Soutenance mémoire
Madagascar est l’un des pays africains se trouvant dans l’Océan indien. Elle possède des ressources naturelles, en particulier les ressources minières, qui se repartissent dans toutes les différentes parties de l’île selon les différentes étapes et l’âge de leurs formations, comme le saphir à Ilakaka, l’or à Maevatanana, le nickel et le cobalt à Ambatovy-Analamay, le chromite à Andriamena, l’ilménite à Taolanaro, etc. Durant le stage de préparation de mémoire de fin d’étude, au sein de la Société Géosciences pour le Développement de Madagascar (SGDM), le travail que j’ai entrepris, s’intéresse particulièrement à l’utilisation de la méthode géophysique à la recherche minière. Ainsi, le responsable de la dite société m’a confié la mission de localisation des poches de minéralisation par méthodes électrique et sismique à Soatanambary, dans la partie sud de Madagascar.
CADRE GEOGRAPHIQUE
La zone se trouve dans la partie Sud Ouest de Madagascar. Elle appartient administrativement à la région de Haute Matsiatra, et fait partie du District d’Ikalamavony, de la commune rurale de Tanamarina Bekisopa et du Fokontany de Soatanimbary. Elle est localisée géographiquement aux coordonnées. X=0583822m et Y=7619460m, selon le système de projection UTM 38K. L’altitude moyenne de la zone étudiée est de 845m.
CONTEXTE CLIMATIQUE
Le régime climatique de la région, où se trouve la zone d’étude, est caractérisé par une alternance de la saison de pluie (du mois de Novembre au mois de Mars) et de la saison sèche (du mois Avril au mois d’Octobre). La précipitation moyenne annuelle est de l’ordre de 1300mm et la température moyenne est de 28°C. C’est un climat tropical tempéré. La zone d’altération est alors épaisse dans le secteur d’étude. La présence d’une importante zone d’altération facilite la mise en œuvre de la technique géophysique utilisée : implantation des électrodes et meilleurs contacts entre électrodes et sol, implantation des géophones. L’exploitation de la carrière ne peut se faire qu’en saison sèche, à cause de l’accès qui est impraticable pendant la saison de pluie.
MORPHOLOGIE
En général, la zone d’étude est formée d’un relief relativement accidenté. Elle appartient à la région de Haute Matsiatra, à des hauts plateaux du Betsileo. Elle est aussi constituée par des vallées assez peu développées sur le socle ancien mais assez largement aménagées en casiers rizicoles dans cette région (Zomandao, Ikalamavony, Manantanana). Donc, le versant dans cette zone présente des pentes plus douces occupées par ces grandes plaines qui rejoignent le Manantanana et le Zomandao, et qui se dirigent vers le sud et forment le Mangoky. L’évolution morphologique de la région Sud de Madagascar est rythmée par une succession d’érosion liée à des modifications du climat. La zone d’étude comprend les trois unités géomorphologiques: les bas fonds, le versant et le plateau. Le point le plus haut culmine à 845m d’altitude, dans le secteur. Les bas fonds sont aménagés par la population locale en rizière. Les sources de résurgences sortant de la base de la colline forment des petits ruisseaux au niveau de ces bas fonds et coulent vers la rivière environnante. L’exploitation se fait actuellement au niveau des versants où la formation géologique est satisfaisante pour en contenir des minerais intéressants, tourmaline, béryl,…etc. Le plateau se trouvant juste en amont de l’interfluve est formé de quartzite.
CONTEXTE GEOLOGIQUE
Géologie régionale
La géologie de Madagascar comprend deux grands ensembles : les formations du socle cristallin qui constitue le 2/3 de la grande île et les couvertures sédimentaires. La zone d’étude se trouve dans la partie Sud de Madagascar. Géologiquement, elle appartient aux formations du socle cristallin, au groupe de l’Itremo âgé de 800Ma. La zone est formée essentiellement de formation cristalline, datée du précambrien. Ce sont des roches métamorphiques et éruptives et qui ont subit successivement des métamorphismes accompagnés d’orogenèse différente. La formation est très plissée et est très complexe. Elle ne renferme pas de fossiles à part les stromatolites que l’on rencontre dans les cipolins de la région d’Ambatofinandrahana (Géologie de Madagascar-accesmad, 2009).
Géologie du gisement
Le secteur étudié est constitué essentiellement des formations récentes. On rencontre, ainsi des quartzites, du Gneiss, de la sillimanite, des amphibolites et des cipolins qui sont groupés dans la famille des schistes cristallins. Les quartzites sont métamorphisés en ortho quartzite, en quartz arénite, en micaceous quartzite. Il existe également des roches éruptives dans le secteur. Ces roches se présentent sous forme de granite manzonitique, des filons de pegmatite et des filons de quartz. Notons que, la formation pegmatitique nous intéresse particulièrement dans le cadre de cette étude, du fait qu’elle encaisse les minerais intéressants.
✦Les pegmatites se subdivisent en trois catégories: les pegmatites potassiques uranifères à bétafite, euxenite et autres minéraux radioactifs;
✦les pegmatites potassiques à béryl seul qui est à la fois de type industriel et de type gemme, et des minéraux uranifères;
✦les pegmatites à zone sodo-lithiques plus ou moins développées avec minéralisation en gemme diverses (béryls, tourmalines de couleurs variées, triphanes).
La couverture est formée des formations latéritiques. La minéralisation se trouve souvent dans la zone à grenue qui renferme des structures différenciées: muscovite en books, grenat, magnétite, colombite, béryllium, tourmaline noire. On rencontre parfois de bordure riche en tourmaline, dans la zone où la tourmalinisation des épontes est favorisée.
En bref, le terrain est relativement accidenté. L’exploitation se fait actuellement au niveau des versants où les pegmatites affleurent. Les éruptions récentes ont amenés les éléments constituants les minerais intéressants. Et, la succession des différents événements métamorphiques a favorisée la formation par endroit des pierres gemmes. Le changement de formation est accompagné souvent par la variation des propriétés physiques du sous sol, résistivité électrique, compacité et induration. Ce changement pourrait être détecté par la technique de la géophysique: la prospection électrique et/ ou la prospection sismique. Malgré cette incertitude, les deux méthodes complémentaires, électrique et sismique, ont été essayées et utilisées pour la détection et pour la localisation des poches de minéralisation dans la zone de pegmatite, dans le secteur.
LA PHOTO INTERPRETATION
Les géophysiciens doivent se fier aux indices visibles en surface. Par exemple, relief (vallée, crête, versant,…). On peut percevoir les éléments rectilignes ou curvilignes à la surface de la croûte terrestre et qui traduisent la présence de phénomènes plus profonds, comme par exemple des failles, schistosités, des fractures, et des contacts géologiques. Ce qui nous permet de déterminer la direction des profils électrique et sismique lors de la prospection. Il est primordial de localiser les fissures et les linéaments ce qui ne peut pas faire que par l’interprétation da la photographie aérienne. En effet la stéréographie permet de localiser les linéaments à partir de la photographie aérienne. Mais ils doivent être vérifiés sur le terrain.
Principe
La photo-interprétation consiste à identifier des objets (géologique, morphologiques,…) sur une photographie aérienne, à les repérer et à les comprendre. Elle se porte sur l’étude et l’analyse des morphologies et sur la délimitation des différentes entités observées sur la photographie aérienne (PA). La photographie aérienne constitue le document de base, et elle complète efficacement les cartes existantes (topographiques, géologiques,…) Les principes généraux se basent sur le principe de restitution du relief qui est obtenue en utilisant deux (02) prises de vue d’une même scène recueillie depuis deux points de vue différentes (stéréogramme) avec l’aide d’un stéréoscope.
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Table des matières
Introduction
I. PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
I.1. CADRE GEOGRAPHIQUE
I.2. CONTEXTE CLIMATIQUE
I.3. MORPHOLOGIE
I.4. CONTEXTE GEOLOGIQUE
I.4.1. Géologie régionale
I.4.2. Géologie du gisement
II. RAPPELS METHODOLOGIQUES ET ACQUISITION DES DONNEES
I.5. LA PHOTO INTERPRETATION
I.5.1. Principe
I.5.2. Clés de la photo-interprétation
I.5.2.1. Phase d’identification
I.5.2.2. Phase d’interprétation
I.6. LA METHODE DE LA PROSPECTION ELECTRIQUE
I.6.1. Principe de la méthode électrique
I.6.1.1. La résistivité électrique
I.6.1.2. Notion de résistivité vraie et de résistivité apparente
I.6.1.3. Le dispositif utilisé
I.6.2. La méthode du panneau électrique
I.6.2.1. Appareillage et acquisition des données
I.6.2.2. Principe de la méthode
I.6.2.3. Mise en œuvre
I.6.2.4. Mode de traitement des données du panneau électrique
I.6.2.4.1. Préparation des données avant l’inversion
I.6.2.4.2. Traitements des données
I.6.2.4.3. Principe de l’inversion
I.6.2.5. Coupe géoélectrique ou «pseudo section»
I.7. LA METHODE SISMIQUE
I.7.1. Définition de la méthode sismique
I.7.2. Type des ondes sismiques
I.7.2.1. Les ondes de volume
I.7.2.2. b-Les ondes de surface
I.7.3. Vitesses sismiques des roches
I.7.4. Principe de la méthode sismique réfraction
I.7.5. Appareils géophysiques et acquisition des données
I.7.5.1. Acquisition des données
I.7.5.2. Sources sismiques
I.7.5.3. Géophones
I.7.5.4. Profondeur d’investigation
I.7.6. Processus de traitement de données
I.7.7. Utilisation des ondes des ondes de surface
I.7.7.1. Traitement des données
I.7.7.2. Méthode active
I.7.7.3. CMPCC (Common Mid-Points Cross Correlation)
I.7.7.4. La courbe de dispersion
I.7.7.5. L’inversion
III. INTERPRETATION DES DONNEES ET RESULTATS
I.8. Implantation des lignes géophysiques
I.8.1. Photo interprétation
I.8.2. Les lignes géophysiques
I.9. Interprétation
I.9.1. Profils P1: électrique PE1 et sismique PS1
I.9.2. Profils P2: électrique PE2 et sismique PS2
I.9.3. Profils P3: électrique PE3 et sismique PS3
I.9.4. Profils P4: électrique PE4 et sismique PS4
I.9.5. Profils P5: électrique PE5 et sismique PS5
I.9.6. Profils P6: électrique PE6 et sismique PS6
I.9.7. Profils P7: électrique PE7 et sismique PS7
I.9.8. Profils P8: électrique PE8 et sismique PS8
I.9.9. Profils P9: électrique PE9 et sismique PS9
I.9.10. Profils P10: électrique PE10 et sismique PS10
I.9.11. Profils P11: électrique PE11 et sismique PS11
I.9.12. Profils P12: électrique PE12 et sismique PS12
I.9.13. Profils P13: électrique PE13 et sismique PS13
I.10. Resultats
Conclusion
