Soutenance mémoire
La marge océanique sénégalaise de type passive, se trouve dans un secteur soumis à l’influence des phénomènes marquant l’ouverture de l’atlantique central. Cette marge a été affectée par les transgressions depuis le Jurassique jusqu’au Tertiaire et recèle d’importantes accumulations de sédiments phosphatés (Lucas et al., 1975; in Samb, 2008) dont celles du gisement de Taïba. Ce gisement est localisé à l’Ouest du bassin sédimentaire sénégalo-mauritanien . Ce bassin sédimentaire s’étend depuis le Cap Blanc (Nord de la Mauritanie) où il se raccorde au bassin d’Aïun Tarfaya, jusqu’à Bissau (Sud de la Guinée-Bissau), où il disparait progressivement en se rapprochant de la côte.
Sa couverture repose sur un substratum d’âge variable :
● Au Nord sur le Précambrien de la Dorsale de Réguibat
● Au Sud sur l’Infracambrien et le Paléozoïque inférieur plissé et métamorphisé de la chaîne des Mauritanides
● Plus au Sud sur le Siluro-Dévonien du bassin de Bové .
Au Sénégal les minéralisations phosphatées datant de l’Eocène se localisent principalement dans trois régions : Taïba et Lam-Lam à l’Ouest, Matam au Nord-Est, et la Casamance au Sud. L’exploitation des phosphates au Sénégal a débuté en 1951 par les phosphates d’alumine du gisement de Lam-Lam, et en 1960 par les réserves des secteurs Ouest (Ndomor Diop) et Nord (Keur Mor Fall) du gisement de Taïba actuellement épuisées. Le groupe phosphaté du gisement de Taïba est localisé sous une trentaine de mètres de recouvrement sableux (Sylla, 1986), et montre un troisième gisement localisé au Sud-Est : le gisement de Tobène dont l’exploitation a débuté en 2004.
Travaux récents sur le gisement de Tobène
Les travaux de Ly et al. (1998), de Diop (2002) et ceux de Ly et al. (2003), sur la base d’études sédimentologique, biostratigraphique et pétrographique, font état dans le secteur occidental de Tobène d’une série composée du bas vers le haut de cinq unités lithologiques :
1. des attapulgites situées entre 35 et 48 m de profondeur et qui présentent parfois à leur base des calcaires argileux constituant ainsi le mur de la couche phosphatée. Plus à l’Ouest, ce mur évolue vers un calcaire phosphaté.
2. des phosphates de chaux gris à beige hétérogènes, plus ou moins consolidés renfermant de nombreuses inclusions de nature diverse notamment des bancs de silex. Ces phosphates absents au niveau de certains sondages s’épaississent en direction du Sud-Sud-Est constituant ainsi l’essentiel de la couche phosphatée.
3. des phosphates de chaux homogènes, de couleur variable, souvent tendres, voire pulvérulents. Ce phosphate silicifié par endroit présente des intercalations argileuses ou argilo-phosphatées. Le phosphate homogène est épais en contexte calcaire, par contre en contexte non calcaire il constitue l’essentiel de la couche phosphatée. La couche de phosphate (phosphate hétérogène + phosphate homogène) exploitable a une épaisseur qui varie entre 8 et 3 m.
4. des argiles vertes, plus ou moins bariolées d’épaisseur variable (jusqu’à plus de 3 m). Leur épaisseur moyenne est de 0,6 m. Elles peuvent également être phosphatées et servent de repère lithostratigraphique dans le gisement.
5. une unité gréso-phosphatée, presque toujours silicifiée et ferruginisée, composée de bas en haut de phosphate (phosphate hors couche) et d’une partie gréso-phosphatée.
Ces observations recoupent parfaitement celles notées au niveau du log synthétique du secteur occidental de Tobène.
Dione (2003) sur la base d’études lithostratigraphiques sur l’ensemble des secteurs du panneau de Tobène propose également une série composée de cinq unités lithologiques et met en évidence quelques particularités :
❖ Cinq unités lithologiques (attapulgites ou argiles calcaires, formation de phosphate hétérogène, formation de phosphate homogène, formation argileuse, formation gréso-phosphatée) s’observent à l’Ouest et au centre de Tobène. Cependant à l’Est du gisement , le niveau 2 (phosphate hétérogène) peut faire défaut.
❖ Le mur du groupe phosphaté se rencontre à des profondeurs de plus en plus importantes dans le secteur oriental du gisement. Ce mur est tantôt constitué d’attapulgites, tantôt de calcaires argileux quelque soit le secteur du gisement.
❖ Les formations de phosphate hétérogène, de phosphate homogène et d’argile du toit, s’observent à des profondeurs de plus en plus importantes dans le secteur oriental du gisement de Tobène.
❖ Le groupe phosphaté se retrouve à des profondeurs moyennes variables dans les différents secteurs du gisement : 37,55 m à l’Ouest, 35,83 m au centre et 41,65 m à l’Est.
❖ Les argiles du toit passent latéralement à des argiles phosphatées quelque soit le secteur du gisement de Tobène. Leur épaisseur moyenne est variable de l’Ouest vers l’Est du gisement.
❖ La formation gréso-phosphatée très altérée par la ferruginisation présente des épaisseurs également variables de l’Ouest vers l’Est du gisement.
Sidibé (2007) sur la base d’études lithologique et géochimique à Tobène Centre (centre-nord, centre-sud, centre-est), a mis en évidence les mêmes unités lithologiques. A ces unités s’ajoutent, suivant les zones d’étude des anomalies de couche :
❖ Les faciès calcaires de trois types : calcaire cristallin, marno-calcaire et phosphate calcaire.
❖ Les inclusions de bancs de sable souvent riches en silex.
Les phénomènes d’altération
L’altération d’une manière générale correspond à un changement dans les propriétés ou la nature des minéraux et des roches, sous l’influence des agents atmosphériques, principalement des eaux (souterraines et thermales). L’altération dépend beaucoup de la nature de la roche, du climat, de la température des eaux. Elle entraîne la décomposition et la désagrégation des roches. Les dépôts de la zone tropicale ont été ultérieurement altérés, c’est le cas au Sénégal et au Togo (Flicoteaux, 1982).
Après émersion, les couches phosphatées sont susceptibles de subir au voisinage de la surface des transformations dont l’intensité dépend beaucoup des conditions climatiques, mais aussi de la pétrographie du dépôt et du contexte morphologique et structural. Les principales transformations observées sont l’oxydation de la matière organique, le lessivage de l’exogangue, l’évolution de composition de l’apatite et la naissance de nouveaux minéraux (Slansky, 1980). L’altération superficielle des dépôts phosphatés est le moteur de leur enrichissement naturel. Si elle est trop accentuée elle peut conduire à la formation de phosphates alumineux. L’évolution secondaire des dépôts est également susceptible de les enrichir en uranium (Slansky, 1980).
L’altération de la couche phosphatée
La carte géologique représentant les terrains qui surmontent immédiatement les marnes de Lam-Lam (mur de la formation phosphatée), montre que l’extension de la formation phosphatée est limitée à l’Ouest par les sables quaternaires qui reposent directement sur les marnes de Lam-Lam. A leur base seul un banc de silex résiduel atteste de la présence antérieure de la formation phosphatée. Au Sud, la formation phosphatée existe, mais elle est complètement altérée en phosphates alumino-calciques. A l’Est et au Nord, la formation s’épaissit et des faciès marno-calcaires remplacent les faciès phosphatés.
|
Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : PRESENTATION GENERALE DE LA ZONE D’ETUDE
I- CADRES GEOGRAPHIQUE, GEOMORPHOLOGIQUE ET GEOLOGIQUE
II- LITHOSTRATIGRAPHIE DE LA SERIE SEDIMENTAIRE DU GISEMENT DE TAÏBA
II.1 Travaux anciens sur le grand gisement de Taïba
II.2 Travaux récents sur le gisement de Tobène
II.3 Les phénomènes d’altération
II.3.1 L’altération de la couche phosphatée
II.3.2 Exemples de modifications pétrographiques liées à l’altération
III- BIOSTRATIGRAPHIE
III.1 Travaux anciens sur le grand gisement de Taïba
III.2 Travaux récents sur le gisement de Tobène
IV- MINERALOGIE ET PETROGRAPHIE
IV.1 Travaux anciens sur le grand gisement de Taïba
IV.1.1 Quelques caractéristiques sur les gisements de phosphate
IV.1.2 Quelques caractéristiques de la séquence phosphatée de Taïba
IV.2 Travaux récents sur le gisement de Tobène
V- CADRE STRUCTURAL DU GISEMENT DE TAÏBA
VI- MODELE DE GENESE DU GITE DE TAÏBA
VI.1 L’étape d’accumulation sédimentaire
IV. 2 La phase de transformation des lithologies primaires
CHAPITRE II : OBJECTIFS ET METHODOLOGIE DE L’ETUDE SEDIMENTOLOGIQUE
I- VOLETS DE L’ETUDE SEDIMENTOLOGIQUE
I.1 Lithostratigraphie
I.2 Pétrographie et minéralogie
II- RESULTATS ATTENDUS DE L’ETUDE SEDIMENTOLOGIQUE
III- METHODOLOGIE DE L’ETUDE SEDIMENTOLOGIQUE
III.1 Echantillonnage
III.2 Analyses lithostratigraphiques et pétrographiques
III.3 Analyses minéralogiques
CHAPITRE III : ETUDE LITHOLOGIQUE DU GISEMENT DE TOBENE
III.1- LITHOLOGIE DU GISEMENT DE TOBENE
III 1.1 – Le secteur occidental
III 1.1.1- Les unités lithologiques
III 1.1.2- Log synthétique du secteur occidental
III 1.2 – Le secteur central
III 1.2 1 – Les unités lithologiques
III 1.2 2- Log synthétique du secteur central
III 1.3 – Le secteur oriental
III 1.3.1- Les unités lithologiques
III 1.3.2- Log synthétique du secteur oriental
III 1.4 – Conclusions
III 2- VARIATIONS SPATIALES DES UNITES LITHOLOGIQUES
CHAPITRE IV : ETUDE MINERALOGIQUE DU GISEMENT DE TOBENE
IV.1- MATERIELS ET METHODES
IV.1.1- Echantillonnage et analyses
IV.1.2 – Les espèces minérales
IV.2 – ASSOCIATIONS MINERALOGIQUES DANS LES DIFFERENTS LITHOFACIES
IV.2.1- Association minéralogique du mur du groupe phosphaté
IV.2.2- Association minéralogique de la formation de phosphate hétérogène
IV.2.3- Association minéralogique de la formation de phosphate homogène
IV.2.4- Association minéralogique des argiles du toit
IV.2.5- Association minéralogique du niveau gréso-phosphaté
IV.2.6- Conclusions
IV.3- DISTRIBUTION SPATIALE DES ESPECES MINERALES
IV.3.1- Les minéraux siliceux
IV.3.2- Les minéraux carbonatés
IV.3.3- Les minéraux argileux et oxydés
IV.3.4- Les minéraux phosphatés
IV. 4- CONCLUSIONS
CHAPITRE V : ETUDE PETROGRAPHIQUE DU GISEMENT DE TOBENE
CONCLUSION
