UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞ ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO ؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞ DEPARTEMENT MINES

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du Diplôme de MASTER d’ingénierie

Parcours : GEOSCIENCE MINIERE ET ENVIRONNEMENT Intitulé :

EXPLORATION AURIFERE DANS LE PERIMETRE MINIER DE LA SOCIETE KRAOMA, ZONE III, SECTEUR BEMAVO- AMBATOMAINTY

Présenté par : ANDRIAMANANTENA Saunia Béatrice

Le 17 Mars 2016 à 10h

~Promotion 2014~

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞ UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞ ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO ؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞ Mémoire de fin d’étudeDEPARTEMENTs en vue de l’obten MINEStion du Diplôme de

ECOLE SUPERIEUREMASTER d’ingénierie POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO Parcours : GEOSCIENCE؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞؞ MINIERE ET ENVIRONNEMENT DEPARTEMENT MINES Intitulé :

EXPLORATION AURIFERE DANS LE PERIMETRE MINIER DE LA SOCIETE KRAOMA, ZONE MAEVATANANA III, SECTEUR BEMAVO- AMBATOMAINTY

Présenté par : ANDRIAMANANTENA Saunia Béatrice Devant les membres de Jury composé de :

Président : Monsieur RANAIVOSON Léon Félix, Chef de Département Mines

Rapporteurs : Monsieur FABIEN Rémi Roger, enseignant à l’ESPA

Monsieur RAKOTONDRATOVO Ramanamirija Charles, Géophysicien au sein

de la Société KRAOMA

Examinateurs : Monsieur RAZAFINDRAKOTO Boni Gauthier, enseignant à l’ESPA

Monsieur ANDRIATSITOMANARIVOMANJAKA Rasamoelina Naina,

enseignant à l’ESPA

« Fa ny fahasoavan’Andriamanitra no naha toy izao ahy » (I kor 15 :10a) Exploration aurifère dans le périmètre minier de la société KRAOMA, zone Maevatanana III, secteur Bemavo-Ambatomainty

Remerciements

Tout d’abord, je tiens à rendre grâce à « DIEU tout Puissant » de m’avoir donné la santé et la force qui m’ont permis de finir mes cinq années d’études au sein de l’ESPA et de terminer à temps ce travail. Je voudrais exprimer toute ma reconnaissance et mes sincères remerciements à :  Monsieur ANDRIANARY Philippe, Directeur de l’E.S.P.A de me donner la permission de suivre la formation d’ingénieur au sein de son école ;  Monsieur RANAIVOSON Léon Félix, Chef du Département Mines à l’E.S.P.A, de l’honneur qu’il me fait de présider ce mémoire ;  Monsieur RAKOTOARISOA Arsène, PCA de la société KRAOMA de m’avoir accepté en tant que stagiaire dans sa société ainsi que Monsieur RAVELONJATO Rivonarindra, chef de département de recherche et de développement, de m’avoir permis de réaliser ce mémoire au sein de la Société et de bénéficier de l’expérience de leurs équipes tout au long des travaux sur terrain.  Monsieur FABIEN Rémi Roger, mon encadreur, enseignant chercheur à l’ESPA de ses précieux conseils et de son aide dans l’orientation et l’élaboration du présent mémoire;  Monsieur RAKOTONDRATOVO Ramanamirija Charles, Géophysicien au sein de la Société KRAOMA, de m’avoir soutenu lors de la descente sur terrain ;  Monsieur ANDRIATSITOMANARIVOMANJAKA Rasamoelina Naina, ainsi que Monsieur RAZAFINDRAKOTO Boni Gauthier, enseignants à l’ESPA qui ont bien voulu examiner ce travail malgré leurs nombreuses occupations. Je remercie également toute l’équipe de terrain de la Société KRAOMA et son personnel qui m’ont ouvert leurs portes, ce travail n’aurait été réalisé sans leur appui. Je tiens aussi à exprimer ma reconnaissance envers mes parents et mes frères qui m’ont soutenu moralement et financièrement durant toutes mes études. Enfin, je remercie tous mes amis et à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation du présent mémoire.

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Sommaire

LISTE DES CARTES LISTE DES FIGURES LISTE DES PHOTOS LISTE DES TABLEAUX LISTE DES ABREVIATIONS

INTRODUCTION

Partie I : CADRE D’ETUDE ET GENERALITE SUR L’OR Chapitre I : CADRE D’ETUDE Chapitre II : GENERALITE SUR L’OR Partie II : METHODOLOGIE Chapitre III : TRAVAUX REALISES SUR TERRAIN Chapitre IV : ETAPES DE LA PROSPECTION Partie III : ANALYSE DES RESULTATS Chapitre V : PRESENTATION DES RESULTATS ET INTERPRETATION Chapitre VI : SYNTHESE DES INTERPRETATIONS DES RESULTATS RECOMMANDATION

CONCLUSION

BIBLIOGRAPHIE WEBOGRAPHIE ANNEXES

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LISTE DES CARTES Carte 1. Délimitation administrative du District de Maevatanana ...... 3 Carte 2. Localisation géographique du site d’étude ...... 4 Carte 3. Carte hydrographique de la zone d’étude ...... 5 Carte 4. Carte de localisation du périmètre minier de la société KRAOMA ...... 11 Carte 5. Carte géologique régionale ...... 15 Carte 6. Carte des principaux gîtes aurifères de ...... 25 Carte 7. Localisation des itinéraires ...... 33 Carte 8. Installation des points d’échantillonnage géochimique à Ambatomainty ...... 46 Carte 9. Installation des points d’échantillonnage géochimique à Bemavo ...... 47 Carte 10.Installation des points d’échantillonnage géochimique à Analakovalahy ...... 47 Carte 11.Implantation des points de tarière dans la zone Bemavo ...... 53 Carte 12.Implantation des points de tarière dans la zone Analakovalahy ...... 54 Carte 13.Implantation des points de tarière dans la zone Ambatomainty ...... 54 Carte 14.Localisation des profils géophysiques ...... 66 Carte 15.Carte géologique de la zone d’étude ...... 76 Carte 16.Isoteneur de la zone Bemavo ...... 77 Carte 17.Isoteneur de la zone Analakovalahy ...... 78 Carte 18.Isoteneur de la zone Ambatomainty ...... 79 Carte 19.Isoteneur de la zone Bemavo ...... 80 Carte 20.Isoteneur de la zone Analakovalahy ...... 81 Carte 21.Isoteneur de la zone Ambatomainty ...... 82 Carte 22.Carte des résistivités, profondeur 2m ...... 83 Carte 23.Carte de la polarisation induite, profondeur 2m ...... 83 Carte 24.Isoteneur de la zone Bemavo ...... 90 Carte 25.Isoteneur de la zone Analakovalahy ...... 91 Carte 26.Isoteneur de la zone Ambatomainty ...... 92 Carte 27.Emplacement des anomalies géochimiques ...... 93 Carte 28.Emplacement des anomalies géophysiques ...... 95

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LISTE DES FIGURES Figure 1. quartzite à magnétite ...... 27 Figure 2. Organigramme de l’étape à suivre pour cartographier une zone ...... 38 Figure 3. Modèle d’étiquette ...... 45 Figure 4. Modèle d’étiquette de la mise en bag ...... 46 Figure 5. Organigramme de l’étape à suivre pour faire la géochimie d’une zone ...... 48 Figure 6. Modèle d’étiquette ...... 50 Figure 7. Modèle de rapport journalier de tarière ...... 51 Figure 8. Organigramme des étapes à suivre pour les travaux de tarière à main ...... 55 Figure 9. Configuration classique des électrodes (O est le centre de mesure) ...... 58 Figure 10.Dispositif Wenner ...... 63 Figure 11.Dispositif Schlumberger ...... 63 Figure 12.Dispositif Dipôle-Dipôle ...... 64 Figure 13.Organigramme de l’étape à suivre pour faire la géophysique d’une zone ...... 69 Figure 14.Organigramme résumant la méthodologie de l'étude ...... 70 Figure 15.Imagerie électrique correspondant au profil 6207 ...... 84 Figure 16.Imagerie électrique correspondant au profil 6210 ...... 85 Figure 17.Imagerie électrique correspondant au profil 6211 ...... 86 Figure 18.Imagerie électrique correspondant au profil 6217 ...... 87 Figure 19.Imagerie électrique correspondant au profil 6221 ...... 88

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LISTE DES PHOTOS Photo 1. Aménagement des pistes d’accès ...... 30 Photo 2. Boussole Chaix ...... 31 Photo 3. GPS garmin 72 ...... 32 Photo 4. Marteau de géologue ...... 32 Photo 5. Mesure de direction d’une formation ...... 35 Photo 6. Mesure de pendage d’une formation ...... 35 Photo 7. Étiquetage des sacs à échantillon ...... 41 Photo 8. Séchage des échantillons ...... 42 Photo 9. Matériel de broyage ...... 43 Photo 10.Matériel de tamisage ...... 43 Photo 11.Matériel de quartage ...... 43 Photo 12.Préparation des sacs plastiques pour l’emballage des échantillons ...... 44 Photo 13.Emballage des échantillons ...... 44 Photo 14.Photo de tarière ...... 50 Photo 15.Appareil et équipement géophysique ...... 65 Photo 16.Paysage de la zone d’étude ...... 71 Photo 17.Granodiorite de Beanana ...... 73 Photo 18.Gneiss à amphibole ...... 73 Photo 19.Quartzite à magnétite ...... 74 Photo 20.Amphibolite ...... 74

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LISTE DES TABLEAUX Tableau 1. Répartition démographique de la Commune Rurale de Maevatanana II ...... 7 Tableau 2. Pourcentage en or et valeur en carats ...... 16 Tableau 3. Les principaux minéraux d’or et leurs caractéristiques ...... 23

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LISTE DES ABREVIATIONS B.D : Base de Données B.R.G.M : Bureau de Recherche Géologique et Minière COMINA : Compagnie MINière d’ C.U : Commune Urbaine C.E.G : Collège d’Enseignement Général C.H.D 2 : Centre Hospitalier du District niveau 2 C.S.B1 : Centre de Santé de Base niveau 1 C.S.B 2 : Centre de Santé de Base niveau 2 DCP : Spectrométrie d’émission à plasma conductif E.P.P : Ecole Primaire Public ESPA : Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo G.P.S : Global Positioning System hab : habitant ICP : Spectrométrie d’émission à plasma induit J.C : Jésus Christ KRAOMA : KRAOmita MAlagasy M.A : Million d’Année P.C.D : Plan Communal de Développement P.P.S : Polarisation Provoquée Spectrale P.P.T : Polarisation Provoquée Transitoire ou Temporelle pH : potentiel d’Hydrogène RN4 : Route National numéro 4 RES2DINV : RESistivity 2 Dimension INVersion Rg : Résistance générale des formations S.A.P : Surface d’Aplanissement et de Pénéplanation SOMINOR : SOciété MINière de l’OR 2D : 2 dimensions ΔV : différence de potentiel Au : or Fe : fer H : hydrogène

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Hcl : acide chlorhydrique

HNO3 : acide nitriqque Nacl : sel O : oxygène S : soufre

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LISTE DES UNITES % : pourcent Ω : ohm Ω.m : ohm mètre °C : degré Celsius cm : Centimètre cm3 : centimètre cube g : gramme h : heure ha : hectar Hz : hertz Kbar : kilobar Km : Kilomètre m : mètre mm : millimètre ppb : partie par billion ppm : partie par million t : tonne V : volt mv/v : millivolt par volt µ : micron

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INTRODUCTION Le sous-sol Malagasy présente un grand potentiel en ressources minières, un pilier indispensable pour le développement de l’économie du pays car l’île possède une diversité de substances minérales telles que les pierres précieuses comme le saphir, le rubis; les ressources énergétiques comme le charbon, les hydrocarbures, l’uranium, et aussi les métaux précieux comme l’argent, l’or, le cuivre,… Parmi ces différentes ressources minérales, nous avons choisi de traiter le sujet concernant l’or, précisément l’or à Maevatanana, région située à l’ouest de Madagascar, dans la région . Comme la zone Maevatanana est réputée aurifère, l’or a été exploité de manière artisanale depuis l’époque coloniale jusqu’à nos jours. Ces dernières années, cette exploitation artisanale ne cesse d’augmenter ce qui mène à la ruée, preuve de l’existence de l’or. Actuellement, le Gouvernement Malagasy, par le biais du Ministère auprès de la Présidence chargé des Ressources Stratégiques (MPRS) , s’efforce de faire l’exploitation de la zone pour contribuer au développement du pays. Le choix de cette zone pour le projet de recherche aurifère, nommé « MAEVATANANA ZONE – III », a été axé sur les gisements de la zone où on trouve de forte teneur en Or afin d’envisager une exploitation industrielle. La présente étude a été menée par la société KRAOMA en vue de valoriser ses domaines miniers dans la zone Maevatanana. Pour cela, le présent mémoire a pour objet « Exploration aurifère dans le périmètre minier de la société KRAOMA, zone MAEVATANANA III, secteur Bemavo-Ambatomainty » dans le but de trouver la source de minéralisation de l’or en vue d’en faire l’exploitation. Afin de mieux traiter le sujet, le corps de ce mémoire est structuré en trois parties :  La première partie présente le cadre général de l’étude et la généralité sur l’or, abordant les contextes géologiques et la métallogénie de l’or ;  La deuxième partie évoque l’approche méthodologique utilisée, les matériels et méthodes d’étude ;  La troisième et dernière partie aborde l’analyse des résultats d’étude ainsi que ces interprétations.

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CADRE D’ETUDE ET GENERALITE SUR L’OR

Chapitre I CADRE D’ETUDE I.1 Monographie de la zone d’étude

I.1.1 Historique de la ville [11] Avant la colonisation, les chrétiens des Hauts plateaux ont été poursuivis et se sont enfuis à Tsiazonaloka, ancienne ville paisible bâtie sur une colline facile à défendre. Diverses ethnies ont commencé à cohabiter pour aboutir à un brassage : Merina, Betsileo, Sakalava. Ces habitants ont encore ignoré l’existence de l’or. C’est la reine Ranavalona III qui a entendu parler de l’existence de l’or et a commencé à le faire exploiter. Ce jour-là, 75 grammes d’or furent obtenus. En 1885, les français qui ont débarqué à Mahajanga, sont venus à Tsiazonaloka. Un certain Mr Suberbie du groupe y est resté. Pour des raisons de convenance personnelle (chaleur, faible surface d’extension, etc.), il a donné l’ordre de déménager en un autre endroit qu’il a baptisé Suberbie-ville. Ce nom a été changé en Superbe-ville, qui à son tour a été traduit en malagasy comme Maevatanana (Maeva=jolie). Suberbie a découvert l’or et plus tard la compagnie franco-malgache a été créée pour son exploitation. Maevatanana devint ainsi une ville importante, et a été la deuxième ville électrifiée de Madagascar. I.1.2 Cadre géographique [18] [10] I.1.2.1 Localisation géographique et cadre administratif La zone d’étude se trouve dans la Région Betsiboka dans la partie Nord-Ouest de Madagascar. La région est délimitée : à l’ouest par la Région Boeny, au Sud-Ouest par la région Melaky, au Sud par la région Bongolava, à l’est par la région Analamanga, au Nord-est par la région Alaotra-mangoro et au Nord par la région Sofia. Composée de 3 Districts comportant 34 communes. Elle s’étend sur une superficie totale de 30 025 km2 (5% de la superficie totale de Madagasikara) selon la répartition suivante : · Maevatanana : 10 410 Km2 sur 18 communes dont une urbaine ; · : 13 453 Km2 sur 12 communes ; · : 6 162 Km2 sur 6 communes.

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Notre étude se concentre dans le district de Maevatanana entouré par 4 districts : au Nord-Ouest par le district d’Ambatoboina, au Sud par le district d’Ankazobe, à l’Est par le district de Tsaratanàna et à l’Ouest par le district de Kandreho.

Source : BD 500 FTM Carte 1. Délimitation administrative du District de Maevatanana

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I.1.2.2 Accès au site : La zone d’étude se trouve dans le district de Maevatanana, situé à 315 km d’Antananarivo, accessible par voiture le long de la RN 4.

Source : BD 500 FTM Carte 2. Localisation géographique du site d’étude I.1.3 Cadre physique [18] [7] I.1.3.1 Hydrographie : La côte Ouest dispose d’une réserve en eau satisfaisante. Une multitude de petits ruisseaux, au fond souvent marécageux et au cours étrangement ramifié découpe cette pénéplaine en autant de minuscules plateaux distincts, rendant le tracé de communication difficile, autrement dit, le réseau hydrographique de cette région est de type dendritique à forte

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densité. Mais dans presque tout le territoire, lors des saisons de pluie, l’érosion transforme les fleuves et rivières en torrents de boues impropres à la consommation. Les principaux fleuves à écoulement permanent traversant le district de Maevatanàna sont : l’Ikopa et la Betsiboka. Les bassins versants s’étendent jusqu’à une superficie de 627 200 ha. Mis à part des fleuves Ikopa et Betsiboka, l’hydrographie du site de travail est caractérisée par les rivières de Nandrojia, de Randriantoana, et d’Antsahalalina. Ces rivières appartiennent aux systèmes fluviaux d’Ikopa et de Betsiboka. Nandronjia est la principale rivière traversant la zone d’étude.

Source : BD 500 FTM Carte 3. Carte hydrographique de la zone d’étude

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I.1.3.2 Pédologie : Le sol de la région est d’origine ferrugineuse tropicale, on en distingue 3 types :  Les sols de tanety latéritiques rouges avec une texture argileuse et une structure polyédrique. Ce type de sol domine en grande partie les districts de Kandreho, Tsaratanana, Maevatanana

 Les sols de colluvions sur le bas de la pente. Ce type de sols se trouve presque partout dans la Région Betsiboka sur le bas des collines de Tampoketsa.

 Les baiboho, avec plus de 10 000 ha, se trouvent sur les bourrelets de chaque berge des grands fleuves, plus précisément, dans les zones cultivables. Ces dernières sont caractérisées par une texture limoneuse avec une structure lamellaire. Ce sont les sols les plus riches de la région. I.1.3.3 Climatologie : Le climat de la région est de type tropical sec avec une alternance entre une saison sèche d’avril à novembre (7 mois) et une saison humide de novembre à avril (5 mois). I.1.3.3.1 Température : La température moyenne annuelle est relativement élevée par rapport à celle des autres régions, allant de 28°C avec une amplitude 12°C. En hiver, la température minimale est comprise entre 19 et 25 °C et au maximum ne dépasse pas 33°C alors qu’en été, la température maximale peut atteindre 42°C. Maevatanana est ainsi classé parmi la région la plus chaude de Madagascar I.1.3.3.2 Pluviométrie : La précipitation moyenne se situe entre 1 000 mm et 1 800 mm répartie pendant la saison humide de novembre à avril. La pluviométrie annuelle de la commune de Maevatanana est estimée à 1 800 mm se concentrant pendant les mois de novembre à mars.

I.1.3.4 Végétations : La région est couverte par 4 types de formation végétation, à savoir :  la forêt dense humide de moyenne altitude ;  la forêt dense sèche ;  la forêt ripicole ;  la forêt dense sèche dégradée. I.1.4 Milieu humain et social [10] I.1.4.1 Population : Les 51,5% de la population de la région vivent dans le district de Maevatanana, soit 0,7% de la population totale du pays.

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I.1.4.1.1 Démographie Le District comptait 153 053 habitants, la commune la plus peuplée est la CU Maevatanana I. D’après la dernière enquête démographique (PCD 2010) menée dans la Commune Rurale de Maevatanana II, nous avons pu obtenir des données statistiques pour la caractérisation quantitative de la population locale. En 2010, Maevatanana II est peuplée de 15 873 habitants avec une densité de 7 à 8 hab/km² et un taux de croissance de 2,9% par an. La répartition démographique de la commune est représentée dans le tableau suivant : Tableau 1. Répartition démographique de la Commune Rurale de Maevatanana II Classe 0 à 5 ans 6 à 15 ans 16 à 60 ans 60 ans et Total d’âge plus Féminin 2 759 2 458 2 746 935 8 868 Masculin 2 271 2 091 1 949 694 7 005

Total 5 030 4 549 4 665 1 629 15 873

(Source : PCD 2003) De ce tableau, nous pouvons déduire que les femmes représentent 55.87% de la totalité et la population active (16 à 60 ans) pour la Commune représente 29.39%. La répartition par âge de la population indique une population jeune et constitue une énorme potentialité humaine I.1.4.1.2 Composition ethnique La population est cosmopolite et est composée en majorité par des Merina (45 %) ; des Sakalava (21 %) ; des Betsileo (16 %) et des Antaisaka (12 %). Du fait que la région constitue un carrefour pour accéder au Nord et à l’extrême Ouest de l’Ile notamment, on peut y retrouver toutes sortes d’ethnies dont celles des régions proches : les Tsimihety et les Antandroy.

I.1.4.2 Activités économiques [14] Sur le plan économique, Maevatanana étant une ville de commerce, la plupart de ses habitants virent dans ce secteur, fortement dominé par les Indo-pakistanais aux conditions de vie meilleures ; les malgaches occupent le commerce de détail, le commerce ambulant, caractéristique des pays sous-développés. La majorité de la population s’occupe des activités du secteur primaire. Le mode de vie de la population reflète un caractère rural qui n’utilise aucune source de revenus que les produits de la terre. L’agriculture, l’élevage et l’orpaillage constituent les principales activités génératrices des revenus de la Commune.

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En ce qui concerne le tourisme, la région dispose de sites et parcs qui pourraient attirer la curiosité des touristes. I.1.4.2.1 Agriculture : La région se distingue par la grande diversité de ses ressources agro-pédologiques qui lui permet d’avoir une gamme diversifiée de cultures sur les immenses plaines alluviales et le long des couloirs de baiboho. Les agriculteurs locaux pratiquent essentiellement les cultures vivrières telles que le riz, le maïs, les patates, les arachides, … etc. Mais, ils font aussi les cultures accessoires comme le manioc, le maïs, la canne à sucre et les bananiers. Les manguiers poussent presque partout, dans les vallées et les zones habitables constituant une ressource notable I.1.4.2.2 Elevage : L’élevage de bovins constitue l'une des principales ressources de richesse traditionnelle de la population, utile pour les travaux agricoles. Néanmoins, ils font aussi l’élevage porcin, l’élevage caprin, l’élevage ovin et l’élevage des volailles. I.1.4.2.3 Pêche : La pêche est une activité la plus pratiquée dans la région, la grande partie de la production est autoconsommée ou vendue sur le marché local. Elle est pratiquée dans les cours d’eau et dans de nombreux lacs du réseau hydrographique dense de la Région. I.1.4.3 Education et santé : I.1.4.3.1 Education : Dix-neuf (19) Fokontany parmi les vingt-quatre (24) dans la Commune Rurale de Maevatanana possèdent une (01) EPP. Jusqu’à présent, la commune est dépourvue de Collège privé et de CEG. La commune Beanana ne possède qu’un EPP et un CEG. Ainsi, les élèves qui veulent continuer leurs études secondaires doivent rejoindre le Chef-lieu de District. Notons que ces établissements scolaires rencontrent des problèmes tels l’insuffisance des enseignants, le manque de matériels didactiques. Ces problèmes aboutissent à un taux de scolarisation relativement faible. Le taux d’alphabétisation des adultes n’est pas assez élevé dans la totalité, il varie de 30% à 35% de la population. C’est en effet l’un des problèmes qui empêchent la sensibilisation au niveau de la population. Certains parents préfèrent emmener leurs enfants avec eux pour les travaux d’exploitation minière comme l’orpaillage

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I.1.4.3.2 Santé : Voici les infrastructures pour la sante publique dans le district :  CHD 2 public: 1  CSB 1 public: 6  CSB 2 public : 16 Dans la zone d’emprise du projet, la grippe, le paludisme et la diarrhée constituent les principales maladies courantes (typiques des zones tropicales) touchant toutes les catégories de la population. Or, la Commune Rurale de Maevatanana II ne dispose qu’un CSB 2 sise à Beanana tenu par un seul médecin responsable. L’enquête effectuée auprès du responsable du CSB 2 affirme que la majorité des orpailleurs sont des poitrinaires dont la plupart est menacé par la tuberculose. Cependant, la médecine traditionnelle prend aussi une large place dans les soins des malades. I.2 Géologie de la zone d’étude [11] [12] [15]

I.2.1 Présentation de la société permissionnaire : I.2.1.1 Historique : La COMINA (Compagnie Minière d’Andriamena) fut créée en 1966. A l’époque, l’Etat Malagasy ne détenait que 20% du capital. Les Premiers actionnaires étaient les Sociétés UGINE, PECHINEY, COFIMEN, MOKTA, la Société Française de Fonderies et Aciers Electriques (SFAC). L’année 1968 marqua le début de l’exploitation. En 1975, la COMINA fut nationalisé dont l’Etat Malagasy est l’actionnaire principale et prend le nom de kraomita Malagasy (KRAOMA) jusqu’à ce jour. Son siège social est sis à Antananarivo, tandis que son principal site d’exploitation se trouve à Brieville (Andriamena) dans le district de Tsaratanana, Région Betsiboka situé au Nord-Ouest du pays. La Société KRAOMA est la seule et la première société exploitante et exportatrice de chrome à grande échelle à Madagascar. Actuellement, KRAOMA fait des diversifications de son activité aux autres substances dans certaines Régions de Madagascar. D’où le projet de recherche d’or à Maevatanana en partenariat avec la société ARA MINERALS. Le 12 Septembre 2008, après avoir été inaugurée à Maevatanana, la Société « SOMINOR » ou « Société MINière de l’OR » a été créée, ce dernier est la fusion des deux grandes Sociétés KRAOMA et ARA MINERALS, avec l’idée de collaboration, pour l'exploitation industrielle de l'or du gisement de Maevatanana.

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I.2.1.2 Présentation du périmètre minier de Kraoma : L’objectif principal du projet est de localiser les gîtes aurifères à échelle industrielle de Maevatanana. Mais en tant qu’activité minière, le projet reste un outil fort pour le développement de la région. Également, il est toujours le moteur de développement en termes d'apports socioéconomiques (améliorer les revenus et approvisionner les besoins vitaux) régionales. Il a aussi favorisé l'intégration des nouvelles technologies dans la région où il est présent. Le Ministère des Mines a lancé un avis d’appel à manifestation d’intérêt national et international concernant l’exploration des gisements d’or, sur les permis miniers dans les Régions Diana et Betsiboka. Trois zones ont été mises en oeuvre. Ce sont :  zone I Betsiaka Région Diana : Superficie 106,25 km² soit 17 carrés miniers (carrés de 2.5km de coté)  zone II Maevatanana Région Betsiboka : Superficie 262,25 km² soit 42 carrés miniers (carrés de 2.5 km de coté)  zone III Maevatanana Région Betsiboka : Superficie de 181.25 km2 soit 29 carrés miniers (carrés de 2.5 km de coté) Parmi ces trois zones, deux d’entre-elles ont été octroyées au consortium KRAOMA-Ara minerals. Ce sont : la zone I Betsiaka (Région Diana) : permis d’exploitation ; et la zone III Maevatanana (Région de Betsiboka) : permis de recherche. C’est dans le périmètre de la zone III Maevatanana que notre étude va se concentré. Le périmètre minier est délimité comme suit :  Au Nord : par le village d’Androfiakely ;  A l'Est : par le village de Tainangidina, près du grand fleuve de Betsiboka ;  A l'Ouest : par le grand fleuve d’Ikopa ;  Au Sud : par le village d’Andranobevava. Ce périmètre minier a une forme rectangulaire de longueur qui s’étend de l’Ouest à l’Est, et au total une superficie de 181.25 km2 qui vaut 29 carrés de 2.5 km de côté.

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Source : Kraoma Carte 4. Carte de localisation du périmètre minier de la société KRAOMA Le périmètre minier est couvert par les feuilles géologiques N42 et N43, la partie Ouest du secteur peut être accédée par la RN4 reliant Antananarivo et Mahajanga à partir du village d’Andranobevava jusqu’au village d’Androfiakely, distant de 15 Km. Le site pilote se trouve à Beanana, distant de 303Km de la ville d'Antananarivo. L’accès aux différents sites de recherche se fait à partir de pistes et routes existantes, aucun traçage de routes temporaires n’est effectué. I.2.2 Géologie régionale : Madagascar fait partie de la ceinture de la Mozambique, résultant de la collision continentale entre Gondwana oriental et occidental. Les structures liées à cet événement sont conformées à un rapetissement horizontal Est-Ouest (Martelat et al. 2000). Les roches précambriennes couvrent environ le deux-tiers de Madagascar. La série de Maevatanana fait partie de ces roches précambriennes. La série de Maevatanana appartient aux formations synclinoriales d’Andriamena – Manampotsy – Ambatolampy, d’âge archéen (2800 MA). Elle se trouve isolée au Nord de l’île, limitée dans la partie Nord-Ouest par les formations gréso-conglomératiques de l’Isalo (terrains

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sédimentaires) qui la couvrent en discordance, et dans la partie Sud-Est par la série d’ (Schistes cristallins). Cette série a été plissée et métamorphisée par l’orogenèse majeure shamwaïenne de 2600 MA. Cela a abouti à un complexe dont la mise en place a été accompagnée par une phase tectonique subsidente responsable de son enfouissement. En même temps, des complexes magmatiques intrusifs de roches basiques et ultrabasiques s’installent au sein de la série. Géologiquement, la zone de Maevatanana appartient à la ceinture de Maevatanana de la Nappe de Tsaratanana qui est charriée sur le Domaine d’Antananarivo (Collins et al, 2000). La Nappe de Tsaratanana est formée par des roches vertes d’ultramafites en chapelets de lentilles encaissés dans les gneiss encaissants de la Série de Maevatanana. Une faille régionale de direction NE – SW traverse le domaine minier qui est la zone des investigations. Les trajectoires de la foliation des roches de part et d’autre de la faille régionale indiquent un accident de décrochement dextre : aux abords immédiats NW de la faille régionale, l’allure des déformations des roches est conforme à celle de la faille et quand on s’en éloigne vers le Nord, la déformation change rapidement pour être sub-méridienne. Une autre faille de direction NW – SE a également été identifiée. Elle recoupe toutes les formations géologiques I.2.2.1 Lithologie de la zone : I.2.2.1.1 Les zones de métamorphisme La formation de Maevatanana est subdivisée en trois séries de métamorphisme (G. Guyonnaud 1951). En se référant au concept de Windley et A.Collins (2003), Maevatanana se trouve dans la nappe de Tsaratanana (ceinture de Maevatanana). Ce dernier est subdivisé en trois niveaux : - le niveau supérieur, - le niveau moyen, - le niveau inférieur. Encadrées à l’Est par la zone supérieur d’Andriba, à l’Ouest sous le terrain sédimentaire transgressif de l’Isalo, elle est caractérisée par une intensité de métamorphisme faible.  Le niveau supérieur Ce niveau est constitué par des gneiss micacés à deux micas ou à amphibole, ou muscovite et des micaschistes dans lesquels s’intercalent de nombreux bancs d’amphibolite à trémolite, actinote, talcschiste, soapstone, quartzite à magnétite, leptynite, chloritoschiste. Il affleure sur

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une largeur de 12 km au centre Ouest de la feuille de Maevatanana. Cette série à faible métamorphisme.  Le niveau moyen La série de Maevatanana moyenne est affleurée au centre sur une puissance maximun de 5 km et disparait progressivement vers le nord du périmètre. Elle est caractérisée par un ensemble paragneissique, des gneiss à amphibole et biotite, aussi des gneiss à deux micas dans lesquelles sont interstratifés des bancs d’amphibolites à hornblende, de rare amphibolite à trémolite actinote, des quartzites à magnétites. Cette unité plonge sous le niveau supérieur et leurs contacts sont souvent marqués par des failles matérialisées par des mylonites.  Le niveau inférieur Le niveau inférieur est constitué essentiellement par des migmatites en brèches à biotite où les faciès oeillés et amygdalaires sont assez répandus. Il occupe la partie médiane de la feuille Maevatanana et présente des enclaves de la zone moyenne et de fréquents niveaux renfermant des nodules riches en sillimanite et en or. I.2.2.1.2 Les roches éruptives Elles sont d’âge et de nature variés. Les roches éruptives récentes recoupent nettement les schistes cristallins. Elles sont représentées par les diorites et les granites de nature variée formant de gros massifs de 10 km de diamètre environ se dressant au milieu des gneiss et micaschistes du Nord de la région. Les trois subdivisions sont contrôlées par quatre types de roches éruptives :  La diorite Quartzique de Beanana  La Granite d’  L’orthoamphibolite  Filons de Quartz laiteux I.2.2.2 Stratigraphie : Concernant la stratigraphie, on peut avoir les formations géologiques suivantes :  schistes cristallins ;  roches éruptives anciennes ;  formations sédimentaires ;  roches volcaniques récentes ;  formations récentes

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I.2.2.3 Tectonique L’image satellite nous a permis de mettre quatre phénomènes tectonique différents, dont :  Tectonique souple - Structure monoclinale de direction générale Nord–Sud à N170°E plongeant vers l’Ouest au Sud de Maevatanana. - La direction de la foliation montre une virgation (N125°E) au contact de l’intrusion granodioritique de Beanana, et au fur et à mesure qu’on va vers le Nord, la virgation continue et se stabilise à NW-SE.  Tectonique cassante. - présence de fractures de direction majeure NW-SE et NE-SW, à l’échelle centimétrique à kilométrique. Ceci est à l’origine de la mise en place des unités filoniennes ; - veines de quartz minéralisées ou non en intercalation dans les unités métamorphiques. La tectonique cassante est caractérisée par deux faisceaux :  la direction N0 à N30° qui est parallèle à la schistosité générale des formations qui sont remplies par des petits filons de quartz aurifères (cas de la zone Bemavo Analakovalahy). Dans la grande faille d’Antsahalalina, elles sont matérialisées par des mylonites. Ces failles sont localisées dans la série de Maevatanana moyenne et supérieure.  la direction N50° qui recoupe les formations remplies de filons de quartz non minéralisés est très importante dans la série inférieure (cas de la zone Ambatomainty). I.2.2.4 Intrusions Deux intrusions importantes sont observées sur le périmètre, qui sont : - le granodiorite de Beanana qui occupe la partie Ouest. Il est constitué de roches très dures, massives et altérées en boule. Des intrusions de quartz aurifères qui remplissent les fracturations et sont parfois aurifères ; - le granite d’Antanimbary au Sud, qui montre une orientation plus ou moins N-S et des fracturations matérialisées par des quartzs laiteux et fumées ou parfois des pegmatites. Tous sont non aurifères.

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Source : Kraoma Carte 5. Carte géologique régionale

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Chapitre II GENERALITE SUR L’OR L’or est un métal noble et rare, son nom vient du Latin aus, aurum qui a donné l'adjectif aurifère. C’est le deuxième métal connu après le Cuivre et est employé par l'homme depuis le Vème millénaire av. J.-C. L’or natif se cristallise dans le système cubique sous deux formes, soit en cristaux isolés rares se présentant sous la forme cubique, cube-octaédrique ou octaédrique; soit en forme de grains ou dendrite, lamelles, paillettes millimétrique, de pépite millimétrique, de filaments de stalactites. L’unité de masse de l’or est l’« once » et vaut 31,1035 [g] tandis que celui de finesse concernant le titrage de l’or s’exprime en carat qui est le poids d’or pur dans un mélange de 24 gramme : 24 carats pour 100 % d’or ; 18 carats pour 75 % d’or et 25 % d’autres métaux. Donc, les carats correspondent au pourcentage massique d'or compris dans le métal. Tableau 2. Pourcentage en or et valeur en carats carats 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 % or 100 91,7 83,3 75,0 66,7 58,4 50,0 41,9 33,4 25,0 16,7 8,37 0 (Source : Donnée SIGM, 2014) Voici quelques définitions selon la dimension de l’or à l’état naturel: Pépite: (de l'espagnol pépita signifiant pépin) fragment en trois dimensions dépassant 2 mm Grain: fragment en trois dimensions au-dessous de 2 mm Les petits grains présentent une taille au-dessous de 1 mm Paillettes: fragments ayant une surface mais sans épaisseur apparente, laminés par le roulage. Les fines paillettes sont particules aplaties, au-dessous de 1 mm Points: particules ayant l'aspect d'un point à l'œil nu ; à la binoculaire il s'agit de micro-grains ou de micro-paillettes de 100 à 200 microns (0,1 à 0,2 mm). Poussière d'or, poudre d'or, farine d'or : termes employées par les orpailleurs pour désigner un lot de particules de très faible taille. II.1 Métallogénie de l’or [8] Les gisements filoniens de quartz aurifère sont répandus dans la plupart des formations de roches vertes et de granitoïdes archéens et comprennent presque vingt pour cent de la production cumulative d’or du monde (Roberts, 1987). Plus de la moitié des filons d’or dans le monde s’est formé dans la croûte archéenne (cas de Maevatanana) ou vient de la croûte archéenne qui est principalement composée de roches vertes et de terrains de métamorphisme

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élevé. Les premières sont tellement riches que souvent, nous les associons directement au gisement d’or. II.1.1 Mécanisme de l’apparition de l’or Le magma est un bain silicaté, épais et visqueux à haute température (au moins 600 °C), donne des roches par cristallisation fractionnée. Il résulte de la fusion d’une des composantes de la terre. On distingue le magma primaire qui est la fusion du manteau du magma crustal qui est la fusion de la croûte. Au cours de son évolution, le magma se différencie. On peut distinguer les étapes suivantes :  cristallisation des minéraux constitutifs des roches,  séparation du liquide magmatique résiduel (formation des pegmatites),  liquéfaction des vapeurs d’eau et des composants volatiles et formation des solutions aqueuses chaudes (formation des gisements hydrothermaux et pneumatolytiques) Avant, beaucoup d’attention a été axée vers la minéralisation aurifère liée aux roches vertes archéennes dont les teneurs élevées en or et les conditions de métamorphisme de basse température favorisent la formation des gisements d’or (Condie, 1981 ; Anhaeusser, 1976). A une condition de température plus élevée, l’or pourrait être dissout et disséminé dans les roches. Le métamorphisme de faciès granulite était une cause destructive pour la formation des gisements d’or. Ainsi, le gisement d’or dans les roches vertes était supposé être du type « mésothermal ». Il y a quelques années, un nombre de gisement aurifère a été découvert et exploré dans les terrains à intensité élevée de métamorphisme qui pousse à réviser le concept sur la minéralisation aurifère. Groves et al. (1990, 1991, 1992) ont déjà noté un vaste domaine de conditions de pression et de température pour la formation des gisements d’or et ont insisté que le gisement d’or pourrait être formé continuellement sous des conditions allant du faciès schiste vert au faciès granulite. L’interaction des fluides provenant des épontes est le principal facteur contrôlant la déposition de l’or. Gan. et al. (1992a, b) remarquèrent que la température n’est pas le facteur le plus important contrôlant la déposition de l’or à partir du fluide thermal. Le métamorphisme de faciès granulite n’est pas un agent destructif pour la formation des gisements d’or. Durant un certain temps, les températures de formation des gisements d’or étaient principalement déterminées par des recherches au moyen des inclusions fluides.

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II.1.2 Dépôt et enrichissement de l’or L’or accompagne les fluides hydrothermaux et se décante pour former des gisements dans un site favorable. C’est un processus géologique contrôlé par une série de facteurs physico – chimiques comprenant la température, la pression, la composition chimique, la densité, le PH, le fluide, la lithologie et la structure des roches hôtes. Tout changement de l’un de ces facteurs peut détruire l’équilibre du système thermodynamique et entraîne la décantation de l’or. Généralement, l’or est facile à rédissoudre et migre à des températures élevées, tandis qu’à basse température, il se dépose et enrichit facilement le fluide. Quand la température est supérieure à 400 °C, l’or est très mobile. Quand la température est inférieure à 400 °C, l’or commence à se déposer. Ainsi, les filons de quartz porteurs d’or dans la plupart des gisements, se sont formés dans un intervalle de température entre 200 °C et 480 °C. Mais le changement de la température seule ne peut pas entraîner la déposition d’un grand volume d’or à partir des fluides. Un grand nombre d’expériences et de recherches géologiques (Barnicoat, et al ; 1991 ; Groves et al; 1990, 1991, 1991 ; Chi and Lu, 1991 ; Bowers, 1991) ont démontré que, sous les conditionsde températures élevées de la croûte inférieure, l’interaction entre les roches encaissantes et les fluides hydrothermaux est le facteur majeur causant la déposition de l’or. Selon l’expérience de Bowers (1991), l’immiscibilité des fluides peut promouvoir la déposition de l’or et des autres métaux dans de variables conditions. Groves et al ; (1991) et Barnicoart (1991) ont constaté que les gisements d’or pourraient être formés à une profondeur supérieur à 25 Km et à 700 °C. Par conséquent, le concept disant que le gisement d’or ne peut pas se former à des températures élevées serait à revoir. II.2 Gitologie de l’or [8] [12] II.2.1 Gîtes primaires : Les phénomènes géologiques sont les premières conditions d’importantes concentrations de minerais aurifères. Ce type de gisement dit « primaire » se présente sous la forme de roches à l’intérieur desquelles se trouve emprisonné l’or. Deux zones distinctes sont à repérer dans le gîte primaire : - les « roches dures », roche mère du filon, où l’or se retrouve emprisonné sous forme complexe et difficile à exploiter (traitement réalisé par bio-oxydation bactérienne), - le « chapeau », en surface des roches dures, couches de roches altérées où réside de l’or libre à l’exploitation plus aisée, mais son exploitation reste jusqu’à aujourd’hui exceptionnelle (traitement souvent réalisé par cyanuration).

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La classification géologique des gîtes d’or primaire dépend de la température, de la profondeur de la formation et de sa composition en argent ou autre. On peut avoir 4 types de gisement primaire :  gîtes d’or épithermaux (Bruce E. Taylor, 1996) Les gisements de ce type se trouvent principalement dans les roches Mésozoïques et Tertiaire des cordillères où leur formation a eu lieu dans un régime tectonique d’extension. Ainsi, les milieux tectoniques peuvent présenter des gisements d’or épithermaux associés à des roches volcaniques. Ces milieux sont nombreux et comprennent entre autres les volcans d’arc insulaire, les arcs continentaux et les centres volcaniques.  filons de quartz-carbonates aurifères (François Robert, 1996) Ces types de gîtes sont souvent appelés « gîtes d’or mésothermaux à filons de quartz carbonates». Les filons de quartz-carbonates aurifères se trouvent dans des terranes métamorphiques de tout âge. Ces gîtes sont formés de réseaux filoniens allant de simples à complexes et qui s’étendent sur de grandes distances verticales au sein de roches volcaniques, plutoniques et sédimentaires clastiques déformés et métamorphisés, dans des cadres tectoniques de compression. Les gîtes sont concentrés en district dans des zones de failles de grandes étendues. Les filons occupent des zones de cisaillement, des failles, des zones de stockwerk et des fractures d’extension, Ils peuvent être associés à des plis ; ils sont généralement discordants, au moins en partie, par rapport aux unités géologiques. Les filons se composent essentiellement de quartz, accompagné de moindres quantités de carbonates et de pyrite. Les autres minéraux communément associés sont la tourmaline, la scheelite, la fuschite et l’arsénopyrite. L’altération hydrothermale des roches encaissantes se manifeste principalement par une carbonatation, qui s’accompagne d’un métasomatisme alcalin et d’une sulfuration des roches au contact immédiat des filons.  gîtes d’or stratoïdes dans des formations de fer (J.A. Kerswill, 1996) Ces gîtes sont encaissés dans des formations de fer plissées de manière complexe, renfermant des filons de quartz. La minéralisation aurifère est le plus souvent associée à des sulfures disséminés à massifs, à proximité des filons. En raison de la nature exhalative inhérente des formations de fer, il est possible que l’enrichissement en or de certains gisements de cette catégorie soit attribuable à des processus antérieurs à la formation des filons.  gîtes d’or disséminés de remplacement (d’après K.H. Poulsen, 1996)

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Ces gîtes consistent en des amas de sulfures disséminés à massifs età minéralisation aurifère. Ils sont généralement composés de pyrite ou de pyrrhotite, dans lesquels la répartition du minerai n’est pas liée à la présence de filons de quartz et, à quelques exceptions près, dans lesquels les teneurs en métaux communs sont faibles alors que la teneur en or dépasse la teneur en argent. Les gîtes d’or disséminé de remplacement sont encaissés dans des roches d’origines volcaniques et d’origines sédimentaires. Parmi les roches hôtes possibles, mentionnons les roches méta volcaniques tufacées des ceintures de roches vertes du Précambrien et des terranes d’arc du Phanérozoïque., quelques exceptions sur les roches granitoïdes sous la forme de dykes et de stocks. II.2.2 Gîtes secondaires : La formation de ce type de gisement se fait par le processus de sédimentation pour former des placers où il y a concentration de minéralisation. Les formations primaires ont subi des érosions et sont détachés des sources primaires de la minéralisation par des agents comme le vent, l’eau, la gravité, la glace...Ainsi, les éléments lourds et précieux comme l’or, le platine, le diamant, les gemmes… sont piégés pour former des placers (accumulations de minéraux). 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. 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

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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. II.3 Propriétés de l’or [8] [9] [11]

II.3.1 Propriétés physiques Les propriétés physiques de ce métal noble et inodore sont :  Couleur : jaune caractéristique (brillante), ou jaune pâle si riche en Or rougeâtre (pur), verte transparente (en feuille de fine).  Densité : 19,32 ; 17.24 à l’état fondu  Dureté : 2,5 à 3  Température de fusion : 1 064°C  Point d’ébullition : 2 960°C

 Masse atomique : 197,2  Masse volumique à 20°C : 19,3 g/cm3 II.3.2 Propriétés chimiques L'Or est un métal inaltérable, ce qui le rend quasiment noble. Il est sidérophile et présente une forte affinité au Fer natif dans les domaines d’immiscibilité des phases fondues du Fer natif ou sulfuré. L’atome de l’Or, dont le symbole est Au (du Latin Aurum), comporte 79 électrons et sa charge est de 179. Ces isotopes instables sont de courte durée ; tels que : 196Au, 198Au, 199Au. Ils sont obtenus par transmutation naturelle ou artificielle par suite de bombardements nucléaires de Mercure par des neutrons. A chaud, il se combine au Phosphore, à l’Arsenic, à l’antimoine, mais pas au Soufre. Il est chimiquement inerte (aucun acide isolé n'agit sur lui) et n’est soluble que dans l’eau régale (mélange d’acide nitrique et d’acide chlorhydrique, 4HCl+HNO3) en laissant un résidu de Chlorure d’Argent si l’Or était amené par l’électrum. Dans les roches ignées, la teneur moyenne de l’or est de 0 ,05 g/t. L’or est généralement allié à d’autres métaux tels que l’argent, le cuivre, le cobalt, le chrome, l’étain, le mercure, le molybdène, l’uranium et plus rarement au bismuth, au platine, au palladium et au rhudium.

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II.3.3 Propriétés mécaniques L’Or est inaltérable et très malléable. Par battage à froid, l’épaisseur d’une feuille d’Or peut aller jusqu’à 1/12 500mm. Il est aussi très ductile : 1g d’Or peut fournir un fil de 2km de longueur, de 1/10 000mm de diamètre. Toutefois, sa malléabilité et sa ductilité peuvent diminuer par la présence d’impuretés telles que le Plomb ou l’Arsenic. Par contre, ni l’Argent, ni le Cuivre n’influent sur ces propriétés. II.3.4 Spécificités Techniques de l'Or Résistance à la corrosion : L'Or est le moins réactif de tous les métaux. L'Or ne réagit jamais avec l'Oxygène (l'un des éléments les plus actifs), ce qui signifie qu'il ne s'oxyde ni ne se ternit pas. Conductibilité électrique : L'Or est parmi les plus conductibles de tous les métaux. L'électricité consistant essentiellement en un flux de particules dans un courant, les métaux électriquement conducteurs permettent à ce courant de circuler sans contraintes. L'Or est capable de transporter les courants électriques les plus faibles, à des températures allant de -55°C à +200°C. Cette caractéristique fait de l'Or un composant vital des connecteurs électriques des ordinateurs et des équipements de télécommunication. Ductibilité et malléabilité : L'Or est le plus ductile de tous les métaux, ce qui permet entre autres de l'étirer en fils minuscules sans risques de le rompre. La malléabilité de l'Or est également sans pareille : l'Or peut être aplati en feuilles, extraordinairement minces. Une once d'Or (31,103477 grammes) permet par exemple de produire une feuille d'Or de près de 10 mètres carrés. Réflectivité : L'Or est le métal le plus réflectif et le moins absorbant de l'énergie infrarouge. L'Or pur réfléchit 99% des rayons infrarouges qui l'atteignent. Cette propriété rend l'Or idéal pour la réflexion de la chaleur et des radiations, à ne citer que les visières des casques d'astronautes et de pompiers. Conductibilité thermique : L'Or est également un excellent conducteur de l'énergie thermique (chaleur). Dans de nombreux processus électroniques produisant de la chaleur, l'Or est indispensable pour dissiper

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la chaleur des instruments sensibles. Les alliages d'Or sont les matériaux les plus résistants disponibles pour la protection à hautes températures. II.4 Les minéraux d’or : L’Or se présente le plus souvent à l’état natif ; il est souvent allié à d’autres minéraux. L'Or et ses minéraux se trouvent, en grains ou sous forme d’inclusions microscopiques, dans des gangues de filon de quartz ou avec des sulfures métalliques. Tableau 3. Les principaux minéraux d’or et leurs caractéristiques

Noms Formule chimique Quantité Couleurs Densité Dureté d’Au (%) Or natif Au 100 Jaune d’Or 19,3 2,5 - 3 Electrum AuAg 55 à 80 Jaune pâle 13 - 16 2,5 - 3 Maldonite Au2Bi 65 Blanc 15,5 1,5 - 2 argent Calavérite (Au,Ag)Te2 39.5 Jaune 9 – 9,5 2,5 - 3 bronze Krennerite (Au,Ag)Te2 39.5 Blanc 8,35 2,5 jaunâtre Sylvanite (Au,Ag)Te4 24.5 Gris acier 7,9 – 8,3 1,5 – 2,5 Petzite (Au,Ag)Te 18 à 25 Gris-noir 9,1 2,5 Nagyagite Au2Pb14Sb3Te7S17 6 à 13 Gris plomb - - Fischesserite Ag3AuSe2 18 à 25 Gris-noir 8 2,5 - 3 (Source : les gisements d’Or dans le monde, J.J. BACHE) II.5 Zones aurifères à Madagascar [8] [9] La découverte de l’or à Madagascar aurait été faite par JEAN LABORDE en 1845 mais c’est seulement à partir de 1883 que commencent les exploitations. Et depuis cette date jusqu’à nos jours, l’orpaillage artisanal a fourni la grande partie de la production. II.5.1 Principaux zones aurifères Généralement, les minéralisations aurifères à Madagascar se trouvent dans des contextes métamorphiques de minéralisation diffuse des veines quartzeuses. Des filons aurifères dans le nord de l’île à Andavakoera constituent la seule exception. L’or s’y est déposé par imprégnation des roches sédimentaires encaissantes par une circulation de fluide épithermal dans les fractures et les brèches permotriasiques. Des filons quartzo-barytiques se sont formés en remplissage des failles et des anfractuosités de l’encaissante sédimentaire sur une centaine de kilomètres.

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II.5.1.1 Les gisements primaires appartenant au domaine Archéen Ils sont les plus nombreux. Ils se présentent souvent sous forme de veines inter stratifiées :  associées à des séries de roches amphiboliques basiques : Maevatanana, Andriamena ;Vohibory  associées à des quartzites à magnétite : Maevatanana, falaise orientale du sud d’Antananarivo, et Sud-est, plus accessoirement Andriamena et Beforona-Alaotra ;  associées aux séries silico-alumineuses du type d’Ambatolampy (quartzites, gneiss, migmatites, micaschistes alumineux et souvent graphiteux). II.5.1.2 Les gisements appartenant au domaine Protérozoïque Ils sont caractérisés par les faciès à micaschistes ou à quartzites de la série “ schisto quartzocalcaire”. Ils apparaissent le plus souvent sous forme de dissémination de sulfures aurifères. Les deux gisements-types les mieux connus sont :  la région de Betsiriry (Est Miandrivazo), les indices aurifères se regroupent dans la zone de passage entre les gneiss migmatitiques et la série épi métamorphique “ schisto- quartzocalcaire” (front des migmatites) ;  la région d’Itea, les indices s’alignent dans les formations plus ou moins silicifiées (tactites) bordant le massif granitique intrusif d’Itea. II.5.1.3 Les gisements primaires liés à la tectonique Permo- triasique Ce sont des filons “ vrais ”, constitués par des remplissages quartzo- barytiques de fractures, avec or natif et sulfures associés. Ce type ne se rencontre que sur la bordure socle sédimentaire de l’extrémité Nord de Madagascar, sur une centaine de kilomètres entre la vallée du Sambirano et la côte Est.

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II.5.2 Indices aurifères à Madagascar

Source : Données SIGM, 2005 Carte 6. Carte des principaux gîtes aurifères de Madagascar

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II.6 L’or de Maevatanana [12] [16]

II.6.1 Historique de la zone aurifère de Maevatanana : Le gisement d’or de Maevatanana a été découvert vers la fin du 19ème siècle, une douzaine de petites mines étaient opérationnelles en 1891. Au début, l'exploitation a été effectuée par l'extraction au fond à ciel ouvert. Cependant, dans les années 1900, l’exploitation alluvionnaire fournissait la plus grande partie de la production d'or. La production d'or a connu une diminution rapide, en particulier après la première guerre mondiale. Les évaluations récentes indiquent une teneur moyenne d'or alluvial d'environ 0,1 g/tonne (Nawaratne et Dissanayake., 2001).

II.6.2 Travaux antérieurs : En 1922, A.LACROIX dans les deux tomes de minéralogie de Madagascar, définit que dans la région de Maevatanana l’or résulterait du métamorphisme ayant donné leur forme actuelle aux roches minéralisées, et son origine primaire doit être cherchée dans le magma granitique dont les veines quartzeuses aurifères en seraient le piège. L’or de la région de Maevatanana paraît être associé à la mise en place des formations archéennes. Puis, en 1951, G.GUYONNAUD dans « Travaux du Bureau Géologique numéro 24 » « Etude Géologique de la feuille de Maevatanana », a étudié divers types de roches rencontrées dans le secteur, notamment : les schistes cristallins, les migmatites et les roches éruptives, ensuite des études détaillées sur quelques caractéristiques ont été faites. En 1966, RANTOANINA dans « Travaux du Bureau Géologique N°24 » a synthétisé dans une carte au 1/100.000 ses études géologiques et prospections et a confirmé les trois zones de la série, la zone supérieure, la zone moyenne et la zone inférieure. En 1986, des études pétrographiques ont été élaborées par A. RANDRIAMANANTENASOA. Ces études s’étaient consacrées surtout sur des études pétrographiques et minéralogiques des complexes basiques et ultrabasiques de la série. II.6.3 Géologie appliquée II.6.3.1 Géologie de l’or Selon la littérature, l’or est dissimulé dans le schiste cristallin, dans les gneiss à biotite, très feldspathique, formé de lits alternativement riches ou pauvres en biotite. Pour les roches intrusives, l’or peut être aussi localisé dans des filons, l’exploitation dans ces filons a connu son apogée dans la région.

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Figure 1. quartzite à magnétite Dans la région de Maevatanana, il existe aussi des quartzites à cassure vitreuse, ne contenant qu'une petite quantité de grains de magnétite, mais beaucoup d'aiguilles de cammingtonite, de couleur vert pâle, rappelant parfois leur finesse, celle de sillimanite. Elles sont enveloppées dans le quartz et souvent enchevêtrées. L’Or se trouve généralement dans les gneiss, intercalées de lentilles quartzeuses qui forment des bancs discontinus. Ils sont assez pauvres. La désagrégation de ces roches dues aux érosions, explique en partie l’abondance de l’or dans les alluvions de l’Ikopa et de Maevatanana. II.6.3.2 Types de minéralisation de la zone II.6.3.2.1 L’Or Primaire La minéralisation en Or dans la zone de Maevatanana se présente sous quatre formes principales :  filons de quartz parallèles à la schistosité  veinules de quartz inter-stratifié dans le gneiss  filons de quartzite à magnétite (Phénomène BIF) en contact ou proches des ultrabasiques  intrusions de quartz laiteux ou aurifère près du village d’Ambalaranobe (appelé zone de tombeaux) Dans l’ensemble l’or de Maevatanana est le résultat du porphyre tardi-magmatique en relation avec l’intrusion de pluton granodioritique de Beanana. La pyritisation de la roche encaissante indique que l'or a été probablement transporté par le complexe sulfure aurifère dans la formation ferrifère (BIF) de la ceinture de roche verte métamorphisée.

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Les roches encaissantes sont dominées par une superposition des migmatites, gneiss, amphibolites, quartzites à magnétite et de talcschistes, et une intrusion de batholithes granitoïdes. La pyrite est le sulfure dominant, la chalcopyrite et la galène sont accessoires. En contact de la minéralisation, le BIF est formé par l'hématite ± quartz + magnétite, associé avec de la cummingtonite, de l'albite et de la biotite. L'or se présente sous forme de grains globulaires (habituellement < 500μm) dans des cristaux de quartz proche des sulfures et sous forme d’inclusions invisibles dans la pyrite et de chalcopyrite. Hypothèse de réaction sur la métallogénie de l’or à Maevatanana : FeO + 6HS =3FeS + 4HO + 2H (Pyritisation)

En augmentant la concentration des ions H+ dans le fluide, cette réaction fait baisser le pH, baisse qui constitue un facteur responsable de la précipitation de l’or. A ce stade, l’or est présent dans la solution sous forme des complexes sulfurés Au(HS). Ces derniers sont plus stables à pH neutre : Au(HS) + H = Au + 2HS (Dépôt de l’or) Cette réaction est réalisée dans les conditions de métamorphisme moins intenses comme dans la formation Supérieure et Moyenne de Maevatanana. II.6.3.2.2 L’Or alluvionnaire Dans le secteur, on distingue trois types de gisements d’or alluvionnaire :  dépôts alluvionnaires des grands fleuves d’Ikopa et de Betsiboka : cette forme se trouve dans les deux extrémités au Sud-Ouest et au Nord-Est. Pour l’Ikopa, il se présente sous forme de plage de sable (les orpailleurs creusent la plage ou plongent au fond du fleuve pour récupérer les alluvions récentes). Ce qui confirme que la source de l’or se trouve toujours au sein des formations supérieures de Maevatanana.  dépôts alluvionnaires dans les lits vifs où les orpailleurs sont plutôt nombreux parce qu’ils sont plus faciles à exploiter (décapage faible et sol mou) et proches de l’eau pour le lavage. Les dépôts sont moins élargis et limités par la largeur de la vallée. Cette forme se trouve dans les cours d’eau de la partie Ouest du secteur, surtout les affluents de Nandronjia et d’Ikopa.  dépôt des anciennes terrasses alluviales comme à Bemavo (au pied d’Ambohimirahavavy) et Ambalarano (au pied de la colline Bongolava). Ils sont constitués par des vastes plaines alluviales formées par la succession des argiles et des

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couches à galets déposés par des paléorivières. La concentration de l’or n’est pas continue et se trouve dans les anciennes zones de concentration (barres rocheuses, marmites de géants, confluents des rivières, zones convexes de méandres, …). Dans tous les cas, la minéralisation alluvionnaire est ponctuelle dans les lieux de concentration (les barres rocheuses, marmites des géants, zone convexe des méandres …).

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METHODOLOGIE Les méthodes de travail que nous allons adopter vont être réparties en quatre étapes bien distinctes: la cartographie, la prospection géochimique ou la recherche de minéralisation en surface puis la tarière à main pour trouver la continuité de la minéralisation en sub profondeur et enfin la géophysique électrique à polarisation provoquée. Chapitre III TRAVAUX REALISES SUR TERRAIN III.1 Construction des pistes d’accès La construction des pistes pour avoir accès à notre zone d’étude est nécessaire pour minimiser le temps perdu en chemin et pour qu’il soit accessible par voiture.

Photo 1. Aménagement des pistes d’accès III.2 Localisation du site d’étude Notre site d’étude est le secteur entre Bemavo et Ambatomainty s’étend aux environs de 4.5km avec une superficie de 8km2. Il a été choisi selon les travaux antérieurs existants et la constatation de nombreuses exploitations artisanales d’orpailleurs. Des études concernant la prospection au marteau, la cartographie, la prospection géochimique, tarière à main et enfin la prospection géophysique ont été faites dans les zones concernant le secteur allant de Bemavo à Ambatomainty. III.3 Prospection au marteau [4] [11] Avant de cartographier la zone à étudier, l’étape de la prospection au marteau est nécessaire pour la recherche de type d’affleurements et pour les études préliminaires.

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III.3.1 Définition La prospection au marteau, c’est la recherche des indices de minéralisations par l’observation des affleurements et des éboulis ou « pierres volantes ». Elle se fait le long d’itinéraires qui sont choisis à partir des documents disponibles : cartes photographiques, d’affleurements, d’indices, cartes géologiques et géochimiques, fiches d’indices, etc., et après avoir interrogé les villageois. Elle requiert un petit matériel pour la recherche et, ultérieurement un matériel plus important pour l’étude des indices ou des anomalies découvertes.

III.3.2 Objectif Le but de la recherche d’indices est de conduire à des zones intéressantes qui seront étudiées plus en détail dans une phase ultérieure ou à la décision d’abandon des zones non favorables de toute recherche dans la région prospectée. Son objectif est aussi d’établir la cartographie de la zone à étudier à partir des résultats d’étude. III.3.3 Matériels utilisés Une recherche orientée vers une minéralisation précise nécessite souvent un matériel complémentaire et un choix doit être fait en fonction du travail à effectuer.  Boussole Il existe différents types de boussoles, mais la plus couramment utilisée est la boussole Chaix universelle. Elle est utilisée à la fois pour les levés topographiques et géologiques. Dans le cas d’un levé géologique, les mesures comprennent les directions et les pendages de filon, de plan de stratification, de schistosité et de fracture, ainsi que la direction et le prolongement d’axes de plis, de linéations, de colonnes minéralisées, etc.

Photo 2. Boussole Chaix

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 GPS (Global Positioning System) L’utilisation d’un G.P.S est pour la localisation de la position d’un site d’échantillonnage. Ils doivent être formés à marquer des “points de passage” et à les associer à des numéros d’échantillons. Quelques points importants à se rappeler en utilisant le GPS :  il doit être utilisé pour configurer le système de coordonnées adéquat ;  il doit être régulièrement vérifié à un endroit "standard" pour en vérifier le calibrage et le bon fonctionnement ;  les utilisateurs doivent savoir qu’il est difficile de capter les satellites lorsqu’on travaille dans des forêts denses, des vallées profondes. Se placer au-dessus du GPS peut aussi bloquer les signaux des satellites.

Photo 3. GPS garmin 72  Marteau de géologue On utilise un marteau géologue pour casser les roches ou formation.

Photo 4. Marteau de géologue

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III.3.4 Etapes de la prospection III.3.4.1 Traçage des itinéraires Le report des itinéraires peut se faire directement sur une carte topographique ou sur une carte du réseau hydrographique.

Carte 7. Localisation des itinéraires III.3.4.2 Observation de la morphologie des sols La morphologie du paysage peut donner de bonnes indications sur la présence d’affleurements et sur l’ossature géologique de la région. C’est ainsi qu’on peut repérer un filon, une fracture, un quartzite ou une amphibolite, un dôme granitique. C’est de cette manière qu’on a procédé lors de la prospection au marteau. D’autre part, il est nécessaire de porter une grande attention aux pierres d’éboulis ; quand elles sont constituées de roche minéralisée ou de débris de chapeaux de fer, elles permettent souvent de remonter à la minéralisation en place. La plus importante est l’observation des affleurements, car elle constitue l’étape principale de la prospection au marteau. Souvent, les affleurements sont des surfaces réduites et il faudra bien prendre le temps de les observer dans leur totalité en procédant de façon suivante :  casser des roches ou formations en plusieurs endroits aux environs d’une même formation avec un marteau et de préférence à la masse (roche en place)

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 déterminer succinctement la roche ; nous rappelons que sur une roche mouillée, la structure apparait beaucoup mieux. En cas de doute dans la détermination, on fait une description de la roche et prélever un échantillon afin d’avoir des informations précises sur ces caractéristiques, et prévoir une esquisse pour une éventuelle étude en lame mince. Notons que la numérotation des échantillons pétrographiques doit être soigneusement effectuée ;  mesurer la direction et le pendage de la stratification, de la schistosité et des fractures significatives, ainsi que la direction et le plongement des linéaments ;  rechercher les minéralisations à l’œil nu et éventuellement à la loupe ; se demander si la roche a subi une altération. L’attention portera sur les roches altérées, cariées, teintées de rouge, brun ou noir à cause de l’oxydation ; III.3.4.3 Recherche d’anciens travaux La présence d’anciens travaux de recherche ou d’exploitation est un indice précieux de l’existence d’un gîte qui, parfois, peut être encore exploitable en fonction de l’évolution de la technologie moderne, notamment pour le traitement des minerais à basse teneur. Les exploitations abandonnées depuis un temps relativement court (moins d’un siècle) se reconnaissent assez facilement. L’entrée des galeries, masquées presque toujours par des buissons, quelques fois leur présence par des filets d’eaux qui en sorte. Le but de ces explorations est essentiellement de définir la nature de la minéralisation. III.3.4.4 Mode opératoire La recherche des affleurements, le contact entre deux formations différentes, intrusion ou faille sur le flanc d’une colline sont les plus importants des travaux à faire. Nous y prenons des échantillons de roches dans des structures favorables à la présence des minéralisations intéressantes. Pour ce faire, on procède comme suit :  casser des roches en plusieurs endroits aux environs d’une même formation avec un marteau et de préférence à la masse (roche en place) ;  déterminer succinctement la roche : description, prélèvement d’échantillon représentatif ayant au moins une taille de 10x10x10cm et sa numérotation doit être soigneusement effectuée ;  mesurer la direction et le pendage de la stratification ou de la schistosité.

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Mesure de la direction : Il s’agit de relever des directions qui ne sont limitées ni dans un sens, ni dans l’autre à partir du point de mesure. Il n’importe donc pas que la lecture soit faite sur le pôle Nord ou le pôle Sud car on utilise des boussoles en degrés. Pour noter une direction, on mesure toujours l’angle vers la droite, soit NE. Ainsi une direction de 30° Ouest se lira N150 (ou N330).

Photo 5. Mesure de direction d’une formation Mesure du pendage : La mesure du pendage se définit comme l’angle entre la ligne de plus grande pente du plan de stratification (perpendiculaire à la direction des couches et l’horizontale).

Photo 6. Mesure de pendage d’une formation III.3.4.5 Prélèvement des échantillons On prend plusieurs échantillons pour une étude en section polie en procédant comme pour les échantillons pétrographiques et plusieurs échantillons de quelques centaines de grammes à

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quelques kilogrammes pour analyse. Tous les échantillons seront aussi représentatifs que possible de l’ensemble de la minéralisation. Les échantillons sont placés dans des sacs en plastique. Le numéro de l’échantillon, les coordonnées du G.P.S., ainsi que le nom de la localité sont inscrit directement à l’aide d’un marqueur sur les sacs et également sur une étiquette en papier glissé dans le sac. Un échantillon témoin est toujours conservé dans le cas des pertes éventuelles pendant le transport ou pour l’analyse au laboratoire si une erreur est survenue. III.3.4.6 Tenue du carnet de terrain Toutes les observations seront notées sur le carnet de terrain. Dans le cas d’un carnet à feuillets fixes, ce sont évidemment les observations faites généralement sur les affleurements qui occuperont la plus grande place sur le carnet : description générale de l’affleurement, mesures, description des roches ; notation du mode d’échantillonnage et des numéros d’échantillons. III.3.5 Cartographie [3] [17] La cartographie est un ensemble des techniques et des arts graphiques conduisant à l’établissement des cartes (étude des cartes). But : La cartographie a pour but la représentation du terrain sous une forme géométrique et graphique grâce à la conception, la préparation et la réalisation des cartes ; et de savoir lire et manipuler ces différentes cartes. Etapes à suivre : Pour l’établissement d’une carte géologique de certaines zones intéressantes, on doit faire des levers de terrains peu denses. Elle est obtenue par mise en relation de points, par extrapolation. La réalisation d’une carte détaillée nécessite une descente sur terrain. Pour cela, quelques démarches ont été réalisées pour cartographier une zone :  Recherche de type d’affleurement Elle consiste à repérer les lieux où l’on peut trouver des affleurements pour les collectes de toutes les informations récentes (pétrographie, direction et pendage, altération..) nécessaires pour la cartographie détaillée de la zone cible. On doit aussi tenir compte des changements de direction d’une formation, des phénomènes géologiques du terrain comme l’existence d’une

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faille, pli, foliation, cassure…Pour la description pétrographique, il faut casser les roches à l’aide d’un marteau de géologue et la description peut se faire à la loupe ou à l’œil nu.  Mesure Après l’étude pétrographique des formations ou des roches existantes, on fait la mesure des directions et pendages à l’aide d’une boussole (déjà décrit dans les travaux de prospection au marteau)  Mise en position Pour avoir la position géographique d’un affleurement, on utilise un GPS. L’apport d’une carte géologique globale est nécessaire pour vérifier les formations trouvées sur terrain.

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Figure 2. Organigramme de l’étape à suivre pour cartographier une zone

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III.3.6 Conclusion partielle Pour conclure, on peut dire que la prospection au marteau et la cartographie sont nécessaires pour mieux connaitre la zone à étudier et font ressortir les détails de la formation géologique, l’occupation des sols, la structure géologique et l’orientation des filons que nous allons utiliser tout au long de notre étude. D’un autre côté, nous pouvons dire que certaines roches et minéraux porteurs d’or ou non, trouvés lors des anciens travaux des différentes compagnies minières ont été presque vérifiés sur terrain, ce qui nous amène à entrer en détail concernant les travaux d’exploration.

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Chapitre IV ETAPES DE LA PROSPECTION IV.1 Prospection géochimique [4] [11] [15] [16]

IV.1.1 Définition La prospection géochimique consiste à étudier la mesure systématique du contenu en un ou plusieurs éléments en trace des roches, des sols, des sédiments de ruisseau, de la végétation, de l’eau ou des gaz. IV.1.2 But L’objectif de cette phase de travail est d’en extraire une carte d’anomalies géochimiques issues de la dispersion des éléments dont l’or, à partir des sources primaires telles que les minéralisations filoniennes, type le plus fréquent à Maevatanana. L’exploitation des données antérieures concernant cette étape permettra d’un côté, de classer par priorité les zones cibles, vu la reconnaissance et le développement des indices qu’on pourra avoir. Le but de la prospection géochimique consiste aussi à la recherche de points d’’accrochage qu’il conviendra de contrôler dans une phase ultérieure.  Points d’accrochage : zones regroupant des anomalies et des points minéralisés  Anomalies géochimiques : définit comme toute teneur plus élevée ou plus basse que le fond géochimique IV.1.3 Planning des travaux Faire un planning de calendrier des itinéraires par équipe, le nombre d’échantillons à prélever et la zone à couvrir. IV.1.3.1 Techniques du prélèvement Cette partie décrit surtout les grandes lignes de la stratégie d’échantillonnage durant les travaux sur terrain. La tâche consiste à prélever des échantillons géochimiques en vue d’effectuer des analyses chimiques de ces zones avec la contribution des équipes d’échantillonneurs. Pour notre cas, les échantillons doivent être prélevés par des échantillonneurs. Les prélèvements porteront sur des sédiments de ruisseau, des sols ou des roches. Pour ces trois types, on fait une étude méthodologique préalable pour déterminer la meilleure tranche granulométrique à analyser ou pour voir s’il existe une phase porteuse privilégiée des métaux qui pourrait être isolée et dont l’analyse permettrait d’obtenir des niveaux de teneurs et des contrastes géochimiques plus élevé.

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La prospection géochimique est basée sur l’échantillonnage en sol, normalement il doit représenter la formation existante du terrain c’est-à-dire la formation géologique au-dessus des formations végétales et humus, donc on doit prélever les échantillons à environ 25 à 50cm de profondeur. L’endroit où se font les prélèvements d’échantillon géochimique est au niveau de l’embouchure des vallées. IV.1.3.2 Densité de prélèvement La densité de l’échantillonnage varie suivant l’échelle de la prospection et suivant la taille des cibles recherchées. L’échantillonnage se fait à large maille d’une densité de quelques prélèvements au km2 ; or dans notre cas, on ne parlera pas de densité par km2. Les prélèvements seront faits suivant une maille régulière de 50cmx50cm sur toute la surface de la zone d’étude. IV.1.3.3 Méthode d’échantillonnage L’échantillonnage se fait sur toute l’étendue de la surface étudiée, suivant l’itinéraire tracé d’avance de la zone à couvrir par maillage. On prélève un échantillon de 1kg par ramassage et on le met dans un sac en plastique afin de le conserver, ensuite nous inscrivons les étiquettes pour les références et identification de l’échantillon (numéro, coordonnées, localité) et pour faciliter le rangement. Sur les étiquettes, il doit y avoir :  le lieu de prélèvement  le numéro de prélèvement  les coordonnées du prélèvement

Photo 7. Étiquetage des sacs à échantillon Une fois l’échantillon prise, on fait piqueter l’endroit où on l’a prélevé pour respecter et identifier la maille de prélèvement. Les échantillons obtenus seront ramenés au camp de base

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pour le traitement avant l’analyse au laboratoire. Pour cela, on doit les préparer et avoir des échantillons représentatifs, ainsi on procède au séchage, quartage jusqu’à l‘obtention de deux échantillons de 250g chacun et bien étiqueté. L’un sera expédié pour l’analyse au laboratoire et l’autre conservé comme témoin. IV.1.4 Préparation des échantillons Pour la préparation des échantillons, on procède au séchage, broyage, quartage, emballage, étiquetage et enfin la mise en bag. IV.1.4.1 Séchage On fait le séchage de l’ensemble de l’échantillon :  But : Avoir un échantillon sec  Principe : Exposer les échantillons au soleil  Moyen : • 40m² de Plaque de tôle ou toile bâche • Sacs à échantillon et étiquettes • 5 Manœuvres, 2 ouvriers professionnels et 2 techniciens  Mode opératoire : On prélève du sac l’échantillon en conservant les références d’échantillon, et puis on le met dans un endroit non contaminé (sur la bâche ou plaque de tôle). On l’expose ensuite au soleil pendant 48heures. Le rendement par jour dépend de la surface disponible et des conditions météorologiques. Ensuite, on le remet dans un nouvel sac échantillon, mais on garde toujours la même étiquette.

Photo 8. Séchage des échantillons IV.1.4.2 Broyage : Nous venons d’acquérir un broyeur à disque électrique que nous allons utiliser bientôt.  But : Avoir une granulométrie exigée par le laboratoire d’analyse extérieur  Principe : Broyage puis tamisage jusqu’à 100µ.

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 Mode opératoire : On broie 100g d’échantillon à l’aide d’un broyeur à disque pendant 5 à 15 minutes ou jusqu’à ce que la granulométrie inférieure à 100µ est atteinte. Ensuite on le passe dans un tamis manuel de 100µ. Dans notre cas, on procède au broyage manuel à l’aide du matériel ci-dessous.

Photo 9. Matériel de broyage Pour le tamisage, on utilise un tamis de 100µ pour l’échantillon.

Photo 10. Matériel de tamisage IV.1.4.3 Quartage : Quartage et remise en sac d’échantillon pour avoir un échantillon représentatif et homogène.  But : Avoir un échantillon prêt à être analysé à l’extérieur  Principe : utilisation du quarter manuel  Mode opératoire : on verse dans le quarter l’échantillon préalablement séché et broyé. On obtient ainsi deux échantillons identique, l’un sera pour l’analyse et l’autre comme témoin. Voici le matériel utilisé

Photo 11. Matériel de quartage

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IV.1.4.4 Emballage Apres le quartage et le broyage des échantillons, on obtient 2 échantillons représentatifs de dimension 100µ chacun, l’un pour l’analyse et l’autre comme témoin. Ainsi, on doit les mettre dans un nouveau sac à échantillon chacun pour être étiqueté ensuite.

Photo 12. Préparation des sacs plastiques pour l’emballage des échantillons

Photo 13. Emballage des échantillons IV.1.4.5 Etiquetage Après être emballé dans des sacs à échantillon, on fait l’étiquetage des échantillons. Pour ce faire, on met l’étiquette dans le sac à échantillon pour l’identification de ces derniers et on remplit les informations demandées sur l’étiquette. Voici un modèle d’étiquette pour l’étiquetage

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KRAOMA SA

REF ECHANTILLON :

Lieu :…………………………………………………….. Date: __ __ /__ __ /__ __

Type échantillon : Géochimie Batée Tarière Profondeur de à

Coordonnées

X Z Y

Géologue responsable : ……………………………………………………………… Observation : ……………………………………………………………………………..

Figure 3. Modèle d’étiquette IV.1.4.6 Mise en bag Grouper les échantillons 10 par 10 dans un bag c’est-à-dire unir les échantillons dans une même caisse puis les référencer en annonçant les numéros d’échantillons contenus dans la caisse et les références demandées. La mise en bag est utile pour faciliter le rangement et le transport des échantillons ; elle est suivie d’une étiquette pour distinguer les échantillons mis dans la caisse.

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KRAOMA S.A ECHANTILLONS MAEVATANANA III

Date: __ __ /__ __ /__ __ Sac ID :

Type d'échantillons: Géochimie Batée

Echantillons ID: N° Références N° Références

Nombres d’échantillons :

N° échantillon De: AU:

Géologues responsables :

Figure 4. Modèle d’étiquette de la mise en bag IV.1.5 Carte des points d’échantillonnage Voici les points d’échantillonnage sur terrain suivant une maille de 50mx50m à une profondeur de 25cm à 50cm.

Carte 8. Installation des points d’échantillonnage géochimique à Ambatomainty

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Carte 9. Installation des points d’échantillonnage géochimique à Bemavo

Carte 10. Installation des points d’échantillonnage géochimique à Analakovalahy

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Figure 5. Organigramme de l’étape à suivre pour faire la géochimie d’une zone

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IV.1.6 Tarière à main Lors de la prospection géochimique, une fois le top de l’anomalie en surface, on recherchera au moyen de prélèvements en profondeur, si cette image de surface correspond bien à une image au niveau du bed-rock dans la roche en place. Pour cela, on recoupe le top anomal par un ou plusieurs profils de prélèvements à la tarière. C’est de ce fait que des travaux de tarière sont nécessaires. IV.1.6.1 Définition La tarière à main est un appareil de sondage utilisé pour la prospection des formations littorales présentant une cuillère hélicoïdale visée en bout de tube à sections ronde ou carrée qu’on enfonce dans la terre par un mouvement circulaire au moyen d’une tourne gauche. La main d’œuvre nécessaire pour la manipulation de cet outillage est de 3 manœuvres au minimum par tarière. Cet outil de sondage est simple et les puits fondés à l’aide de l’appareil s’arrêteront dès que le niveau hydrostatique sera atteint et ne pourront aller au-delà. Le forage s’effectuant sans tubage, les risques de contamination par le sable des parois du puits sont forts, il faut donc nettoyer à la main la surface de la cuillère à chaque remontée du produit et ne prendre que le cœur de l’échantillon ramené dans la cuillère. IV.1.6.2 But Les travaux d’investigation par la tarière à main ont pour objectifs :  de collecter des échantillons de sub-profondeur dans la zone altérée et d’en déterminer la teneur en or de la zone d’étude.  d’obtenir toutes les informations géologiques et tectoniques de la zone afin d’en établir une carte géologique détaillée de la zone d’étude. IV.1.6.3 Mode opératoire Sur les points déposés par le topographe, on installe la tarière et on fait un trou jusqu'à ce que la cuillère ne puisse plus pénétrer, on récupère l’échantillon de la cuillère tous le 25cm. On met les échantillons dans un sac en plastique avec les références ci-dessus. Ensuite, on le range dans la caisse à échantillons. Les points de prélèvement ont été implantés suivant un maillage de 100 m x 100 m. La profondeur de tarière est d’environ 5 à 6 m au maximum.

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Photo 14. Photo de tarière Chaque technicien résident sur la tarière remplit l’étiquette suivante pour chaque échantillon

Figure 6. Modèle d’étiquette

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Pour le travail de tarière, on doit faire un rapport journalier des échantillons. Modèle de Daily Drill Report :

Figure 7. Modèle de rapport journalier de tarière IV.1.6.4 Traitements et analyses d’échantillons IV.1.6.4.1Traitements Les échantillons collectés sont préparés sur terrain avant d’être expédiés pour analyses à l’extérieur. Les étapes à suivre sont: IV.1.6.4.1.1 Le Séchage : a. Sécher les échantillons au soleil sur une bâche ou sur un sachet bien propre, tout en gardant les références b. Mettre au propre tous les matériels à utiliser pour éviter toute contamination IV.1.6.4.1.2 Le Quartage : L’objectif est de pouvoir prélever une quantité représentative de l’échantillon à analyser. Pour la méthode de tarière à main, on a fait des prélèvements systématiques de 4 cuillères d’échantillon tous les 1 mètre. (Ex : de 0 à 0,25m + 0,25 à 0,5m + 0,5 à 0,75m + 0,75 à 1m) a. Verser ces échantillons dans un récipient (une cuvette par exemple) pour les mélanger b. Homogénéiser ensuite c. Passer à des quartages successifs et on prélève 250à 500g d’échantillon

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IV.1.6.4.1.3 Le Broyage Broyer l’échantillon pendant 10 à 15 minutes jusqu’à ce qu’on obtient des poudres fines de l’ordre de 100µm IV.1.6.4.1.4 Le Tamisage a. Passer à une série de tamis de 250 à 100 µ à une durée 10 à 15 minutes pour chaque ouverture de tamis b. Verrouiller la série de tamis avant de mettre en marche la tamiseuse c. Peser le passé et récupérer 100 - 150 g (poids voulu par le laboratoire d’analyse) IV.1.6.4.1.5 La Mise en sachet et l’étiquetage : a. Mettre l’échantillon dans un sachet bien propre b. Bien écrire la référence sur une étiquette et à mettre dans le sachet c. Fermer ensuite le sac à échantillon par de l’agrafe ou du soude-sac d. Mettre les échantillons par groupe de 10 et les mettre dans une caisse. IV.1.6.4.2 Analyses Les échantillons préparés sont ensuite envoyés en Afrique du Sud chez Set Point Laboratories pour analyses par la méthode chimique « fire-assay » pour déterminer la teneur en or.  Mode opératoire : Tailles granulométrique des échantillons à analyser : Inférieur à 100µ

 Type d’attaque : attaque triacide + HF spécifique et frittage au Na2O2 pour ICP, mesure totale  Types d’analyse suivant l’une ou l’autre des méthodes suivantes :  Quanto mètre : (spectrométrie d'étincelle) donne les résultats de 33 éléments ; ne concerne que six coupures IGN 150 000,  DCP : (spectrométrie d'émission à plasma conductif); 22 éléments fournis ; concerne l'essentiel des données géochimiques BRGM (partiellement ou totalement sur 243 coupures IGN),  ICP : (spectrométrie d'émission à plasma induit) ; 34 éléments fournis ; présent partiellement ou totalement sur 51 coupures,  absorption atomique pour Au (seuil 20 ou 5 ppb) en complément d'analyse multi-élémentaire ; concerne 42 coupures.

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IV.1.6.4.3 Cartes d’implantation des points d’échantillonnage Voici les points d’échantillonnages de la tarière à main suivant une maille de 100mx100m à une profondeur de 5m à 6m.

Carte 11. Implantation des points de tarière dans la zone Bemavo

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Carte 12. Implantation des points de tarière dans la zone Analakovalahy

Carte 13. Implantation des points de tarière dans la zone Ambatomainty

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Figure 8. Organigramme des étapes à suivre pour les travaux de tarière à main

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IV.1.7 Conclusion partielle En somme, nous pouvons en tirer que les travaux de prospection géochimique et la tarière à main sont bénéfiques pour notre étude et qu’il existe un potentiel de minéralisation d’après les analyses chimiques mais pour la suite des travaux à faire, on doit localiser la source de ces minéralisations, sa géométrie et surtout l’évolution des teneurs en or en extension longitudinale et verticale pour confirmer les résultats obtenus en géochimie et tarière. C’est ainsi qu’on a fait appel à une autre méthode de prospection, la prospection géophysique par méthode électrique.

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IV.2 Prospection géophysique [1]

IV.2.1 Introduction : La reconnaissance géophysique, ou prospection géophysique, met en œuvre un ensemble de méthodes indirectes où l'on cherche, à partir d'une ou plusieurs propriétés physiques, à déterminer la structure du milieu souterrain de manière non destructive. La géophysique est essentiellement la mesure de contrastes dans les propriétés physiques de matériaux constituant le sous-sol et la tentative de déduire la nature et la distribution de ces matériaux responsables de ces observations. Une anomalie géophysique mesurable ou non est dépendante de l’importance du contraste. En général, les méthodes géophysiques les plus appliquées pendant une exploration sont : le magnétisme, l’électromagnétisme, la sismique, la gravimétrie et la méthode électrique. Dans la suite de notre travail, on adoptera la méthode électrique pour détecter les zones pouvant être liées à des minéralisations aurifères ou anomalies géophysiques. IV.2.2 Objectifs Les objectifs à atteindre pour une prospection géophysique sont :  Développer le sens critique pour juger des travaux accomplis.  Pouvoir analyser et interpréter les résultats des levés effectués.  Comprendre les relations entre les problèmes pratiques rencontrés et les phénomènes physiques mesurables associés.  Identifier les structures anormales c'est-à-dire les structures différentes du milieu environnant IV.2.3 Méthode électrique [5] [6] [19] La prospection électrique est une des méthodes géophysiques, appliquée dans l'exploration du sous-sol, par sondage vertical ou par profilage. Par cette méthode, on s’intéresse beaucoup aux propriétés électriques du milieu étudié. Cette méthode est utilisée en géophysique appliquée essentiellement pour la prospection minière. L'ensemble de ces méthodes peut être classé en fonction de la source utilisée :  sources naturelles (ou passives) : polarisation spontanée  sources artificielles (ou actives) : polarisation induite et mesures de résistivité

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IV.2.3.1 Principe La méthode électrique est basée sur la mesure de la résistivité du sous-sol. Le principe de cette méthode consiste à injecter par l'intermédiaire d’une électrode, en un point A du sol, un courant continu d’intensité I ; et de le recueillir par l'intermédiaire d’une autre électrode en un point B. Puis on mesure la différence de potentiel ΔV créée entre deux électrodes M et N qui sont appelées électrodes de potentiel.

Figure 9. Configuration classique des électrodes (O est le centre de mesure) IV.2.3.1.1 La méthode électrique à polarisation provoquée (PP) Cette méthode est utilisée depuis les années 40 et est la conséquence des recherches menées par l’U.S. Navy pour développer un détecteur de mines. Cette technique est utilisée surtout dans le cadre de la prospection minière, aquifère ou géothermale. IV.2.3.1.1.1 Choix de la méthode Les variations des propriétés physiques doivent être suffisamment importantes pour que leurs effets puissent être mesurés par les instruments disponibles sur le marché. Ainsi quelle que soit le type de structure recherchée et quelle que soit la méthode employée, il s’agit de mettre en évidence des structures anormales. Le choix de la méthode la mieux adaptée dépend en définitive de:  la nature des structures enfouies et leur possibilité de provoquer une anomalie sur la ou les grandeurs mesurées, donc l’existence d’un contraste entre la structure et son environnement.  la précision demandée. Chaque méthode et chaque technique mise en œuvre se caractérise par un certain pouvoir de résolution. Parfois la limite de résolution peut être augmentée mais en accroissant le coût assez considérablement.  des propriétés physiques du minerai à explorer La méthode la mieux adaptée à notre étude est la méthode électrique à polarisation provoquée (PP). Le dispositif utilisé est le dispositif Wenner-Schlumberger recommandé pour un terrain bruité et sans aucune connaissance préalable de la géométrie du corps à étudier. Ce dispositif est utilisé en recherche géologique à grande échelle. Cette méthode consiste à mesurer la

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résistivité et la chargeabilité des formations géologiques sur terrain pour déterminer une anomalie géophysique. IV.2.3.1.1.2 Principe de la méthode Le principe de la méthode PP consiste à polariser le sous-sol en y injectant un courant électrique à l’aide d’un couple d’électrodes. Le sol se charge ainsi électriquement comme un condensateur jusqu’à atteindre un équilibre. Le courant est ensuite coupé de façon instantanée imposant ainsi un déséquilibre électrique. Un faible potentiel résiduel transitoire associé à cet effet capacitif peut alors être mis en évidence lors de la remise à l’équilibre du système. Le passage du courant électrique dans le sol s’accompagne de processus électrochimiques dont le caractère et l’intensité dépendent directement des propriétés chimiques et physiques du sol. Le passage du courant peut se faire de deux façons :  par conductibilité électrique pour laquelle il y a déplacement d’électrons libres dans les particules métalliques (pyrite, chalcopyrite, magnétite, or ...) ;  et par conductibilité ionique pour laquelle il y a déplacement d’ions dans les solutions contenues dans les pores et les fractures des roches. IV.2.3.1.2 Propriétés physiques des roches Les méthodes électriques au sens large permettent de caractériser deux grandeurs physiques :  la résistivité électrique  la chargeabilité électrique, appelée également effet de polarisation induite, polarisation provoquée ou effet de phase. IV.2.3.1.2.1 La résistivité électrique La résistivité électrique est la propriété physique caractérisant la capacité des charges électriques libres (électrons, ions) à circuler dans le sol. Dans le cas des méthodes électriques, le principe de mesure repose sur la mesure de la différence de potentiel ΔV entre 2 électrodes (M, N) engendrée par une injection de courant sur 2 électrodes (A, B) déportées. La résistivité est le rapport potentiel mesuré sur courant injecté, modulo un facteur géométrique qui est fonction de la position des 4 électrodes. La résistivité électrique (rho) est donc 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. Les

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variations de résistivité pour un minéral particulier sont énormes, et peuvent dépendre des impuretés et des cristaux (cf. annexe 1). En général, dans les roches ignées, la résistivité est élevée. Les roches saines, peu fracturées et non poreuses sont résistantes. Si les fractures diminuent donc la résistivité aussi. 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. IV.2.3.1.2.2 La chargeabilité électrique La chargeabilité électrique caractérise l’effet capacitif ou inductif du sol qui ne se comporte pas exactement comme une résistance pure. On mesure l’effet de chargeabilité de 2 manières différentes :  on injecte du courant continu dans le sol. Après coupure brutale du courant, on mesure la courbe de décroissance du potentiel dans le sol, généralement entre 10 ms et 2s après coupure. On parle de polarisation provoquée transitoire ou temporelle (PPT).  on injecte un courant alternatif dans le sol. On mesure l’amplitude et le déphasage temporel du potentiel par rapport à l’injection, cela pour plusieurs fréquences, généralement entre 0.1 Hz et 10 kHz. On parle ici de polarisation provoquée spectrale (PPS) ou de résistivité complexe. La chargeabilité est exprimée par l'intégrale du temps de décroissance de la tension de polarisation correspond à l'aire située sous la courbe de décharge entre deux temps t1 et t2 après coupure du courant.

Sa grandeur physique est exprimée en mV/V. Cette chargeabilité montre la capacité du matériau à se polariser électriquement, plus la chargeabilité est grande, plus le matériau est polarisable. 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.

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IV.2.3.1.3 Intérêt de la méthode PP dans la prospection aurifère: Comme toute prospection minière, la géophysique est un outil incontournable pour explorer aux moyennes et en grandes profondeurs du sous-sol car l’extension d’un gisement en profondeur est difficile à découvrir. Le contraste entre les propriétés physiques spécifiques des gisements métallifères et l'encaissant crée des « anomalies » qui peuvent être détectées à la surface du sol. Comme l’or présente une conductivité importante, la géophysique faisant appel à la méthode électrique à polarisation provoquée présente un grand intérêt pour cibler les anomalies minérales en étalant des images 2-D du sous-sol. Dans ce cas, on mesure la résistivité, la "chargeabilité" ou dit aussi "polarisabilité" du sous- sol pour chaque séquence de mesure à l’aide d’un dispositif classique de quatre (4) électrodes. IV.2.3.2 Différentes techniques de mesure utilisées en prospection électrique Il existe trois techniques de mesure utilisées en prospection électrique telle que :  le traîné ou profilage électrique ;  le sondage électrique ;  le panneau électrique. Dans la suite du paragraphe, nous n’allons développer que le dispositif utilisé sur terrain, le panneau électrique. IV.2.3.2.1 Le traîné ou profilage électrique Cette technique permet une investigation latérale dans le sous-sol à une profondeur constante. Elle consiste à déplacer le long d’une ligne, les quatre électrodes de mesures en gardant constantes les dispositifs utilisés. Il s’agit simplement de déplacer un quadripôle AMNB de dimension fixe sur le site à explorer. A chaque station, on fait une mesure de I et de ΔV qui permet de calculer la résistivité apparente qu’on affecte au centre du dispositif. Cette méthode fournit ainsi un pseudo coupe de résistivité apparente et permet de dissocier en partie les variations latérales de la résistivité de ses variations avec la profondeur. IV.2.3.2.2 Le sondage électrique Lors de l’exécution d’un sondage électrique on recherche comment varie, en un point donné de la surface, la résistivité du sous-sol à la verticale. Pour cela, on exécute en un même endroit une succession de mesures, en augmentant chaque fois toutes les dimensions du dispositif et de ce fait la profondeur d’investigation qui leur est proportionnelle. On explore à cet endroit une tranche de terrain de plus en plus épaisse et l’on met ainsi en évidence les

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changements de constitution géologique suivant la verticale. Les mesures peuvent être réalisées avec les dispositifs classiques, Schlumberger, Wenner, dipôle-dipôle, etc. Les sondages électriques permettent de connaitre les variations verticales des résistivités dans le sous-sol. IV.2.3.2.3 Le panneau électrique Basée sur l’emploi de nombreuses longueurs de ligne, l’imagerie électrique appelée encore panneaux électriques (ou tomographies électriques) est une technique récemment développée pour l’examen de régions où la géologie est complexe et où se font sentir des variations latérales qui rendent l’utilisation des sondages électriques inadéquate. Les panneaux électriques consistent à faire des profils multiples en augmentant régulièrement l’espacement entre les électrodes. Les points sont reportés à l’aplomb du dispositif à une profondeur proportionnelle à a. On parle alors de niveaux d’acquisition. Un panneau électrique 2D est constitué par une ligne préimplantée de N électrodes équidistantes d’un écart a. Par commutation on déplace le quadripôle utilisé, qui peut être un Wenner, un dipôle-dipôle, un pôle-dipôle ou un pôle-pôle, en commençant par l’écartement a, puis l’écartement 2a, et ainsi de suite… On présente les résultats obtenus avec les panneaux sous forme de « pseudo sections » où la position affectée à chaque mesure le long du profil est celle du centre des quatre électrodes utilisées pour cette mesure et où la position en profondeur est l’écart entre électrodes du quadripôle considéré. L’interprétation des panneaux 2D est réalisée avec des programmes numériques 2D. Différents types de dispositifs utilisés en panneau électrique :  Dispositif Wenner La configuration WENNER présente un recouvrement moins important et une moindre profondeur d’investigation. En effet, lorsqu’on veut augmenter la profondeur d’investigation par exemple de deux fois, l’espacement inter-électrode passe de a (Soit a la distance entre deux électrodes consécutives) à 2a et la longueur totale du dispositif passe de 3a à 6a. Parallèlement, la largeur du pseudo section est réduite de 3a à chaque nouveau niveau de mesure, en profondeur alors qu’elle n’est que de 2a pour la configuration SCHLUMBERGER. Si le terrain à étudier est bruité et qu’une bonne résolution verticale est désirée, un dispositif Wenner peut être adapté. Pour le dispositif Wenner: toutes les électrodes sont équidistantes, AM = MN = NB = AB/3

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Figure 10. Dispositif Wenner  Dispositif Wenner-Schlumberger Pour le Wenner-Schlumberger, différentes combinaisons de a et n sont utilisées. Il est donc bien clair que dans le cas d’un Wenner-Schlumberger, le type exact du dispositif va donc être compris entre un Wenner au sens strict et un dispositif gradient (c’est-à-dire avec une distance MN très petite par rapport à la distance AB). Le mécanisme d’acquisition des données en panneau électrique utilisant ce dispositif se déroule de la manière suivante : la première mesure correspond au niveau d’acquisition (ou nombre de profil) n1=1, qui va se faire à l’aide des électrodes 1, 2, 3, 4. Les électrodes 1 et 4 serviront à l’injection des courants, et celles de 2 et 3 à la mesure du potentiel. Tout le dispositif va ensuite se déplacer d’une distance a. Les électrodes 2 et 5 serviront alors à l’injection du courant et les électrodes 3 et 4 pour la mesure du potentiel. Le processus se répète jusqu’à ce que toutes les électrodes soient utilisées. Si la géométrie à priori du milieu est inconnue, un dispositif Wenner-Schlumberger est certainement adapté. Ce dispositif, généralement recommandé dans la plupart des cas, peut être utilisé en recherche géologique à grande échelle, hydrogéologique ou environnementale. Pour le dispositif Schlumberger: La distance MN est petite par rapport à AB. En général MN

Figure 11. Dispositif Schlumberger Pour avoir un meilleur résultat, le dispositif WENNER-SCHLUMBERGER est très pratique pour la prospection géophysique dans un terrain bruité. Donc la suite de notre travail, on optera pour ce dispositif.  Dispositif Dipôle-Dipôle Pour un dipôle-dipôle, les mesures commencent habituellement avec une distance 1xa entre les électrodes d’injection du courant (A et B) et de mesure de potentiel (M et N).La première

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séquence de mesure est alors effectuée en donnant une valeur de 1 pour le facteur n (qui est le rapport AM/MN) puis une valeur de 2 toute en maintenant la distance AB et MN fixe à 1xa. Lorsque n vaut 2, la distance AM est donc le double de la distance AB (ou MN). Pour les mesures suivantes, la valeur de n est habituellement incrémentée jusqu’à environ 6. A partir de n = 6, la valeur du potentiel mesurée devient trop faible pour garantir un rapport signal sur bruit acceptable (c’est-à-dire que la mesure est très sensible au bruit électromagnétique ambiant). Pour accroître la profondeur d’investigation, on augmente la distance AB à 2xa et une même séquence de mesure est effectuée de manière similaire en incrémentant la valeur de n. Si nécessaire, cette opération peut être encore répétée. Si une bonne couverture horizontale ainsi qu’une bonne résolution horizontale est désirée, que le terrain n’est pas trop bruité, un dispositif dipôle-dipôle peut être adéquat. Ce dispositif peut par exemple convenir en archéologie, en géophysique minière ou en génie civil (recherche des structures verticales). Pour le dispositif Dipôle-Dipôle : La distance entre AB et MN reste constante qui est égale à a (AB = MN = a).

Figure 12. Dispositif Dipôle-Dipôle IV.2.4 Méthode de travail Les travaux de prospection électriques ont été réalisés dans la zone de contact granodiorite – gneiss du Nord de Bamavo à Ambatomainty ; 60 profils ont été faits.

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On utilise l’appareil géophysique WDJD-4 comprenant 60 électrodes installées perpendiculairement à la foliation des gneiss avec une distance inter-électrode de 10m (pour avoir le meilleur contact entre l’électrode et le sol, on verse une solution de NaCl dans ce dernier).

Photo 15. Appareil et équipement géophysique On a 19 niveaux d’acquisition et 741 points de mesure pour un profil. L’espacement entre chaque profil est en général de 50m. Sauf dans la partie Sud Est (Ambatomainty), où il est de 25m. La position géographique de chaque électrode et le centre de mesure doivent être répertoriés pour chaque profil. Ensuite, un courant de 144 Volts est injecté puis on lance les mesures géophysiques par la méthode polarisation provoquée de dispositif Wenner- Schlumberger.

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La carte ci-après nous montre la localisation des profils électriques parcourant la zone de contact entre les secteurs de Bemavo et ambatomainty.

Source : Kraoma Carte 14. Localisation des profils géophysiques

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IV.2.4.1 Contrôle Rg Le test Rg (Résistance Générale des formations) est une étape très importante avant de démarrer la mesure géophysique proprement dite. Elle a pour but de connaître les résistances générales des formations autour de chaque électrode, s’ils sont conformes à ce qu’on doit avoir pour commencer le lancement des mesures. Donc, toutes les électrodes utilisées ont des valeurs de Rg différentes qui sont dues à plusieurs facteurs, comme le mauvais emplacement de l’électrode, la porosité du sol, l’humidité… Si on veut que les mesures se déroulent à la perfection, il faut que les électrodes aient une valeur à peu près égale de Rg. IV.2.4.2 Méthode de traitement des données IV.2.4.2.1 Logiciel de traitement Le traitement des données acquises sur terrain se fait à l’aide du logiciel RES2DINV (Resistivity 2 Dimension Inversion) conçu par Loke & Barker en 1996. Ce logiciel est un programme qui détermine automatiquement un modèle en deux dimensions (2-D) de la résistivité du sous-sol et inverse les données expérimentales en ce même modèle. Le logiciel prend en compte la topographie des profils et permet de corriger les effets de relief (anomalies parasites dues aux variations de relief importantes). Les résultats de l’inversion sont présentés sous forme de coupe-profondeur de résistivité ou de polarisation provoquée vraie. Cette interprétation par inversion fournit des informations quantitatives permettant de caractériser l’origine des différentes anomalies mises en évidence : caractéristiques électriques (résistivité et chargeabilité vraies), géométrie et profondeur, pendage. IV.2.4.2.2 Etapes de traitement des données Il est nécessaire de passer les étapes suivantes pour arriver au modèle de résistivité interprétable : IV.2.4.2.2.1 Transfert des données Une fois les mesures terminées, on fait transférer les données acquises sur terrain dans l’ordinateur. Pour cela, on utilise un « dongle » (genre de câble pour que le PC cherche l’appareil géophysique pour le transfert des données). Ces données sont en format *.WDA qui ne sont pas directement lisibles par le logiciel de traitement.

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IV.2.4.2.2.2 Conversion Comme les fichiers ne sont pas lisibles par le logiciel de traitement, il faut les convertir à l’aide d’un logiciel appelé WDAFC (WDA Format conversion) pour les avoir en format lisible par RES2DInv. En effet, on obtient deux fichiers :  un fichier de format *.RES2D qui est lisible à la fois avec les logiciels RES2DInv et le Surfer. Ces données sous ce format se présentent sous forme de tableau à plusieurs lignes et colonnes (cf. annexe 2)  un fichier de format*.dat, exécutable seulement avec Surfer IV.2.4.2.2.3 Traitements des données avec le logiciel RES2DInv Après la conversion des fichiers *.WDA en *.RES2D, les données sont prêtes à être traitées. Il suffit de suivre les étapes suivantes pour avoir les modèles de résistivités apparentes interprétables : Files/Read data file puis Inversion/Least square inversion et enfin Display/Inversion Model. IV.2.4.2.2.4 Traitements des données à l’aide du logiciel Surfer Lors de la mise en œuvre des mesures géophysiques sur terrain, nous avons acquis des données topographiques. Pour importer ces données dans le fichier RES2D, il est nécessaire de l’ouvrir à l’aide du logiciel Surfer. Concernant les données à saisir, on doit remplir les points suivants :  Nom du profil  Préciser la distance inter-électrode  Dispositif utilisé  Nombre de points de mesure  Paramètres des données existantes  Ouvrir la boucle  Numérotation des électrodes  Saisir ou copier les données topographiques et celles du résistivimètre  Fin de la boucle

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Figure 13. Organigramme de l’étape à suivre pour faire la géophysique d’une zone

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Les travaux effectués sont résumés sur l’organigramme suivant afin d’atteindre le but :

Figure 14. Organigramme résumant la méthodologie de l'étude

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ANALYSE DES RESULTATS

Chapitre V PRESENTATION DES RESULTATS ET INTERPRETATION V.1 Résultats de la prospection au marteau et la cartographie V.1.1 Résultat de la prospection au marteau On a constaté que la zone allant de Bemavo à Ambatomainty est essentiellement formée de : - granodiorite, - gneiss à biotite, - gneiss à hornblende, - gneiss à amphibole, - amphibolite, - soapstone (talcschiste), - chloritoschiste, - quartzite à magnétite, - filon de quartz, - filon de pegmatite A noter que les lignes de crête présentent des jaspes en association avec les amphibolites pour le cas d’Ambatomainty. V.1.2 Résultat de la cartographie Au Nord de la zone cartographiée, on rencontre un paysage granodioritique fortement altéré en boule, par contre la partie Sud est dominée par des gneiss.

Photo : paysage granodioritique Photo : Affleurement de gneiss

Photo 16. Paysage de la zone d’étude

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Du point de vue géologique, la minéralisation aurifère (orogénèse du gite d’Or) pourrait être d’un intérêt significatif dans la zone de contact. Cette dernière est formée essentiellement de gneiss, avec des intrusions amphiboliques accompagnées de quartzite à magnétite en contact avec le granodiorite. L’objectif est de couvrir la zone de contact Granodiorite/Gneiss de direction N50° et d’obtenir une carte géologique plus détaillée de la zone d’étude. V.1.2.1 Description des formations Après les levés géologiques, une carte au 1 /10 000 a été établie et a permis d’avoir plus de précision sur les formations géologiques. Notons que l’ensemble des unités lithologiques montre une structure monoclinale orientée globalement selon la direction Nord-Sud. Rarement, elle s’incurve faiblement vers l’Est (N 165° E) ou vers l’Ouest (N 25° E). Cette ensemble monoclinale plonge vers le Sud- ouest, avec des pendages variables (45° à 50°E). Sur plusieurs points d’observation, les unités lithologiques sont redressées vers l’extérieur. Certaines montrent des légers plissements qui peuvent atteindre quelques mètres. Différentes formations ont été observées sur terrain :  Granodiorite C’est une roche magmatique plutonique grenue proche du granite. Elle est le résultat de la fusion partielle de la péridotite du manteau au niveau de l'arc magmatique d'une zone de subduction. Cette péridotite en fusion partielle remonte et reste bloquée dans des réservoirs où elle va entamer une lente cristallisation en profondeur, donnant naissance à la granodiorite. Sur la zone de contact que nous avons échantillonnée, elle est principalement constituée de quartz (> 10 %) et de feldspaths, mais contrairement au granite, elle contient plus de plagioclases que d'orthose. Les minéraux secondaires sont la biotite, l'amphibole et le pyroxène. Ce qui nous amène à l’hypothèse suivante : le granodiorite a subi une cristallisation en profondeur.

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Photo 17. Granodiorite de Beanana  Gneiss à amphibole Roches métamorphiques riches en amphibole, minéral vert sombre, qui cristallisent lorsque la roche originelle était riche en calcium et magnésium. Sur la zone cartographiée, le gneiss à amphibole repose au-dessus des migmatites granitoïdes du système du Graphite. Souvent on parle de gneiss amphiboliques, car elles présentent une alternance plus ou moins tranchée de lits sombres, franchement amphiboliques, et de lits clairs formés d'un autre minéral, moins calco-magnésien, qui est un feldspath. L'épaisseur des lits est le plus souvent centimétrique à décimétrique, mais dans certains cas elle peut dépasser 1 m. Notons que le gneiss à amphibole est porteur de minéralisation aurifère.

Photo 18. Gneiss à amphibole  Quartzite à magnétite Les quartzites à magnétite renferment des lits d'une roche qui, à l'œil nu, semblent être uniquement constitués par de petites aiguilles très éclatantes de garniérite, d'un jaune brunâtre. Il existe aussi des quartzites à cassure vitreuse, ne contenant qu'une petite quantité de grains de magnétite, d'un vert pâle, rappelant parfois par leur finesse, celles de sillimanite. Elles sont enveloppées dans du quartz.

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Cette roche a un grand intérêt, car elle permet d'interpréter une variété de quartzite à magnétite renfermant des lits colorés par des aiguillettes d'or, que l'on rencontre dans la zone d’Ambatomainty.

Photo 19. Quartzite à magnétite  Amphibolite C’est une roche métamorphique à amphiboles et plagioclases du métamorphisme général (mésozone à catazone), à clivages médiocres et texture assez massive, vert sombre. Elle est essentiellement constituée de cristaux d'amphibole, plus ou moins ordonnés dans les plans de schistosité ; peu ou pas de quartz ; feldspaths (plagioclases) toujours présents mais plus ou moins abondants, parfois groupés en lits (amphibolites rubanée). On note que l’amphibolite est une roche non porteuse d’or.

Photo 20. Amphibolite  Gneiss à biotite /à hornblende C’est aussi du gneiss mais la quantité de la biotite ou hornblende est très abondante.  Talcschiste

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Le talcschiste est une roche métamorphique riche en minéraux de talc. Sa couleur est blanchâtre. Il présente un aspect physique à toucher savonneux. Les talcschistes dérivent de pélites carbonatées riches en magnésium. Ces formations géologiques appartiennent à la série supérieure de Maevatanana. Ses caractéristiques principales sont : - abondance des gneiss à biotite, muscovite et amphibole - présence des micaschistes. - l’abondance de talcschistes ou soapstone, de chloritoschiste et d’amphiboloschiste à trémolite ou actinote - présence de quelques bancs de quartzite à magnétite.  Le schiste vert: Il s’agit des schistes chloriteux (ou chloritoschistes), verdâtres, riches en fines aiguilles et lamelles de chlorite avec fréquemment des amphiboles vert pâle (trémolite, actinote). V.1.2.2 Carte géologique détaillée Le résultat de la prospection au marteau et la cartographie nous ont conduits à la carte géologique suivante.

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Carte 15. Carte géologique de la zone d’étude

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V.2 Résultat et interprétation de la prospection géochimique et tarière Avec les résultats au ppm des échantillons de géochimie et de tarière (cf. annexe 4) et en utilisant le logiciel Surfer 11 dont le fonctionnement est mentionné dans l’annexe 3, on obtient des cartes d’isoteneur correspondantes à chaque zone d’étude. V.2.1 Résultat de la prospection géochimique [10] Pour mettre en évidence les variations de teneur dans la zone d’étude, nous avons opté à deux représentations, une en couleur dont l’échelle est définie par le couleur barre et l’autre en courbe de niveau déterminant les zones de basculement de teneur. Les résultats de ces teneurs sont de 25 à 50 cm de profondeur à la surface. V.2.1.1 Pour la zone Bemavo

Carte 16. Isoteneur de la zone Bemavo Les courbes des isoteneurs de la zone Bemavo (voir carte 15), établies à partir des résultats d’analyses de l’or effectuées par un laboratoire Sud-Africain (Set Point Laboratories) sur les échantillons collectés montrent des courbes qui se resserrent. En se basant sur la répartition des teneurs, on peut dire qu’il y a peut-être existence d’une faille ou microfaille ou que la minéralisation sur les basses altitudes est liée à l’altération et érosion de la formation

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minéralisée sur les collines. On voit ici que la minéralisation est plus importante sur la colline que sur les talwegs. V.2.1.2 Pour la zone Analakovalahy

Carte 17. Isoteneur de la zone Analakovalahy Les courbes des isoteneurs établies à partir des résultats d’analyses montrent des courbes qui se resserrent et se confinent en un début de courbes probablement fermées à la limite sud de la zone des investigations. Du fait que les échantillons analysés sont d’une part, des échantillons de sol et d’autre part, que l’or est chimiquement inerte sauf dans des conditions extrêmes du pH (très inférieur à 1 ou très voisin de 14), cette espace de confinement ne peut être l’image directe du corps minéralisé primaire, elle pourrait être le reflet d’un mécanisme dû au couple d’altération-érosion. Cette configuration peut alors être comprise comme étant celle due à un démantèlement par l’érosion d’un filon vertical à sub-vertical probable. L’or aurait dû être libéré du filon et se serait accumulé sur un replat morphologique de faible inclinaison (accumulation colluviale) pour être par la suite remobilisé à l’état métal sur les flancs (écoulement éluvial) ; l’écoulement ayant été favorisé du fait d’une rupture de pente.

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La zone de confinement indiquée par les courbes des isoteneurs obtenues par le report des résultats analytiques de la zone d’Analakovalahy peut être alors interprétée comme étant un piège à or suite à des événements alteration-érosion. V.2.1.3 Pour la zone Ambatomainty

Carte 18. Isoteneur de la zone Ambatomainty Les résultats d’analyse obtenue montrent d’après ce qu’on voit sur la figure, des courbes d’isoteneur qui se resserrent au Nord de la carte d’isoteneur. On peut dire qu’il y a un dépôt de minéralisation en surface dans le talweg et une minéralisation proprement dite ou une anomalie géochimique sur la colline. Cette configuration pourrait probablement lier à la minéralisation de l’existence en profondeur ou en sub-profondeur d’un corps émetteur de l’or dans un environnement proche de l’espace de confinement des courbes d’isoteneur. V.2.2 Résultats de la tarière à main Pour mettre en évidence les variations de teneur dans la zone d’étude pour les travaux de tarière, nous avons opté à deux représentations comme celles présentées en géochimie, une en couleur dont l’échelle est définie par le couleur barre et l’autre en courbe de niveau déterminant les zones de basculement de teneur. Tous les résultats des teneurs sont de 5 à 6m de profondeur à la surface.

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V.2.2.1 Pour la zone Bemavo

Carte 19. Isoteneur de la zone Bemavo Les courbes d’isoteneurs de la zone Bemavo établies à partir des résultats d’analyses de l’or effectuées par un laboratoire spécialisé Set Point Laboratory (en Afrique du sud) sur les échantillons collectés montrent des courbes qui se resserrent sur deux secteurs bien distinctes. Vu la répartition des teneurs en or dans la carte d’isoteneur pour les travaux géochimiques et de même pour les travaux de tarière de la zone Bemavo, on peut déduire qu’il y a probabilité d’existence d’une faille ou micro faille, c’est prouvé d’après les résultats qu’on a, mais seulement la profondeur des échantillons collectées sont plus grande par rapport à celle de géochimie. Il y a donc existence de minéralisation à la sub-profondeur, or pour la première minéralisation qui se situe dans le talweg, il est possible qu’il y ait érosion de la minéralisation et que l’or soit accumulé dans un replat morphologique.

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V.2.2.2 Pour la zone Analakovalahy

Carte 20. Isoteneur de la zone Analakovalahy Les courbes d’isoteneur de la zone Analakovalahy, établies à partir des résultats d’analyses de l’or effectuées par un laboratoire spécialisé Set Point Laboratory (en Afrique du sud) sur les échantillons collectés montrent des courbes qui se concentrent sur deux secteurs distincts à proximité des points de prélèvement de tarière au Nord et au Sud de la zone Analakovalahy. D’après ce qu’on a vu sur les résultats de la géochimie de la zone où les courbes d’isoteneur sont interprétées comme étant un piège à or suite à des événements alteration- érosion. L’origine de cela peut être les courbes d’isoteneurs indiquées sur la figure ci-dessus et que la source de minéralisation provienne de ces teneurs.

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V.2.2.3 Pour la zone Ambatomainty

Carte 21. Isoteneur de la zone Ambatomainty Les courbes d’isoteneurs de la zone Est Ambatomainty, établies à partir des résultats d’analyses de l’or effectuées par un laboratoire spécialisé Set Point Laboratory (en Afrique du sud) sur les échantillons collectés montrent des courbes qui se concentrent sur un secteur à proximité des points de prélèvement géochimiques. Cette configuration pourrait probablement lier à la minéralisation de l’existence en profondeur ou en sub-profondeur d’un corps émetteur de l’or dans un environnement proche de l’espace de confinement des courbes d’isoteneurs. V.3 Résultat et interprétation de la prospection géophysique La présentation des résulrats et l’interprétation globale des résultats obtenus se fait à deux reprises, la première consiste à celle des résultats obtenus en surface (carte des résistivités et de la chargeabilité en surface, seulement pour le cas d’Ambatomainty) et la seconde à celle des profils qui s’étalent en profondeur (imageries par tomographie électrique ou panneaux électriques). Parmi les 60 profils réalisés, quelques-uns des résultats seront présentés et interprétés dans cette étude. Pour le cas d’Ambatomainty, le traitement des données existantes de la zone nous amène aux cartes de résistivités et de chargeabilités suivantes.

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Carte 22. Carte des résistivités, profondeur 2m

Carte 23. Carte de la polarisation induite, profondeur 2m Ces deux figures montrent respectivement la carte de résistivité et la carte de la polarisation induite (chargeabilité) à 2m de profondeur superposées avec les données topographiques.

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 la carte de la résistivité nous indique en général que la résistivité est plus forte sur les crêtes que sur les flancs ou les talwegs. Cependant, certaines zones de hautes altitudes de 260m à 280m ont des valeurs de résistivités moyennes de 200 Ωm jusqu’à 500Ωm. D’un autre point de vue, les zones à basse altitude sont occupées par des terrains moyennement à faible résistivité.  concernant la carte de chargeabilité, les valeurs varient de 5 à 100 mV/V. La valeur « background » est celle qui est inférieure à 30mV/V. Or, ce qui nous intéresse, ce sont les zones à fortes valeurs de chargeabilité, supérieur à 35mV/V voire les zones A et B marquées sur la figure présentant une valeur supérieure à 35mV/V. Ces zones appartiennent aux formations gneissiques (gneiss à deux micas et gneiss à amphibole) de la série supérieure de Maevatanana. Comme la minéralisation aurifère est liée à une valeur élevée de polarisation induite (supérieure à 35 mV/V), les zones définies A et B (figure) peuvent présenter un intérêt important. Cette zone est moyennement résistante de l’ordre de 300Ωm à 900Ωm. Les panneaux électriques qui ont recoupé cette structure d’intérêt important sont illustrés par les figures suivantes.

Figure 15. Imagerie électrique correspondant au profil 6207  Profil 6207 : De la surface, de 10m d’épaisseur, on observe des formations conductrices ou moyennement résistantes ayant de valeur de résistivité allant de 25 à 641Ωm. En-dessous de 10 m, la vraie anomalie apparait et toutes les formations sont résistantes par rapport aux formations en surface,

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de résistivité supérieure à 1442 Ωm repérées par les abscisses X=210 et X=280. Ces formations sont de 20m d’épaisseur. En se référant sur le modèle de chargeabilité, la majorité des couches ont une valeur de chargeabilité supérieure à 15 mV/V. Mais entre l’électrode n°19 et n°25, la gamme de chargeabilité atteint une valeur supérieure à 113 mV/V située à 10m de profondeur et 40m d’épaisseur. C'est-à-dire que ces couches ont la faculté de stocker les courants et qui ne se déchargent pas rapidement parce qu’elles contiennent plus des minéraux qui peuvent emmagasiner des charges pendant un laps de temps. Les minéraux ayant cette propriété sont les minéraux lourds (fer, or..).

Figure 16. Imagerie électrique correspondant au profil 6210  Profil 6210 En examinant globalement la coupe géoélectrique de résistivité et de chargeabilité, on constate que la formation est composée de deux couches : - la première formation est constituée par une couche moyennement conductrice de résistivité 25 à 641 Ωm qui se situe juste en dessous de la formation superficielle résistante, d’épaisseur 20 m. - la deuxième, une formation résistante de résistivité supérieure à 1442 Ω.m au-dessous de la formation moyennement conductrice, situé entre X= 420 et X= 510. Concernant la chargeabilité, la répartition de toutes les couches ont une valeur entre 15 à 57 mV/V ce qui veut dire qu’elles ont la faculté d’emmagasiner le courant durant un laps de temps

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indéfini. Il parait qu’il y a montée d’un fluide de la profondeur qui a une chargeabilité égale à 57.9 mV/V. On peut dire que cette partie est moyennement résistante, alors il est possible qu’on a une anomalie géophysique.

Figure 17. Imagerie électrique correspondant au profil 6211  Profil 6211 Pour le profil 6211, il y a aussi deux zones distinctes : - la partie supérieure est presque occupée par une formation conductrice d’épaisseur moyenne de 10m avec une valeur de résistivité 56.3 à 641 Ω.m - au-dessous de cette formation, on a des formations qui sont pratiquement résistantes par rapport à celles de la surface. Elles ont une résistivité supérieure à 1442 Ω.m. Les zones intéressantes sont situées entre les abscisses X=410 et X=500 d’épaisseur 30m. - en se référant sur le modèle de la chargeabilité, on constate deux formations qui ont de valeur de chargeabilité supérieure à 113mV/V situées entre l’électrode n°11 et n°16 et l’électrode n°39 et n°40. Cette valeur élevée de la chargeabilité résulte de la grande durée de décharge des formations où elle est répartie (en rouge et orange sur la figure 32). En effet, le temps de décharge est long à cet endroit par rapport aux autres formations traversées par le courant. Donc, il y a une anomalie minérale même si la formation n’est pas totalement conductrice.

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Figure 18. Imagerie électrique correspondant au profil 6217  Profil 6217 Pour ce profil, la partie supérieure est presque occupée par une formation conductrice d’épaisseur 10m de résistivité 56.3 Ω.m à 641 Ω.m. Au-dessous de cette formation, on a des formations résistantes de résistivité supérieure à 1442 Ω.m. En se basant sur la chargeabilité, on remarque deux formations qui ont des valeurs supérieures à 113mV/V. Elles sont situées entre les abscisses X= 60 et X= 90 puis X= 370 et X= 420. Cette valeur élevée de la chargeabilité résulte de la grande durée de décharge des formations. En effet, le temps de décharge est long à cet endroit par rapport aux autres formations traversées par le courant. Vu les formations, il pourrait avoir deux anomalies même si les formations sont résistantes.

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Figure 19. Imagerie électrique correspondant au profil 6221  Profil 6221 D’après ce qu’on voit sur la figure 34, on observe deux zones différentes : - la partie supérieure de 10m d’épaisseur est à basse valeur de résistivité apparente de 56.3 Ω.m à 641 Ω.m. Cette formation est moyennement résistante sauf à l’abscisse X= 320 et X= 360. - la partie inférieure ayant une forte valeur de la résistivité apparente jusqu’à 7298 Ω.m La plupart de la formation est dominée par des roches saines. De ces faits, il y a possibilité de présence d’une anomalie minérale et en analysant bien la valeur de la résistivité, il est aussi probable qu’une intrusion s’est immiscée dans la formation. Pour la zone à basse résistivité à la profondeur 5 à 10m, la valeur de la chargeabilité est supérieure à 57 mv/v alors que les autres formations géologiques dans cette imagerie électrique sont à basse valeur de chargeabilité. On observe alors trois zones intéressantes qui sont repérées par les abscisses X= 100 et X= 130 puis X= 170 et X= 190 et enfin X=440 et X= 470.

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Chapitre VI SYNTHESE DES INTERPRETATIONS DES RESULTATS VI.1 Synthèse des résultats géochimiques et tarière Les résultats obtenus concernant la géochimie au sol nous évoque que la zone de contact Bemavo - Ambatomainty présente des zones intéressantes et un intérêt potentiel de minéralisation c’est-à-dire qu’il y a des anomalies géochimiques qui seront ensuite vérifiées par tarière. Vu les résultats obtenus dans cette étude pour les travaux de tarière, on peut dire que notre zone d’étude est potentiel car on trouve des sources de minéralisation d’après les cartes d’isoteneur. Ce qui nous amène à dire qu’il y a continuité des anomalies trouvées en surface par la méthode géochimie, or la zone présente aussi des anomalies en sub profondeur représentées par la combinaison des deux cartes d’isoteneur, la géochimie et tarière dans le but de déterminer les zones intéressantes. Voici la représentation des résultats des deux méthodes (géochimie et tarière) dans une même carte. Pour la zone Bemavo :

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Carte 24. Isoteneur de la zone Bemavo Bemavo est une zone constituée par des anciennes terrasses qui sont marquées par des couches à galets, les couches jaunes sont des argiles d’où le nom Bemavo ou « beaucoup de jaune » d’après les résultats d’analyse (cf. annexe 4), l’origine de l’Or peut être la colline d’Ambohimirahavavy ou autre paléocolline située un peu plus loin, car les matériaux sur le galet perdent totalement leurs angles. Une étude à la loupe doit être réalisée pour voir la forme des grains d’Or. Le secteur est constitué par des terrasses alluviales qui ont été révélées par ces couches à galets au sommet de la colline. Le secteur se situe dans une zone d’ultime déformation laquelle est interprétée comme étant une zone de cisaillement senestre localisée entre le contact de la zone supérieure de la série de Maevatanana avec le granodiorite intrusif à l’ouest et le contact entre la zone supérieure avec la zone inférieur de la série de Maevatanana à l’est. La direction de la déformation régionale est de NE – SW. De ce fait, ce secteur est aussi favorable à la formation de gîtes hydrothermaux à or, et ce dans les deux formes d’accumulation où on a les deux modes de gisement d’or : les gîtes primaires et les gîtes secondaires. L’or est encaissé par : les filons de quartzite à magnétite

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proches des roches ultrabasiques (dans les zones de contact entre les Roches Ultrabasiques et les encaissants gneissiques) et les couches à galets des anciennes terrasses alluviales. Pour la zone Analakovalahy :

Carte 25. Isoteneur de la zone Analakovalahy En effet, le confinement montre une évolution rapide des teneurs (voir carte 24) suivie d’une « chevelure de dispersion » des teneurs des sols vers le Nord-Ouest. Cette configuration peut alors être comprise comme étant celle due à un démantèlement par l’érosion d’un filon vertical à sub-vertical probable. L’or aurait dû être libéré du filon et se serait accumulé sur un replat morphologique de faible inclinaison (accumulation colluviale) pour être par la suite remobilisé à l’état métal sur les flancs (écoulement éluvial) ; l’écoulement ayant été favorisé du fait d’une rupture de pente. Le filon de quartz ou de quartzite source ne peut se localiser que dans une espace se trouvant à l’Ouest peut-être Sud-Ouest. Pour la zone Ambatomainty :

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Carte 26. Isoteneur de la zone Ambatomainty Ambatomainty se trouve au bord de la faille d’Antsahalalina, faille parallèle à la schistosité de la formation de Maevatanana. Des lentilles métriques d’amphibolites sont inter- stratifiées dans les gneiss. L’Or se trouve dans les filonnets de quartz mais l’épaisseur et le nombre de faisceaux sont différents. Après les analyses des résultats géochimiques et tarières, on constate que notre site d’étude est généralement constitué de minéralisation en or qui semble se localiser dans les conditions suivantes : - Un métamorphisme pas trop intense (dans les conditions de température 220°C à 380°C et 250°C et de pression moyenne de l'ordre de 1-2 kbars) qui se trouve dans la formation schisto- gneissique de Maevatanana moyenne et supérieure - La présence des pièges comme des quartzites à magnétite qui se trouvent à Analakovalahy - Les environnements de roches mafiques et ultramafiques d’Analakovalahy et Ambatomaity - Les zones de cisaillement comme à Ambatomainty proches de la faille de la vallée d’Antsahalalina.

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Carte 27. Emplacement des anomalies géochimiques

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VI.2 Synthèse des résultats géophysiques Les imageries électriques obtenues confirment que le mode de minéralisation de l’or sur cette zone est contrôlé par la présence des veinules de quartzite à magnétite (roche porteuse), mis à part, quelques points d’anomalies ont été identifiés dans le contact granodiorite – gneiss au Nord de Bemavo. Généralement on constate la succession de deux couches sur les profils géophysiques : -une couche conductrice ou moyennement résistante de résistivité supérieure à 300Ω.m avec une épaisseur variant de 10 à 20m à la surface. Cette couche occupe presque toute la partie supérieure des profils géophysiques; -Au-dessous de cette couche, on a des formations qui sont pratiquement résistantes par rapport à celles de la surface. Elles ont une résistivité supérieure à 1442 Ω.m et présentent les zones intéressantes. Pendant les travaux géophysiques, l’anomalie se trouve dans les zones à forte densité de pegmatite concordant à la structure générale des gneiss à biotite et amphibole qui sont des minéraux porteurs d’or.

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Carte 28. Emplacement des anomalies géophysiques

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RECOMMANDATION Il serait bon par la suite, et pour une meilleure explication du mécanisme de l’apparition de l’or, de pouvoir caractériser les conditions de migration et de piégeage dans les conduits qui seraient des réseaux d’accidents tectoniques du domaine fragile (failles et cassures), du domaine mixte (cisaillements et zones de cisaillement) probablement et/ou du domaine de plus grande envergure comme celui du charriage de la Ceinture de Maevatanana sur le Domaine d’Antananarivo, origine probable des veines de quartz aurifères. Des travaux pour comprendre exactement la signification de confinement des teneurs en or sont proposés en vue de la confirmation de l’existence du corps émetteur car le filon de quartz ou de quartzite source est probablement localisé sur la zone d’étude et encore à une profondeur non atteinte par la tarière à main ; celle – ci ne pouvant d’ailleurs pas pénétrer le quartz et le quartzite qui sont les corps sources de l’or. Concernant les résultats des travaux géophysiques dans la zone de contact, ils ne présentent pas des informations intéressantes. En effet, les imageries électriques obtenues confirment que le mode de minéralisation de l’or sur cette zone est contrôlé par la présence des veinules de quartzite à magnétite (roche porteuse), mis à part, les quelques points d’anomalies qui ont été identifiés dans le contact granodiorite – gneiss au Nord de Bemavo. En somme, la campagne des travaux de sondage est nécessaire pour trouver la source de minéralisation des courbes de confinement aperçues par géochimie et tarière avec les anomalies géophysiques trouvées sur notre zone d’étude où ces points de sondage sont implantés sur les anomalies géochimiques et géophysiques trouvées sur la carte 27 et la carte 28.

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CONCLUSION Pour conclure, les travaux effectués concernant la cartographie, la géochimie au sol, la tarière à main, la prospection géophysique électrique nous ont menés à des zones d’intérêt à la minéralisation et nous amènent à tirer les points suivants.  les travaux cartographiques nous ont permis de mieux cerner la géologie du terrain. En effet, ce dernier appartient à la série moyenne de Maevatanana (gneiss à deux micas et gneiss à amphibole) qui est lié au métamorphisme régional (d’âge archéen) à faciès schiste vert supérieur et faciès amphibolitique. Ce qui laisse supposer que les intrusions (d’âge panafricain) de granite au Sud Est et granodiorite à l’Ouest auraient provoqué l’apparition des filons de quartz et pegmatites dans les gneiss.  concernant les résultats géochimiques, tarière et géophysiques, ils nous ont permis de délimiter deux zones d’anomalies localisées entre les gneiss à biotite et muscovite (faciès schiste vert supérieur), et gneiss à amphibole (faciès amphibolitique). Ces zones sont riches en filons de quartz et de pegmatite. Les événements métamorphiques pourraient entrainer deux étapes de remobilisation de l’or, de son encaissant par phénomène d’hydrothermalisme en se précipitant dans des zones de faiblesses comme les schistosités et les fractures. La deuxième remobilisation serait passée pendant l’évènement du 540 MA entrainant les fractures plus ou moins parallèles à la schistosité. La précipitation des liquides hydrothermaux dans ces zones de faiblesses pourrait provoquer une forte concentration en or dans les filons pegmatitiques ou quartziques. Ce qui nous laisse imaginer les hypothèses suivantes : - minéralisation synchrone de la sédimentation et ultérieurement recristallisée par le métamorphisme régional. Elle correspond au dépôt des BIF (Band Iron Formation). - minéralisation contrôlée par la schistosité (minéralisation dans les gneiss). - minéralisation tardive (en relation avec les intrusions panafricaines) contrôlée par la circulation des fluides minéralisateurs (remobilisation Au+ dans les veines de quartz) qui semble être synchrone au pic du métamorphisme et qui se poursuit dans des conditions identiques à celles du faciès amphibolite. La campagne de géochimie et de géophysique réalisée sur les zones d’intérêts ont abouti aux résultats des travaux déjà mentionnés et qui nous amènent à tirer les conclusions suivantes, sur les secteurs étudiés. La minéralisation en or du périmètre est de trois types :

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 une minéralisation d’héritage sédimentaire et remobilisée puis reconcentrée par des circulations de fluides percolant et gravitaires dans des formations sédimentaires. Malheureusement, ce type est témoigné par des filons de quartzite à magnétite avec ou sans or disséminé. Ils sont d’une part, isolés et d’autre part, de faible puissance ;  une minéralisation hydrothermale avec des filons de quartz avec ou sans or disséminé. Les fluides proviendraient probablement du magmatisme granodioritique (Beanana) et granitique (Antanimbary) et qui aurait soutiré l’or ramené par les roches ultrabasiques actuellement complètement déformées en soapstones et, les plus préservées, en amphibolite.  une minéralisation secondaire résulte du démantèlement des gisements primaires cités précédemment. La présence de l’or dans les sédiments des lits vifs atteste un démantèlement actuel de formation porteuse d’or. La région peut également constituer des niveaux de minéralisation dans les sols autochtones et dans les terrasses alluviales du fait que la région de Maevatanana a fait l’objet des actes de la SAP IV (SAP = Surface d’Aplanissement et de Pénéplanation) de la Fin Tertaire. Les travaux de recherche de la société Kraomita Malagasy, sur le périmètre minier de Maevatanana III, ont eu pour objectif, de cibler les anomalies aurifères pour pouvoir déterminer les implantations des points de sondages ultérieurs dans les zones potentielles, car la connaissance de ces modèles de minéralisation n’est pas nécessaire pour localiser et savoir la géométrie du gisement s’il est exploitable ou non.

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REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] An Introduction to Geophysical Exploration, Department of Geology University of Leicester. [2] Cours Surfer 3ème année Mines, ESPA 2012. [3] Cours cartographie 4ème année Mines, ESPA 2013 [4] Cours de prospection minière 5ème année Mines, ESPA 2014. [5] CHOUTEAU M., GIROUX B., Méthode électrique Note de Cours. - Géophysique appliquée II (2005). [6] MARESCOT L., 2006. Introduction à l’imagerie électrique du sous-sol. [7] RAKOTOBE S.N., mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme d’étude approfondies option Génie Minérale, « Contribution à la prospection de l’or dans la région de Maevatanana (centre - ouest de Madagascar) en appliquant la télédétection et la géophysique électrique » [8] RALAMBOSOA H., mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur en Géologie, « Essai d’interprétation des éléments géologiques de la région aurifère d’Andriba », le 28 Mai 2005. [9] RAMIANDRISOA N.L., mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme de Doctorat en Génie Minéral, « Etude métallogénique d’or de Dabolava, centre Ouest de Madagascar-un exemple de minéralisation aurifère mésothermale dans des formations protérozoïques », le 05 Mars 2010. [10] RANDRIAMANANJARA L.H., mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur des Mines, « Contribution à l’élaboration d’une base de données sur les ressources minérales de la région Betsiboka, application aux gisements aurifères du district de maevatanana », le 4 Mars 2009. [11] RANDRIANARINIRINA E.Z., mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur des Mines, « Contribution à l’étude des potentialités en minéralisation aurifère du périmètre minier de la société kraoma dans le district de maevatanana région Betsiboka », le 04 Mars 2009. [12] RANDRIANARISON R.H.P., mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur des Mines, « Contribution à l’étude d’impacts environnementaux de la prospection aurifère du projet (maevatanana zone – III) dans le district de maevatanana - région de Betsiboka », le 04 Mars 2009. [13] RANDRIANANDRASANA L., « Etude d’impact environnemental d’une unité de traitement artisanal de l’or à Berivotra, District Maevatanana », le 14 Septembre 2007.

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[14] RAZAFINDRAINIANJA B.P., mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur des Mines, « Etude d’opportunités en vue de la valorisation des substances minières dans le district de maevatanana », le 04 Mars 2009. [15] Rapport de terrain d'exploration aurifère de la région Maevatanana III, campagne 2009 de la société KRAOMA. [16] Rapport de terrain d'exploration aurifère de la région Maevatanana III, campagne 2011 de la société KRAOMA. [17] SARA VANDYCKE (2008). Introduction générale à la cartographie géologique. [18] Tableau de Bord Environnemental (TBE). Région Betsiboka, 2013 ; pp [19] Véronique Naudet, Les méthodes de résistivité électrique et de potentiel spontané appliquées aux sites contaminés (2004).

REFERENCES WEBOGRAPHIQUES www.metaux.precieux.fr, octobre 2015 [https://www.google.com/search?q=prospection+%C3%A9lectrique+m%C3%A9thode+pann eau+%C3%A9lectrique.pdf&ie=utf-8&oe=utf-8 , novembre 2015 www.afes.fr/afes/sds/SDS_22_4_p279_BOTTRAUD.PDF, novembre 2015 https://www.cde.int/sites/.../exploration_miniere_2000_pages_49-fin, novembre 2015

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LISTE DES ANNEXES Annexe 1 : Résistivités de différentes roches (Michel Chouteau et Bernard Giroux)…………………iv Annexe 2 : Mise en format des valeurs topographiques pour être lisible par res2dinv…………….vi Annexe 3 : Fonctionnement du logiciel surfer……………………………………………………………………………..ix Annexe 4 : Résultats de quelques échantillons……………………………………………………………………………..xi

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Annexe 1 : RESISTIVITES DE DIFFERENTES ROCHES (MICHEL CHOUTEAU ET BERNARD GIROUX) type de roche Gamme de résistivité (m) type de roche Gamme de résistivité (m) Granité 3 x 10-1 - 10° Ardoises 6 x 102 - 4 x 107 4.5x103 (humide) - 1.3x 106 6.8x 104 (humide) - 3 x Granité porphyre Gneiss (divers) (sec) 106 (sec) Feldspath 4 x 103 (humide) Marbre 103 - 2.5 x 108 (sec) porphyre 3x 103 (humide) - 3.3 x 103 2.5x102 (humide) - 2.5 x Albite Skarn (sec) 108 (sec) Quartzites Syénite 102 – 106 10 - 2 x 108 (diverses) Diorite 104 – 10 (sec) Shales consolidés 20 - 2 x 103 1.9x103 (humide) - 2.8 x 104 Diorite porphyre Argilites 10 - 8 x 102 (sec) 5x 104 (humide) - 3.3 x 103 Porphyrite Conglomérés 2 x 103 – 104 (sec) Porphyre 2.5 x 103 (humide) - 6 x 104 Grès 1 - 6.4 x 108 Carbonate (sec) Quartz porphyre 3 x 102 - 9 x 10 (sec) Calcaires 50-107 2x 104- 2 x 106 (humide) - Quartz diorite Dolomie 3.5 x 102 - 5 x 103 1.8 x 105 (sec) 60-104 Argile humide Porphyre (divers) 60-104 20 non consolidée Dacite 2 x 104 (humide) Marnes 3 -70 4.5 x104 (humide) - 1.7 x Andésite Argiles 1-100 103 (sec) 103 (humide) -1.7 x 104 Alluvions et Diabase porphyre 10-800 (sec) sables Diabase (divers) 20 - 5 x 107 Sables bitumineux 4-800 3 x 103 (humide) - 6.5 x Laves 102 - 5 x 104 Péridotite 103 (sec)

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Résistivités de différentes roches en fonction de la teneur en eau

roche % H2O ρΩm roche % H2O ρΩm Pélite 0.54 1.5 x 104 Péridotite 0 1.8 x 107 Pélite 0.44 8.4 x 106 Pyrophillite 0.76 6 x 106 Pélite 0.38 5.6 x 108 Pyrophillite 0.72 5x 107 Pélite à grain 0.39 9.6 x 105 Pyrophillite 0.7 2 x 108 grossier Pélite à grain 0.18 108 Pyrophillite 0 1011 grossier Pélite à grain 1.0 4.2 x 103 Granite 0.31 4.4 x 103 moyen Pélite à grain 1.67 3.2 x 106 Granite 0.19 1.8 x 106 moyen Pélite à grain 0.1 1.4 x 108 Granite 0.06 1.3 x 108 moyen Grauwacke 1.16 4.7 x 103 Granite 0 1010 Grauwacke 0.45 5.8 x 104 Diorite 0.02 5.8 x 105 Grès 1.26 103 Diorite 0 6x 106 feldspathique Grès 1.0 1.4 x 103 Basalte 0.95 4x 104 feldspathique Calcaire 11 0.6 x 103 Basalte 0.49 9x 105 organique Dolomie 5.3 x 103 Basalte 0.26 3 x 107 Dolomie 1.3 6x 103 Basalte 0 1.3 x 108 Olivine- Dolomie 0.96 8x 103 0.028 2x 104 pyrox. Olivine- Péridotite 0.1 3x 103 0.014 4x 105 pyrox. Olivine- Péridotite 0.03 2 x 104 0 5.6 x 107 pyrox.

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Annexe 2 : MISE EN FORMAT DES VALEURS TOPOGRAPHIQUES POUR ETRE LISIBLE PAR RES2DINV

Ligne 1 : 6203 indique le nom du profil Ligne 2 : le chiffre 10 désigne la distance inter électrode Ligne 3 : le nombre 7 représente le type de dispositif utilisé (Wenner-Schlumberger) Ligne 4 : le chiffre 593 mentionne le nombre de points de mesure Ligne 5 : le nombre 1 évoque l’existence de la valeur de la résistivité qui est obligatoire Ligne 6 : le deuxième chiffre 1 indique l’existence de la valeur de la chargeabilité, 0 s’il n’y en a pas Ligne 7 : les chiffres 0 et 1 indiquent le début de lecture des données

Niveau Valeur de Valeur de

d’acquisition résistivité chargeabilité

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La valeur 2 indique l’existence des données topographiques

La valeur 60 définit le nombre d’électrode

Numérotation Elévation des électrodes

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Le chiffre 2 indique la fin de la boucle

Le chiffre 0 termine les listes des données existantes

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Annexe 3 : FONCTIONNEMENT DU LOGICIEL SURFER Pour l’utilisation du logiciel Surfer 11, on procède comme suit : On ouvre un nouveau worksheet dans File/New/worksheet et un nouveau plot (File/New/Plot) pour tout le travail à faire concernant les données de fichier Excel acquises dans le worksheet. On met les données de fichier Excel dans le worksheet puis on l’enregistre dans le répertoire de travail.

Pour créer un « Grid file », on travaille sur le menu de plot1 tab, puis cliquer Grid/Data/fichier.bln enregistré dans le répertoire de travail puis ouvrir. C’est dans le menu « property manager » qu’on modifie les caractéristiques de la figure. Et dans le menu « object manager », les informations de référence insérées sur la figure.

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Une fois terminé, on enregistre l’image sous le fichier .JPG.

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Annexe 4 : RESULTATS DE QUELQUES ECHANTILLONS Pour la zone Bemavo Teneur en Ref N° Echan Profondeur Rock type Color or (au Echan ppm) 1 BEM AI 0,5 Latérite Rouge 0,01 2 BEM CI 0,25 Latérite Beige 0,01 Jaune 3 BEM CI 0,5 Latérite verdâtre <0.01 4 BEM CII 0,5 Latérite Jaunâtre 0,01 5 BEM CII 0,25 Latérite Rouge <0.01 6 BEM CII 0,25 Latérite Jaunâtre 0,02 Jaune 7 BEM CIV 0,5 Latérite orangé 0,01 8 BEM EI 0,5 Latérite Jaune 0,04 9 BEM EII 0,5 Latérite Orangé 0,03 10 BEM EIV 0,5 Latérite Orangé 0,12 Rouge 11 BEM EIV 0,5 Latérite orangé 0,22 Jaune 12 BEM EV 0,25 Latérite verdâtre 0,04 Rouge 13 BEM EVI 0,25 Latérite blanchâtre 0,03 14 BEM EVIII 0,25 Latérite Jaune 0,04 Jaune 15 BEM EVIII 0,5 Latérite blanchâtre 0,02 16 BEM EIX 0,5 Latérite Jaune 0,02 Rouge 17 BEM EIX 0,25 Latérite jaunâtre 0,19 18 BEM EIX 0,5 Latérite Rouge 0,01 19 BEM GI 0,5 Latérite Jaunâtre 0,02 20 BEM GII 0,5 Latérite Rouge 0,04 Jaune 21 BEM GII 0,5 Latérite orangé 0,01 Jaune 22 BEM GIV 0,5 Latérite verdâtre 0,01 23 BEM GV 0,25 Latérite 0,02 24 BEM GVI 0,25 Latérite Orange 0,01 Jaune 25 BEM GVII 0,5 Latérite orangé 0,04 26 BEM GVIII 0,5 Latérite Rouge 0,01 Jaune 27 BEM GIX 0,5 Latérite orangé 0,02 28 BEM II 0,25 Latérite Jaunâtre 0,01 29 BEM I III 6 Argile Rouge 0,01 30 BEM I III 5 Latérite Jaunâtre 0,01 31 BEM I IV 5 Latérite Verdâtre 0,05 32 BEM I V 6 Latérite Rouge 1,06 33 BEM I VI 5 Latérite Rouge <0.01 34 BEM I VI 5 Latérite Rouge 0,01

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35 BEM I VII 5 Latérite Jaunâtre <0.01 Jaune 36 BEM I VIII 5 Latérite orangé 0,01 Jaune 37 BEM I IX 5 Latérite orangé 1,25 38 BEM I IX 6 Latérite Beige 0,02 39 BEM I IX 6 Latérite Jaunâtre 0,01 40 BEM KI 6 Latérite Rouge 0,03 41 BEM KII 6 Latérite Jaunâtre 0,02 Rouge 42 BEM KIII 6 Latérite orangé <0.01 43 BEM KIII 6 Latérite Rouge <0.01 Jaune 44 BEM KIV 5 Latérite orangé 0,04 45 BEM KV 5 Latérite Jaunâtre 0,04 46 BEM KV 5 Latérite Rouge 0,03 47 BEM KVI 6 Latérite Jaunâtre 0,04 Rouge 48 BEM KVII 6 Latérite orangé 0,02 Jaune 49 BEM KVIII 5 Latérite orangé 0,01 Jaune 50 BEM KIX 6 Latérite orangé 0,01

Pour la zone Analakovalahy Teneur en Teneur en N° Echan Ref Echan Profondeur or (au N° Echan Ref Echan Profondeur or (au ppm) ppm) 1 Anal A II 0,5 0,01 26 Anal G X 5 0.01 2 Anal A IV 0,5 0,01 27 Anal G XII 5 0.01 3 Anal B I 0,5 0,01 28 Anal G XIV 5 0,02 4 Anal B IV 0,25 0,01 29 Anal H I 5 0.08 5 Anal B VI 0,25 0,01 30 Anal H IX 5 0.01 6 Anal D I 0,25 1,11 31 Anal H V 5 0.01 7 Anal D IV 0,25 0.01 32 Anal H VI 5 0,01 8 Anal D V 0,25 0.01 33 Anal H VII 5 0,02 9 Anal D IX 0,5 0.01 34 Anal I I 5 0,02 10 Anal D V 0,5 0.01 35 Anal I II 6 0,03 11 Anal D VII 0,5 0,01 36 Anal I IV 6 0,17 12 Anal E II 0,5 0,03 37 Anal I IX 6 0,02 13 Anal E III 0,5 <0.01 38 Anal I X 6 0,01 14 Anal E IV 0,5 <0.01 39 Anal I VI 6 0,03 15 Anal E IX 0,5 <0.01 40 Anal J V 5 0,07 16 Anal E V 0,5 0,03 41 Anal K IV 5 <0.01 17 Anal F VII 0,5 0,02 42 Anal K IX 5 0,12 18 Anal G I 0,3 0,02 43 Anal K IX 6 0,01 19 Anal G II 0,25 0,03 44 Anal K V 6 <0.01 20 Anal G III 0,25 0,02 45 Anal K VI 5 <0.01 21 Anal G IX 0,25 0,01 46 Anal K VIII 6 0,03

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22 Anal G V 0,25 0,01 47 Anal L IX 6 0,02 23 Anal G VI 0,5 0,02 48 Anal M VII 6 0,02 24 Anal G VII 0,5 0,01 49 Ant A III 5 0,03 25 Anal G VIII 5 0.01 50 Ant A IV 5 0,02

Pour la zone Ambatomainty Teneur N° Echan Ref Echan Profondeur Rock type Color en or (au ppm) 1 AMB AII 0,25 Latérite Beige 0,01 2 AMB AIII 0,5 Latérite Jaune 0,03 3 AMB AIV 0,5 Latérite Marron <0.01 4 AMB AV 0,5 Latérite Jaunâtre 0,03 5 AMB CI 0,25 Latérite Jaunâtre 0,03 Marron 6 AMB CII 0,25 Argile jaunâtre 0,03 7 AMB CIII 0,5 Latérite Rouge <0.01 8 AMB CIV 0,5 Latérite Marron 0,01 9 AMB CV 0,5 Latérite Jaunâtre 0,01 10 AMB CVI 0,5 Latérite Rouge 0,01 11 AMB EI 0,25 Latérite Rouge 0,01 12 AMB EII 0,25 Latérite Marron <0.01 13 AMB GII 0,5 Latérite Beige 0,02 14 AMB GIII 0,25 Latérite Rouge 0,36 15 AMB GIV 0,25 Latérite Jaunâtre 0,01 16 AMB GVI 0,25 Latérite Jaune 0,04 17 AMB GVI 0,5 Marron Micassé <0.01 Marron 18 AMB IIV 0,5 Latérite claire 0,07 Jaune, Rouge 19 AMB IV 0,5 Latérite orangé 0,03 Marron 20 AMB IVI 0,5 Latérite verdâtre <0.01 Argile Beige 21 AMB KI 0,5 latéritique verdâtre <0.01 22 AMB KII 0,25 Latérite Beige <0.01 23 AMB KIII 0,5 Latérite Marron <0.01 24 AMB KIV 0,5 Latérite Marron 0,03 25 AMB KIV 5 Latérite Jaunâtre 0,06 26 AMB KV 5 Latérite Marron 0,03 Marron 27 AMB KVI 5 Latérite jaunâtre <0.01 28 AMB MI 5 Latérite Rouge 0,02 Marron 29 AMB MII 6 Argile foncé 0,02 30 AMB MII 6 Latérite Verdâtre 0,03 31 AMB MIII 6 Latérite Rouge <0.01

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Jaune 32 AMB MIV 5 Latérite orangé 0,01 33 AMB MVI 5 Latérite Rouge <0.01 34 AMB MVII 6 Latérite Marron <0.01 Jaune 35 AMB MVIII 5 Latérite orangé 0,01 36 AMB MIX 5 Latérite Rouge <0.01 37 AMB MX 5 Latérite Rouge 0,01 Argile Beige 38 AMB OI 5 latéritique verdâtre 0,01 39 AMB OII 5 Gneiss altéré Verdâtre <0.01 40 AMB OII 5 Latérite Jaune 0,12 41 AMB OIII 6 Sableux Beige <0.01 42 AMB OIV 6 Latérite Jaunatre 0,17 43 AMB OV 6 Sableux Beige 0,02 Jaune 44 AMB QVI 5 Sableux grisâtre 0,01 45 AMB QVII 5 Latérite Marron 0,02 46 AMB QVIII 6 Latérite Marron 0,01 47 AMB SVI 6 Latérite Rouge 0,01 48 AMB SVII 5 Latérite Jaunâtre <0.01 Marron 49 AMB SVIII 6 Roche altérée blanchâtre <0.01 Jaune 50 AMB SVIV 6 Latérite orangé 0,01

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TABLE DES MATIERES REMERCIEMENT……………………………………………………………………… ….I SOMMAIRE………………………………………………………………………………………………………………………………….II LISTE DES CARTES………………………………………………………………………………………………………………….III LISTE DES FIGURES...... III LISTE DES PHOTOS………………………………………………………………………………………………………………….V LISTE DES TABLEAUX…………………………………………………………………………………………………………….V LISTE DES ABREVIATIONS…………………………………………………………………………………………………..VI

INTRODUCTION……………………………………………………………………………………………………………………1

CADRE D’ETUDE ET GENERALITE SUR L’OR ...... 2 Chapitre I CADRE D’ETUDE ...... 2

I.1 Monographie de la zone d’étude ...... 2

I.1.1 Historique de la ville [11] ...... 2 I.1.2 Cadre géographique [18] [10] ...... 2 I.1.2.1 Localisation géographique et cadre administratif ...... 2 I.1.2.2 Accès au site : ...... 4 I.1.3 Cadre physique [18] [7] ...... 4 I.1.3.1 Hydrographie : ...... 4 I.1.3.2 Pédologie : ...... 6 I.1.3.3 Climatologie : ...... 6 I.1.3.3.1 Température : ...... 6 I.1.3.3.2 Pluviométrie : ...... 6 I.1.3.4 Végétations : ...... 6 I.1.4 Milieu humain et social [10] ...... 6 I.1.4.1 Population : ...... 6 I.1.4.1.1 Démographie ...... 7 I.1.4.1.2 Composition ethnique ...... 7 I.1.4.2 Activités économiques [14] ...... 7 I.1.4.2.1 Agriculture : ...... 8 I.1.4.2.2 Elevage : ...... 8 I.1.4.2.3 Pêche : ...... 8 I.1.4.3 Education et santé : ...... 8 I.1.4.3.1 Education : ...... 8 I.1.4.3.2 Santé : ...... 9 I.2 Géologie de la zone d’étude [11] [12] [15] ...... 9

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I.2.1 Présentation de la société permissionnaire : ...... 9 I.2.1.1 Historique : ...... 9 I.2.1.2 Présentation du périmètre minier de Kraoma : ...... 10 I.2.2 Géologie régionale :...... 11 I.2.2.1 Lithologie de la zone : ...... 12 I.2.2.1.1 Les zones de métamorphisme ...... 12 I.2.2.1.2 Les roches éruptives ...... 13 I.2.2.2 Stratigraphie : ...... 13 I.2.2.3 Tectonique ...... 14 I.2.2.4 Intrusions ...... 14 Chapitre II GENERALITE SUR L’OR ...... 16

II.1 Métallogénie de l’or [8] ...... 16

II.1.1 Mécanisme de l’apparition de l’or ...... 17 II.1.2 Dépôt et enrichissement de l’or ...... 18 II.2 Gitologie de l’or [8] [12] ...... 18

II.2.1 Gîtes primaires : ...... 18 II.2.2 Gîtes secondaires :...... 20 II.3 Propriétés de l’or [8] [9] [11] ...... 21

II.3.1 Propriétés physiques ...... 21 II.3.2 Propriétés chimiques ...... 21 II.3.3 Propriétés mécaniques ...... 22 II.3.4 Spécificités Techniques de l'Or ...... 22 II.4 Les minéraux d’or : ...... 23

II.5 Zones aurifères à Madagascar [8] [9] ...... 23

II.5.1 Principaux zones aurifères...... 23 II.5.1.1 Les gisements primaires appartenant au domaine Archéen ...... 24 II.5.1.2 Les gisements appartenant au domaine Protérozoïque ...... 24 II.5.1.3 Les gisements primaires liés à la tectonique Permo- triasique ...... 24 II.5.2 Indices aurifères à Madagascar ...... 25 II.6 L’or de Maevatanana [12] [16] ...... 26

II.6.1 Historique de la zone aurifère de Maevatanana : ...... 26 II.6.2 Travaux antérieurs : ...... 26 II.6.3 Géologie appliquée ...... 26 II.6.3.1 Géologie de l’or ...... 26 II.6.3.2 Types de minéralisation de la zone ...... 27

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II.6.3.2.1 L’Or Primaire ...... 27 II.6.3.2.2 L’Or alluvionnaire ...... 28 METHODOLOGIE ...... 30 Chapitre III TRAVAUX REALISES SUR TERRAIN ...... 30

III.1 Construction des pistes d’accès ...... 30

III.2 Localisation du site d’étude ...... 30

III.3 Prospection au marteau [4] [11] ...... 30

III.3.1 Définition ...... 31 III.3.2 Objectif ...... 31 III.3.3 Matériels utilisés ...... 31 III.3.4 Etapes de la prospection ...... 33 III.3.4.1 Traçage des itinéraires ...... 33 III.3.4.2 Observation de la morphologie des sols ...... 33 III.3.4.3 Recherche d’anciens travaux...... 34 III.3.4.4 Mode opératoire ...... 34 III.3.4.5 Prélèvement des échantillons ...... 35 III.3.4.6 Tenue du carnet de terrain ...... 36 III.3.5 Cartographie [3] [17] ...... 36 III.3.6 Conclusion partielle ...... 39 Chapitre IV ETAPES DE LA PROSPECTION ...... 40

IV.1 Prospection géochimique [4] [11] [15] [16] ...... 40

IV.1.1 Définition ...... 40 IV.1.2 But ...... 40 IV.1.3 Planning des travaux ...... 40 IV.1.3.1 Techniques du prélèvement ...... 40 IV.1.3.2 Densité de prélèvement ...... 41 IV.1.3.3 Méthode d’échantillonnage ...... 41 IV.1.4 Préparation des échantillons ...... 42 IV.1.4.1 Séchage ...... 42 IV.1.4.2 Broyage : ...... 42 IV.1.4.3 Quartage : ...... 43 IV.1.4.4 Emballage ...... 44 IV.1.4.5 Etiquetage ...... 44 IV.1.4.6 Mise en bag ...... 45 IV.1.5 Carte des points d’échantillonnage ...... 46 IV.1.6 Tarière à main ...... 49

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IV.1.6.1 Définition ...... 49 IV.1.6.2 But ...... 49 IV.1.6.3 Mode opératoire ...... 49 IV.1.6.4 Traitements et analyses d’échantillons ...... 51 IV.1.6.4.1 Traitements ...... 51 IV.1.6.4.1.1 Le Séchage : ...... 51 IV.1.6.4.1.2 Le Quartage : ...... 51 IV.1.6.4.1.3 Le Broyage ...... 52 IV.1.6.4.1.4 Le Tamisage ...... 52 IV.1.6.4.1.5 La Mise en sachet et l’étiquetage : ...... 52 IV.1.6.4.2 Analyses ...... 52 IV.1.6.4.3 Cartes d’implantation des points d’échantillonnage ...... 53 IV.1.7 Conclusion partielle ...... 56 IV.2 Prospection géophysique [1] ...... 57

IV.2.1 Introduction : ...... 57 IV.2.2 Objectifs ...... 57 IV.2.3 Méthode électrique [5] [6] [19] ...... 57 IV.2.3.1 Principe ...... 58 IV.2.3.1.1 La méthode électrique à polarisation provoquée (PP) ...... 58 IV.2.3.1.1.1 Choix de la méthode ...... 58 IV.2.3.1.1.2 Principe de la méthode ...... 59 IV.2.3.1.2 Propriétés physiques des roches ...... 59 IV.2.3.1.2.1 La résistivité électrique ...... 59 IV.2.3.1.2.2 La chargeabilité électrique ...... 60 IV.2.3.1.3 Intérêt de la méthode PP dans la prospection aurifère: ...... 61 IV.2.3.2 Différentes techniques de mesure utilisées en prospection électrique ...... 61 IV.2.3.2.1 Le traîné ou profilage électrique ...... 61 IV.2.3.2.2 Le sondage électrique ...... 61 IV.2.3.2.3 Le panneau électrique ...... 62 IV.2.4 Méthode de travail ...... 64 IV.2.4.1 Contrôle Rg ...... 67 IV.2.4.2 Méthode de traitement des données ...... 67 IV.2.4.2.1 Logiciel de traitement ...... 67 IV.2.4.2.2 Etapes de traitement des données ...... 67 IV.2.4.2.2.1 Transfert des données ...... 67 IV.2.4.2.2.2 Conversion ...... 68 IV.2.4.2.2.3 Traitements des données avec le logiciel RES2DInv ...... 68

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IV.2.4.2.2.4 Traitements des données à l’aide du logiciel Surfer ...... 68 ANALYSE DES RESULTATS ...... 71 Chapitre V PRESENTATION DES RESULTATS ET INTERPRETATION ...... 71

V.1 Résultats de la prospection au marteau et la cartographie ...... 71

V.1.1 Résultat de la prospection au marteau ...... 71 V.1.2 Résultat de la cartographie ...... 71 V.1.2.1 Description des formations ...... 72 V.1.2.2 Carte géologique détaillée ...... 75 V.2 Résultat et interprétation de la prospection géochimique et tarière ...... 77

V.2.1 Résultat de la prospection géochimique [10] ...... 77 V.2.1.1 Pour la zone Bemavo ...... 77 V.2.1.2 Pour la zone Analakovalahy ...... 78 V.2.1.3 Pour la zone Ambatomainty ...... 79 V.2.2 Résultats de la tarière à main ...... 79 V.2.2.1 Pour la zone Bemavo ...... 80 V.2.2.2 Pour la zone Analakovalahy ...... 81 V.2.2.3 Pour la zone Ambatomainty ...... 82 V.3 Résultat et interprétation de la prospection géophysique ...... 82

Chapitre VI SYNTHESE DES INTERPRETATIONS DES RESULTATS ...... 89

VI.1 Synthèse des résultats géochimiques et tarière ...... 89

VI.2 Synthèse des résultats géophysiques ...... 94

RECOMMANDATIONS…………………………………………………………………...... 96

CONCLUSION..…………………………………………………………………………...... 97

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES………………………………………………...... i REFERENCES WEBOGRAPHIES………………………………………………...... ii ANNEXES………………………………………………………………...... iii TABLE DES MATIERES…………………………………………………………………...... xv

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Auteur : ANDRIAMANANTENA Saunia Béatrice Adresse : Lot III S 254G Ouest Mananjara Contact : 0349029933 – 0332833898 E-mail : [email protected] Titre : « Exploration aurifère dans le périmètre minier de la société KRAOMA, zone MAEVATANANA III, secteur Bemavo-Ambatomainty ». Rapporteur : Monsieur FABIEN Rémi Roger Nombre de pages : 98 Nombre de carte : 28 Nombre de figures : 19 Nombre de photos : 20 Nombre de tableaux : 3 RESUME Ce mémoire a pour objet de localiser la zone liée à des minéralisations aurifères située dans les secteurs de Bemavo et d’Ambatomainty au sein du permis MAEVATANANA III de la société KRAOMA. Cette région est généralement connue par son climat chaud d’une part et sa renommée dans le secteur or d’autre part. Cette dernière constitue la principale ressource minière de la région. L’objectif principal des travaux de recherche est d’aboutir à une exploitation industrielle ou semi industrielle pour la société KRAOMA. Pour cela, plusieurs étapes quant à l’exploration aurifère ont été mises à l’épreuve telle que la cartographie géologique, la géochimie au sol, les travaux de tarière et la géophysique. Grâce à la société, nous avons eu l’occasion d’en tirer des profits à notre égard concernant la recherche aurifère. Dans cet ouvrage, nous avons mis en exergue toutes ces phases d’exploration dont une partie a été effectuée à notre présence. Mots clés : Maevatanana, or, exploration aurifère, prospection minière. SUMMARY This memory is designed to locate the area related to gold mineralization included in the sector of Bemavo and Ambatomainty within the allowed Maevatanana III of KRAOMA society. This area is commonly known by two main traits that are the warm climate on the one hand and its reputation in the gold sector on the other. The latter is the main mineral resources of the region. The main objective of the research is to achieve an industrial or semi industrial exploitation for KRAOMA. For this, several steps on gold exploration were put to the test as geological mapping, geochemistry, well working and geophysical survey. Through KRAOMA company, we had the opportunity to make profits for us for gold exploration. In this book, we have emphasized all these exploration phases, part of which was made to our presence. Keywords: Maevatanana, gold, gold exploration, gold prospecting