Intérêt de la méthode PP dans la prospection aurifère

Agriculture et élevage

Les gens de la région cultivent des cultures vivrières comme le riz, le manioc, le maïs et la patate douce; des cultures maraîchères (oignons, arachides…) ; des cultures de rentes et industrielle (tabac). Mais, les rizières souffrent d’une insuffisante maîtrise de l’eau et des effets de la dégradation des bassins versants (accélérée par les déboisements, et les feux de brousse). Le rendement rizicole est en conséquent très faible. Les pâturages couvrent approximativement le quart de la superficie de la région où l’élevage prend une importance considérable. Les cultures accessoires portent sur les patates, le manioc, le maïs, la canne à sucre et les bananiers. Les manguiers poussent presque dans toutes les vallées et les zones habitables et constituent une ressource notable. L’élevage de bovins tiens la première activité des gens. Outre leur utilité comme viande de boucherie, les boeufs sont employés aux charrois et peuvent rapporter ainsi à leurs propriétaires d’appréciables bénéfices. L’élevage du mouton, de la chèvre et du porc se généralise dans tous les villages. La pêche est pratiquée dans les cours d’eau et dans de nombreux lacs du réseau hydrographique dense de la Région, mais les produits sont principalement destinés à l’autoconsommation. Les cours d’eau sont les principaux points de concentration humaine. Les communautés organisent autour de celui-ci la plupart de leurs activités, qu’elles soient liées à l’agriculture, à l’élevage, à la pêche et à l’orpaillage. Mais, pour une grande majorité des ménages, l’agriculture apparaît davantage comme une activité en forte concurrence avec le métier d’orpailleur.

Gîtes secondaires: Les gisements secondaires sont formés dans des placers. Les placers sont des accumulations de minéraux lourds ou précieux (or, platine, diamant, gemmes,…) dont les éléments ont été détachés par érosion des sources primaires de minéralisation et concentrés par des processus de sédimentation. Ces processus font intervenir divers agents comme la gravité, l’eau, le vent et la glace. L’érosion ou l’altération d’un paléoplacer peut donner un placer. L’or et les minéraux lourds charriés par le courant se déposent et se concentrent sur certains endroits spécifiques appelés placers alluviaux grâce à leur densité élevée. Les dépôts sont donc classés selon leur densité. En effet, la nature prépare le travail de l’orpailleur en concentrant naturellement les minéraux lourds dans les placers alluviaux. Ainsi, la formation des placers est le résultat de processus mécaniques et chimiques: libération, transport, concentration, altération, dissolution et précipitation. Leur taille varie de quelques dizaines de centimètres à plusieurs centaines de kilomètres. Il y a deux types de placers :

•Les Placers éluviaux: Les filons de quartz aurifère et les minéraux aurifères sont détruits par l’érosion, les débris sont déplacés par les éléments et la gravité. Ils constituent les placers éluviaux d’or détritique. Ces placers se trouvent près de gîtes aurifères, souvent loin de l’eau et recouverts par la végétation. L’absence d’eau et les concentrations plus aléatoires qu’en placer alluvial rendent la difficulté de l’exploitation par batée. Pourtant, les plus grosses pépites se trouvent dans ce type de placers.

•Les Placers alluviaux: Les placers éluviaux sont drainés par ruissellement et se retrouvent au fond des vallées ou dans les cours d’eau. Là où ils sont à nouveau déplacés et déposés en concentrations appelées placers alluviaux. Ce type de placers peut être enrichi par l’érosion de filons aurifères situés dans le lit même du cours d’eau. Il est enrichi par le ruissellement sur des paléo placers dans les terrains proches et par une reformation de l’or dissout enrichissant les grains existants.

La résistivité électrique et la polarisation induite _ Résistivité électrique Le principe est d’injecter un courant d’une intensité connue dans le sol au moyen de deux électrodes puis de mesurer la différence de potentiel induite par les caractéristiques du sous‐sol à l’aide de deux autres électrodes. La résistivité électrique (rho) peut être traduite par la facilité de faire passer un courant électrique dans la roche. La valeur de la résistivité des formations géologiques dépend de la structure des roches, de leurs compositions minéralogiques ainsi que de la teneur en eau (cf. annexe 6). Les variations de résistivité pour un minéral particulier sont énormes, et peuvent dépendre des impuretés et des cristaux. En général, dans les roches ignées, la résistivité est élevée. Les roches saines, peu fracturées et non poreuses sont résistantes. Les fractures diminuent donc la résistivité. Dans les sédiments et les roches sédimentaires, la résistivité est généralement plus faible. Plus ces roches sont vieilles, tassées et profondes, plus la porosité diminue et la résistivité est élevée. En fait, la teneur en eau est l’un des facteurs déterminant la résistivité d’un sol. L’inverse de la résistivité électrique est appelée conductivité électrique. [3] La résistivité apparente, ρa, est le rapport entre le potentiel mesuré sur le terrain, et celui calculé théoriquement pour un terrain homogène dans les mêmes conditions, c’est-à-dire que le dispositif utilisé et intensité du courant injectée doivent être identiques. Selon le dispositif de mesure utilisé, la résistivité apparente est égale à :

_ La polarisation induite : Le principe est d’injecter un courant continu dans le sol. Les roches accumulent de l’énergie par le biais de processus chimiques. Si le courant injecté est coupé brusquement, les roches libèrent cette énergie pour revenir à un état énergétique initial. La décroissance progressive de la différence de potentiel avec le temps, exprimée en terme de chargeabilité, traduit les propriétés du sol qui s’est chargé comme un accumulateur de faible capacité pour ensuite se décharger. Chaque roche, en fonction de sa nature minéralogique et chimique, se comporte comme un condensateur électrique en emmagasinant du courant puis en le restituant au bout d’un certain laps de temps. Dans ce domaine du temps, Seigel (1959) a défini la « chargeabilité » (en millisecondes) comme le rapport entre le secteur sous la courbe d’affaiblissement (en millivolt-secondes, mV-s) et la différence de potentielle (en mV) mesurée avant de couper le courant.

Les formations archéennes Les formations anciennes au sein de la région d’étude appartiennent à la série calcoferromagnésienne à faciès schiste vert. Cette série se caractérise par des roches riches en minéraux ferromagnésiens : l’amphibole, le pyroxène, les micas et le chlorite. L’intensité de métamorphisme dans cette région est faible (400° à 500°C) justifié par la présence des talcschistes ou soap stones. Par contre, la présence des schistes verts et des variétés de gneiss telles que les gneiss à biotite et muscovite et les gneiss à amphibole, nous permet d’évoquer un métamorphisme à faciès amphibolique supérieur (500° à 550°C). L’analyse de la carte, observée par la descente sur terrain, a pu montrer que les roches ultrabasiques telles que le talcschiste el l’amphibolite se présentent souvent sous forme de filon concordant. En plus, les gneiss à biotite et amphibole se trouvent toujours sur les points la plus basse altitude et les gneiss à deux micas qui s’affleurent aux points ont une altitude moyenne.

En effet, l’intensité de métamorphisme s’évolue de la profondeur vers le haut. Les formations plus profondes sont donc plus métamorphisées que les formations en dessus. Cette différence d’intensité de métamorphisme pourrait être causée par la différence de température et de pression selon la profondeur pendant le métamorphisme régional. Dans cette série calco-ferromagnésienne, des quartzites aussi ont été révélés avec des stries sombres riches en fer. Il s’agit donc, des quartzites à magnétite qui font partie de BIF (Banded Iron Formation ou formations ferrifères rubanées). Ces BIF datent de l’Archéen supérieur lors de la phase de cratonisation (assemblage de nucleis). Notons que les quartzites à magnétite et les différents gneiss ont la même direction (N50 à N70). Il faut aussi noter que la majorité des bandes d’amphibolite s’intercalent dans les gneiss. Elles sont donc concordantes à la foliation.

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Table des matières

REMERCIEMENTS
SOMMAIRE
LISTE DES ACRONYMES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
LISTE DES PHOTOS
LISTE DES ORGANIGRAMMES
LISTES DES ANNEXES
INTRODUCTION
Chapitre 1. PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
1.1. Situation géographique de la zone d’étude
1.1.1. Localisation
1.1.2. Hydrographie et climat
1.1.3. Population
1.1.4. Agriculture et élevage
1.1.5. Pédologie
2.1. Cadre géologique
2.1.1. Pétrographie et pétrologie de la zone d’étude
2.1.3. Historique de la zone aurifère de Maevatanana
Chapitre 2. METALLOGENIE DE L’OR
2.1- Généralités
2.2. Formations des gites aurifères
2.2.1. Gîtes primaires
2.2.2. Gîtes secondaires
2.3. Propriétés géochimiques des éléments
2.3.1 Affinité chimique des éléments
2.3.2. Potentiel redox des éléments
2.3.3. Potentiel ionique des éléments
2.3.4. Affinité chimique de l’or
Chapitre 3. METHODOLOGIE
3.1. La MNT
3.2. La télédétection
3.2. 1. Application de la télédétection sur la géologie
3.2.2. Les matériels et les données utilisées
3.2.3. Les caractéristiques de l’image satellitale Landsat 7 ETM+ :
3.2.4. Méthode de traitement des images satellitales
3.2.4.1. Composition colorée
3.2.3.2. Analyse en composantes principales
3.2.3.3. Les techniques de filtrage spatial
3.3. La cartographie détaillée
3.4. La méthode géophysique
3.4.1. Généralités
3.4.2 La méthode électrique de polarisation provoqué (PP)
3.4.2.1. La résistivité électrique et la polarisation induite
3.4.2.2. Intérêt de la méthode PP dans la prospection aurifère
3.4.2.3. Dispositif utilisé
3.4.2.4. Installation de l’appareil géophysique
3.4.2.5. Mesures
3.4.2.6. Méthode de traitement des données géophysiques
Chapitre 4. TRAITEMENTS ET INTERPRETATIONS
4.1. Traitement par MNT
4.2. Traitements des images satellitales
4.2.1. Effets des composantes colorées
4.2.2. Effets de l’analyse en composantes principales (ACP)
4.2.3. Effets des techniques de filtrage spatial
4.2.4. Interprétations tectono-structurales
4.2.5. Application du SIG
4.2.6. Interprétations de la carte
4.2.6.1. Les formations archéennes
4.2.6.2. Les formations précambriennes
4.3. Traitements des données de terrain
4.3.1. La cartographie sur terrain du secteur d’étude
4.3.2. Traitements et interprétations des résultats de la géophysique électrique de PP
4.4. Modèle de la concentration aurifère
4.4.1. Origine de minéralisation
4.4.2. Mode de précipitation de l’or :
4.5. Les zones favorables pour les gîtes aurifères
CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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