TYPOLOGIE DES MINERALISATIONS PHOSPHATEES DANS LE PERIMETRE SUD KANEL

Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études

Population et activités économiques

D’après le récent RGPHAE 2013, la population de la région de Matam s’établit à 562 539 habitants dont 276.481 hommes et 286. 058 femmes soit 4% de la population nationale.
Elle est inégalement répartie sur l’étendue de la région. En effet, le département de Ranérou concentre moins de 10% de la population de la région qui est majoritairement constituée de Peulh, de Soninkés et de Wolofs. La région connait une importante immigration: les Mandingues venus du Mali et les commerçants Ouolofs venus de l’Ouest du Sénégal. Traditionnellement, les populations combinent leur activité économique majeure aux cultures vivrières d’autoconsommation familiale avec les activités pastorales.
Selon ANSD/SRSD 2009, le secteur minier contribue une grande partie de l’économie de la région. Cependant l’exploitation des richesses minières constituées essentiellement par un important gisement localisé dans le département de Kanel (Ndendouri-Walidiala) et dont les réserves sont évaluées à 40 millions de tonnes de minerai.
En prenant en compte un taux de récupération de 90%, les réserves minières exploitables sont de 36 millions de tonnes avec une teneur moyenne de 28,7 % de P2O5. Le gisement est donc de très bonne qualité et facilement exploitable, parce que peu profond.
La Société d’Etude et de Recherche des Phosphates de Matam (SERPM) a déjà déposé une demande de concession minière de 80 hectares sur le site et payé les droits fixes d’institution de trois millions de francs CFA. A cet effet, la Société compte installer une usine de production de phosphates naturels d’une capacité de trois millions de tonnes par an. Cependant, il faudrait signaler l’inexistence d’un réseau de transport du minerai qui peut rendre onéreux l’exploitation du gisement.
Par ailleurs, la région de Matam recèle d’autres ressources minérales relatives aux matériaux de construction qui sont :
 Les argiles qui sont présentes sur tout le long de la vallée du fleuve, et qui sont aptes à la fabrication de briques, tuiles et poteries ;
 Les marnes et calcaires à faible profondeur décelés entre Bokiladji et Aéré Lao et qui entrent dans la fabrication de liants hydrauliques (ciment, chaux) comme matières premières.
 Les calcaires qui affleurent dans les zones de Ourossogui, Ogo, Kanel et à l’ouest de Thilogne. Ces calcaires, qui accusent une certaine dureté au marteau, devraient
pouvoir servir également comme matériaux d’enrochement et de granulats. Récemment, l’exploitation des phosphates de Matam a pris une nouvelle envergure avec l’arrivée de la Société Minière de la vallée du fleuve Sénégal (SOMIVA) qui est une entreprise privée, qui pour le moment exporte le phosphate brut vers l’étranger et prévoit également l’implantation d’une usine d’engrais.
Les politiques sociales développées par ces sociétés exploitantes engendrent plus d’emplois avec une priorité de recrutement accordée aux jeunes autochtones formés, le recrutement de personnel local devient de plus en plus une exigence légale.

CONTEXTE GEOLOGIQUE

L’origine et l’accumulation de la minéralisation phosphatée (phosphatogenèse) de la région de Matam se rattachent à l’histoire de l’Eocène marin du bassin côtier sénégalo – mauritanien qui affleure ou sub-affleure en bordure entre les alluvions du fleuve Sénégal et la couverture gréseuse recouvert le plus souvent par des latérites (Slansky, 1964).
Le bassin sénégalo-mauritanien résulte de la séparation de l’Afrique et de l’Amérique du Nord et le plus étendu des bassins méso-cénozoïques de la marge atlantique africaine. Il s’étend sur près de 1400km entre le Cap Barbas en Mauritanie et le Cap Roxo en Guinée Bissau, à travers la Sénégambie. Le bassin présente une structure d’ensemble assez simple, les terrains mésozoïques et cénozoïques qui le remplissent formant un vaste monoclinal à faible pendage ouest.
Ces derniers reposent en discordance sur un substratum constitué au Nord par la dorsale Réguibat, à l’Est par la Chaîne panafricaine des Mauritanides, et au Sud par le bassin paléozoïque de Bové et à l’Ouest par l’Océan Atlantique. Les caractéristiques lithologiques et micropaléontologiques prouvent l’hypothèse d’une expansion océanique progressive (Ly et Anglada, 1991). Le fleuve Sénégal traverse le bassin sédimentaire sénégalo-mauritanien d’Est en Ouest (figure 4).
L’ouverture du bassin sénégalo-mauritanien dans son ensemble date du Jurassique mais les premiers dépôts marins n’atteignent la région du fleuve Sénégal qu’au Crétacé moyen (Maastrichtien).
Le mur de la minéralisation est marqué soit par les formations du Maastrichtien soit par celles du Paléocène. Le Maastrichtien du secteur d’étude « Sud Kanel » est à forte prédominance détritique avec des éléments plus grossiers.
Le Paléocène un peu plus argileux, coïncide avec l’apparition des débris organiques. L’empreinte de la transgression pendant la période du Paléocène est faible. Le milieu de dépôt se situait dans la bordure littorale car caractérisé par la rareté de l’attapulgite. Le repère de la formation à silex marquant le mur de l’Eocène inferieur est sablo-argileux.
La figure 5 montre les différents indices de minéralisation phosphatée observés entre Bogué en Mauritanie et Semé au Sénégal.
Pour l’ensemble de la zone, Pascal (1987) a décrit la succession géologique qui comporte les termes suivants :
 Le Quaternaire est marqué par des dépôts superficiels variés : sables éoliens de dépôts éluvionnaires, sols humifères, paléosols argilo-sableux et graviers ferrugineux.
 Le Continental terminal (Mio-pliocène) est constitué de grès argileux gris et roses azoïques et présente localement des niveaux d’argile kaolinique rosée.
 L’Eocène inférieur et moyen comporte :
 la formation jaune (grès argileux fortement ferrugineux brun jaune et rouge fortement fossilifère vers le bas) ;
 les calcaires de Kanel (niveaux disloqués de calcaires cristallins ou bancs crayeux fossilifères souvent phosphatés) ;
 les séries argileuses et calcaréo-dolimitiques complexes localement phosphatées (phosphate de chaux à tendance gréseuse vers le bas) ;
 les sables argileux et argiles.
 Le Maastrichtien est caractérisé par l’alternance d’argiles bariolées à petites lentilles sableuses blanches et de sables siliceux blancs fins azoïques et sables siliceux
grossiers.
Cette succession géologique établie par Pascal (1987) est révisée par Barusseau et al. (2009)
et Sambou, (2017) s’établit ainsi :

La Formation de Gorgol (Eocène inférieur à moyen)

On note des faciès argilo-sableux formant la base du complexe marno-carbonaté et phosphaté. Ils sont constitués d’alternance d’argiles feuilletées, de grès argileux et de sable. La formation repose sur un substratum détritique constitué de sables fins localement riches en coprolithes et sables grossiers azoïques.

La Formation de Matam (Eocène moyen)

Cette formation débute par des calcaires argileux riches en fossiles de mollusques et renfermant localement de la glauconie (Secteur de Kanel). Les calcaires montrent une forte dolomitisation et une karstification, avec un remplissage des cavités par des pellets et coprolithes phosphatés. Les dépôts passent au sommet à des argiles blanchâtres provenant de l’altération en place des faciès marins sous-jacents.

La Formation du Saloum (Mio-pliocène) « ex Continental terminal »

Elle débute par le Membre de Kaédi (ancienne « Formation jaune »). Ce membre est constitué  d’argiles kaoliniques sableuses ocre jaunes à galets de cherts et lumachelle à Ostrea multicostata. Elle affleure à l’Est d’Aouré et au Sud de Semmé et son épaisseur est inférieure à un mètre au pied des collines de Diamounguel. Les argiles sont surmontées par des grès bioturbés à terriers et rares mollusques renfermant des intercalations argileuses kaoliniques. Les grès affleurent au pied des collines et buttes témoins du plateau du Ferlo et sont recouverts par la cuirasse ferrugineuse du Pliocène.

Les recouvrements du quaternaire

Ces recouvrements sont constitués de graviers ferrugineux à matrice argilo-sableuse issus du démantèlement des cuirasses du plateau du Ferlo, de sables éoliens en placage superficiel, d’horizons pédologiques argilo-sableux.

HISTORIQUE ET SYNTHESE DES TRAVAUX ANTERIEURS

Les travaux de recherches antérieurs de certains auteurs et les expériences récentes avec la découverte des gisements des phosphates de Matam sur la rive gauche du fleuve Sénégal (Ndendouri-Oualidiala), nous permettent d’étudier les indices de minéralisations phosphatées dans le périmètre « Sud Kanel ». Une carte dressée à cet effet montre quelques ouvrages de reconnaissance dans la zone (figure 7) :

Les études réalisées par Baud en 1936

Les premières prospections de phosphates sont réalisées en 1936. C’est le cas a Sivé situé à 8 km au Nord- Est de Matam, où affleurent trois à quatre niveaux argilo-phosphatés dont la teneur est de 20 à 30% de P2O5, les réserves de ce gisement sont cependant modestes (moins 1Mt).
En 1938, Baud trouve des morceaux de calcaires phosphatés à 11,4% de P2O5 en surface dans la région de Kanel et donne la coupe d’un puits de recherche situé à 3km au Sud de cette agglomération. Cette coupe a été revue par Elouard qui indique que les niveaux phosphatés sont constitués de nodules arrondis et légèrement allongés.

Les études réalisées par Chino en 1962

En 1962 une tournée de Chino permet la découverte de nouveaux indices de phosphates dont ceux de Ndendouri et Diam Véli.
A Ndendouri (Sud Kanel), le niveau phosphaté atteint cinq mètre (m) d’épaisseur sous 18,5 m de recouvrement avec une teneur moyenne de 24,9 % de P2O5 (échantillon brut).
A Diam Véli (Sud Kanel), l’étude des déblais du puits montre un niveau phosphaté d’un mètre (m) d’épaisseur, de couleur blanche à grain varié avec une proportion notable de nodules arrondis de plusieurs millimètres. Il a effectué une analyse chimique d’un échantillon prélevé macroscopiquement au hasard et les résultats sont représentés dans le tableau I : Tableau I : Résultats chimiques d’un échantillon à Diam Véli (Sud Kanel)

Les études réalisées par Pascal en 1965

L’extension nord-sud entre Thilogne et Semmé a fait l’objet de prospection par Pascal en 1965. Cette campagne a permis de réaliser sept puits et quatorze sondages répartis le long de la vallée du fleuve Sénégal. Certaines de ces ouvrages sont dans le permis Sud Kanel et d’autres sont en dehors du périmètre (voir figure 7).
Au Nord d’Ourossogui, près de Tiambe, le puits P7 a traversé, entre 5,5 et 13,3m de profondeur, quatre niveaux phosphatés d’une épaisseur totale de 1,5m.
Au Sud d’Ourossogui, le sondage M1 a traversé trois niveaux phosphatés d’une épaisseur de 1,5 m de puissance cumulée et de profondeur comprise entre 5 à 11,9 m.
Un puits PI, qui est l’ancien puits de Baud (1938), a recoupé quatre niveaux phosphatés, totalisant 1,3 m d’épaisseur entre 4,75 et 7,8 m. La teneur de P2O5 varie entre 13,6 à 25,6 %. Au Sud-Est (SE) du puits PIV, le sondage M3 a recoupé 3 niveaux phosphatés de 1,2 m d’épaisseur cumulée, entre 8,2 et 12,2 m, de teneur en P2O5 comprise entre 27 et 28 %.
Le puits PVI a recoupé la séquence phosphatée de Oualidiala avec une épaisseur cumulée de 2,4 m de phosphates titrant 27 à 28% P2O5.
Le puits PII qui se situe hors du périmètre mais très proche de sa bordure nord-est (NE) a recoupé une brèche phosphatée entre 4.5 et 6 m.
Un puits PIV (Sénopalel) a recoupé un niveau phosphaté de 60 cm entre 8,1 et 8,7 m de profondeur. A l’analyse, ce niveau a donné 28,2 % de P2O5 et 47,6 % de CaO (Phosphate de chaux pulvérisant).
Le sondage M2, situé au Nord-Ouest du puits PI, renferme des niveaux phosphatés entre 10,4 et 14,6 m. A proximité, le puits de Faboli avait montré du phosphate tendre dans les déblais. Les puits PIII, PIV et PV ainsi que les sondages M2, M3 ont été réalisés dans le permis de Sud Kanel.

Les études réalisées par Boujo en 1975

En 1975, la prospection est reprise par Boujo qui réalise 12 sondages carottés (Sm) avec une profondeur moyenne de 52 m.
Vers l’ouest, tous les sondages sont stériles et n’ont recoupé que l’Eocène gréseux ou carbonaté. Seul le sondage Sm6 est positif, sa profondeur est de 66,9 m et il a recoupé quatre passes phosphatées d’une épaisseur cumulée de 2,4 m à 23-27 % P2O5 entre 54,5 et 60,8 m de profondeur.

Les études réalisées par Barthélemy et Pascal en 1976

Barthélemy et Pascal, en 1976, réalisent (4) sondages de Sm17 à Sm20 (voir figure 7) dans la zone centrale dont les résultats sont donnés sur le tableau II :
Sur la base des expériences et des travaux réalisés, le rapport CaO /P2O5 correspond à un paramètre qu’on appelle K qui définit le degré de calcité du minerais c’est-à-dire une idée sur la prédominance de la calcite sur l’anhydride phosphorique.
K<1.45 Minerais normal ;
1.45<K<1.55 Minerais calciteux (chargé) ;
K >1.55 Minerais calciteux (rejeté).
A la suite des sondages, malgré le pourcentage important de phosphore (P2O5) de certaines sondages, on ne pouvait pas dire l’existence de gisement mais on savait que vers l’Est et le Sud, la formation phosphatée passait à des faciès détritiques stériles et que à l’Ouest, la puissance du phosphate diminuait jusqu’à 1-2m puis disparaissait dans les faciès carbonatés et sur un recouvrement important.
Les sondages Sm17 et Sm18 réalisés durant cette phase se trouvent sur la bordure nord-est (NE) mais à l’intérieur du périmètre Sud Kanel tandis que Sm19 se trouve à l’extérieur du périmètre. Les sondages Sm18 et Sm19 sont positifs tandis que Sm17 est stérile.

Synthèse des travaux antérieurs

En résumé, l’étude lithostratigraphique d’ouvrages anciens de reconnaissances du B.R.G.M suggère un fort potentiel de minéralisation phosphatée vers le Nord-Est du périmètre Sud Kanel et dans le prolongement sud du gisement de Oualidiala. La recherche de phosphate à proximité de la bordure du bassin sédimentaire (Eocène), en partant du fleuve est également géologiquement justifiée.

TYPOLOGIE DES MINERALISATIONS PHOSPHATEES DANS LE PERIMETRE SUD KANEL

TYPOLOGIE DES MINERALISATIONS PHOSPHATEES DANS LE PERIMETRE SUD KANEL

MATERIEL ET METHODOLOGIE DE L’ETUDE

Un certain nombre de matériels répond aux besoins de la pratique sur le terrain :
– GPS Garmin
– loupe 10
– Marteau géologique
– Appareil numérique cannon
– Boussoles
 L’exploitation des données géologiques de sondages (carottages) pour déterminer la lithologie au plan macroscopique, par dosage colorimétrique, suivis d’un prélèvement d’échantillons ;
 L’exploitation des résultats d’analyse géochimique pour connaitre les teneurs en éléments majeurs et conforter les descriptions macroscopiques.
Le travail de traitement et d’interprétation s’effectuera en grande partie par le biais de logiciels tels que : ArcGis et Strater etc…

Observation macroscopique

Les travaux de terrain ont consisté à realiser des sondages carottés dont la maille est variable suivant la campagne. Ainsi, on passe d’une maille irrégulière lors de la première phase de vérification d’indices ( SK1 à SK21) à une maille de 1,5 km x 1,5 km dans la cible n°1 et de 2 km x 2 km dans la zone 2 pour la deuxième phase de sondage (SK22 à SK46). La figure 8 montre la distribution des sondages réalisés lors de ces deux phases.
Les carottes remontées au jour ont fait l’objet d’une observation tout en veillant au préalable au bon rangement et à la bonne disposition des différentes carottes dans des caisses, suivant les profondeurs croissantes. Le géologue procède à la description lithologique en se basant sur la composition minéralogique et pétrographique dominante : taille et nature des constituants, la réaction à l’acide chlorhydrique pour les faciès carbonatés.

Dosage colorimétrique

Pour conforter la description macroscopique et préciser les bons niveaux phosphatés à échantillonner pour des analyses chimiques ultérieures, nous avons procédé à un test inopiné de colorimétrie au mini laboratoire avec les produits chimiques comme l’acide nitrique (HNO3) 50% et le molybdate d’ammonium (HNO4)6Mo à 15%. La procédure est illustrée à la figure 9 .
La première étape de cette procédure de test est de faire un prélèvement sur le niveau supposé phosphaté avec un poids d’échantillon de quelques grammes dans un tube à essai (figure 9, photo 1).
Ensuite on y met 10 ml d’acide nitrique comme solution d’attaque (figure 9, photo 2). La réaction obtenue est une effervescence plus ou moins forte selon en fonction la presence de CaO.
Il faudra s’assurer que l’effervescence a cessé avant de passer à la dernière étape. Les différentes échelles d’estimations sont :
• très forte effervescence
• forte effervescence
• effervescence
• faible effervescence
• pas d’effervescence
La dernière phase consiste à ajouter dans la préparation 10 ml aussi de molybdate d’ammonium et de remuer (figue 9, photo 3). Le contenu commence à présenter une coloration jaunâtre s’il y a du phosphate. La coloration est d’autant plus vive que le phosphate est concentré (figure 9, photo 4). Ainsi on peut dresser l’échelle de mesure qui est la suivante :
• jaune foncé
• jaune franc
• jaune ocre
• jaune pâle
• jaune trace
• pas de coloration

Echantillonnage (voir annexe la position des échantillons le long des carottes)

Une fois le niveau identifié par description macroscopique et colorimétrie, la profondeur de départ et d’arrivé sont indiquées sur la carotte pour indiquer au technicien, le niveau à sectionner.
Les carottes sont sectionnées transversalement en deux parties identiques par un technicien de coupe, l’une pour l’échantillonnage (les parties minéralisées) et l’autre comme témoin ou d’éventuelles corrections.

LITHOLOGIE DES SONDAGES

Ces méthodes ont permis d’établir de manière générale les différentes lithologies suivantes sur la base de 46 sondages étudiés et un résumé schématique qui correspond à la lithologie (figure 10). Dans l’ensemble, les sondages ont fourni la succession stratigraphique suivante du bas vers le haut :
 Grès calcaire : il est recoupé par tous les sondages. Ce calcaire coquiller, de couleur jaunâtre, à un aspect massif et très dure et peut même entrainer des problèmes techniques notamment les déboitements des tiges et les risques de coinçages. On note des intercalations de lits phosphatés épais de quelques centimètres.
 Calcaire brun à verdâtre : c’est un calcaire à grains fins blanchâtre peu fossilifère, peu poreux, peu micro-karstifié, et à rares recristallisations de calcite
 Phosphate brun coprolithique : c’est du phosphate pulvérulent brun à gros coprolithes abondants. Il est recoupé par la majorité des sondages réalisés dans la partie nord de la zone d’étude.
 Argile verdâtre : c’est une masse rocheuse de plus en plus brunes et altérées, avec parfois des passées dolomitiques.
 Phosphate gris coprolithique : c’est du phosphate pulvérulent gris à gros coprolithes abondants.
 Argile feuilletée : c’est une matière rocheuse de structure feuilletée renfermant souvent de gros coprolithes phosphatés et des grains de quartz oxydés fréquents.
 Phosphate tendre brun : c’est du phosphate tendre brun renfermant des coprolithes et pellets, ainsi que de rares petits grains de quartz.
 Argile papyracée verdâtre : une masse rocheuse de plus en plus brune à petits bancs phosphatés riche en fragments osseux.
 Calcaire bioclastes : il s’’agit d’un calcaire fossilifère à grains fins tendre, léger, poreux, de couleur jaunâtre à blanchâtre à débris de coquilles de lamellibranches et de gastéropodes.
 Argile feuilletée brune à grisâtre : elle renferme localement des blocs de calcaires et des éléments phosphatés remaniés. Elle a une teinte très variable, tendre, se raie facilement à l’ongle, fait pâte avec l’eau et peut se modeler facilement. Elle devient imperméable une fois mouillée. En se déshydratant, elle durcit et se rétracte avec la formation de fentes de dessiccation.
 Gravions latéritiques à matrice argilo-sableuse rougeâtre : ces latérites sont en blocs de taille moyenne avec un diamètre égale et qui se forment par altération sous les climats tropicaux. Ils sont riches en hydroxyde de fer et en aluminium, ce qui fait sa couleur rouge et le rend facile à reconnaitre par rapport aux autres faciès. Par contre les sables, qui sont des matériaux granulaires, constituent de petites particules qui sont des grains de quartz d’aspect variable, associés quelque fois à des débris, très perméables, insolubles dans l’eau, ne faisant pas effervescence à l’acide et constituent le faciès le plus facile à observer.
 Sol humifère : sol riche en humus résultant de la décomposition de la matière organique d’origine végétale et très facile à reconnaitre de part sa couleur, présent pratiquement dans tous les sondages où il forme la surface topographique.

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela rapport-gratuit.com propose le téléchargement des modèles complet de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie à avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I : CONTEXTE GEOGRAPHIQUE, GEOLOGIQUE ET HISTORIQUE
1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE
1.1. Situation géographique
1.2. Climat
1.3. Hydrographie
1.4. Population et activités économiques
2. CONTEXTE GEOLOGIQUE
2.1. La Formation de Gorgol (Eocène inférieur à moyen)
2.2. La Formation de Matam (Eocène moyen)
2.3. La Formation du Saloum (Mio-pliocène) « ex Continental terminal »
2.4. Les recouvrements du quaternaire
3. HISTORIQUE ET SYNTHESE DES TRAVAUX ANTERIEURS
3.1. Les études réalisées par Baud en 1936
3.2. Les études réalisées par Chino en 1962
3.3. Les études réalisées par Pascal en 1965
3.4. Les études réalisées par Boujo en 1975
3.5. Les études réalisées par Barthélemy et Pascal en 1976
3.6. Synthèse des travaux antérieurs
CHAPITRE II : TYPOLOGIE DES MINERALISATIONS PHOSPHATEES DANS LE PERIMETRE SUD KANEL
1. MATERIEL ET METHODOLOGIE DE L’ETUDE
1.1 Observation macroscopique
1.2 Dosage colorimétrique
1.3. Echantillonnage (voir annexe la position des échantillons le long des carottes)
2. LITHOLOGIE DES SONDAGES
CHAPITRE III : RECONSTITUTION LITHOLOGIQUE PAR DES ANALYSES GEOCHIMIQUES
1. METHODE DE RECONSTITUTION LITHOLOGIQUE
2. LES RESULTATS D’ANALYSE MODALE EN ELEMENTS MAJEURS ET LA LITHOLOGIE
CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

Télécharger le rapport complet

Télécharger aussi :

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *