations attachées à l’exercice des activités minières », dans son premier chapitre « de la prospection minière»
Conformément à l’article 94-1 : Le titulaire de permis garantie la sécurité de son périmètre.

METHODE D’APPROCHE POUR LA REALISATION DU MEMOIRE

La méthodologie de travail pour la réalisation de ce mémoire est présentée par l’organigramme suivant :
Conclusion partielle
Ce chapitre nous a permis de cadrer notre étude sur le plan géographique, géologique et juridique et également de décrire la méthodologie d’approche utilisée pour notre étude.
Le gisement étudié se situe entre les points kilométriques 206 et 218 du chemin de fer Moramanga-Toamasina. La minéralisation en or est contenue dans les lits de rivière
Lohariandava, provenant de l’altération et érosion des gisements primaires environnants.

ETUDE QUANTITATIVE ET QUALITATIVE DU GISEMENT DES LITS DE RIVIERES DE LOHARIANDAVA

Ce chapitre essaie de décrire les gisements des lits de rivières de Lohariandava. L’étude stratigraphique et pétrographique sectorielle mettra en évidence les roches encaissantes de la minéralisation. L’étude géotectonique parlera de la structure géologique, et permettra de mieux détailler le mode de gisement et la minéralisation. L’or obtenu va faire l’objet d’une étude minéralogique et morphoscopique pour une estimation qualitative de la minéralisation.

ETUDE STRATIGRAPHIQUE ET PETROGRAPHIQUE SECTORIELLE

Les descentes sur terrains que nous avons effectuées dans notre zone d’étude nous a permis de comprendre la géologie régionale et la stratigraphie des différentes couches géologiques du secteur.
Les travaux de prospections ainsi que des observations aussi bien sur terrain qu’au laboratoire, avec les travaux des anciens auteurs, nous ont conduits aux résultats suivants, concernant les formations géologiques existantes dans le secteur qui se répartissent en deux groupes : Les formations magmatiques et les formations métamorphiques. Le procédé de l’étude est énuméré en annexe 6 (page 57).

Les formations magmatiques

Les formations magmatiques forment un complexe composé principalement par du gabbro, de dolérite, charnockite et de pegmatite.
 Les dolérites :
Ce sont des roches intrusives en forme de dyke résultant d’un remplissage de cassure du socle de direction N15°E. D’après Rantoanina (1949), elles s’altèrent en boule dans le lit des rivières ou elle devient des barrières rocheuses (Cas du PK 216). Son épaisseur varie de 2 à 7 m. Ces dolérites peuvent être des cassures de remplissage qui sont des cassures récentes du socle (figure 6). Macroscopiquement, ce type de roche présente une texture intergranulaire ou doléritique, typique des dolérites. Ils sont exploités par la société madarail comme matériaux servant de ballast pour le chemin de fer.
 Charnockite
Le charnockite a une texture porphyroïde (figure 7). Il possède une composition granitique à orthopyroxène (hypersthène), grenat, mica (biotite), quartz, feldspath (plagioclase).
L’examen microscopique montre que le grenat (figure 7) est un minéral isotrope et fortement craquelé. Le feldspath plagioclase a un clivage fin et régulier en LPA. La biotite est fortement colorée en LPNA. Les principaux composants sont : l’hypersthène (environ de 20%), le quartz et le feldspath k.
 Les pegmatites
Les filons de pegmatite, très abondants mais très altérés, recoupent les schistes cristallins. La pegmatite présente une texture graphique. Il est constitué exclusivement de quartz, de feldspath, de minéraux noirs (Amphibole) et de minéraux accessoires.
Au microscope, le quartz, remarquable par son extinction roulante, se présente sous forme très allongée, et entouré de petits feldspaths plagioclases. Les minéraux accessoires sont composés de biotite et magnétite. (Figure8)
 Filon de quartz
Les filons de quartz figurent parmi les roches encaissantes de la minéralisation en or. Besairie (1958) met en hypothèse que cette minéralisation est contenue dans des veines de quartz interstratifiées dans les gneiss (Cas du gisement de Marovato) ou intercalées en banc (Cas de celui de Grigri).
 Gabbro
Les gabbros sont grenus et de couleur mésocrate (Cas de l’affleurement au PK 212, figure 9).

Les formations métamorphiques

 Les quartzites :
Les quartzites est visible en bas du pont (PK 215). Ils sont exclusivement constitués de quartz (figure 10).Parfois ces quartzites sont à magnétite.
 Les migmatites :
Les migmatites sont généralement fracturées et constituent la formation géologique prédominante du secteur (figure 11). Laplaine (1949) distingue deux types:
– La migmatite schisteuse possède un litage parallèle de direction Nord-Sud. Elle est matérialisée par une alternance de bandes claires de quartzo-feldspathiques, et d’une bande sombre d’amphibole.
– La migmatite gneissique est dépourvue de schistosité et recoupée par la dolérite.
 Les micaschistes :
Les micaschistes rencontrés sont en général très altérés avec une couverture végétale très florissante. Par conséquent ils se distinguent difficilement des gneiss.
 Gneiss :
Les gneiss sont également fréquents dans notre secteur d’étude. Difficiles à distinguer avec le micaschiste. Les affleurements sains est visible au bord de la rivière Vohitra. La figure 12 montre la présence des plissotements et une alternance de lit sombre riche en mica et un lit clair de quartz et de feldspath.
Amphibolites :
Les amphibolites résultent d’un métamorphisme intense. Ils se présentent en bancs. (Figure 13 de la page suivante). Ce sont des amphibolites feldspathiques à hornblende verte et à grain moyen. Les feldspaths sont visibles à l’œil nu et se présentent d’une manière orientée.
En lame mince, les amphibolites sont composés d’hornblendes vertes de forme allongée (85%) et accessoirement de pyroxène et de quartz à 15%.

ETUDE GEOTECTONIQUE DU SECTEUR

L’étude géotectonique du secteur a été effectuée de deux manières : La première en utilisant le système de télédétection et la seconde en utilisant les réseaux hydrographiques.

Approche géotectonique par le système de télédétection

Définition
La télédétection est une technique qui permet d’acquérir les informations d’un objet à partir des mesures à distance afin de les traiter et les restituer sous forme d’image.
Principe
La télédétection consiste à mesurer l’énergie réfléchie par une cible fixée. Ici, la source d’énergie est le soleil ; tandis que la cible est la surface terrestre observée par le satellite. (Figure n° 14) Méthodologie
L’analyse de cette carte satellite nous permet d’une manière rapide et précise d’évaluer les structures et informations géologiques associées aux gisements de Lohariandava, et par la même occasion nous conduit à localiser les systèmes de minéralisations aurifères et à émettre des hypothèses quant à leur répartition.
Nous avons utilisé le système d’image Landsat 7 ETM+. Laquelle comporte six bandes 1, 2, 3, 4, 5 et 7 sur la région d’Antsinanana, path 158 Row 73 acquise en 29 Août 2012. Les principaux caractéristiques des canaux Landsat sont portés en annexe 7 (page 59).
Résultats
Le résultat est montré par la comparaison de la carte géologique établie par Rantoanina et al (1959) de la figure 15 et notre carte satellite de figure 16.
Concernant la mise en place des différentes formations géologiques de Lohariandava, et en accord avec les auteurs Laplaine (1949), Besairie (1958), les vieux sédiments précambriens ont subi deux phénomènes à savoir : le métamorphisme par le biais d’une migmatitisation et d’une intrusion des roches éruptives. Le tout, accompagné d’une phase de plissement qui est matérialisée par des plis déjetés vers l’Est.
A remarquer, cependant, que la carte géologique du secteur établie par Rantoanina(1959) semble montrer que ces plis sont déjetés vers l’Ouest. Dans ce cas, on pourrait penser à l’hypothèse que les cisaillements ductiles sont antérieurs et que les cisaillements cassants sont postérieurs.

Contrôle géotectonique par le réseau hydrographique

Définition
Le contrôle géotectonique par le réseau hydrographique est défini par l’analyse du comportement du réseau hydrographique, ou plus précisément de la direction du drainage.
Méthodologie
La méthodologie est basée sur l’étude comparative des types de réseaux vis à vis du comportement géotectonique des formations géologiques, dont la direction et l’alignement des failles et des fractures.
Les réseaux hydrographiques sont, entre autre, sensibles aux mouvements tectoniques (cas de l’ouverture de fractures et de failles). Ils dépendent des bassins versants et des vallées alluviales. Sa disposition pourrait conduire à la définition de la structure géologique.
Dans notre secteur, le socle cristallin est composé d’une roche dure, très fracturée. En général, les réseaux hydrographiques semblent suivre le tracé de ces fractures, selon une forme dendritique. En confirmation de ce qu’on a cité précédemment dans le paragraphe II.2.1, la figure 18 montre clairement trois directions bien distinctes, mettant en évidence trois groupes de fractures. Les fractures en noire de direction N-S qui sont parallèles à la schistosité du socle engendrent le phénomène de cisaillement ductile. Elles constituent les directions et foliations majeures. Ses fractures sont recoupées par deux fractures de directions NE-SW en rouge et W-E en vert qui définissent des cisaillements cassantes. La direction NE-SW est probablement l’effet de l’intrusion éruptive. La direction W-E pourrait compléter les deux directions précédentes.

MODE DE GISEMENT ET MINERALISATION EN OR DANS LE LIT DE LA RIVIERE LOHARIANDAVA

Origine de la minéralisation en or dans le secteur

Comme nous l’avons signalé dans le chapitre précédent, on peut distinguer dans notre secteur deux types de gîte pour l’or : Les gisements primaires et les gisements secondaires des placers.

Les gisements d’or primaire

L’or primaire est fortement lié au contexte géotectonique de la région. La carte hydrographique, tiré de la carte géologique du PGRM (2012), montre clairement cette liaison à partir du comportement des indices de minéralisations (Figure 19). Cette carte montre également que notre secteur est inclus dans une zone favorable à la minéralisation en or.
D’autre part, la compilation des cartes de potentiels miniers du BRGM avec la carte géologique du PGRM BD 500 (Figure 20), confirme ce propos.
Cette carte montre les indices de minéralisation en or obtenus par les travaux antérieurs du BRGM, elle met en évidence que les gisements d’or primaires seraient responsables des concentrations aurifères des placers, situées en aval des rivières qui drainent le secteur.

Les gisements secondaires des placers

Nous avons distingué deux types de placers selon les milieux de dépôt : Les placers alluviaux disposés en terrasses sur les berges de la rivière et les placers des lits de rivières. Notre étude se rapporte à ce dernier type de gisement.
Ces placers se déposent le long des cours d’eau, dans les lits des rivières sous l’influence du ralentissement du courant d’eau et de la forte densité de l’or. Les sites préférentiels de dépôts sont : Les terrasses alluviales situées sur les parties concaves du tracé de la rivière et les barrages naturels rocheux qui créent des tourbillons à la manière des marmites de géant.
Compte tenu de la morphologie de la région, composée d’étroites vallées encaissées avec des pentes abruptes, les alluvions sont relativement restreintes. Nous les avons classés également parmi les dépôts des lits de rivière.
Il s’ensuit que le mécanisme de mise en place de ces placers est basé sur les considérations suivantes :
 Rôle de la présence des barrages naturels rocheux :
En général les tracés de la rivière Lohariandava (Ouest-Est) recoupe la direction générale Nord-Sud de la foliation. Ce qui constitue un barrage naturel disposé en rifle naturel (figure 21), pour la concentration de l’or.
Les rifles naturels (barrière) :
Ces rifles naturels (PK 212) sont, disposés en escalier par des phénomènes tectoniques, constituent une série de barrières rocheuses perpendiculaires à la direction de la rivière. En période d’étiage, ils relèvent ses contours remarquables dont les fissures constituent de véritables pièges à or.
 Rôle de la force de courant d’eau : La force de drainage de la rivière constitue le principal agent de transport des matériaux érodés depuis les gîtes primaires. Le ralentissement du courant d’eau figure 22 permet le dépôt des matériaux lourds, dont l’or.
Ralentissement
 Rôle de la dimension des grains d’or : Les gros grains d’or (Pépite) se dépose en premier avec les sédiments grossiers ; tandis que l’or fin sera transporté plus loin (Cas des terrasses alluviales de la figure 23).
Anciennes terrasses
Anciennes terrasses :
Dans le cas des terrasses alluviales, ancienne surface topographique, la rivière est responsable du dépôt et du classement des matériaux alluviaux. Les concentrations d’or deviennent de plus en plus intéressantes au niveau des affluents des rivières (Cas de Maromandiha).
 Rôle de la courbure de la rivière :
L’or se dépose comme tous les alluvions dans les parties concaves de la rivière. La rive concave est la zone à l’intérieur d’une courbure ou le courant d’eau perd sa puissance. Le courant d’eau ralentit au niveau de cette zone où les particules lourdes, dont l’or, se déposent (figure 24).

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I : GENERALITES
I-1- CARACTERISATION DE L’OR
I-1-1- Les propriétés de l’or
I-1-2-Les gisements d’or dans le monde
I-1-3- Les gisements d’or à Madagascar
I-2-CADRAGE DU PROJET
I-2-1-Localisation
I-2-2-Cadre géographique
I-2-3-Géologie régionale
I-2-4-Cadre juridique
I-3-METHODE D’APPROCHE POUR LA REALISATION DU MEMOIRE
CHAPITRE II : ETUDE QUANTITATIVE ET QUALITATIVE DU GISEMENT DES LITS DE RIVIERES DE LOHARIANDAVA
II-1-ETUDE STRATIGRAPHIQUE ET PETROGRAPHIQUE SECTORIELLE
II.1.1- Les formations magmatiques
II.1.2-Les formations métamorphiques
II.2- ETUDE GEOTECTONIQUE DU SECTEUR
II-2-1-Approche géotectonique par le système de télédétection
II-2-2-Contrôle géotectonique par le réseau hydrographique
II-3-MODE DE GISEMENT ET MINERALISATION EN OR DANS LE LIT DE LA RIVIERE LOHARIANDAVA
II.3.1- Origine de la minéralisation en or dans le secteur
II.4-ETUDE MINERALOGIQUE ET MORPHOSCOPIQUE DE L’OR DE LOHARIANDAVA
II.4.1- Matériels et méthode
II.4.2- Résultats
II-5-ESTIMATION QUANTITATIVE DU GISEMENT DES LITS DE LA RIVIERE DE LOHARIANDAVA
II-5-1-Essai de calcul de réserve :
II-5-2-Extension du gisement :
CHAPITRE III : RESULTATS CONCERNANT L’EFFICACITE DE LA METHODE PAR DRAGUE SUCEUSE
III.1- DESCRIPTION DE LA METHODE D’EXPLOITATION PAR DRAGUE
III-1-1-Etape 1 : L’extraction
III-1-2-Etape 2 : La séparation
III -1-3-Etape 3: La récupération
III-2-LE PROGRAMME ANNUEL D’ACTIVITES POUR L’EXPLOITATION PAR DRAGUE
III.3- EVALUATION FINANCIERE
III.4.-COMMERCIALISATION
CH APITRE IV : IMPLICATIONS ENVIRONNEMENTALES ET SOCIALES DU PROJETD’EXPLOITATION PAR DRAGUE A LOHARIANDAVA
IV-1-DESCRIPTION DU MILIEU RECEPTEUR
IV.1.1- Le milieu biologique
IV-1.2- Le milieu physique
IV.1.3- Le milieu humain
IV-2-INVENTAIRES DES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX ET SOCIAUX CAUSES PAR L’EXPLOITATION PAR DRAGUE
IV-3- LES ENJEUX ENVIRONNEMENTAUX ET SOCIAUX
CONCLUSION GENERALE
ANNEXES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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