Soutenance mémoire
HISTORIQUE DU GRENAT
Depuis l’antiquité, les grenats considérés comme des pierres fines sont utilisés comme objet d’art (Abréal, 2010). Ils sont généralement destinés à la joaillerie. Un sceau cylindrique de grossulaire vert (annexe 2) translucide appartenant à un roi de Mésopotamie (au sud de l’actuel Irak) est l’objet le plus ancien, découvert vers 1200 avant JC, et qui est exposé au British Muséum de Londres (Gilg et al., 2008). Le grenat rouge connu sous le nom d’Anthrax, littéralement charbon, fut rapporté par Théophraste (372-288 av. JC ; Gilg et al., 2008). Il fut décrit par Pline l’Ancien comme un charbon ardent (carbunculus en latin) qui relate l’incandescence du grenat almandin sous la lumière du soleil. Pendant la Renaissance, le théologien et philosophe allemand Albert le Grand (1193-1280) écrivit dans son ouvrage des minéraux que le terme pouvait être remplacé par « granutus », par référence à la couleur rouge du fruit de grenade. C’est l’origine du terme actuel grenat.
LA POSITION DE MADAGASCAR AU SEIN DU GONDWANA
Le bloc malgache était rattaché au côté occidental du bouclier indien durant le Néoprotérozoïque (ère de 1000 à 542 Ma ; Agrawal et al., 1992). Une collision continentale oblique entre le Gondwana de l’Est (Madagascar, Sri Lanka, Sud de l’Inde, Antarctique de l’Est) et le Gondwana de l’ouest (cratons du Congo et de Kalahari ; Meert et al., 1997) a entraîné des déformations ainsi que des métamorphismes (figure 3). Le résultat final a été la création de la ceinture métamorphique néoprotérozoïque mozambicaine (CMNM), à l’origine des fragments crustaux situés de part et d’autre de la zone de collision (Holmes, 1951 ; Meert, 2003). La CMNM s’étend, sur les limites géographiques actuelles, depuis l’Est du continent africain à partir du bouclier arabo-nubien jusqu’au Mozambique et Madagascar (Stern, 1994 ; Muhongo, 1999), aux Seychelles (Ashwal et al., 2002), dans le Sud de l’Inde (Santosh et al., 2009), au Sri Lanka (Kriegsman, 1995) et l’Est de l’Antarctique (Jacobs et al., 1998). Madagascar a subi des épisodes tectono-métamorphiques marqués par des intrusions magmatiques au cours des orogenèses de l’Afrique de l’Est, entre 750 et 620 Ma (Stern, 1994) et Kuunga entre 570 et 530 Ma (Meert et al., 1995). Pendant le Néoprotérozoïque, le bloc d’Antongil faisait partie du craton Indien du Dharwar. Le domaine d’Antananarivo et de Tsaratanana formait un microcontinent appelé Azania. Ce microcontinent se situait entre le craton du Congo et le Craton de Dharwar (figure 4). La convergence du plancher océanique entre les deux cratons sur l’Azania entraîna l’injection de nombreuses intrusions magmatiques.
LES INTRUSIONS MAGMATIQUES DE LA PENINSULE D’AMPASINDAVA
La couverture sédimentaire du mésozoïque recouvre la presqu’île d’Ampasindava. Elle est constituée par des grès, des marnes et des calcaires. Ces faciès sont recoupés par des massifs magmatiques et volcaniques (St Ours, 1960). Les intrusions d’Ampasindava sont caractérisées par des interférences de coulés de laves et d’intrusions de roches grenues c’est-à-dire des intrusions subconcordantes ou recoupant les roches encaissantes (Donnot, 1963). Ce sont les massifs d’Andranomatavy, de Bezavona, de Manongarivo et d’Ambohimirahavavy parmi les plus importants Le massif d’Andranomatavy se situe dans le Nord de la presqu’île. La partie Nord Est présente un arc syénitique et montre une différentiation granito-syénitique vers le centre. Le centre et la partie Est de ce massif sont formés par des microsyénites, des trachytes et des brèches volcaniques (Besairie et Collignon, 1972). Le complexe de Bezavona, de direction NE-SW, a une forme elliptique. Il présente quatre groupes de nature pétrographique différente : les syénites alcalines à quartz et pauvre en ferromagnésiens, les syénites à augite (augite aégyrine et aégyrine), les syénites néphéliniques (à augyte aégyrinique, amphibole, aégyrine), les monzonites à néphéline et à augite riche en titane, à amphibole, à titanomagnétite et à apatite, et les filons qui sont équivalents volcaniques des roches précédemment citées tels les trachytes et les phonolites (Lacroix, 1902). Le complexe de Manongarivo a une forme élliptique. Il est composé par trois lobes qui forment un trèfle. Le complexe est constitué par les monts Andaimpotsy, Antsatrotro et Bekolosy. Ce complexe est formé par des syénites, des grano-syénites, des granites, des microsyénites et des roches volcaniques tels que des trachytes et des rhyolites (Donnot, 1963). Le granite de Bekolosy renferme une minéralisation en pyrochlore et avec quelques traces de molybdène. L’ensemble a subi une altération météorique sur une profondeur de 5 à 14 mètres. L’analyse du pyrochlore contient 53% de NB2O5, 11% Ce2O3, 3% TaO5, 10 % de TiO2 et 5% de CaO ; cette analyse donne un rapport Nb/Ta approximativement 17. Le pyrochlore est peu magnétique et faiblement radioactif. La magnétite, le zircon, le xénotime et peut-être le malacon, variété hydratée de zircon, qui pourrait contenir du niobium (Donnot, 1963). Le complexe d’Ambohimirahavavy-Ampasibitika comprend des roches effusives, microsyénites, des trachytes alcalins et des brèches volcaniques sur la partie centrale ; les deux structures annulaires tronquées apparaissent sur la partie Nord-Ouest et Sud-Est. Le Nord-Ouest comprend le massif Ambohimirahavavy formé par un arc de syénite à aégyrine et biotite entourée par de la syénite quartzifère et du granite à aégyrine. La structure d’Ampasibitika renferme un arc externe de syénite à aégyrine et de syénite néphélinifère à augite aégyrinique. L’extrémité Ouest de l’arc syénitique passe à des syénites quartzifères à aégyrine. De part et d’autre de l’arc, des filons de granite hyperalcalin recoupent les sédiments (Bessairie et Collignon, 1972).
Géométrie et faciès encaissants du gisement
Le gisement de grenat andradite, variété démantoïde se concentre essentiellement dans la zone à mangrove formée de vases (figure 18). Il présente un allongement de direction NE-SW, d’une longueur de 800 m et d’une largeur de 500 m ; la superficie est estimée à 400 000 m2. Le gisement se trouve au contact entre des syénites situés dans la partie Nord, Est, de l’argilite dans la partie Ouest et des roches sédimentaires dans le Sud. Les roches sédimentaires sont constituées de la base vers le sommet par des argilites et des calcaires. Cet ensemble est recouvert par des vases de mangroves. L’exploitation du gisement de grenat se fait soit à ciel ouvert soit sous forme de puits (figures 19 A et B). Les mineurs travaillent quand la marée est basse ; les profondeurs des puits varient de 5 à 15 mètres. Dans les puits, les mineurs creusent verticalement, puis ils suivent les plans de stratification ou de fracturation de l’argilite. Une fois que les mineurs atteignent un faciès minéralisé, ils creusent une galerie, puis ils continuent à creuser des galeries latérales dans différentes directions. Quand les puits sont remplis d’eau pendant la marée haute ; les mineurs utilisent une motopompe munie d’un tuyau flexible pour évacuer l’eau vers la surface. L’évacuation dure environ 5 à 6 heures (figure 19 C). Les matériels utilisés dans les mines sont rudimentaires. Les mineurs creusent avec des pelles, des marteaux, des burins, dans les deux types d’exploitation. Les successions lithologiques observées à la surface jusqu’à la base sont : la vase de mangrove, la syénite, l’argilite (figure 19 D) ; les skarns se trouvent en bordure de la syénite et se développe dans l’argilite. D’après les observations rencontrées dans les puits, la géométrie du gisement montre successivement de la syénite, du skarn, de l’argilite et du calcaire suivant un axe Nord-Sud dans la carrière.
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Table des matières
INTRODUCTION
I. GENERALITES
I.1. GENERALITES SUR LE GRENAT
I.1.1. HISTORIQUE DU GRENAT
I.1.2. MINERALOGIE DES GRENATS
I.2. CADRE GEOLOGIQUE
I.2.1. LA POSITION DE MADAGASCAR AU SEIN DU GONDWANA
I.2.2. APERCU DE LA GEOLOGIE DE MADAGASCAR
I.2.3. LA GEOLOGIE REGIONALE
I.2.4. LES INTRUSIONS MAGMATIQUES DE LA PENINSULE D’AMPASINDAVA
I.2.5. LA PRESQU’ILE D’AMBATO
II. METHODES ET MATERIELS
II.1. LOCALISATION GEOGRAPHIQUE DE LA ZONE D’ETUDE
II.2. METHODOLOGIE
II.2.1. DEMARCHES METHODOLOGIQUES
II.2.2. LES METHODES ET MATERIELS DE RECHERCHE
III. RESULTATS ET INTERPRETATIONS
III.1. DESCRIPTION PETROGRAPHIQUE
III.1.1. CARTOGRAPHIE DE LA ZONE D’ETUDE
III.1.2. DESCRIPTION PETROGRAPHIQUE DES ROCHES ENVIRONNANTES
III.1.3. DESCRIPTION DU GISEMENT D’ANDRADITE
III.1.4. RELATIONS LITHOLOGIQUE ET STRUCTURALE DE LA MINERALISATION
III.1.5. COUPES LITHOLOGIQUES DANS LES PUITS D’EXPLOITATION
III.1.6. MODELE GENETIQUE DU GISEMENT A GRENAT ANDRADITE D’ANTETEZAMBATO
III.1.7. ETUDE MINERALOGIQUE DU GRENAT ANDRADITE VARIETE DEMANTOÏDE
III.2. GEOCHIMIE DES ROCHES
III.2.1. LES ELEMENTS MAJEURS
III.2.2. LES TERRES RARES
III.2.3. CHIMIE DES MINERAUX
III.2.4. DISCUSSION SUR L’ORIGINE DES ELEMENTS CHIMIQUES CONSTITUTIFS DU GRENAT
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ET WEBOGRAPHIQUES
ANNEXES
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