Les bassins phosphatés marocains

Les bassins phosphatés marocains

Suivi d’exploitation des couches phosphatées au niveau de la mine MEA 

But du travail (énoncé du sujet) 

L’exploitation au niveau de la mine MEA concerne sept niveaux phosphatés, chaque niveau diffère de l’autre par ses caractéristiques géologiques et minières. Le géologue fait le suivi d’exploitation pour assurer la récupération totale du phosphate et la conservation de sa qualité, dans cette perspective, nous allons traiter les notions suivantes :
 Etude géologique et minière des couches phosphatées et des intercalaires.
 Etablissement des coupes synthétiques par zone.
 Le rôle du prospecteur dans chacune des phases d’exploitation.
 Elaboration d’un plan d’action d’exploitation des couches phosphatées.
 Etude de l’impact économique des actions engagées.

Gisement d’oulad Abdoun

Cadre géographique 

Le bassin du Oulad Abdoun s’étend sur plus de 10000km2, il se situe au Nord du pays et s’inscrit grossièrement dans rectangle limité par les méridiens 6°30` et parallèles 32°30` 33°.
Ce bassin est situé au Maroc central est limité au Nord par le massif du Maroc central, à l’Ouest par le massif de Rhamna et au Sud par la chaîne du moyen Atlas de Béni mellal dont le quadripôle ayant pour sommet les villes de Settat, Oued-Zem, Béni mellal et El brouj, et qui s’étend sur envi rende 95 Km de longueurs de direction « Est-ouest », et sur plus de 458 Km de largeur de direction « Nord-sud ». (D’après le bureau des prospecteurs).

Cadre géologique 

• La série phosphatée d’Ouled Abdoun constitue le terme final d’une couverture sédimentaire s’étalant de l’infra-cénomanien au lutétien supérieur.
• Le substratum mésétien, qui support cette série est formé de terrain paléozoïque plissés et faillés qui affleurent dans le massif central au Nord et les Rhamna au Sud.
• L’infra-cénomanien rouge est composé de conglomérats, de grès, ou d’argiles.
• Le cénomanien-Turonien est formé essentiellement de marne-calcareux.
• Le Sénonien (Maestrichtien exclu) est constitué principalement des marnes et des marnes-calcareux.
L’absence de fossiles stratigraphique ne permet pas la distinction du coniacien, du Santonien et du
Campanien, seul le Maestrichtien phosphaté est distingué.
La série phosphatée débute au Maestrichtien par des dépôts phosphatés relativement très marneux et se termine au lutétien par une dalle calcaire. Elle est de type transgressif dont les couches phosphatées sont formées par un ensemble de séquences ; dans chaque séquence on trouve un granoclassement positif (de grossier vers le fin). (D’après OCP rapports inédits).
Cet âge est caractérisé par une sédimentation phosphatée et bitumineuse dans des golfes orientés en gros NW-SE, de provenance atlantique, tels que celui d’Essaouira-Ouarzazate et de Gantour-Oulad Abdoun (Khouribga-Kasba Tadla) (Michard, 1976). La mer progresse dans ce dernier puis suit la zone effondrée moyen atlasique de direction NE-SW, héritée de la tectonique d’âge Albo-Cénomano-Turonien – Sénonien inférieur. (Figure 9)
Figure 9 : Carte paléotectonique et paléogéographique du domaine atlasique au Sénonien (D’après HINAJE, CHARROUD et al., 2015)

Aperçu tectonique du bassin d’Oulad abdoun 

La série phosphatée des OULAD ABDOUN s’est déposée sur un socle hercynien fortement plissée et faillé. Une étude tectonique et microtectonique détaillée de la série méso-cénozoïque du bassin phosphaté de Khouribga, n’est pas encore réalisée. De ce fait l’analyse de la fracturation qui affecte les strates crétacées et tertiaires, qui peut aboutir à la chronologie des paléochamps de contraintes, reste le seul outil pour expliquer les zones de « dérangement » signalées par les géologues de l’OCP. A notre avis, ces zones correspondent à des zones de failles synsédimentaires et postsédimentaires probablement polyphasées, amplifiées par la karstification.
Ainsi, des phénomènes post-sédimentaires se présentent le plus souvent sous forme de failles (normal ou inverse) que nous n’avons pas pu mesurées et que les techniciens et les ingénieurs de l’OCP ne mesurent pas aussi, associées à des zones de « dérangements » orientés en général NE-SW. Ces zones correspondent probablement à des structures d’effondrement (collapse structures) liées à des failles affectant les calcaires et les marnes. Le jeu tectonique des failles est amplifié par la dissolution et la karstification. Ainsi ces structures sont des structures d’origine tectono-karstique (Hinaje, com. oral).
 Les failles :
Ce sont des surfaces de rupture qui séparent deux volumes rocheux qui se déplacent l’un par rapport à l’autre. Les plans de faille sont caractérises par leur direction, leur sens de pendage, le pitch des stries et les rejets.
Figure 10 : Une faille normale qui affecte la série phosphatée
Figure 11 : Deux failles inverses qui affectent la série phosphatée
Ces cassures qui affectent la série phosphaté conduisent à la rupture de continuité des niveaux pouvant entrainer des complications lors de l’exploitation. Malheureusement elles ne sont pas étudiées.
Figure 12 : Bulldozer qui creuse en profondeur suivant la continuité des couches affectées par la faille.
On note que ces cassures sont souvent le lien de circulation de fluides. Ces infiltrations contribuent au salissement du minerai.
 Structures d’effondrement (Les dérangements) :
On appelle « dérangement » toute perturbation de la succession habituelle des litho-faciès de la série phosphatée qui rend la délimitation des différentes entités impossible. L’exploitation qualifie de « dérangement », toute structure stérile, généralement très dure, qui perturbe l’évolution de la chaîne cinématique. Ce sont des structures qui sont accompagnés par des altérations et accidentassions qui influencent la qualité du niveau phosphaté, on peut avoir la dominance du (marne, silex, calcaire ou le phosphate), dans le cas où le dérangement est dominé par le phosphate on le classe dans la qualité basse teneur. (R. Beneddi chef des prospecteurs dans la mine MEA OCP)
 Les dérangements ont en général une forme subcirculaire, sub-conique ou quelconque. Ils sont constitués de matériaux formés d’éléments de la série (marnes, calcaires, phosphate et silex). Ils présentent, en général, une couleur jaunâtre à blanchâtre.
 Leur classification est basée selon (Kchikach et al.1990) sur les aspects suivants :
• L’ampleur des « dérangements », selon qu’ils affectent totalement ou partiellement la série phosphatée ;
• Nature des matériaux qui le constituent ;
• La dureté des matériaux constituants ;
• L’existence ou non de la stratification à l’intérieur des dérangements.
Photo 1 : Structure en collapse « dérangement » qui affecte la série phosphatée

La mine de Merah El Ahrech

Situation géographique 

Le gisement de M.E.A se trouve à 24 km au sud-est de la ville de Khouribga et au nord de la ville de Fekih ben Saleh, il est traversé par la route nationale N°11.

Zones en activités 

La mine MEA est subdivisée en 4 zones principales, dont trois sont en cours d’exploitation :
• Zone centrale nord (ZCN)  en arrêt ;
• Zone centrale sud (ZCS)  en cours d’exploitation ;
• Extension zone centrale nord (EZCN)  en cours d’exploitation ;
• Extension zone centrale sud (EZCS)  en cours d’exploitation. (D’après le bureau des géomètres)
Figure 13 : Situation géographique de la mine MEA dans le
bassin d’Oulad Abdoun

Etude géologiques et minière des couches phosphatées et des intercalaires 

Découpage chrono-stratigraphique 

C’est le découpage de la série phosphatée qui se base sur la succession des couches (strates) durant le temps géologiques, ce découpage se fait suivant une échelle chronostratigraphique divisé en unités chronologiques dont la plus petite est l’étage. La réalisation de ce découpage a été principalement fondée sur la paléontologie animale.
Sur toute la série phosphatée on trouve du bas en haut :
• Maestrichtien phosphaté
Il est formé d’une alternance de phosphate plus au moins marneux et de marnes. Dans la partie Nord du bassin les niveaux phosphatés grossiers reposent sur des calcaires phosphatés à bone-bed.
• Paléocène :
Le paléocène débute en générale par un calcaire phosphaté dépourvu de débris liogènes, et se termine par un calcaire marneux ou phosphate marneux à calcifiés.
 La dalle calcaire à cardita coquandi serait la limite supérieure du Danien (selon la nouvelle échelle des temps géologiques datée de 1990).
 Le thanitien est constitué sur l’ensemble du bassin par des phosphates meubles, et se termine par des phosphates marneux à calcifiés à bancs de calcaire phosphaté.
• Yprésien :
Il débute dans la majorité des cas par un calcaire phosphaté coprolithiques. La phosphatogénèse y atteint son apogée, il est formé d’une succession de niveaux phosphatés intercalés avec des calcaires phosphatés coprolithiques, des marnes siliceuses et des silexites.
• Lutétien :
Le lutétien inférieur est représenté par un complexe formé de calcaire phosphaté bioclastique, calcaire lithographique calcaire marneux et marnes, l’ensemble à subit une silicification à degrés variables. Il se continue par une puissante dalle carbonatée renfermant de nombreux gastéropodes (Thersite a pondérosa), d’où le nom de la dalle à thersitées.

Découpage minier 

C’est la division de la série phosphatée en plusieurs niveaux phosphatés (couche, sillon) et en intercalaires suivant la qualité des niveaux phosphatés (teneur en BPL).
On distingue du bas en haut:
La couche III :
Elle est généralement constituée d’un phosphate à prédominance marneuse, calcifié, compact à dur, renferment une faune très diversifiée et assez abondante. Elle est subdivisée en deux sous entités : la Couche
III supérieur et la Couche III inférieur séparées par un banc de calcaire marneux fossilifère qui repose sur des marnes phosphatées. Le niveau repère qui permet d’identifier cette couche est le calcaire à bone-bed situé au mur de la couche III.
L’intercalaire couche II / couche III :
Il est formé par un banc de calcaire phosphaté marneux, qui repose sur des marnes phosphatées grémuleuses à géodes de calcite.
La couche II :
Il est subdivisé en deux niveaux phosphatés bien distincts : Couche II supérieur, Couche II inférieur, séparés par une banquette continue ou discontinue de calcaire phosphaté à marneux.
– la Couche II est formée en générale par un phosphate à grains grossier à la base et moyen à fin au toit, par endroits calcareux et/ou fossilifères pouvant renfermer des banquettes de calcaire phosphaté dont la puissance et la régularité sont variables ;
– la partie sommitale de la couche est légèrement marneuse tandis que son mur peut être grémuleux avec des blocs de calcaires phosphatés.
Niveau repère : calcaire phosphaté coprolithique et des interlits de calcaire à cardita.
L’intercalaire couche I /couche II :
Il est généralement formé de bas en haut par :
– un niveau de marne bioturbée au sommet et calcareux au mur;
– un calcaire phosphaté coprolithique légèrement marneux au mur et peut renfermer des poches de phosphates ou blocs de silex.
La couche I :
Elle est subdivisée en 3 entités :
– Couche I inférieur : est formée d’un phosphate grossier sableux plus ou moins calcifier, et renferme des blocs de silex phosphatés ;
– Couche I médiane : présente une lithologie marno-phosphatées assez variable, elle va du phosphate marneux à la marne plastique en passant par des termes plus ou moins phosphatés et renfermant rarement des blocs de silex phosphatés ;
– Couche I supérieur : formée d’un phosphate grossier dans la partie supérieure et moyen à fin à la base, elle renferme en général une passée de silex phosphaté vers le toit et des blocs discontinus vers le mur.
Niveau repère : une dalle de calcaire à nodules de silex.
L’intercalaire couche 0’/Couche I :
Il est généralement formé de bas en haut :
– un banc plus ou moins continu de silex phosphaté ;
– une mince passée de calcaire phosphaté ;
– une passée de marne ou de marno-calcaire renferme du silex à ménilites ou nodules de silex.
La couche 0’ :
Elle se subdivise en 2 parties :
– couche 0’ inférieure : constituée par un niveau de phosphate marneux parfois calcifié et pouvant renfermer quelques blocs de silex ;
– couche 0’ supérieure : formée par du phosphate souvent calcifié avec des blocs de calcaire.
Les deux parties de la couche 0’ sont séparées par une passée de calcaire marneux ou phosphaté pouvant contenir des nodules de silex ou de mélinites.

Table des matières

Chapitre 1 : Introductions générales
I- Aperçu général sur la structure du Maroc
II- Aperçu géologique de la zone atlaso-mésetienne
III- Les bassins phosphatés marocains
1- La géologie des zones phosphatées marocaines
2- Bassin de Gantour
3- Bassin Meskala
4- Bassin Oued Eddahab
5- Bassin d’Ouled Abdoun
IV- Groupe OCP : Organigramme et historique
1- Historique
2- Organigramme
V- Historique sur la recherche et l’exploitation des phosphates au Maroc
1- Historique sur la recherche
2- Généralités sur les phosphates
a- Introduction
b- Caractéristiques chimiques et moléculaires
c- Phosphatogenèse
d- Teneurs des phosphates
e- Types de gisements
Chapitre 2 : Suivi d’exploitation des couches phosphatées au niveau de la mine MEA
I- Enoncé du sujet
II- Gisement d’Ouled Abdoun
1- Cadre géographique
2- Cadre géologique
3- Tectonique d’Ouled Abdoun
III- La mine de Merah El Ahrech
1- Situation géographique
2- Zones en activités
IV- Etude géologiques et minière des couches phosphatées et des intercalaires …. 17
1- Découpage chrono-stratigraphique
2- Découpage minier
3- Les coupes moyennes par zone MEA
V- Contexte paléogéographique et paléontologique des zones phosphatées
1- Paléogéographie
2- Paléontologie
Chapitre 3 : Méthodes de prospection et d’exploitation
I- Méthodes de prospection
II- Méthodes d’exploitation
1- Méthodes sélective
2- Méthodes globale
III- Chaîne cinématique d’exploitation
1- Implantation des limites
2- Foration
3- Sautage
4- Décapage
5- Défruitage
6- Transport
7- Epierrage, criblage et mise en stock
IV- Plan d’action d’exploitation des couches phosphatées
V- Rôle du prospecteur dans les phases d’exploitation
1- Suivi de foration
2- Suivi de sautage
3- Suivi de décapage
4- Suivi de défruitage
Conclusion

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