Soutenance mémoire
Les types de gisements de diamants
Les gisements primaires
Les gisements associés aux kimberlites
La kimberlite, une roche intrusive ultramafique, riche en potassium, est la principale roche diamantifère. De texture porphyrique, elle correspond à une péridotite à mica carbonatée et serpentinisée qui renferme des nodules de roches ultramafiques ainsi que des minéraux de haute pression comme le pyrope (grenat magnésien). Toutes les kimberlites ne contiennent pas nécessairement des diamants (Dawson, 1967, 1989). Environ 1 % des kimberlites connues contiennent des concentrations rentables de diamants. Dans le cas des kimberlites, ces volcans surmontent des cheminées coniques en forme de carotte de moins d’un kilomètre de diamètre (0,4 à 146 ha en général, rarement jusqu’à 200 ha) contenant des roches volcaniques, des fragments de roches provenant du manteau, ainsi que quelques diamants. Ces cheminées et les filons sous-jacents sont généralement les seuls vestiges restants de ces épisodes volcaniques. Trois différents types de faciès ont été déterminés de l’étude des cheminées de kimberlite; soit les roches des faciès de cratère, de diatrème et hypabyssal (Mitchell, 1986).Un modèle idéalisé d’une cheminée kimberlitique d’Afrique du Sud est illustré ci-dessous .
Le cratère est composé de deux types de kimberlite : la kimberlite pyroclastique, constituée de tufs déposés à la surface et la kimberlite épiclastique, constituée de kimberlite pyroclastique érodée déposée à l’ouverture de la cheminée. Ces sédiments contiennent souvent des xénolites formées de roche de couverture superficielle, de la végétation (par exemple du bois) et des organismes terrestres (par exemple des microfossiles) qui existaient lors du dépôt des sédiments et qui sont retombés dans le cratère.
Le diatrème se forme lors d’une éruption explosive dans la partie inférieure de la zone de racines. Sa dimension et sa forme dépendent de la composition de la kimberlite et des propriétés physiques de la roche encaissante, facteurs qui varient pendant l’ascension. En général, le diatrème constitue la partie la plus épaisse de la cheminée et repose sous le cratère. Il mesure généralement plus d’un kilomètre, a des parois très abruptes et la forme d’une carotte. Le diatrème contient des quantités de fragments de roche encaissante (xénolites), des roches mantelliques de plus grande profondeur, ainsi que de la kimberlite (autolites).
C’est avant et pendant l’éruption que se forme la zone de racines par cristallisation du magma sous le diatrème. La kimberlite qui y repose, appelée kimberlite hypabyssale, présente des textures ignées cristallines et contient des quantités variables de xénolites, ainsi que de diamants.
Le dyke, généralement tabulaire et étroit, est composé de kimberlite hypabyssale et provient de la racine. Pendant sa formation, il recoupe la roche encaissante. Il contient des xénolites ainsi que des diamants.
Pendant l’érosion, les débris kimberlitiques sont transportés, ensuite déposés, ce qui entraîne la formation d’une traînée de minéraux indicateurs : le pyrope, le diopside chromifère, la picroilménite, la chromite, l’olivine et le diamant. Les minéraux indicateurs sont beaucoup plus abondants dans la kimberlite que ne l’est le diamant. Ils résistent à l’érosion et se distinguent tant à l’œil nu que par leur composition chimique. C’est cette traînée que cherchent à suivre les géologues. Les minéraux indicateurs sont récupérés dans la fraction de sable moyen à grossier des sédiments et analysés par microsonde électronique pour confirmer leur identification.
Les minéraux indicateurs de kimberlites sont :
L’ilménite magnésienne : noire, fracture conchoïdale. L’ilménite est présente dans de nombreuses roches archéennes ainsi que dans la kimberlite. Les ilménites dans les kimberlites se distinguent des autres par leur teneur élevée en MgO, supérieure à 4 % en poids. Chaque kimberlite se distingue par sa signature de Cr2O3 en fonction de MgO.
Le grenat pyrope chromifère : couleur pourpre, auréole kélyphitique (bordure de réaction autour du grenat, composée d’un agrégat de petits cristaux). Les grenats harzburgitiques subalcalins sont associés aux kimberlites diamantifères. On peut les différencier des autres grenats lherzolitiques, harzburgitiques ou dunitiques en traçant le graphique de CaO en fonction du Cr2O3. La diagonale qui sépare les grenats lherzolitiques des grenats harzburgitiques est la ligne de 85 % définie par Gurney (1984).
Le diopside chromifère : vert pâle à émeraude. Le diopside riche en Cr (> 0,5 % en poids de Cr2O3) se distingue par sa couleur verte. Il indique la présence de kimberlite sans toutefois informer sur la présence de diamants.
La chromite : noir rougeâtre ; cristal irrégulier à octaédrique. La chromite associée aux diamants à une teneur élevée en Cr2O3 (> 60 % en poids) et une teneur élevée (12-16 % en poids) en MgO.
➤ Les gisements associés aux lamproïtes
Les lamproïtes ont été définies par Scott Smith et Skinner (1984) comme des roches ignées ultrapotassiques magnésiennes très riches en potassium (K2O) provenant du manteau et qui forment des diatrèmes, des dykes et des cônes de scories. Les lamproïtes ont tendance à se trouver par groupes d’une à plus de cent unités. Les lamproïtes se trouvent dans des cratons anciens, le long de frontières cratonisées dans des zones orogéniques, et au sein des zones de failles à transformation en profondeur. Les diamants trouvés dans les lamproïtes sont généralement plus petits que ceux trouvés dans les kimberlites et de gros diamants sont rares.
Les minéraux indicateurs de lamproïtes sont un peu différents de ceux des kimberlites. Selon Fipke et al. (1995) : L’ilménite magnésienne ; l’ilménite manganésienne chromifère ; le zircon faible en uranium et en thorium ; l’enstatite magnésienne et faible en FeO, Al2O3, CaO, Na2O ; le diopside chromifère potassique ; le corindon titanifère ou chromifère ; le rutile riche en niobium ; les tourmalines riches en K2O et en TiO2. L’observation de ces minéraux dans un concentré de minéraux lourds constitue donc une bonne indication de la proximité d’une intrusion de kimberlites ou de lamproïtes. Autant pour les kimberlites que pour les lamproïtes, les minéraux indicateurs doivent présenter une composition chimique précise reflétant les conditions de pression, de température et d’oxydoréduction qui prévalent lors de la formation du diamant. Il est donc important d’analyser chimiquement le plus grand nombre de minéraux indicateurs possibles afin de s’assurer que plusieurs grains possèdent la bonne composition chimique. Ceci engendre des coûts importants d’analyse et d’interprétation des résultats.
Lorsque la kimberlite ou la lamproïte diamantifère est totalement altérée et démembrée par l’érosion, les constituants qui en dérivent peuvent être transportés sur des distances considérables par les rivières et les fleuves avant leur déposition (Harben et Kuzvart, 1996).
Les gisements secondaires
Les gisements associés aux placer
Les dépôts alluvionnaires diamantifères, ou placers, s’accumulent le long des fleuves, sur les rivages à l’embouchure des rivières et le long des zones côtières. Les gisements secondaires ou « placers » se créent au fil du temps, les agents atmosphériques érodent les cheminées volcaniques et altèrent la roche kimberlitique, ce qui la rend plus molle. Au fil des intempéries, les diamants se détachent et sont entraînés par les eaux de ruissellement, les ruisseaux et les fleuves, ils sont dispersés ainsi tout au long de leur parcours. La distance parcourue, très variable, peut être parfois considérable puisqu’il arrive qu’ils soient entraînés jusque vers les plages ou au fond des mers.
❖ Les dépôts éluviaux se développent in situ à partir de l’altération de la roche source principale. On est en présence d’une accumulation de débris de roche in situ à partir de l’altération de la roche source primaire.
❖ Les dépôts colluviaux sont constitués de roches érodées qui ont été transportées vers le bas par la gravité, et se trouvent généralement au pied des pentes. On est en fait en présence de roches désagrégées, hétérogènes et non cohérentes de sol ou des fragments de roches déposées au pied des pentes par les mouvements de terrain (rapport de forces gravitationnelles) (Gary, et al, 1972).
❖ Les dépôts alluviaux ont été transportés en aval de leur roche mère par les systèmes fluviaux, et finissent par se déposer sur des surfaces. Le gîte alluvionnaire est un terme général pour l’argile, le limon, le sable, le gravier ou tout matériau similaire non consolidé détritique déposé au cours des temps géologiques relativement récents par un ruisseau ou une rivière, tels que des sédiments homogènes ou semi-homogènes dans le lit, la plaine inondable, ou le delta d’un cours d’eau (Gary, et al., 1972). Les gisements de diamants alluviaux sont généralement constitués de couches stériles (argiles) et de gravier. Il peut y avoir plusieurs couches de gravier dans un dépôt, mais ils ne sont pas tous diamantifères. Ceci est lié au fait que pendant le transport, les matériaux les plus lourds (tels que les diamants) se concentrent dans cette couche. L’exploitation des gisements secondaires est quant à elle beaucoup plus artisanale.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : DESCRIPTION DE LA ZONE D’ETUDE ET GENERALITE SUR LE DIAMANT
I. CADRE GEOGRAPHIQUE
II. CONTEXT GEOLOGIQUE
III. LA GEOMORPHOGIE DE LA REGION D’ETUDE
IV. GENERALITE SUR LE DIAMANT
1. Les types de gisements de diamants
a) Les gisements primaires
b) Les gisements secondaires
2. Méthodes de prospections de diamants
a) La prospection alluvionnaire
b) La méthode sud-africaine
c) La prospection du littoral
d) Autre méthodes de prospections
CHAPITRE 2 : LES TRAVAUX DE PROSPECTION DU DIAMANT AU SENEGAL ORIENTAL
I. METHODES DE PROSPECTIONS
1. La recherche directe de diamant
II. RESULTATS DES TRAVAUX DE PROSPECTIONS DU DIAMANT AU SENEGAL
1. Le secteur de Wansangara
a) Dépôts alluvionnaires du type de bancs de gravier de la Falémé dans la région du village Souroukoto (ligne n° 2710)
b) Dépôts de terrasse de la Falémé dans la région du village de Bountou (ligne n°2690, 2689, 2691,2692)
c) Dépôts alluvionnaires de bancs de gravier de la Falémé dans la région du village de Wansangara (ligne n° 2750, n° 2740)
d) Dépôts de terrasse de la Falémé dans la région du village de Moussala (ligne n° 2770, n° 2810)
e) Secteur de linguékhoto sur la base terrasse
2. Secteur de Toumbingfara
a) Les dépôts alluvionnaires du type de banc de gravier de la Falémé dans la région du village Fatie (ligne n°2530)
b) Rivière Diguinkili (affluent gauche de la Falémé)
c) Rivière Sibikotoko (affluent gauche de la rivière Santankoto-ko)
3. Secteur de Mahina Mine
a) Dépôts de terrasse de la Falémé dans la région du village de Mahina-Mine (ligne n° 3130, 3147, 3147 « 2 », 3160)
III. COMPOSITION MINERALOGIQUE DES GRAVIERS
CHAPITRE 3 : SYNTHESE ET DISCUTION
I. INTERPRETATION DES RESULTATS DE PROSPECTIONS DE DIAMANTS AU SENEGAL
II. MISE EN PLACE DE QUELQUES PIPES ET DYKES KIMBERLITIQUES DANS LE CRATON OUEST AFRICAIN
4. Au Mali
5. En Guinée
6. En Mauritanie
7. En Côte-d’Ivoire
CONCLUSION GENERALE
