Soutenance mémoire
Géochimique des filons minéralisés
Aperçu géologique régional
Le Maroc, situé dans la partie septentrionale du continent africain, par sa position de charnière entre le domaine méditerranéen et le craton ouest africain, a été le siège de plusieurs cycles orogéniques (précambrien, hercynien et alpin). Ces orogenèses sont à l’origine de la configuration structurale actuelle, mise en évidence par Michard, A. (1976) et Choubert, G. (1980) et qui montre trois grands domaines structuraux.
La définition des trois grands domaines structuraux du Maroc est basée principalement sur leurs âges et sur les orogenèses qui les ont formés. Ainsi on allant du nord (chaine plus récente) au sud (chaine plus ancienne), ces domaines sont :
Le domaine rifain : Caractérisé par une déformation intense de l’écorce et la présence de nappes charriées vers le S à SW qui l’apparente au vaste système orogénique alpine d’âge tertiaire. Il est formé de terrains allochtones chevauchant la Meseta Occidental. On y connaît aussi des terrains paléozoïques qui affleurent surtout dans la partie interne de la chaîne. Ce domaine constitue le prolongement de la chaîne alpine au Maroc et fait partie de l’ensemble Bético-rifo-tellien.
Le domaine meseto-atlasique : ce domaine est subdivisé en deux grands ensembles :
Domaine atlasique (Moyen Atlas et Haut atlas) dont le socle est hercynien mais de couverture alpine, Ce sont des chaînes intracontinentales à relief élevé, dont les formations méso-cénozoïques sont affectées par l’orogenèse atlasique. Domaine mésétien qui a été structuré par l’orogenèse hercynienne et fracturé et faillé au cours de l’orogenèse alpine, il est divisé à son tour en deux ensembles : – la meseta orientale formée par les hauts plateaux orientaux situés entre le Moyen Atlas et le Haut Atlas (central et oriental), ils s’étend à l’Est en Algérie par la meseta oranaise, les affleurements paléozoïques dans cette zone forment des boutonnières de faible extension (Jerada, Debdou, Mekkam, Midelt, Beni Znassen). – la meseta occidentale c’est un vaste plateau à l’ouest des chaînes atlasiques. Il laisse apparaître une large partie du socle hercynien qui englobe les massifs de Maroc Central, Rehamna et Jebilets. La série stratigraphique paléozoïque est continue du Cambrien au Permien. La déformation hercynienne s’est accompagnée d’un métamorphisme régional épizonal à mésozonal et la mise en place des granitoïdes syn à tardi-tectonique.
C’est un massif hercynien pénéplané, recouvert de bassins de Crétacé supérieurEocène riches en phosphates; ces derniers sont peu déformés par les phases alpines, au contraire de l’Atlas et du Rif.
Le socle hercynien, intéressant pour ses roches ornementales, se rencontre dans trois massifs : les Jbilet au nord de Marrakech, les Rehamna au nord de Benguerir, et le « Massif Central » entre Casablanca et Azrou. Cette zone est caractérisée par l’absence des affleurements précambriens, une forte tectonique hercynienne (avec des nappes dans l’est), l’existence d’un métamorphisme régional dans l’ouest, et des intrusions granitiques.
Les intrusions granitiques hercyniennes forment plusieurs batholites âgés de 340 à 260 Ma (Carbonifère moyen à Permien), les plus jeunes étant post-tectoniques. Le raccourcissement produit par le plissement hercynien est orienté en gros NW-SE.
Le Maroc Central occupe la partie septentrionale de la meseta occidentale. Sa série lithostratigraphique comporte les formations paléozoïques allant du Cambrien jusqu’au Permien recouvertes en discordance par les terrains mésozoïques tabulaires du bassin de Khouribga au sud et par les terrains mésozoïques tabulaires du causse moyen atlasique à l’est et le mole côtier à formations paléozoïques à l’ouest et par le bassin du Gharb et du Sais plioQuaternaire au nord.
Le Maroc Central est subdivisé en plusieurs unités (Termier, 1936; Morin, 1951) à structuration majeure NE-SW. Ces unités sont reparties en cinq grandes zones (Michard, 1976) constituant une succession d’anticlinoriums et de synclinoriums séparés par de failles majeures (Fig.2):
à l’ouest le mole côtier est constitué par l’anticlinorium de Casablanca à matériel cambro-ordovicien peu déformé; le Synclinorium occidental de Ben Slimane et celui de Sidi Bettache à flysch DévonoDinantiens séparés par la ride de Cherrât à matériel Siluro-Dévonien. Il est limitée au nord par la zone de Rabat-Tiflet qui est structurée et métamorphisée par l’orogenèse calédonienne (Piqué, 1979 ; El Hassani, 1991); l’anticlinorium de Khouribga Oulmès, composé de plis plus ou moins serrés à schistes et quartzites. Il présente deux granites intrusifs: le granite de Zær et celui d’Oulmès; le synclinorium du Fourhal-Telt, occupé par des flyschs néo-Viséenes et marqué par l’intrusion granitique du Ment (Michard, 1976); l’anticlinorium de Kasbat Tadla-Azrou: appelée aussi zone de nappes. Il est constitué de terrains Cambro-Ordoviciens autochtones sous forme d’anticlinaux et de formations allochtones Viséennes. Il est marqué par de petites intrusions granitiques à savoir l’intrusion de Jbel Aouam.
Historique de la mine
Le district Le district d’El Hammam avait attiré l’attention de plusieurs géologues et prospecteurs, grâce à la présence de roches magmatiques basiques et acides. Il s’agit principalement d’un batholite granitique enfoui, peu profond, affleurant à la surface par l’intermédiaire d’apophyses dans le lit de l’oued Beht. En plus du granite, on trouve des dolérites, des rhyolites et des microgranites
La recherche des minéralisations dans le district minier d’El Hammam peut être décrite comme suit (Document Samine) :
La zone est connue par des grattages anciens qui datent d’avant l’arrivée des colonisateurs romains … ; l’existence de la fluorine dans cette région est connue depuis 1932 (J. Barthoux); en 1931, des chercheures de plomb furent entreprises à Berkamène; en 1941, D. Matveleff nota la présence de fluorine associés a de la calcite et a l’hématite sur un filon au NNE d’ El Hammam; en 1947, M.M Dubois et ses frères découvrent l’important filon d’El Hammam; en 1951, J.Agard et PH. Morin ont montré l’importance du district d’El HammamBerkamene et des coupes ont été établis par PH. Morin; en 1961, les travaux de recherches furent repris par un groupe Américain en association avec le B.R.P.M (Bureau de Recherche et de Participation Minières); en 1965, une étude détaillée du para genèse du filon d’El Hammam a été établis par, F.Guet et M.Gaillard; en 1966, une étude géologique et structurale du district d’El Hammam-Berkamene fut établie par, J.Agard; en 1970, une étude réalisée par El Maghraoui, sur le gisement de fluorine de El Hammam, cette étude a été réalisée à partir des observations en surface et dans les galeries de la mine, complétées et approfondies par les résultats des sondages; ces travaux aboutissent à la mise en exploitation du gisement par la SAMINE nouvelle société composée d’intérêt Marocain (B.R.P.M, O.N.A), Français (P.U.K) et Allemand (Preussag).
La recherche des minéralisations dans le district minier d’El Hammam peut être décrite comme suit (Document Samine) :
La zone est connue par des grattages anciens qui datent d’avant l’arrivée des colonisateurs romains … ; l’existence de la fluorine dans cette région est connue depuis 1932 (J. Barthoux); en 1931, des chercheures de plomb furent entreprises à Berkamène; en 1941, D. Matveleff nota la présence de fluorine associés a de la calcite et a l’hématite sur un filon au NNE d’ El Hammam; en 1947, M.M Dubois et ses frères découvrent l’important filon d’El Hammam; en 1951, J.Agard et PH. Morin ont montré l’importance du district d’El HammamBerkamene et des coupes ont été établis par PH. Morin; en 1961, les travaux de recherches furent repris par un groupe Américain en association avec le B.R.P.M (Bureau de Recherche et de Participation Minières); en 1965, une étude détaillée du para genèse du filon d’El Hammam a été établis par, F.Guet et M.Gaillard; en 1966, une étude géologique et structurale du district d’El Hammam-Berkamene fut établie par, J.Agard; en 1970, une étude réalisée par El Maghraoui, sur le gisement de fluorine de El Hammam, cette étude a été réalisée à partir des observations en surface et dans les galeries de la mine, complétées et approfondies par les résultats des sondages; ces travaux aboutissent à la mise en exploitation du gisement par la SAMINE nouvelle société composée d’intérêt Marocain (B.R.P.M, O.N.A), Français (P.U.K) et Allemand (Preussag).
Ces grandes structures sont localement reprises par une phase engendrant des plis droits à plans axiaux subméridiens. Ces plis développent une schistosité de crénulation pouvant parfois être pénétrative. Ce type de déformation serait lié à un régime de cisaillement dextre, comme l’attestent l’association systématique des plis aux zones de cisaillement, leur déversement et la forme sigmoïde des plans de schistosité principale (Rahho, 1996).
Aperçu géologique de la zone d’étude
La zone étudiée fait partie de l’anticlinal des quartzites. Cet anticlinal correspond à un ensemble de boutonnières affleurant à l’est de la mine, à matériel principalement Ordovicien et Silurien, dessinant sur environ 6km une bande large de 1km orientée NE-SW (Rahho, 1996).
Dans ces boutonnières on peut distinguer deux termes :
des schistes noirs micacés riches en matière organique. Ces schistes sont riches en graptolites dont l’âge est le Silurien moyen (Agard, 1966) ; des formations indifférenciées des schistes et grès à intercalations de quartzites.
Dans la boutonnière centrale (de Jebala), ces deux termes sont surmontés à l’ouest, par discordance, par les formations du Viseen moyen-supérieur. Ces derniers correspondent à des schistes à intercalations carbonatées de plateforme, notamment la barre de carbonate skarnifiée qui est large de plus de 50 mètres, et correspond à la limite est des filons de fluorine (Faille d’El Hammam ‘FEH’). A l’est les formations Ordoviciennes sont limitées par un grand couloir de cisaillement (couloir de Jebala). Il s’agit d’une grande faille (d’échelle régionale) de direction NE-SW héritée depuis les premières phases tectoniques affectant la région. Après ce couloir (vers l’est) se sont les formations du Viséen supérieur qui correspondent à des schistes et grès turbiditiques et schistes alternés.
Le secteur est formé essentiellement d’un ensemble de séries schisteuses de différents âges. Ces schistes sont soit associées aux grès (Ordovicien/Viséen supérieur) et aux carbonates (Viséen moyen-supérieur) ou bien seuls (Silurien).
L’ensemble des coupes réalisées dans le secteur ont permis de définir les formations métamorphiques suivantes :
Les calcaschistes
Ce sont des roches caractérisées par l’alternance de schistes et des barres calcaires d’épaisseurs variables (centimétriques à métriques). Elles forment l’ossature des principaux reliefs de la région (colline K, K-est …) et sont souvent très inclinées vers le nord-ouest et parfois verticalisées. Ces barres calcaires montrent localement un degré métamorphique très élevé qui provoque la perte de leur aspect original (skarns).
Les schistes et grès indifférenciés
Ce sont des schistes et grès qu’on ne peut pas différenciés que par l’abondance de l’un par rapport à l’autre.
Schistes gréseux Ce sont des formations schisto-gréseuses, de couleurs rougeâtre à grisâtre, montrant une schistosité nette. Elles forment la plupart des dépressions de la région, par contre les carbonates, les grès et les quartzites forment les reliefs.
Grès schisteux Ce sont des formations de grès-schisteux, de couleur rougeâtre, d’aspect dur, parfois massifs (bancs de grès seuls), et d’une schistosité moins abondante (à cause du comportement des grès). Elles forment des petits reliefs dans la région, et elles forment une bande qui longe toute la boutonnière ordovicienne.
Les quartzites
Ce sont des roches siliceuses, très dures, composées exclusivement ou en grande partie de quartz, à cassure conchoïdale lisse ou finement esquilleuse. Elle montre en cassure une couleur grisâtre et des filonets de quartz. Elles s’érigent en grandes lentilles sur le terrain et
Géochimique des filons minéralisés
Les analyses géochimiques que nous avons réalisées dans la zone, ont pour but de revérifier la structure à indice de plomb, de rechercher et vérifier la possibilité de la présence d’autres structures minéralisées à teneurs exploitables. Dans cet objectif, nous avons réalisé un échantillonnage le long de toutes les structures oxydées rencontrées dans le secteur. Les échantillons pris sont envoyées au laboratoire de la Samine, où ils sont analysés par la fluorescence à rayonnement X (XRF). Ce type d’analyse donne la teneur totale en élément chimique concernés par la recherche
L’ensemble des analyses géochimiques que nous avons réalisées, montrent la présence de l’indice de plomb (E18, structure à indice de plomb sur la route). Une continuité vers le Sud-Ouest est confirmé par ces analyses (E13, structure du ravin 1), une troisième continuité vers le sud-ouest de la deuxième (E36, structure du ravin 2), elle est de même direction mais elle n’as pas donnée des teneurs favorables. Ceci peut être expliqué par la dispersion de la minéralisation dans une zone à abondance schisteuse.
En outre, les autres structures échantillonnées n’ont pas donnés des résultats positifs ni en plomb, ni en zinc ou en autres éléments analysés par le labo de la Samine (arsenics, cuivre, fer, soufre, étain, calcium, fluore.
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PREMIERE PARTIE : GENERALITES
I. Aperçu géologique régional
I.1. Domaines structuraux du Maroc
I.2. Meseta occidentale marocaine
I.3. Massif central hercynien
I.3.1. Cadre lithostratigraphique
I.3.2. Cadre structurale
I.3.3. Cadre métallogénique
II. Conclusion
DEUXIEME PARTIE : APERCU GEOLOGIQUE DE LA MINE D’ELHAMMAM
I. Situation géographique
II. Historique de la mine
III. Aperçu géologique
III.1. Lithostratigraphie
III.2. Tectonique
III.2.1. Déformation souple
III.2.2. Déformation cassante
III.3. Magmatisme
III.3.1. Magmatisme basique
III.3.2. Magmatisme acide
III.4. Métamorphisme
III.5. Minéralisations
IV. Conclusion<
TROISIEME PARTIE : ETUDE GEOLOGIQUE DE LA STRUCTURE A GALENE DU SECTEUR JEBALA (district minier d’El Hammam)
I. Introduction
II. Situation géographique
III. Aperçu géologique de la zone d’étude
IV. Cartographie de la structure N20 à galène (secteur de Jebala)
IV.1. Faciès métamorphiques
IV.2. Cartographie géologique au 1/2500 du gîte minier de Jebala
IV.3. Coupes structurales
IV.4. Coupes lithostratigraphiques
V. Géochimique des filons minéralisés
VI. Structure minéralisée à plomb
VII. Analyse tectonique de la fracturation
VII.1. La schistosité
VII.2. Les fentes de tension
VII.3. Les failles
VIII. Conclusion
CONCLUSION GENERALE
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