UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE
DEPARTEMENT GEOLOGIE Ecole Supérieure Université d’Antananarivo Polytechnique
AVANA Resources Sarl
********************** MEMOIRE DE FIN D’ETU DES EN VUE DE
L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR GEOLOGUE
««« Exploration d’uranium dans les secteurs d’irina et satrokalasatrokala,,,, district d’Ihosy, région IhorombeIhorombe»»»»
Présenté par : Rakotomanoelina Rivo
Soutenu publiquement le 11 Août 2009 devant la commission du jury composé de:
Président : Monsieur RAKOTONDRAOMPIANA Solofo
Examinateurs : Monsieur ANDRIANAIVO Lala Monsieur MANDIMBIHARISON Aurélien Jacques Monsieur RANDRIAMIHARIVELO Philibert Daniel
Rapporteurs : Monsieur RAZAKAMANANA Théodore Monsieur RASAMIMANANA Georges
Remerciements
Avant tout, je rends grâce à Dieu qui a donné santé, courage et persévérance durant mes cinq années d’études, dont l’aboutissement est le présent travail de mémoire.
Aussi, ce mémoire n’aurait pu être réalisé sans l’aide de la société AVANA RESOURCES, ainsi je tiens à présenter mes remerciements et mes reconnaissances envers la Société et ses dirigeants à Madagascar. Ces reconnaissances sont exprimées en la personne de : Madame BOARLAZA RAFIDINARIVO Lydia, directeur général de l’AVANA RESOURCES pour avoir autorisé ce sujet. Je remercie également le Général RABOTOARISON Charles Sylvain, superviseur sénior de l’AVANA RESOURCES de signer l’acceptation de l’emploi des données pour la réalisation de cet ouvrage et Mr UNDERWOOD Dave, géologue sénior, pour ces apports en matière de géologie de l’exploration durant la descente sur terrain.
Je tiens à remercier les membres de jury qui ont accepté de juger ce travail et toutes les personnes qui m’ont aidé à le réaliser :
Professeur RAMANANTSIZEHENA Pascal, Directeur de l’ESPA, à qui revient le bon fonctionnement de l’Ecole ;
Professeur RAKOTONDRAOMPIANA Solofo, Chef de département de la filière Géologie à l’ESPA qui, par sa faculté d’organisation et de collaboration avec les enseignants, assurait la présidence de jury du présent mémoire.
Professeur RAZAKAMANANA Théodore, encadreur technique, représentant de la société AVANA RESOURCES Sarl, Enseignant chercheur du Département de Science de la Terre, Faculté des Sciences, Université de Toliara. Il a assuré l’encadrement et la direction de ce mémoire avec beaucoup d’attention.
Docteur RASAMIMANANA Georges, encadreur pédagogique, qui par sa gentillesse et sa bonté, a déployé des efforts dans l’orientation de cette étude, et a permis de mener à bien ce travail.
Docteur ANDRIANAIVO Lala qui, malgré sa lourde tâche, a accepté de bon cœur de siéger parmi les membres de jury de ce mémoire. Je vous présente mes vifs remerciements ;
Monsieur RANDRIAMIHARIVELO Philibert Daniel qui, malgré ses multiples responsabilités en tant qu’enseignant à l’ESPA a accepté de juger ce travail.
Monsieur MANDIMBIHARISON Aurélien Jacques qui, malgré ses multiples responsabilités en tant qu’Enseignant à l’ESPA, a bien voulu siéger parmi les membres de jury de ce mémoire. C’est ainsi que je vous adresse mes sincères gratitudes ;
A toute ma famille, et enfin, à tous ceux et toutes celles que je n’ai pas pu citer mais que j’ai côtoyés en permanence, à l’ESPA et aux autres endroits.
Merci à vous tous ! SOMMAIRE
Liste des figures
Liste des tableaux
Liste des Abréviations
Liste des annexes Page
INTRODUCTION ………………………………………………………………… 1
PARTIE 1 : GENERALITES ……………………………………………………… 4 Organigramme de la méthodologie…………………………………………………. 5 Chapitre 1 : GENERALITES SUR LA MINERALISATION EN URANIUM 6 1.1. Caractéristique de l’Uranium ………………………………………………… 6 1.1.1. Propriétés physiques………………………………………………………… 6 1.1.2. Propriétés chimiques………………………………………………………….. 7 1.2. Les minéraux de l’Uranium …………………………………………………… 8 1.3. Aperçu gîtologique …………………………………………………………… 9 1.3.1. Les grands types de gisements dans le monde…………………………… 9 1.3.2. Les différents types de minéralisations uranifères à Madagascar……… 11 1.4. Ressources et production d’uranium dans le monde ……………… 13 1.4.1. Réserve……………………………………………………………………… 13 1.4.2. Offre mondial………………………………………………………………… 15 1.4.3. L’avenir du marché…………………………………………………………… 16 1.4.4. Fluctuation du prix mondial de l’uranium…………………………………… 16 1.5. Les travaux antérieurs sur l’exploration et l’exploitation uranifère à Madagascar :……………………………………………………………...... 17 Chapitre 2 : CONTEXTE REGIONAL DES ZONES D’ETUDES ………………. 19 2.1. Cadre géographique …………………………………………………………… 19 2.2. Cadre géologique ……………………………………………………………… 21 2.2.1 Aperçu sommaire sur la géologie de Madagascar : le socle cristallin… 21 2.2.2 La zone cisaillante de Ranotsara…………………………………………….. 23 Conclusion partielle ………………………………………………………………… 24
i PARTIE 2: TRAVAUX REALISES ………………………………………………….. 25
Chapitre 3 : EXPLOITATION DES DONNEES ANTERIEURES ……………….. 26 3.1. Prospect d'Irina ………………………………………………………………… 26 3.1.1 Données topographiques……………………………………………………… 26 3.1.2 Données géologiques………………………………………………………… 27 3.2 Prospect de Satrokala ………………………………………………………… 29 3.2.1 Données topographiques et Image satellite……………………………….. 29 3.2.2 Données Géologiques………………………………………………………… 30 3.3. Géophysique aéroportée …………………………………………………….. 32 Chapitre 4 : TECHNIQUES DE RECONNAISSANCE ET D’EXPLORATION ADOPTEES …………………………………………………………………………. 34 4.1 Application de l'image satellite sur la reconnaissance du secteur d'Irina et de Satrokala …………………………………………………………… 34 4.1.1 Secteur d'Irina………………………………………………………………… 37 • Analyse des éléments structuraux ………………………………………… 37 • Relation entre les linéaments et géologies de la zone d'Irina……………… 41 4.1.2 Secteur Satrokala…………………………………………………………… 43 • Analyse des éléments structuraux…………………………………………… 43 • Relation entre les linéaments structuraux et géologies de Satrokala …… 46 4.2 Travaux de terrain ……………………………………………………………… 47 4.2.1 Méthodes de prospection dans le secteur d’Irina………………………… 47 • Prospection au marteau………………………………………………………… 47 • Prospection géochimique au sol………………………………………………… 48 • Mesure radiométrique…………………………………………………………….. 49 4.2.2 Méthode de prospection dans le secteur de Satrokala………………… 50 Prospection Géochimique des sédiments fluviatiles et mineraux lourds…… 50 4.2.3 Traitement des échantillons sols et sédiments fluviatiles……………… 52 4.3 Analyses des échantillons en laboratoire ………………………………… 53 4.3.1 Méthodes d'analyses………………………………………………………… 53 4.3.2 Résultats analytiques…………………………………………………………. 54 Conclusion partielle ……………………………………………………………… .. 54
ii PARTIE 3 : INTERPRETATIONS ET DISCUSSIONS ……………………………. 55
Chapitre 5 : INTERPRETATIONS DES DONNEES OBTENUES A PARTIR DES TRAVAUX SUR TERRAIN …………………………………………………….. 56 5.1. Prospect d’Irina …………………………………………………………………. 56 5.1.1 Caractéristiques pétrographiques et géologiques………………………… 56 5.1.2 Traits géophysiques des valeurs radiométriques ………………………… 62 5.1.3 Relation entre la géologie et la radiométrie………………………………… 64 5.2. Prospect de SATROKALA ……………………………………………………. 65 5.2.1 Caractéristiques pétrographiques et géologiques ……………………… 65 5.2.1 Situation des points d'échantillonnage sédiments fluviatiles et minéraux lourds avec la géologie du secteur……………………………………………… 66 Chapitre 6 : INTERTPRETATIONS DES RESULTATS ANALYTIQUES …….. 68 6.1 Prospect d'Irina ………………………………………………………………….. 68
6.1.1 Traits géochimique en U 3O8 de l’analyse en sols…………………………… 68
6.1.2 Relation sur la concentration en U 3O8 avec l’esquisse géologique et les mesures radiométriques ……………………………………………………………. 70 6.1.3 Anomalies des métaux de bases………………………………………… 71 6.2. Prospect de Satrokala ……………………………………………………….. 75
6.2.1 Anomalies géochimiques en U 3O8 des sédiments fluviatiles…………… 75 6.2.2 Anomalies géochimiques des métaux de bases des sédiments fluviatiles. 76
6.2.3 Anomalies géochimiques en U3O8 des minéraux lourds ………………… 79 Conclusion partielle ……………………………………………………………… 80 Chapitre 7 : DISCUSSIONS ……………………………………………………… 81 7.1 Prospect d'Irina ……………………………………………………………… 82 7.1.1 Minéralisation en uranium…………………………………………………… 82 7.1.2 Concentration en uranium …………………………………………………… 83 7.1.3. Guide de prospection pour le secteur d’Irina …………………………… 84 7.2 Prospect de Satrokala ……………………………………………………… 87 7.2.1 : Minéralisation en uranium ……………………………………………… 87 7 .2.2 Concentration en uranium ……………………………………………….. 88 7.2.3. Guide de prospection pour Satrokala………………………………… 88 CONCLUSION ET RECOMMANDATION ……………………………………. 90 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ……………………………………….. 91
iii Liste des figures page Figure 1 : Organigramme de la méthode d’approche des Zones d’études Irina et Satrokala… 5 Figure 2 : Localisation des différents types de gisements d’uranium dans le monde……………… 10 Figure 3 : Occurrence d'uranium de Madagascar avec localisation de la zone…………………… 12 Figure 4a : Production d’uranium dans le monde………………………………………………… 14 Figure 4b : Ressources d’uranium dans le monde……………………………………………… 14 Figure 5 : Principales compagnies productrices d’uranium en 2001……………………………… 15 Figure 6 : Production primaire par pays et besoin des réacteurs nucléaires…………………… 16 Figure 7: Evolution du prix de l’uranium ……………………………………………………… 17 Figure 8 : Carte administrative région Ihorombe……………………………………………… 19 Figure 9 : Carte simplifiée montrant les diverses unités tectono-métamorphiques du socle cristallin précambrien de Madagascar……………………………………………………………… 22 Figure 10 : Extrait de la carte géologique du Sud de Madagascar ……………………………… 24 Figure 11 : Extrait de la carte topographique K56 montrant le périmètre d’Irina……………… 27 Figure12 : Extrait de la Carte géologique Irina K56 modifié (Razafimanantsoa, 1966)………… 28 Figure 13 : Image Lands 7 ETM+ montrant les permis de Satrokala et d’Irina………… 29
Figure 14: Carte topographique de Satrokala montrant les indices de l’OMNIS……………… 30 Figure 15 : Extrait de la carte géologique Satrokala J55 …………………………………………….. 31 Figure 16: occurrence en Uranium sur la zone de Satrokala et Irina ……………………………….. 32 Figure 17: occurrence en Uranium sur la zone de Satrokala et Irina…………………………… 32 Figure 18 : occurrence en potassium sur la zone de Satrokala et Irina………………………… 33 Figure 19 : Image de Landsat 7 N°159/076, composition colorée de la bande 753……………… 36 Figure 20 : Composition colorée 7-5-3 des bandes découpées du secteur d’étude Irina………… 37 Figure 21: Image panchromatique Tm8 de la région d’étude…………………………………… 38 Figure 22 : carte des linéaments structuraux…………………………………………………… 39 Figure23: Représentation des fractures sur la rosace…………………………………………… 40 Figure24: Extrait de la carte K56 (Razafimanantsoa, 1966) avec les synthèses des linéaments structuraux……………………………………………………………………………………… 42 Figure 25: Composition colorée 453 des bandes découpées de l’image landsat 7 159/076…… 43 Figure 26: Image aéroportée magnétique du secteur de Satrokala……………………………… 44 Figure 27: Rosace directionnelle………………………………………………………………… 45 Figure 28 : Carte des linéaments structuraux…………………………………………………… Figure 29: Carte géologique J55 modifiée et améliorée de la région d’étude par la superposition 46 de la carte des linéaments…………………………………………………… Figure 30 : Prélèvement des échantillons aux sols……………………………………………… 48 Figure 31: Carte d’échantillonnage sol d’Irina………………………………………………… 49 Figure 32: Carte d’échantillonnage sol d’Irina ………………………………………………… 50
iv Figure 33a : Echantillonnage minéraux lourds par bateyage…………………………………… 52 Figure 33b : Carte d’échantillonnage de sédiment fluviatile de Satrokala ……………………… 52 Figure 34 : Emballage, statistique, contrôle et vérification des échantillons collectés………… 53 Figure 35: a-gneiss à amphibole et à biotite, b-Amphibolite, c-marbre en intercalation avec des diopsidites, d-métapelite à grenat, sillimanite et cordiérite. e-tourmaline noir dans une gangue 57 de Quartz, f-marbre à diopside…………………………………………………………………
Figure 36 : carte géologique détaillée de la zone prospectée…………………………………… 59 Figure 37 : Profils géologiques……………………………………………………………….. 60 Figure 38: Mesure structural sur le canevas de Wulff et sur la rosace directionnelle…………… 61 Figure 39: carte d’anomalie des mesures radiométriques 2Det 3D (valeurs en cps)…………… 63 Figure 40 : Carte géologie avec la carte d’anomalie radiométrique en cps……………………… 64 Figure41 : a- blastomylonite , b -gneiss granitoîde intensément déformé, c-gneiss à grenat et à 65 sillimanite, d- Granite monzonitique…………………………………………………………… Figure42 : carte Géologie avec les points d’échantillonnages (fond de carte J55 carte géologique……………………………………………………………………………………………….. 67
Figure 43a : Carte isoteneur en 3D des valeurs d’U 3O8 (ppm)………………………………… 68 Figure 43b : carte géologie et points d’échantillonnage sol …………………………………… 69 Figure44 : carte de relation entre mesures radiométriques, résultats d’analyses, et géologies………………………………………………………………………………………………. 70 Figure 45: Anomalie Ni sol en ppm en 3D………………………………………………………….. 72 Figure 46: Anomalie en Co 3D………………………………………………………………………. 72 Figure 47 : carte d’anomalie en Cr………………………………………………………………….. 73 Figure 48 : Carte Anomalie en Cu 3D………………………………………………………………. 73 Figure 49: carte d’anomalie en Ti…………………………………………………………………….. 74
Figure 50 : a- Carte géochimique de valeurs U 3O8 en ppm ; b-Représentation en 3D………… 75 Figure 51 : a-Carte de concentration en Ni b-Représentation en 3D (ppm)…………………… 76 Figure 52 : a-Carte d’anomalie en Co ; b- représentation en 3D………………………………… 77 Figure 53 : a- concentration en Cr ; b- Représentation en 3D…………………………………….. 78
Figure 54: carte des points d’échantillonnage de valeurs en U 3O8 en ppm avec la carte d’anomalie à 2D et 3D…………………………………………………………………………… 79
Figure 55: profils suivant les lignes d’échantillonnages sol avec les concentrations en U 3O8, Ni, Co, Cu, Cr et Ti………………………………………………………………………………… 85 Figure 56 : Esquisse zonéographique des éléments Ni, Co, Cr, Ti, Cu………………………… 86 Figure 57 : Extrait de la carte géologie de Satrokala J55 avec anomalies en métaux de bases et
U3O8…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 89
v Liste des Tableaux Page Tableau I : Propriété atomique et physique de l’uranium ………… 7 Tableau II : Propriété chimique de l’uranium ……………………… 7 Tableau III : Principaux minéraux d’uranium……………………… 8 Tableau iV : Les différents types de gisement dans le monde…… 9 Tableau V: Les différents types de minéralisations à Madagascar 11 Tableau VI : Principaux pays producteurs d’uranium 15 Tableau VII : Température moyenne de la période 1984 à 1997… 20 TableauVIII : Pluviométrie annuelle…………………………………… 20 Tableau IX : les principales caractéristiques des canaux ETM+… 35 Tableau X : Caractéristiques des linéaments structuraux………… 39 Tableau X I: Synthèse des linéaments structuraux à Satrokala…… 44 Tableau XII : Fiche de description lithologique……………………… 47
vi
Liste des abréviations
Sigles, acronymes ou abréviations : AN :Abondance naturelle B.P.G.R.M.: Base de données pour le Projet de la Gouvernance des Ressources Minérales. CAMECO: Canadian Mining and Energy Corporation. CEA: Commissariat en Energies Atomique. COGEMA : Compagnie générale des matières nucléaires. Ed Mev : Energie de désintégration Mega électron volte ETM : Enhance Thematic Mapper. FTM: Foiben-Taosarintanin’i Madagasikara. NNW : Nord Nord Ouest. NNW-SSE : Nord Nord Ouest – Sud Sud Est. NW : Nord Ouest. MGS : Madagascar Geological Survey. OMNIS: Office des Mines Nationales et des Industries Stratégiques. PAM: Pan African Maning. PD: Produit de désintégration RN : route nationale. SE : Sud Est. SGS: Spatial Geological Services. SIG : Système d’Information Géographique. SSE : Sud Sud Est. URAMAD: Uranium mining of Madagascar. UTM: Universal Transverse Mercator. Symboles d’unité de mesures et autres Al: Aluminum. Au: Or. Ba: Barium. Be: Beryllium. Ca: Calcium.
vii Co: Cobalt.
CO 2: Dioxyde carbone. cps : nombre de choc par seconde. Cr : Chrome Cu: cuivre. Fe: Fer. g : gramme. g/cm2 : gramme par centimètre carré. Hab. /km 2 : Habitant par kilomètres carré. K : degré Kelvin. K: potassium. kg : Kilogramme. kj/Mol : Kilo joule par mole. km : kilomètre. km2 : Kilomètres carré. m : mètre. MD : Mode de Désintégration Mg: Magnésium. Mn: Manganèse. Mo: Molybdène. Na: Sodium. Ni: nickel. nm : nanomètre. p.p.b : partie par billion (10 9). p.p.m : partie par million (10 6). Pa : unité de Pascal. Th: Thorium. Ti: Titane. U: Uranium.
U3O8: Oxyde d’uranium.
UO 2 : uraninite.
UPDR : Unité de Politique de Développement Rural
viii Liste des annexes
Annexe 1 : observation des affleurements et mesures structurales dans le secteur d’Irina
Annexe 2 : Mesures radiométriques du secteur d’Irina.
Annexe 3 : Résultats d’analyses sol du secteur d’Irina.
Annexe 4 : Résultats d’analyses en sédiments fluviatiles et minéraux lourds de Satrokala
ix
INTRODUCTION
1 Depuis le 19ème siècle, les sources d’énergies abondamment utilisées proviennent des énergies fossiles (charbon, pétrole et le gaz naturel).
Actuellement, en raison de la croissance exponentielle de la population mondiale, le monde nucléaire n’a cessé de se développer puisque environ 17% de l’électricité produite dans le monde est d’origine nucléaire.
A Madagascar, les travaux relatifs aux études géologiques ainsi que les données sur les principales minéralisations en uranium restent encore peu suffisants. Cependant, les gisements de Vinanikarena et de Tranomaro ont été déjà exploités dans les années quarante (2 ème guerre mondiale) (CEA., 1946). Des études beaucoup plus approfondies sur les gîtes déjà découverts et de nouvelles investigations dans des sites non explorés pourraient montrer des gîtes dignes d’intérêt minier de taille économique. C’est pourquoi nous avons choisi ce travail de mémoire intitulé « Exploration d’uranium dans les secteurs Satrokala et Irina, District d’Ihosy, Région Ihorombe »
L’objectif du travail consiste à mettre en valeur le contexte géologique de la minéralisation d’uranium sur le site afin de valoriser les permis miniers de la Société Avana Resources Sarl.
Ce travail sera planifié à partir de la visualisation numérique des cartes établies ultérieurement pour l’acquisition des données sur les formations géologiques tout en considérant les informations nouvelles sur la géologie du site étudié, la carte d’anomalie en uranium et la cartographie plus détaillée montrant les différentes formations géologiques de la zone.
Le plan général du travail se présente en trois grandes parties :
Généralités : elles concernent les généralités sur l’uranium, et le contexte régional des zones d’étude.
Travaux réalisés : comprenant les exploitations des données antérieures, les techniques de reconnaissance et d’exploration adoptés, ainsi que les résultats obtenues.
2 Interprétations et discussions: interprétations des différentes cartes obtenues à partir des moyens et méthodes utilisés dans la partie précédente.
Ce mémoire se termine par des conclusions avec des recommandations.
Tout le travail a été fait dans le cadre de campagne de reconnaissance de la Société AVANA Resources Sarl du mois d’Août et Septembre 2008.
3
PARTIE 1 : GENERALITES
4 La démarche que nous avons opté pour mener cette étude est synthétisée par l’organigramme ci-après.
Elément cible : URANIUM
Etude sur bureau
Bibliographie Travaux antérieurs Contexte régional de la zone d’étude
Données Topographiques
Données Exploitation des géologiques données antérieures
Données géophysiques aéroportées
Descente sur terrain
Prospection au marteau Prospection g éochimique Prospection radiométrique aux sols
Mesures radiométriques -Echantillonnages sédiments Observations des lithologies, affleurements fluviatiles et minéraux lourds
-Echantillonnages sols
Travaux de laboratoire (résultats, interprétations)
Esquisse géologique Carte de concentration des Carte d’anomalie
éléments chimiques radiométrique (cps)
Discussions (phase bibliographique) et recommandations
Rédaction du rapport Figure 1 : Organigramme de la méthode d’approche des Zones d’études Irina et Satrokala.
5 CHAPITRE 1 :
GENERALITES SUR LA MINERALISATION EN URANIUM
Le chimiste prussien Klaproth a découvert l'uranium et les minéraux uranifères le 24 septembre 1789, le baptisant du nom de la 7ème planète du système solaire, Uranus, découvert quelques années plus tôt.
Un siècle plus tard, en 1896, le physicien français Henri Becquerel découvre la radioactivité naturelle. Cette dernière découverte peut être considérée comme le point de départ de l'industrie des minerais radioactifs. Dans un premier temps les chercheurs, chimistes et physiciens du monde entier vont se lancer dans l'étude du phénomène de la radioactivité, de ses origines et de ses applications possibles. Les découvertes et les événements vont alors se succéder à un rythme effréné.
L'uranium est un métal présent naturellement dans l'environnement. On le trouve en quantités variables dans les roches, l'eau, l'air, les plantes, les animaux et les êtres humains.
1.1. Caractéristiques de l’uranium : 1.1.1. Propriétés physiques :
Le tableau I suivant résume les propriétés physiques de l’uranium.
Nom , Symbole , Numéro Uranium, U, 92 Série chimique Actinides Groupe , Période , Bloc L/A , 7, f Masse volumique 19 050 kg/m3 Couleur Gris métallique Propriétés atomiques Masse atomique 238,028 91g/mol Rayon atomique (Van der Waals) 0,121 nm Configuration électronique [Rn ] 7 s2 5f3 6d1 Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2 État(s) d'oxydation +V Oxyde base faible Structure cristalline Orthorhombique
6 Propriétés physiques État ordinaire Solide Température de fusion 1405 ° K Température de vaporisation 2070 ° K Énergie de fusion 15,48 kJ/mol Énergie de vaporisation 477 kJ/mol Volume molaire 12,49 ×10-6 m3/mol Pression de la vapeur 1,63×10 -8 Pa à 453,7 °K Vélocité du son 3155 m/s à 20 °C Divers Électronégativité (Pauling ) 1,38 Chaleur massique 120 J/(kg· °K) Conductivité électrique 3,8×10 6 S/m Conductivité thermique 27,6 W/(m· °K) 1er potentiel d'ionisation 597,6 kJ/mol 2e potentiel d'ionisation 1420 kJ/mol
Tableau I : Propriété atomique et physique de l’uranium (Source : L’uranium Presses Universitaires de France ; juillet 1992)
1.1.2. Propriétés chimiques :
De symbole U, l'uranium est le dernier élément naturel du tableau périodique de Mendeleïev . Chaque atome d'uranium possède 92 protons et avec 125 à 150 neutrons . iso topes AN période MD Ed MeV PD
232 U {syn.} 68,9 années α 5,414 228 Th
0,83 α 4,821 233 U {syn.} 159 200 années 229 Th 0,15 α 4,778 0,72 α 4,821 234 U 0,0056% 245 500 années 230 Th 0,28 α 4,778 6 0,57 α 4,821 235 U 0,720% 703,8×10 années 231 Th 0,18 α 4,778 0,76 α 4,821 236 U {syn.} 23,42×10 6 années 232 Th 0,24 α 4,778
9 0,75 α 4,821 238 U 99,2745% 4,4688×10 années 234 Th 0,25 α 4,778
Tableau II : Propriété chimique de l’uranium (Source : L’uranium Presses Universitaires de France ; juillet 1992) 7 1.2. Les minéraux de l’uranium :
Il existe plus d’une centaine de minéraux uranifères qui ont été identifiés dans les différents environnements géologiques. Le tableau I suivant montre les minéraux les plus répandus:
Minéraux Système couleur clivage dureté Teneur en U Photos d’échantillon s PECHBLENDE Cubo -octaèdre Noir Pas de 5 à 6 14% avec Th brunâtre clivage
MINERAUX PRIMAIRES MINERAUX URANINITE Amorphe noir Pas de 5 à 6 Th associé à U clivage 5.44% ; sans Th 5.61%
BETAFITE (U, Ca) octaèdres ou brun vert Pas de 4,4 à 5 16 à 25 % (pauvre
(Nb, Ta, Ti) 3O9 n rhombododécaèdr clivage en thorium 1%)
H2O es FERGUSONITE (Y, quadratique brun noir Poussière 5,8 0 à 7% Er, Ce, fe) (Nb, Ta, blanc pâle
Ti) O 4 KASOLITE orthorhombique jaune En 4-5 40%
PbO, UO 3,SiO 2, H 2O d’ocre agrégats fibroradiés CHALCHOLITE Minéral verte lamelles 2 47 à 51 %
CuO, 2UO 3, P 2O5, quadratique d’herbe aplaties
12H 2O
URANOTHORIANITE cubique gr is Pas de 4-6 25 % à 50 % (U-Th)O 2 clivage
MINERAUX SECONDAIRES MINERAUX CARNOTITE orthorhombique jaune vif Pas de 5 52,8 %
K2 (UO 2)2 (VO 4)2 ou monoclinique clivage
3H 2O CURITE Amorphe rouge Pas de 4-5 61% 2PbO, 5UO3, 4H2O orangé clivage AUTUNITE orthorhombique jaune citron En masse 2-2,5 48%
P2O5, 2UO3, CaO, pseudo- à jaune écailleuse ou 12H2O quadratique soufre lamellaires
FRANCEVILLITE orthorhombique pléochroïsm suivant 3 46% Tableau III : Principaux minéraux d’uranium. (source :Jebrak , 2005 ;Besairie,1966)
8 Aperçu gîtologique :
Il existe plus de deux cent minéraux uranifères dont le principal est l’uraninite
ou pechblende (UO 2 +UO 3). Et auquel s’ajoutent également de nombreux minéraux secondaires, très colorés et fluorescents tels la gummite (un mélange de limonite, oxydes U), des phosphates (autunite, torbernite), et des silicates hydratés (coffinite, uranophane, sklodowskite). La carte de la Figure 2 montre les types de gites d’uranium dans le monde.
1.1.3. Les grands types de gisements d’uranium dans le monde :
Plusieurs types de gîtes selon Gangloff, A., 1955 ; Robertson et al. 1986 ; Roscoe et Minter, 1993 ; Chabiron et Cuney, 2001 ; Lorilleux et Roye, 2003 ; Jébrak, 2005 se résument dans le tableau ci-dessous: Types de Caractéristiques Teneur Eléments %Ressource Exemple de gisements gisement associées s, réserves dans le monde mondial Gites liés à Discordance entre socle 19 % Ni, Au, Th 33 % de la - gisements de la la discordance déformé et unités U3O8, à production Saskatchewan (bassin sédimentaires d’âge 50 % mondiale de l’Athabasca) protérozoïque inférieur à - nord de l’Australie moyen. (Ranger, Jabikula)
Gites dans les Sous forme de lent illes 0,05 – Mo, Se, 18 % des - Bassins sédimentaires grès ou de couches 0,4% Cu, V ressources de Kazakhstan, au
horizontales, piégés sur U3O8 mondiales. Niger(Arlitt), Australie des barrières méridoniale d’oxydoréduction Gites de type brèches en 0,08 - Au, Ag, Olympique Dam fer - oxydes environnement de 0,04% Cu (Australie)
porphyres alcalins, riches U3O8. en magnétite ou hématite, à contrôle structural, souvent d’âge Gites Caldeiraprotérozoïque crétacé 0,2 % Al, F gisement de la caldeira de
épithermaux U3O8 Streltsovka (Transbaikalie, Russie) Gîtes des association à des 0,03 - Bi, Co, Ni, gisement de Rössing pegmatites et alaskites (intrusion 0,05 % Ag (Namibie)
des felsique) U3O8 granitoïdes
Tableau IV : les différents types de gisements dans le monde.
9 A part ces gisements, il existe d’autres gîtes localisés dans le monde (Figure 2) :
• Gîtes dans des conglomérats situés à Elliot Lake (Ontario) et dans le Witswatersrand (Afrique du Sud). Ce type de gisement représente 13 % des ressources mondiales avec de très faibles teneurs, inférieurs à 0,2 % U 3O8 (Robertson et al. 1986 ; Roscoe et Minter, 1993). • Gîte filonien (9 % des ressources mondiales) tel qu’en Jachymov (République Tchèque) (Jébrak, 1984) • Gîtes des breccia pipe, type plateau du Colorado ou dans des carbonatites (Pala bora) (floyd et al. 1998) Gîtes des sédiments superficiels, ou sédiments fluviatiles (4% des ressources mondiales). Ces ressources potentielles sont associées aux phosphorites, aux lignites et aux shales noirs. • Gîtes des skarns à uranothorianite tels observés dans la région de Tranomaro (Madagascar) caractérisés par l’abondance de wérnerites dans un complexe à faciès léptynite où abonde les leptynite à cordiérite, grenat, spinelles avec pyroxénites, cipolins, quarztites (e.g. Besairie et Noizet, 1958; Rakotondratsima, 1983; Ramambazafy, 1998).
Tranomar o
Figure 2 : Localisation des différents types de gisements d’uranium dans le monde (Source : Git Net, 2004).
10 1.3.2. Les différents types de minéralisations uranifères à Madagascar
Les différents types de minéralisation uranifère à Madagascar sont de types : intrusion, skarn, superficiel, dans les grès. Le Tableau V montre les caractéristiques des principales minéralisations uranifères de la Grande Ile. Roche hôte Minerais Province Type Teneur principaux gîtologique Pegmatites Betafite; environ (particulièrement Euxenite; 500 ppm Antsirabe I-Intrusion réparti en zones, Samiresite; U (0.05 % Tsiroanomandidy variétés biotite) Fergusonite U) Pyroxénites; Marbres De 1000 à (cipolin); 10000 Tranomaro; II-Skarn Micaschistes, gneiss Uranothorianite ppm U Fort Dauphin feldspathique; (0.1 to 1 % Anorthosites U) Grès du Karoo Supérieur continental Carnotite; à 1000 III-Grès Folakara; Makay (en particulier Francevillite ppm formation de l’Isalo II) U (0.1 %
1000 à Argiles lacustres et 4000 ppm Uranocircite Antsirabe sables (0.1 to 0.4 % U) Syenite granitique avec dérivé Péninsule Pyrochlore; De saprolite; éluvions d’Ampasindava, Microlite IV-Superficiel et Ambatofinandrahana alluvions Placers de plage Supérieur (dérivé à 3000 Monazite Fort Dauphin de granite-granulite ppm complexe) (0.3 % U)
Tableau V : Les différents types de minéralisations à Madagascar (source BPGRM, 2005 ; Barrett, 2008)
11 Par suite, les emplacements des concentrations en uranium sont fournis dans la figure 3.
Type I
Type III
Type I et IV
Type I
Zones d’études
Satrokala et Irina
Type II
Type IV
Figure 3 : Occurrence d'uranium de Madagascar avec localisation de la zone d’étude de Irina et Satrokala (source BPGRM, 2005 ; Barrett, 2008)
12 1.4. Ressources et production d’uranium dans le monde : 1.4.1. Réserve d’uranium dans le monde :
L’uranium existe relativement en abondance dans la nature. Le total des réserves d’uranium du monde, à un coût de production inférieur à 40 US $ par kg d’uranium (~18 $ /lb), est estimé à plus de 2 millions de tonnes d’uranium, ce qui représente plus de 30 ans de besoins des réacteurs existants. Si l’on considère des coûts de production jusqu’à 80 US $ par kg, le montant des réserves peut être doublé, soit plus de 60 ans de consommation du parc actuel de réacteurs.
Pour une minorité de projets, l’uranium est un coproduit ou un sous-produit. Le Canada, l’Australie, et le Kazakhstan totalisent environ les 2/3 des ressources mondiales. Les ressources récupérables au Canada étaient de 439 000 t au 1er janvier 2003.
Le Canada est le premier producteur mondial (Figure 4a), grâce aux mines à très haute teneur du bassin de l’Athabasca (1/3 de la production mondiale). À elle seule, la mine de McArthur a produit 6 639 tonnes d’uranium en 2001, soit près du cinquième de la production mondiale, à partir d’un minerai dont la teneur est en moyenne de 20%. L’industrie minière de l’uranium représente un budget de 500 M$/an au Canada, et emploie 1000 personnes, surtout en Saskatchewan.
La production nucléaire représentait 14 % de l’énergie au Canada en 2002, et 50 % de la production en Ontario.
La production australienne repose sur le gisement géant d’Olympique Dam (gisement de fer-oxydes) et quelques gîtes superficiels; l’exploration dans ce pays est difficile compte tenu des pressions environnementales et aborigènes.
Le Kazakhstan dispose de grandes réserves à très basses teneurs, exploitables par lixiviation. Les autres réserves mondiales connues sont partagées notamment entre la Namibie, le Niger, l’Afrique du Sud. Les réserves d’uranium en Chine sont assez mal connues. Celles de la Russie sont encore relativement importantes (au moins 175 000 tonnes à moins de 80 US $/kg), mais la part de la production russe sur le marché occidental a beaucoup diminué.
13 La production des États-Unis est devenue très faible, en raison de coûts élevés liés notamment aux exigences environnementales. La production française est totalement arrêtée.
Figure 4a : Production d’uranium dans le monde (Source : World Nuclear Association, 2001)
Figure 4b : Ressources d’uranium dans le monde (Source : World Nuclear Association, 2001)
Les trois principaux producteurs mondiaux (Tableau VI) sont CAMECO (Canada, la première mondiale), COGEMA (Canada et Niger principalement), et Rio Tinto (Namibie et Australie). Les autres acteurs majeurs du domaine sont les producteurs de l’ex-CEI ou leurs représentants (notamment le Russe TENEX), Western Mining (Australie) et NUKEM, société de commerce filiale de l’énergéticien allemand RWE.
14 On notera le poids des puissances publiques, aussi bien pour COGEMA (France) que pour CAMECO (Canada).
Classement des principaux pays producteurs d'uranium (en tonnes) Rang Pays Production % 1 Canada 9.481 23 2 Australie 8.611 21 3 Kazakhstan 6.637 16 4 Russie 3.413 8 5 Niger 3.155 8 6 Namibie 2.881 7 7 Ouzbékistan 2.300 5 8 Etats-Unis 1.800 4 9 Chine 950 2 10 Ukraine 900 2 Total Top 10 40.128 95 Autres 1.572 4 Production mondiale 41.700 100
Tableau VI : Principaux pays producteurs d’uranium (Source: COGEMA, 2007)
L’offre mondiale en uranium :
Jusqu'à présent les sources suivantes assurent les besoins en combustibles nucléaires: - L'uranium primaire produit par l'industrie minière - La mise sur le marché de l'uranium provenant de la démilitarisation des armes nucléaires russe. - l’uranium et plutonium provenant du retraitement du combustible irradié dans les centrales. - des stocks stratégiques des différentes sociétés électronucléaires. Les prévisions montrent que l’augmentation de la demande en Uranium ne pourra être satisfaite que par l'industrie minière, qui dispose d’importantes réserves et ressources facilement mobilisables. L'apport d’uranium secondaire des autres sources sera marginal notamment suite à la révision à la baisse de la quantité d'uranium russe démilitarisé qui sera mise sur le marché et à la diminution des stocks stratégiques des sociétés d’électricité qui devraient être reconstitués.
15 1.4.2. L’avenir du marché : La production minière apporte 36 000 t U/an, sur les 64 000 t U/an consommées. Le marché est déficitaire depuis le milieu des années 80. La Figure 6 suivante montre l’évolution de ces productions depuis 1948 jusqu’aux années 2000.
Figure 6 : Production primaire par pays et besoin des réacteurs nucléaires (source Uranium information center, Melbourne, Australie, 2002) 1.4.3. Fluctuation du prix mondial de l’uranium : L'écart entre l'offre et la demande est contrôlé depuis dix ans par la vente des stocks stratégiques, l'épuisement de ces stocks devrait faire monter durablement les prix de la livre d'uranium. Le cours de l'uranium est de 23 dollars et il a eu des bas à 6 dollars la livre d'uranium. Le prix de l'uranium est sorti d'un canal horizontal vieux de vingt ans qui avait un support à 6 dollars et une résistance à 16 dollars. La sortie de ce canal est très positive et promet une belle hausse. Malgré le doublement des cours, l'uranium est encore à la moitié des cours de 1978 qui était à 43 dollars la livre. Le prix de la livre d'uranium devrait facilement approcher ses anciens sommets dans la zone des 43 dollars dans les années à venir. A long terme le prix de l'uranium va connaître une forte hausse pour plusieurs raisons : - Offre: Il faut de nombreuses années entre l'augmentation des prix de l'uranium et l'ouverture des nouvelles mines d'uranium ; - Demande : la demande va augmenter à cause du grand nombre de centrales en construction. Le décalage entre l'offre et la demande d'uranium est très ancien et les stocks arrivent donc à échéance. La hausse du prix du pétrole incite à se tourner vers
16 d'autres types d'énergies (charbon, gaz, et uranium). La demande en électricité devrait continuer à augmenter dans les prochaines années, surtout en Chine. Enfin, les problèmes de réchauffement climatique incitent les pays à construire des centrales nucléaires. L'augmentation rapide du prix (Figure 7), multiplié par dix en quatre ans, montre l'existence d'un problème de ressources minières. Entre 2003 et 2007, le prix du kilogramme de Yellow cake est passé de 22 dollars à 249.
Figure 7: Evolution du prix de l’uranium (Source: Uranium Resource Nuclear energy, 2006)
1.5. Les travaux antérieurs sur l’exploration et l’exploitation uranifère à Madagascar :
En 1925, Madagascar était un producteur potentiel de minerais radioactifs. L'exploitation était localisée à l'ouest du massif de l'Ankaratra dans la région située entre le lac Itasy et Antsirabe. La bétafite, l’euxénite, la monazite et la colombite ont constitué les minerais radioactifs exportés. Etant donné leur faible radioactivité, à la suite de la concurrence des minéraux radioactifs du Katanga, les exploitations de Madagascar ont été délaissées.
Depuis les années 1930 jusqu’en 1950, le Commissariat Français en Energie Atomique (CEA) a exploité de l'uranium dans les régions de Folakara et Tranomaro, avec l’exploration systématique des minéraux radioactifs à Madagascar, qui sont entreprises en 1966 dans des études régionales détaillées.
17 En 1976, l’OMNIS a récemment repris l’exploration des découvertes du CEA plus prometteuses, avec le conseil technique et la consolidation de l'Agence de l'Energie Atomique Internationale et les agences y associées. Folakara et Antsirabe possède de nombreux cas connus sur l'uranium.
Depuis 1950, l'exploitation de minerais du thorium était envisagée. Le potentiel uranifère national est énorme tant en qualité qu’en quantité. Les dernières exploitations avant la reprise par la Pam ont permis d’exporter plus de 1 000 tonnes de métal uranifère, c’était durant la période coloniale.
L’uranium est actuellement à la tête d’affiche de l’exploration minière de Madagascar. La compagnie australienne Red Island Ressources a signé avec l’Office des Mines Nationales et des Industries Stratégiques une convention d’exploration. Trois principaux sites feront l’objet d’études : Amboasary dans le Sud, Vinaninkarena dans la région centrale et le Folakara dans le bassin sédimentaire de Morondava. Ces explorations ne constituent qu’une première étape. Une éventuelle exploitation dépendra des résultats des diverses étapes de prospection.
En juillet 2005, Pan African Mining, titulaire du permis d'exploration, a officiellement lancé son programme d’exploration de l’uranium sur quatre périmètres : Folakara, Faratsiho, Tranomaro et Makay.
URAMAD, de son côté, est une filiale de la compagnie minière anglaise Uranium Mining Company qui est titulaire de deux permis d'exploration d'uranium à Madagascar. Le premier site exploré se situe dans la plaine de Betsiriry, dans la commune de Beravina, située à 150 kilomètres à l'Ouest de Tsiroanomandidy. Il s'étend sur une superficie de 400 km 2. La deuxième zone d'exploration se trouve à Makay, au nord de Morondava, et occupe une superficie de 14.400 km 2.
18 Chapitre 2 :
CONTEXTE REGIONAL DES ZONES D’ETUDES
2.1. Cadre géographique
2.1.1 Localisation
Les zones d’études se trouvent dans la région d’Ihorombe au sein du district d’Ihosy dans les communes rurales de Satrokala et Irina présentés sur la Figure 8 suivante :
Satrokala ANTSINANANA
Irina
Figure 8 : Carte administrative région Ihorombe (Source : BD 500 FTM )
Les permis de prospection Satrokala se trouvent à peu près 56.5 Km à l’Ouest de la ville d’Ihosy et Irina l’autre 34Km à l’Est.
2.1.2 Géographie physique
• Relief et paysage La partie Nord et Est de la région fait partie du seuil de Ranomafana.
19 L’agencement du relief de la Région se fait du Nord au Sud par la montagne d’Ivohibe (Pic d’Ivohibe) qui culmine à 2060 m d’altitude au Nord –Est et une vaste plaine dans le moyen Ouest et le Sud. Le relief d’Ihorombe est caractérisé par un plateau, qui s’étend du nord au sud, sous forme de paysage de plaines remarquables à une altitude variant de 300 au 2060m, jusqu’au massif de l’Isalo. • Climat Les données de température, ombrothermiques, vents dominants et humidité relative disponibles proviennent de la station synoptique de Ranohira, tandis que les données pluviométriques proviennent de la station de Betroka. • Température Temperature moyenne annuelle Mois le plus Mois le plus Station Altitude (m) période chaud froid IHOROMBE Station 1.295 1984-1997 19.5 20.4 17.2 ankily (Ranohira) Tableau VII : Température moyenne de la période 1984 à 1997(Sourc e : Service Inter-Régional Sud de la Météorologie et de l’Hydrologie Ranohira) La plus basse température (13°5’C) est enregistrée dans la partie nord de la région d’Ihorombe. Au fur et à mesure que l'on descend vers le sud, la température augmente progressivement et peut atteindre la valeur de 20°C. Le même phénomène apparaît également quand on évolue aussi bien vers l'ouest que vers l'Est avec des gradients thermiques respectivement de 9°C (de 16° à 25°C) et de 5°C (de 16° à 21°C). A noter que le gra dient thermique est moins élevé du nord vers le sud que du centre- est vers le centre- ouest. • Pluviométrie Station Altitude (m) Période Pluviométrie Nombres de observations annuelle mois sec Ankily 1.295 1984-1997 847.5 5 Relevé 1993 (Ranohira)
TableauVIII : Pluviométrie annuelle (Source : Service Inter-Régional Sud de la Météorologie et de l’Hydrologie Ranohira)
20 Vers le sud et le sud-ouest de la région, l’on observe une nette stabilisation des courbes isohyètes bien étalées et régulièrement espacées. Pour la région d’Ihorombe, la période pluvieuse commence en Octobre avec un maximum aux mois de Décembre ou Janvier. Ensuite, la pluviométrie décroît pour tendre aux valeurs minimales voire nulles à partir du mois d’Avril ou du mois de Mai. La période sèche s’étend du mois de Mai à Octobre, toutefois, on enregistre des précipitations sous forme de crachin. • Sols et végétations Pédologiquement, la région d’Ihorombe se distingue par l’existence des sols ferrugineux tropicaux d’Ihorombe, des îlots d’associations de sols ferralitiques rouges et jaunes/rouges, des sols faiblement ferralitiques et des ferrisols. Cet ensemble est complété par des sols peu évolués rankers, ainsi que par des sols peu évolués dunaires sableux. La formation végétale est constituée de savane herbeuse de type arbustif ou à palmiers. Cette formation correspond à la pédologie existante : La savane arbustive à palmiers se situe dans la partie nord de la région ; La savane herbeuse couvre la partie Sud Ouest (type Hyparrheniarufa et Hyparrhenia dissoluta et Heteropogon). Cependant cette région est victime de feux de brousse fréquents affectant la savane herbeuse de la partie Sud pour le pâturage, ce qui entraîne la dégradation de la couverture végétale et le lessivage du sol (UPDR, 2003).
2.2 Cadre géologique :
2.2.1 Aperçu sommaire sur la géologie de Madagascar
Madagascar se situe dans l’hémisphère Sud entre les latitudes 12°S et 25,5°S et longitudes 44°E et 49°E. Elle est traversée par le Tropique du Capricorne. Sa superficie est d’environ 587.000km 2. Du point de vue géologique, elle est constituée de deux entités principales : le socle cristallin précambrien qui constitue l’ossature de l’île ; Il affleure sur les deux tiers de la superficie totale de l’île. Et la couverture sédimentaire, très peu déformée, qui occupe le tiers restant de l’île (Figure 9). Elle repose en discordance sur le socle cristallin.
De l'archéen au néoprotérozoique, le socle cristallin a été polystructuré par les divers événements tectono – métamorphiques successifs qui ont jalonné son histoire. Le
21 métamorphisme est généralement du faciès amphibolite supérieur au faciès granulite. Du fait de sa complexité, le socle cristallin a toujours été sujet à controverses.
Figure 9 : Carte simplifiée montrant les diverses unités tectono-métamorphiques du socle cristallin précambrien de Madagascar (Collins et Windley, 2002).
Rien que pour la compréhension de sa configuration, plusieurs hypothèses ont été émises :
22 - un concept lithostratigraphique de Besairie (1948, 1960, 1973) basé sur les gradients régionaux et locaux des intensités du métamorphisme. Le socle cristallin serait un empilement sédimentaire repris par le métamorphisme (Besairie, 1964). - Un concept de zonéographie chronologique de Hottin (1976) basé sur les âges absolus obtenus sur les principaux faciès – types du socle cristallin (Vachette, 1973) - et plus récemment ; un concept basé sur les unités d’homogénéité structurale (Collins et al., 2002) Dans le cadre de cette étude, on adoptera la proposition de Collins (2002) qui subdivise le socle cristallin malgache en neuf unités tectono - métamorphiques : - cinq blocs tectono – métamorphiques stables qui sont les blocs de l’Antongil, d’Antananarivo, d’Amborompotsy – Ikalamavony, de Taolagnaro – Ampanihy et de Vohibory. - trois nappes de charriage : nappe de Tsaratanana (avec trois ceintures qui sont celles de Befandriana, d’Andriamena et de Maevatanana), nappe d’Itremo et nappe de Bemarivo. - une zone de fermeture qui est la suture Betsimisaraka.
2.2.2. La zone cisaillante de Ranotsara
Ranotsara est en grande partie une vallée à fond plat jusqu'à 200 km de longueur, de direction NW- SE. Cette zone cisaillante est géochronologiquement mise en place durant la fin de l’orogenèse panafricaine dominées par la collision et l’extension tectonique (Collins et al. 2002; Windley et al. 2002). Le cisaillement majeur ductile de Ranotsara est interprété comme une rampe (Martelat et al. 1993) ou un effet de coin avec poussée brusque (Martelat et al. 2000). Deux générations du cisaillement ont engendré deux linéations L1 (en gros E- W) et L2 (en gros N-S) associé communément avec les foliations observées à proximité d’Ihosy (Martelat et al. 2000). Elle a une direction de N140 à N150 et de SENS sénestre. Elle disparaît à l’ouest sous la couverture sédimentaire et ; à l’Est ses formes deviennent moins bien évidentes du fait de la densité des structures fragiles. En effet, ce cisaillement se confond avec les failles de même direction qui le prolongent jusqu’à la côte Est et sa longueur atteint alors les 350 km.
23 Zones d’études
Légende : 1- Formations sédimentaires ; 2 - Intrusions volcaniques et dykes basiques ; 3 - Formations granitiques ; 4- formations gneissiques et migmatitiques ; 5– formations syénitiques ; 6 - Formations léptynitiques ; 7 - Formations SQC ; 8 – Anorthosites ; 9 - Formations gneiss amphiboliques ; 10 - Shear zones ; 11- Formations superficielles. Figure 10 : Extrait de la carte géologique du Sud de Madagascar (Martelat, 1999 ; Windley et al. 1994 ; Randrianasolo , 2009). La zone de cisaillement s’anastomose avec des zones de cisaillement plus petites de 3 à 5km de large sur 20 de long (Noizet, 1969).
Conclusion partielle
Cette partie renseigne sur les caractéristiques de l’élément cible, les valeurs métallogéniques au niveau mondial, les atouts économiques, ainsi que les situations régionales des zones d’études avec ces environnements géologiques.
Ces options sont mises en œuvre pour s’intégrer dans le vif du sujet et s’orienter dans les travaux qui vont suivre. Ces travaux sont exécutés en considération de ses critères et les moyens logistiques disponibles.
24
PARTIE 2: TRAVAUX REALISES
25 Chapitre 3 :
EXPLOITATION DES DONNEES ANTERIEURES
Les travaux de préparation effectués au bureau par l’équipe d’Avana Resources Sarl conduit par Barrett et Razakamanana, concernent: • l’acquisition des données existantes incluant les documents importants tels que les cartes topographiques et géologiques, les images satellites. • l’exploitation, la transformation et l’intégration des données dans le SIG. Cette manœuvre est basée uniquement sur la compilation des données existantes mais n’inclut pas encore toute vérification sur terrain.
3.1 Prospect d’Irina Le prospect d’Irina, dont la largeur est de 2.5km et la longueur 7.5km avec une superficie de 18.75 km 2 comprend 48 carrés (625x625m chacun) (Figure 13).
Les documents disponibles sont composés de carte géologique à l’échelle 1:100 000 et avec les notices explicative (Services géologique, Razafimanantsoa, 1967) ; la carte topographique à l’échelle 1 :100 000 et les données géophysiques aéroportées (magnétiques et radiométriques).
3.1.1 Données topographiques
D’après la carte topographique disponible (Feuille K56 Ihosy-Sud) publiée en 1958 (Figure 11), Irina présente des accès tout à fait difficile avec seulement une piste dans la partie Nord, bien qu’il y ait au moins des sentiers le long de l’ampleur de l’Ouest. Le secteur parait dépourvu d’habitation ;le village la plus proche se trouve à 3 Km et la ville d’Ihosy se trouve à 6Km ENE. Les altitudes sont environs entre 900 à 1142m et on a une corniche du côté NNW. Les systèmes de drainages s’apparentent modérément avec un courant de direction Nord-Ouest.
26 Irina
Vohiboan a
Angavo
Figure 11 : Extrait de la carte topographique montrant le périmètre d’Irina (source : MGS, OMNIS, 2008).
3.1.2 Données géologiques D’après l’extrait de la carte 1 :100 000 (Feuille K56 Ihosy-Sud) (Razafimanantsoa, 1966), la géologie d’Irina est dominée par des paragneiss contenant de la sillimanite, grenat et cordiérite assignés à la série d’Ihosy de la formation Vohimena. Dans la partie Nord-Est du périmètre, des cipolins (marbres) et des quartzites sont catégorisés à la série de Bekisopa de la formation de Vohimena. Des latérites se développent au-dessus de paragneiss le long du bord Ouest du prospect. Un petit corps pegmatitique est localisé dans le secteur tout près du gneiss granitoïde situant au centre Nord. Structuralement, le secteur possède une grande antiforme au Sud- Est dont les axes s’orientent vers le NNW. Ces axes sont en accord avec la structure générale du secteur. Plusieurs déformations représentées par des formations mylonitisés existent dans la partie Nord-Ouest.
Plusieurs minéraux tels que la phlogopite, le grenat (dans leptynite), la scapolite (liée aux pyroxénites) et le pyroxène (diopside) existent à Irina. La minéralisation en
27 thorianite se trouve dans la formation à sillimanite, grenat, et cordiérite au Sud-Est. Une deuxième minéralisation en Th est localisée à 1.5 Km Est du secteur. La magnétite est disséminée dans les quartzites de la série à sillimanite, grenat, et cordiérite.
Figure12 : Extrait de la Carte géologique Irina K56 modifié (Razafimanantsoa, 1966).
28 3.2 . Prospect de Satrokala
3.2.1. Données topographiques et image satellite
Le prospect de Satrokala qui se trouve à 400Km au SSW d’Antananarivo comprend un bloc contigu de 464 permis de 625x625m et dont la superficie est de 194Km 2, avec une largeur 12.5 km et de longueur 17,5km.
Figure 13 : Image Lands 7 ETM+ montrant les permis de Satrokala et d’Irina (Source : rapport de Barrett) Le relief du paysage dans la région de Satrokala est presque uniforme, avec une altitude entre 970 et 1205. Les réseaux hydrographiques (par exemple Sakasoa, Manambaroa, Behavo, Ankazomanganakoho) est de forme dendritique (Figure 14). Leurs différentes directions sont séparées par une marge de captage d’Est-Ouest, divisant le centre de la région. Les écoulements dans la partie Nord du périmètre alimentent le domaine NNW.
29
Figure 14 : Carte topographique de Satrokala avec des indices en Th de l’OMNIS (source : Avana Resources Sarl)
3.2.2 Données géologiques
D’après la carte géologique J55 Satrokala au 1 :100 000 (Randriamanantena et Megerlin, 1967), les formations lithologiques sont dominées par des gneiss assignés à la formation Benato avec des minéraux accessoires tels que la biotite, du grenat. Auxquels s’ajoutent des gneiss à amphibole, pyroxène, et des gneiss à
30 amphibole, épidote. Ces variétés ne sont pas différenciées sur la carte et paraissent en grande partie masquées par ce qui est décrit comme des argiles latéritiques (Figure 15). Dans la partie Nord, les formations géologiques comprennent des gneiss et leptynite à cordiérite avec migmatisation variable. Au Nord Ouest du secteur, on remarque un granite migmatitique d’environs 2 à 2.5 km de dimension. Les alluvions dominent le côté Ouest. D’autres unités lithologiques de foliation parallèle aux pyroxènites et syénites sont présentes. Des pegmatites avec des amphibolites de foliation parallèle s’étirent sur 1 à 2 Km le long du côté Est. Les foliations sont souvent orientées suivant une direction NNW (partie Nord du secteur).
Figure 15 : Extrait de la carte géologique Satrokala J55 (Randriamanantena et Megerlin, 1967)
31 3.3. Géophysique aéroportée
Les secteurs de Satrokala et d’Irina sont couverts récemment par des mesures radiométriques aéroportées. A Satrokala, le thorium s’expose suivant les unités lithologiques et tend vers la direction NNW et NS, avec une série linéaire élevée de thorium (valeurs maximum jusqu’à 834,685ppm) qui se concentre dans la partie Est du secteur (figure 16).
Les données relatives à l’uranium (Figure17) indiquent une direction NNW des lithologies et les tendances en uranium sont localement moins évidentes sauf dans le Nord-Ouest du permis.
Figure 16 : occurrence en thorium sur la zone de Satrokala et Irina (Source : BPGRM, 2005 ; Barrett, 2008)
Dans le secteur d’Irina, présence élevée de thorium (Figure 16) suit l’allure générale NNW suivant les unités lithologiques sur la section Sud-Ouest qui ont des valeurs relativement intéressantes et paraissent coïncider avec le plissement au Sud-Est du secteur. L’occurrence en uranium est aussi important sur les parties Sud-ouest et Nord-est (76ppm) (Figure 17).
Les données afférentes au potassium aéroportées de Satrokala fournissent peu d’information utile due à l’absence apparente de minéraux potassiques (gneiss et migmatite qui contiennent du Fk).
32
Figure 17 : Occurrence en uranium sur la zone de Satrokala et Irina (Source : BPGRM, 2005, Barrett, 2008)
Figure 18 : occurrence en potassium sur la zone de Satrokala et Irina (Source : BPGRM, 2005, Barret, 2008)
Tandis que les données portant sur l’occurrence de potassium d’Irina sont élevées (valeurs maximum 14,441%) dans la partie Nord-Est du périmètre et suivent l’allure NNW de la lithologie (figure 18). La présence des indices élevés en potassium est considérée potentiellement comme une présence d’intrusion éruptive potassique (ou son équivalent métamorphisé) comme la syénite par exemple.
33 Chapitre 4 :
TECHNIQUES DE RECONNAISSANCE ET D’EXPLORATION ADOPTEES
4.1 Application de l’image satellite pour la reconnaissance du secteur d’Irina et Satrokala
La télédétection ou détection à distance rassemble toutes les techniques et les connaissances qui permettent d’obtenir des informations sur un objet sans être en contact direct avec lui. Elle est également utilisée pour avoir une vision globale d’une zone bien déterminée. Suivant la couverture et la résolution de l’image satellite obtenue, son traitement, suivant un certain nombre de procédés utilisant différents logiciels permet l’acquisition de données géoréférencées plus synthétiques de la région. Pour cette étude, l’utilisation de la télédétection nous a permis de tracer les linéaments au niveau régional. C’est donc à partir de cette image satellite qu’on en déduit les structures globales de la région d’étude.
En utilisant l’image satellite, nous essayerons donc: - de localiser et d’extraire des linéaments à partir de techniques de traitements d’image (stretching, composition colorée) ; - de tracer et d’établir une carte de linéaments de la zone d’étude à partir du logiciel Mapinfo 8.0 ; - d’effectuer une analyse statistique des linéaments à l’aide de rosace directionnelle;
- de déterminer les directions majeures des linéaments et de les interpréter.
- Les principales bandes et leurs caractéristiques
Le satellite Landsat 7 a été conçu par les Américains et mis en orbite depuis le 15 avril 1999. Il évolue à 705 km d’altitude. C’est donc un satellite héliosynchrone dont les caractéristiques sont :
Les données utilisées proviennent du satellite LANDSAT-7 ETM+ (Enhanced Thematic Mapper+ image) N°159/075 dont la diversité des canaux fournit à
34 l’interprète une multitude d’informations à manipuler (8 bandes spectrales : tm1, tm2, tm3, tm4, tm5, tm6, tm7, tm8).
L’image utilisée a été prise le 5 décembre 2000 à 16 heures 32 minutes.
Canal Bande spectrale Caractéristiques Résolution ETM+ en m spatiale en m Tm1 : 0,45 – 0,515 Sensible à l’humidité et à l’eau peu 30 profonde Tm2 : 0,52 - 0,60 Bande sensible à la couleur verte 30 Tm3 : 0,63 – 0,69 Forte absorption chlorophyllienne 30 Bande très sensible à la couleur rouge
Tm4 : 0,78 – 0,9 Proche Infrarouge qui a une forte réflexion 30 pour Tm5 : 1,55 – 1,75 Moyen Infrarouge Sensible à la quantité 30 de l’eau Tm6 : 10,4 – 12,5 Infrarouge thermique 60 Sensible à la variation de la température Tm7 : 2,09 – 2,35 Moyen infrarouge 30 Elle met plus lumineux les objets minéraux que les objet végétaux. Tm8 : 0,62 – 0,9 Panchromatique 15
Tableau IX : les principales caractéristiques des canaux ETM+.
La perception des linéaments est d’autant plus accentuée lorsque l’élévation solaire est faible (Coulibaly, 1996). Ses travaux démontrent que les éléments linéaires d’orientation perpendiculaire à la source d’éclairement sont très bien rehaussés alors que ceux situés à plus ou moins 20° de cette même s ource n’apparaissent pas sur l’image.
- Les traitements proprement dits
Le logiciel de traitement d’image a été réalisé avec ENVI 3.5. Ce logiciel nous a donné une image à meilleure résolution et une classification plus aisée. Mapinfo7 a été utilisé pour le traitement des cartes.
• Choix des bandes : tm3, tm5, tm7 (Figure : 19) En géologie, l’utilisation de ces trois bandes est conditionnée par les caractéristiques suivantes :
35 Tm3 : absorption chlorophyllienne, sensible au rouge, indicateur de l’état phrénologique des végétaux et abondance de certains minéraux (oxyde de fer dans le pixel sol); - Tm5 : Moyen Infrarouge Sensible à la quantité de l’eau Tm7 : Moyen infrarouge, elle met plu lumineux les objets minéraux que les objets végétaux.
• Composition colorée
20 40 0
Figure 19: Image de Landsat 7 N°159/076, composition colorée de la bande 753.
• Le découpage
Le découpage de l’image permet de délimiter la zone d’étude étant donné que la partie septentrionale de l’image satellite est inutilisable.
36 • Stretching
C’est un étalement linéaire et égalisation de l’histogramme des images brutes pour améliorer la qualité de l’image et faciliter ainsi sa lecture.
4.1.1 Secteur d'Irina
• Analyse des éléments structuraux
La cartographie des linéaments est réalisée en traçant directement les structures linéaires et circulaires sur les diverses images traitées (composition colorée 7-5-3) à l’aide du logiciel Mapinfo.
Figure 20 : Composition colorée 7-5-3 des bandes découpées du secteur d’étude Irina.
Les linéaments tracés sur le fond d’image en composé coloré 7-5-3 (Figure20) sont systématiquement vérifiés sur l’image panchromatique (Figure 21) avant d’être retenus.
37
Figure 21 : Image panchromatique Tm8 du secteur d’Irina
Ceci a pour but d’éviter de rajouter des éléments susceptibles d’être des linéaments (route, limites boisées et lignes électriques). La dernière étape sera la superposition des deux cartes de linéaments obtenues dans les quatre directions afin de créer une carte de synthèse des linéaments. Pour éviter la répétition de segments sur la carte, nous procédons à une élimination de tous les linéaments qui se répètent plus d’une fois. La carte de synthèse est, quant à elle, donnée à la figure 22.
En somme trente neuf linéaments sont localisés dans la région d’étude à partir du traitement d’images satellites. Les caractéristiques des linéaments sont données par le tableau X suivant :
38 direction E-W ENE-WSW NNE-SSW N-S NW-SE NE-SW NNW-SSE ESE-WNW
Longueur 1895 1112 10880 6993 9256 896 124756 6950 (en m) Nombre 3 2 8 5 6 1 12 2 pourcentage 7.69 5.12 20.51 12.82 15.28 2,56 30,76 5,12
Tableau X : Caractéristiques des linéaments structuraux
Ce tableau X représente la synthèse des linéaments structuraux observés sur les images satellites. Elle permet de regrouper les orientations prédominantes. Nous avons choisi un intervalle de 22.5° car les valeurs de la direction des linéaments sont très espacées. Le tableau X classifie les structures discontinues (faille et fracture) en intervalle de 22.5°.
Figure 22 : carte des linéaments structuraux du secteur d’Irina
39 Un diagramme en rose a été établi a partir de ce tableau (Figure 23). Ce diagramme représente les familles d’orientation des linéaments à l’échelle régionale de la région d’étude.
N=39
Figure23 : Représentation des fractures sur la rosace.
La carte des linéaments résulte de la combinaison de la composition colorée 7-5-3 et l’image panchromatique. Elle regroupe 39 linéaments. En effet, elle nous révèle trois familles importantes d’orientation de linéaments, soient : • SSE-NNW [122.5, 145° [ • NNE-SSW [45°- 67.5 [ • E-W [0-22.5 [ Les linéaments appartenant à la famille SSE-NNW, regroupent 30,76% des effectifs des linéaments et qui sont prédominants. Quant aux orientations SE-NW, elles représentent 20,51% et enfin 12,82% pour les orientations E-W Les directions majeures comprises entre SSE-NNW sur la rosace sont à peu près parallèles à celle de la faille Bongolava-Ranotsara. Ce phénomène peut être expliqué comme étant un même mouvement tectonique qui affecte la zone. Les autres directions majeures s’orientent d’une façon désordonnée Ces phénomènes peuvent être dus au fait que notre zone d’étude est comprise dans une zone de plissement et aux différents facteurs tectono-métamorphismes qui affectent la zone surtout les deux grandes failles (N° : 23 e t 30) de direction N70 et N75et de longueur 2.733km et 3.133km.
40 D’autre part une partie des foliations suit les directions parallèles des failles majeurs, et s’oriente vers une direction bien déterminée tandis que d’autres sont légèrement décalées. Mais du côté gauche de ses linéaments la direction des foliations changent et prennent la forme V, ce qui explique l’existence du plissement.
• Relation entre les linéaments et la géologie du secteur d’Irina
Afin de mieux cerner la cartographie, l’analyse et l’interprétation géostructurale de la région, on procède à une confrontation des résultats avec la carte géologique existante ainsi qu’avec les nouveaux linéaments trouvés.
Toutes les informations essentielles à la cartographie géologique et à l’analyse structurale du secteur sont intégrées dans un système d’information géographique afin de permettre l’identification des linéaments et de faire le lien avec les données structurelles récoltées sur le terrain.
La carte suivante (Figure 24) résulte de la superposition de la carte de synthèse des linéaments et de l’extrait de la carte géologique K56.
Cette carte géologique de cette région d’étude montre une grande variété aussi bien lithologique que structurale. Les linéaments issus de la carte géologique sont constitués de trajectoires de fracture liés aux socles rocheux et aux accidents tectoniques.
Il en ressort de ces analyses que nous pouvons associer une bonne partie de nos observations à des structures existantes déjà signalées dans les études antérieures (Feuille K56, publié en 1967) avec beaucoup plus précision. D’après cette carte de synthèse (Figure 24), les formations plissées au niveau Sud- est de la zone d’étude, sont représentées par des foliations en forme de V avec une déviation et d’axe antiforme de direction NNW-SSE à proximité de l’axe Bongolava- Ranotsara. Par ailleurs, on observe des failles dont la direction générale est aussi NNW-SSE. Le tracé des réseaux hydrographiques permet de matérialiser la direction des fractures et celle des foliations. La présence des failles et des foliations témoigne d’un style tectonique des couches à la fois souple (foliations) et cassant (failles).
41 La direction NNW des unités lithologiques, relativement évidente, concorde avec celles des linéaments (failles et foliations). Cette structure concordante est caractéristique des zones de cisaillement ductile dans cette partie sud de Madagascar (Martelat, 1999).
Figure 24 : Extrait de la carte K56 (Razafimanantsoa,1966) avec les synthèses des linéaments structuraux. 42 4.1.2 Secteur de Satrokala
• Analyse des éléments structuraux
Comme le prospect d’Irina, l’image Landsat 7 159/076 mais de composition colorée 453 est employée pour l’étude plus aisée des linéaments. Ainsi après découpage et quelques traitements, on obtient la Figure 25 :
Figure 25 : Composition colorée 453 des bandes découpées de l’image landsat 7 159/076.
Au lieu d’utiliser l’image panchromatique Tm8, on a choisi l’image magnétique aéroportée pour mieux visualiser les caractéristiques structurales du périmètre. En effet, l’avantage principal du magnétisme c’est qu’il enregistre la réponse aimantée des roches, même à travers l’abri superficiel tel que les latérites.
43
Figure 26: Image aéroportée magnétique du secteur de Satrokala
En tous 29 linéaments sont localisés dans la région d’étude à partir du traitement d’images satellites et l’Image magnétique aéroporté. Les caractéristiques des linéaments sont données par le tableau suivant :
direction E-W ENE-WSW NNE-SSW N-S NW-SE NE-SW NNW-SSE ESE-WNW
Longueur 256 1112 381 486 10956 445 14189 376 (en m) Nombre 1 4 2 2 5 1 11 2 pourcentage 3.44 13.79 6.89 6.89 17.24 3.44 37.93 6.89
Tableau X I: Synthèse des linéaments structuraux à Satrokala
Le diagramme en rose représente les familles d’orientation des linéaments à l’échelle régionale de la région d’étude.
44 0 N=29
90
180
Figure 27: Rosace directionnelle des fractures (hémisphère inférieur). La carte des linéaments (Figure 28) résultant de la combinaison de la composition colorée 4-5-3 et de l’image magnétique aéroportée regroupe 29 linéaments, et nous révèle en effet deux familles importantes : les linéaments de direction NNW-SSE et NW-SE dont leurs pourcentages sont 37,93% et 17,24%.
linéaments
Figure28 : Carte des linéaments structuraux du secteur de Satrokala.
45 Les directions majeures comprises entre SSE-NNW sur la rosace sont à peu près parallèles à celle de la faille Bongolava-Ranotsara. Ce phénomène peut être expliqué comme étant un même mouvement tectonique qui affecte la zone. Les autres directions s’orientent d’une façon désordonnée Ces phénomènes peuvent être dus au fait que notre zone d’étude est comprise dans une zone de plissement et aux différents facteurs tectono-métamorphismes. En outre, une partie des foliations suit les directions des failles majeures, ils sont parallèles et suivent une direction bien déterminée .d’autres formes en arcs représentant les différentes plissements se trouvant au Nord ouest du secteur de Satrokala.
• Relation entre les linéaments structuraux et la géologie
La carte suivante montre la relation de la carte géologique avec les structures existantes sur la zone Satrokala.
Figure 29: Carte géologique J55 modifiée et améliorée de la région d’étude par la superposition de la carte des linéaments du secteur de Satrokala.
46 Les formations plissées au Nord-Ouest sont d’après la carte (Figure 29) des gneiss migmatisés à biotite et à grenat, parfois associés aussi par des amphiboles. Des gneiss à pyroxène, sillimanite et cordiérite occupent une grande partie du secteur. La majorité des failles affectent la partie NNW-SSE et se localisent avec ses formations gneissiques à amphibole, pyroxène, sillimanite et cordiérite ; cette direction représente la zone de Ranotsara-Bongolava qui est caractéristique des zones de cisaillements ductile qui affecte cette parie sud de Madagascar (Martela, 1999).
4.2 Travaux de terrain
4.2.1 Méthodes de prospection dans le secteur d’Irina
Prospection au marteau
- Observation des affleurements
La prospection au marteau consiste à rechercher des indices de minéralisation par l’observation des affleurements et des éboulis ou « pierres volantes ». Elle se fait le long d’itinéraires qui ont été choisis à partir des documents disponibles, dans notre cas, le travail s’est effectué suivant une maille d’échantillonnage au sol (50 x 200 m) et suivant la présence des indices. De cet effet, le tableau suivant est établi pour les descriptions lithologiques et l’observation des affleurements (Résultats annexe 1).
Fiche de Description lithologique Nom du géologue : GPS N° Secteur Irina N° X Y Type Lithologie affleurement Structure Type Géomorphologie Autres d’échantillon d’échantillon de observations sol
Tableau XII : Fiche de description lithologique (proposé par Underwood et Razakamanana, 2008)
47 Prospection géochimique au sol
L’échantillonnage se fait suivant un intervalle de 50 m suivant un itinéraire Ouest - Est sur 200m suivant Nord-Sud. Les matériels utilisés comprennent: • Carte topographique à l’échelle 1 : 50 000 géoréférencé à un système de cordonnées métrique (UTM). La projection UTM a été utilisé au lieu du système Laborde malgache dû aux difficultés inhérentes de recréer le système précédent dans le logiciel MapInfo et les unités GPS. • Tamis de diamètre 6mm, 2mm, 0.5mm, 180µm. • Bêche, pelle, sac plastique, papier, marker : pour creusage, nettoyage, collecte d’échantillonnage. Les principes adoptés se résument comme suit : • Approximativement 2kg de sol seront colléctés du premier 15cm de l’horizon au- dessous de la couche organique (Figure 30). • La collecte de l'échantillon s’effectue à chaque point soit à une distance équivalente à 10% de l'espacement de la grille de l'échantillon ; • Tous les échantillons sont séchés à l’air au campement. • Si le séchage à l'air n'est pas possible alors les échantillons devraient être séchés en les chauffant à une constante température de 60°C ; • 50g d'échantillon du sol est soumis au laboratoire. • Le reste est entreposé au dépôt pour suite d’analyse et la recherche.
Figure 30 : Prélèvement des échantillons aux sols
48 Deux cent quinze échantillons ont été collectés, Les points d’échantillonnages (points rouges sous forme d’étoiles) sont représentés sur la carte suivante.
Figure 31 : Carte d’échantillonnage sol d’Irina (Avana Resources Sarl, 2008)
Mesure radiométrique au sol
Les valeurs indiquées en cps (choc par seconde) ont été mesurées le long de traverse continue en suivant le maillage de 200m suivant la ligne d’échantillonnage Sol (Points étoiles rouge sur la Figure 31). C’est-à-dire qu’on suit les lignes espacées de 200 m dans une direction allant de l’Ouest vers Est. Par exemple, l’opérateur devrait marcher le long de la ligne Y=7512300 d’Ouest en Est, puis revenir dans une autre direction d’Est en Ouest le long de Y=7512500 à pied. Les valeurs anomales de plus de 1000cps sont retenues. On note que ce n’est pas toute la zone prospectée qui a été mesurée par le scintillomètre mais quelques parties (X= 609 540 à 610 650 ; Y=7512510 à 7513460)
Le transect effectué pour les mesures radiométriques est présenté à la figure 32 et le tableau représentant les résultats de mesure est reporté en annexe 2 .
49 1110m Périmètre de la mesure radiométrique
200m
Trajectoire
Figure 32 : Carte montrant le transect effectué pour les mesures radiométriques.
4.2.2 Méthode de prospection dans le secteur de Satrokala.
Prospection géochimique des sédiments fluviatiles et minéraux lourds
Nécessité d’une longue durée de travail de prospection, la surface du secteur assez grande, l’épaisse couverture latéritique qui couvre les deux tiers du secteur sont les facteurs limitant qui nous empêchent de mener à bien les travaux d’exploration comme dans le cas du prospect d’Irina. La prospection géochimique alluvionnaire (échantillonnage des sédiments fluviatiles et des minéraux lourds) nous semble la plus adaptée. Avant tout prélèvements, Il faut :
« Evitez » de faire des prélèvements dans les cas suivants:
- Dans les chutes d'eau, galets grossiers à laisser sur place, etc. - Sur la face convexe d’une courbe de rivière. - Aux points d’intersection du confluent d’une rivière. - Lieux d'activités humaines (routes, ponts, sites culturel et cultuel, etc.) Le mode opératoire se fait de la façon suivant: • Tous les échantillons ont été prélevés à 100 ou 200m en amont de chaque confluent.
50 • Le ruisseau à identifier ne devrait pas être sec (évidence de transport et dépôt de sédiment le plus récent). Dans la mesure du possible, l’échantillonnage se fait le long de la section la plus droite du ruisseau ou aux points de l'inflexion entre deux coudes opposées. • Enlevez la couche végétale du sédiment sur 3 à 4cm de profondeur à travers la largeur du canal. • Prendre 20 à 30 échantillons sur différentes places à travers le canal du ruisseau, sur une surface approximative de 50km 2. • Prendre approximativement par site, du sédiment tamisé à -2mm de diamètre dans le canal du ruisseau.
• Prendre 4kg d’échantillons tamisés mouillés (fraction de -2mm) ou bien le cas échéant, 2kg de sédiments secs. • Quand on tamise à la fraction de -0.5mm, il faut prendre soin de ne pas perdre la fraction fine par le soufflement du vent. • Chaque sac à échantillon doit être numéroté à l’extérieur, un deuxième à l'intérieur du sommet plié du sac. • Au campement (ou bureau), ces derniers échantillons de -0.5mm doivent être séchés s’ils sont mouillés. .
Il est à remarquer que les échantillonnages lors de l’exploration à Satrokala ont été très difficiles à effectuer à cause de la rareté des sédiments ainsi que l’abondance de végétation qui recouvre presque toute la surface des cours d’eau. Par conséquent, certains points d’échantillonnages ont dû être abandonnés. Alors 40 échantillons de sédiments fluviatiles et 40 échantillons de fonds de batée ont été collectée dont la figure 33ab ci-dessous représente leur emplacements respectifs.
51
Figure 33a : Echantillonnage minéraux lourds par bateyage
LEGENDE
Point d’échantillonnage
Figure 33b : Carte d’échantillonnage de sédiment fluviatile de Satrokala (source carte fond : MGS, OMNIS, CEA 2008)
4.2.3 Traitement des échantillons sols et sédiments fluviatiles
Mesure prise au cours du travail
- Aucuns bijoux ne peuvent être portés (Or, Cuivre, Argent, Cuivre) par l’opérateur) car ils pourraient contaminer les échantillons. - Les outils ne peuvent pas être peints. - Les outils doivent être gardés propres et secs pour éviter la rouille (oxydation). - Les sacs à échantillon ne peuvent être utilisés qu’une seule fois. En cas de défaillance d’un échantillon, le sac devrait être jeté. - Les tamis doivent être nettoyés avant de continuer à nouveau sur un autre site d’échantillonnage.
52 - Séchage des échantillons à l’air libre. - Tamisage 0,5mm et pesage de 500g de sols. - Ensachage – étiquetage – numérotation. - Statistique des échantillons.
Finalement, pour la version finale, chaque échantillon de poids 50g de sédiments fluviatiles est retamisé à 100µm, puis remis dans une enveloppe Kraft 5x3 pour l’analyse. Un témoin sera conservé en cas de vérification, recherche future, ou autre contre analyse.
Pour les sols, chaque échantillon de 70g est soumis au laboratoire dans une enveloppe kraft 5x3. Comme précédemment il faut conserver un sac témoin. Chaque échantillon sera micronisé à 95% à 150µm avant toute analyse.
Figure 34 : Emballage, statistique, contrôle et vérification des échantillons collectés
4.3 Analyses des échantillons au laboratoire 4.3.1 Méthodes d'analyses
Les analyses chimiques sont effectuées au sein de la société SGS Lakefield Research Africa (Afrique de sud).
53 - Détermination des éléments Au, Pt, Pd par ICP-OES et ICP-MS (l’analyse d’absorption atomique ou analyse gravimétrique thermique). - Détermination des éléments Pt, Pd, Rh, Ru, Ir par la fusion de Sulfure de Nickel suivi par ICP-OES and ICP-MS (ICP : Indice co-plasma) . - Détermination des éléments majeurs oxydés par la fusion de Borate XRF (XRF : X-Ray Fluorescence spectrometer). - Détermination du métal par la fusion de Pyrosulphate XRF. - Détermination d’acide soluble Cu, Ni, par la digestion d’acide et l’analyse d’absorption atomique.
4.3.2 Résultats analytiques En ce qui concerne les résultats d’analyses, les tableaux qui représentent les valeurs en ppm des éléments respectifs sont reportés en annexe 3 pour les analyses aux sols et annexe 4 pour les sédiments fluviatiles et minéraux lourds. Conclusion partielle
Cette partie est débuté par l’exploitation des données antérieures pour connaitre la topographie et la géologie du secteur, afin de cadrer la zone d’étude suivant les indices déjà étudiées et d’en définir les méthodes mise en œuvre pendant la descente sur terrain ; tels est le cas dans le secteur d’Irina (2km x 2km au Sud-Est du permis seulement est étudié). Les techniques d’exploration adoptées sollicitent différents méthodes : l’analyse structurale des deux secteurs à partir des images satellites ; la prospection marteau, mesure radiométrique et échantillonnage au sol pour le secteur d’Irina et l’échantillonnage géochimique des sédiments fluviatiles et minéraux lourds pour Satrokala. Les résultats obtenus sont plus ou moins suffisantes pour l’analyse et l’interprétation des données dans la partie suivante.
54
PARTIE 3 : INTERPRETATIONS ET DISCUSSIONS
55 Chapitre 5 : INTERPRETATIONS DES DONNEES OBTENUES A PARTIR DES TRAVAUX DE TERRAIN
5.1. Prospect d’Irina 5.1.1 Caractéristiques pétrographiques et géologiques
A partir de l’exploitation des données recueillies, des observations d’affleurements sur terrain (Annexe 1), on a pu déduire une esquisse géologique dont les formations sont (Figure 36).
- Gneiss à amphibole, biotite avec des veines et des dykes pegmatitiques tardifs (Figure 35a): Ce gneiss montre une structure massive, hétérogranulaire à grain généralement fin. Le grenat, la sillimanite (sous forme de fine aiguille), et la cordiérite peuvent être parfois présents. Par endroit, ces gneiss sont mylonitisés et forment parfois des blastomylonites. Les veines pegmatitiques tardives, à quartz, biotite et plagioclase, sont généralement à grains grossiers.
I- Amphibolites (Figure 35b): roches mélanocrates à structures microgrenues, elles se présentent souvent en lentille ou en massif de dimension métrique et sont communément concordantes avec la foliation générale des roches encaissantes.
II- Leucogneiss granitique : Il s’agit d’une roche montrant un assemblage à grain moyen constitué de quartz, de feldspath potassique et du grenat. Ce gneiss leucocrate est intercalé ou parfois recoupé sous un angle faible par de veines pegmatitiques et de dykes granitiques de direction générale N 160. D’autre part, les facies pétrographiques sont : • Diopsidites : Macroscopiquement, ce sont des roches de couleurs verts sombres à grain moyens, roches monominérales à pyroxène caractérisées par la présence de phénocristaux d’ortho pyroxène et de clinopyroxène. En général la roche ne présente aucune orientation définie (Figure 35c).
• Granites stratoîdes : Ce type de granite de couleur blanchâtre à rosâtre possède en général une tendance porphyroïde et de direction conforme à l’orientation générale des gneiss. On y trouve des enclaves arrondies d’hornblendite à gros grain accompagné parfois de diopside.
56 • Métapelite à grenat, sillimanite, cordiérite (Figure 35d) ; avec de formations intercalées d’amphibolite, de mylonite, de quartzite à grenat et à sillimanite, du marbre, de la serpentinite.
Roche à Amphibole et biotite
Veine pegmatitique Amphibolite tardif de Quartz b-
Banc de diopsidite
Grenat
Sillimanite Banc de marbre d- c- Cordierite
Tourmaline Marbre à noir clinohumite e- f-
Figure 35: a-gneiss à amphibole et à biotite, b-Amphibolite, c-marbre en intercalation avec des diopsidites, d-métapelite à grenat, sillimanite et cordiérite. e-tourmaline noir dans une guangue de Quartz, f-marbre à diopside.
57 • Marbres à diopsides (Figure35f): Macroscopiquement, ces marbres sont formés de cristaux de calcite à grain moyen. Comme minéraux accessoires, ils renferment de la phlogopite, du spinelle noir, du diopside vert et de l’humite de teinte variée. Ces marbres sont en bancs assez dispersés et les bancs importants renferment souvent des enclaves de diopsidites. • Quartzites : ces roches se rencontrent sur presque tout le secteur étudié (surtout au Sud-est et au Nord). Ils constituent des reliefs assez distincts dans les pénéplaines.
Des produits utiles tels que :
• Phlogopites : produits anciennement exploités dans le secteur. Ces phlogopites se trouvent associés avec les lentilles de diopsidites au niveau des anticlinaux.
• Tourmalines noir (Figure 35e) : De nombreux cristaux à belles facettes de tourmalines noires se trouvent fréquemment dans les lentilles de pegmatites calco- alcalines.
• Point de vue structurale : La carte géologique de la région d’étude montre une grande variété lithologique que structurale. Les linéaments sont liés en grande partie par des paragneiss avec des marbres et quartzites ; des formations leptynitiques et aux accidents tectoniques.
Les failles affectent surtout les paragneiss (métasédiments) ; c'est-à-dire que théoriquement deux épisodes de cisaillements de déformation (D1 et D2) ont eux lieu et qui affectent les niveaux midcrustal et estimés à l’âge 625 et 647Ma (Razakamanana et al. 1990) Ainsi au cours de ses événements, sur le bord de grandes failles vers le Sud-Ouest des poussées ductiles et des plis ce sont formés ; ce qui explique le plissement sur la zone. En résumant trois ordres chronologiques tectoniques ont favorisé la structure régionale du terrain : le cisaillement de Ranotsara-Bongolava, la fracturation verticale des formations géologiques et les mouvements de compression et de transpression.
58
Figure 36 : carte géologique détaillée de la zone prospectée du secteur d’Irina
59 A partir de l’esquisse géologique auparavant, en plus des données sur les affleurements observés sur terrain, on a pu réaliser des profils suivants les lignes d’échantillonnages aux sols (Figure 37) Y= 7512500, Y= 7512700 et Y= 7512900
w E Profil suivant Y= 7512700
Figure 37 : Coupes géologiques dans le secteur d’Irina 60 Du point de vue structural, on a reporté les données concernant les affleurements (Tableau dans l’annexe 1) sur le canevas de Wulff et sur le diagramme de rosace directionnel et on a les figures suivantes
Figure 38 : Mesure structurale sur le canevas de Wulff et sur la rosace directionnelle (hémisphère inferieur).
Pour le diagramme de rosace, on a choisi un intervalle de 9° puisque les directions de foliations varient généralement dans les N110 à N175, on a les classes suivantes : N 20° à 29° : 1 N130° à 139° : 2
N30° à 39° : 3 N140° à 149° : 1
N40° à 49° : 2 N160° à 169° : 3
N50° à 59° : 1 N170° à 179° : 2
N70° à 79° : 1
Tableau XII : Intervalle de foliations observées sur terrain.
On peut dire que ces deux directions majeures N30 à 39° sont ceux qui affectent le plissement et N160 à 169° sont parallèles à celle du linéament de Bongolava- Ranotsara.
61 5.1.2 Traits géophysiques des valeurs radiométriques
Les mesures radiométriques des valeurs en cps (Annexe 2) sont obtenues à partir des trajectoires bien définies comme on l’a déjà signalé dans la partie précédente ; donc la zone prospectée n’est que partiellement couverte. Par la suite, la carte d’anomalie (Figure 39) est obtenue aux points de coordonnées : X : 609 700 à 610 600 ; Y : 7512300 à 7513900.
La désintégration des éléments radioactifs produisant le rayonnement gamma (émission de rayonnement électromagnétique dur, c’est-à-dire de très courte longueur d’onde) est discriminée par le scintillomètre selon leur énergie pour avoir leurs valeurs en cps. Après avoir établi une carte d’anomalie sur ces valeurs, on remarque que les valeurs relativement élevées (1200 à 8000cps) se trouvent sur le côté Sud-Ouest du prospect, or les mesures aéroportées d’uranium et le thorium se concentrent sur la partie Est du périmètre. Les résultats obtenus dans le paragraphe suivant nous permettent de localiser sur quelles formations géologiques ces anomalies sont relativement élevées.
62 cps
7513800
8000 N 7500 7513600 7000 cps 6500 7513400
6000 7500 7000 5500 7513200 6500 5000 6000
4500 5500 7513000 5000 4000 4500
3500 4000 7512800 3500 3000 3000
2500 2500 7512600 2000 2000 1500
1500 1000 7512400 1000
500 609600 609800 610000 610200 610400
0 200 400 600 800
mètre Figure 39 : carte d’anomalie des mesures radiométriques en 2D et 3D (valeurs en cps) sur le secteur Irina.
5.1.4 Relation entre l’esquisse géologique et la radiométrie au sol.
Pour mieux comprendre les formations géologiques occupant les valeurs anomales radiométriques, la figure 40 montre la relation entre ces deux cartes. La relation entre la carte géologique de la zone prospectée avec la carte d’anomalie met bien en évidence la corrélation dans les formations amphibolite, gneiss à amphibole, diopsidite et marbre, avec les hautes valeurs d’anomalie radioactive supérieur à 2000 cps voir jusqu'à 8000 cps (X=609750 ; Y=7512750) sur le contact gneiss à amphibole, marbre, diopsidite avec l’amphibolite. On remarque aussi que la partie présentant cette anomalie se situe au Sud-ouest du secteur d’étude ; et elle se trouve à la charnière du pli anticlinal.
Figure 40 : Carte géologie avec la carte d’anomalie radiométrique en cps du secteur Irina.
La zone d’étude montre que les anomalies linéaires proéminentes sont associées avec les inclinaisons tranchantes (couches redressées). Les courbes fermées positives qui sont côte à côte (valeurs élevées occupant la partie centrale) représentent la partie compressée par des accidents tectoniques et leurs allures
64 reflètent les dispositions des lithologies : diopsidites et marbres de directions NNW- SSE à pendage plus ou moins redressé.
5.2. Prospect de SATROKALA
5.2.1 Caractéristiques pétrographiques
Les formations lithologiques spéciales observées sur quelques niveaux pendant l’échantillonnage en sédiments fluviatiles de Satrokala sont :
Gneiss à grenat-cordiérite-sillimanite ; gneiss à amphibole-biotite, les leucogneiss granitique ; des quartzites à sillimanites, des mylonites et blastomylonites ; des pegmatites, des granites monzonitiques.
a- b-
Blastomyloni -tes
Gneiss intensement déformée
c- d- Granite monzonitique Gneiss boudinées
Grenat et sillimanite
Figure41 : a- blastomylonite , b-gneiss granitoîde intensément déformé, c-gneiss à grenat et à sillimanite, d- Granite monzonitique.
65
• Blastomylonite (figure41a)
Il s’agit d’une roche montrant un assemblage à grain moyen constitué de quartz, de feldspath potassique et du grenat. Ce gneiss leucocrate est intercalé ou parfois recoupé sous un angle faible par de veines pegmatitiques et de dykes granitiques de direction générale N 160.
• Gneiss à grenat-cordiérite-sillimanite (Figure41c) Roche massive, leurocrate à grains fins, associé à des grenats plus ou moins porphyriques et des sillimanites parfaitement visible .Ces gneiss subissent des déformations, et présentent des signes structuraux remarquables (Figure 41b).
• Granite monzonitique (Figure 41d) Roche grenue leucocrate, sa structure montre souvent de grands cristaux d’orthose perthitique moulant des plagioclases plus petit (automorphe ou subautomorphe). Un syenite calco-alcaline avec autant d’orthose que de plagioclage.
5.2.2 Situation des points d’échantillonnages en sédiments fluviatiles et minéraux lourds avec la géologie du secteur. La carte suivante est établie (Figure 42) pour mieux apprécier les points d’échantillonnages et les formations lithologiques du secteur. L’emplacement de ces points d’échantillons permet de définir les anomalies, la description des indices rencontrés. La majeure partie des drainages se situe sur la formation gneiss migmatisée à biotite et à amphibole ; de gneiss à amphibole, pyroxène, avec sillimanite et cordiérite comme minéraux accessoires. Le nombre d’échantillonnage est beaucoup plus consistant dans la partie Nord car les formations géologiques sont très variables sur cette zone.
En effet, les pyroxènites à phlogopite se trouvant au Nord du périmètre d’étude (Figure 42) peuvent donner lieu à des anomalies géochimiques en thorium.
En outre des formations amphibolitiques existent localement au Nord et qu’on suppose être la source des minéraux lourds. En se basant sur l’étude géologique antérieure la minéralisation en thorium et de quelques métaux sont diffus dans
66 certains niveaux et que la répartition des anomalies géochimiques tendrait à confirmer.
Figure42 : carte géologique avec les points d’échantillonnages (fond de carte J55 carte géologique).
67
Chapitre 6 :
INTERPRETATIONS DES RESULTATS ANALYTIQUES
6.1. Prospect d’Irina
6.1.1 Traits géochimiques en U 3O8 des analyses sols
Le traitement des données est directement lié au grand nombre de résultats analytiques recueillis. Il justifie l’utilisation systématique de technique faisant appel à l’ordinateur tant pour le traitement que pour la présentation des résultats. La figure 43b montre l’esquisse géologique de la zone prospectée avec les points d’échantillonnages aux sols, et les valeurs d’U 3O8 en ppm . Ces valeurs sont représentées à partir des courbes isoteneurs en 3D (Figure 43a) pour bien visualiser l’anomalie. Selon les différents résultats obtenus, les valeurs anomales de l’ordre 18 à 29 ppm se trouve dans la partie centre sud, au niveau du plissement antiforme .La concentration en U 3O8 y est très éparse puisque ces valeurs plus ou moins élevées forment une courbe d’isoconcentrique. Les 34% des résultats d’analyses aux sols sont seulement représentatives (supérieurs à 10ppm).
U3O8U3O8 ppm ppm 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16
N 14 12 10
Figure 43a : Carte isoteneur en 3D des valeurs d’U3O8 (ppm)
68
69 Figure 43b : Carte géologique et points d’échantillonnage Sol dans le secteur d’Irina.
6.1.2 Relation sur la concentration en U 3O8 avec l’esquisse géologique et les mesures radiométriques
La carte suivante permet de mieux définir les relations entre la concentration en
U3O8, valeurs cps, et l’esquisse géologique
70 Figure 44 : Carte de relation entre mesures radiométriques, résultats d’analyses, et géologie du secteur d’Irina.
En combinant la mesure radiométrique et les résultats des analyses chimiques en U 3O8, il en résulte un petit décalage d’environ 200m d’Est en Ouest des pics entre ces courbes isoteneurs (en bleu) et valeurs en cps (en rouge)(Figure 44); ces pics se situent aux points de coordonnées (X=609850,Y=7512935 pour le cps et X=612300,7512750 pour U 3O8 en ppm), les valeurs allant 1200 à 8000 cps pour les valeurs radiométriques se trouvent exactement sur les diopsidites et les marbres en intercalation dans les gneiss à amphibole, et biotite.
Cette double anomalie de décalage s’explique d’un côté par le déplacement de l’élément radioactif en fonction de la morphologie, la forme structurale du terrain qui présente un plissement. Mais on peut affirmer que les formations marbres, diopsidites en intercalation sont les roches hôtes de la concentration en uranium du prospect d’Irina.
Il convient de noter que les concentrations en U 3O8 mesurées au sol sont généralement inférieures à leur teneur limite d’analyse.
En interprétant ces courbes fermées (concentration en U 3O8, courbe bleu), leur allure suit la tendance structurale de directions majeures NNW-SSE, qui est parallèle à la direction de cisaillement affectant la zone.
Par ailleurs, la répartition des teneurs moyennes en U 3O8 dépend de la porosité du sol (vides en continuité), de la texture du sol (granulométrie), de la profondeur de la nappe phréatique (surface séparant la zone oxydée de la zone réduite) aux environs immédiats.
6.1.3 Les anomalies des métaux de bases 2. Anomalie en Ni
Les anomalies sont remarquées dans la partie centre Ouest, Nord-Ouest du périmètre d’échantillonnage avec des valeurs de Ni allant de 20 à 120 ppm.
71
Ni en ppm
105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 N 15
Figure 45 : Anomalie Ni sol en ppm en 3D.
- Anomalie en Co Deux anomalies respectives sont identifiées au centre ouest et au Nord-ouest, de valeurs allant de 55ppm à 95ppm.
95 Co en ppm 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 N
72
Figure 46 : Anomalie en Co 3D.
3. Anomalie en Cr
Quatre anomalies sont identifiés pour le Cr, la partie centre ouest représente la plus forte teneur (80 à 120ppm). Les deux autres se trouvent au Nord-ouest, au sud- ouest et au sud Est des lieux d’échantillonnages sols.
Cr ppm
180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 N 40 30 20
Figure 47 : carte d’anomalie en Cr.
4. Anomalie en Cu
Les anomalies en cuivre se situent dans le Nord -Ouest et Sud -Est de la portion de terrain d’échantillonnage
Cu ppm 145 140 135 130 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 N 40 35 30 25 20 15
73 Figure 48 : Carte d’anomalie en Cu 3D.
-Anomalie en Ti
L’élément Ti est très intéressant car toute la partie Ouest, Est et sud du secteur présente des anomalies à forte teneur.
Ti en ppm
8500 8000 7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 N 1500 1000 500
mètre
Figure 49 : carte d’anomalie en Ti.
• Interprétation
Les cartes en 3D représentent le regroupement des individus présentant des spectres géochimiques voisins et contribuent ainsi à la mise en évidence d’unités lithologiques ou métallo génique.
En général, la partie centre -Ouest et Sud-Est de la zone d’échantillonnage, représente les zones favorables pour les éléments de base : -Ni 20 à 80ppm - Cr 35 à 120 ppm - Co 25 à 75ppm -Ti 500 à 8000ppm
La répartition du Ni et Ti occupe le deux tiers de la zone d’échantillonnage donc cela devrait supposer une recherche plus détaillée en matière de prospection.
74 6.2 Prospect de Satrokala
6.2.1 Anomalies géochimique en U3O8 des sédiments fluviatiles
Les résultats d’analyses (Annexe 2) sur chacune des points d’échantillonnages sur la carte montrent que la partie Nord-Est et
Sud-Est souligne des valeurs en U 3O8 supérieurs à 12 ppm, mais les effectifs des échantillons inférieurs à 10 ppm présentent toute la totalité du secteur.
u en ppm
N 29
17
15
12
7
b- 200
Figure 50 : a- Carte géochimique de valeurs U 3O8 en ppm ; b-Représentation en 3D.
6.2.2 Anomalies en métaux de Bases des sédiments fluviatiles
Par rapport à l’élément cible, nous avons considérés certains éléments en métaux de base (Ni, Co, Cr) puisqu’ils ont des teneurs plus ou moins élevé en se référant aux autres éléments.
- Concentration en Ni L’élément Ni se concentre sur la partie centre Nord, des valeurs allant 20ppm à 63ppm.
ppm N 64 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 b 12 a-
Figure 51 : a-Carte de concentration en Ni b-Représentation en 3D (ppm).
3 Concentration Co
Le cobalt est parmi les éléments accompagnateurs de l’uranium (Peters ,1987) d’après les résultats statistiques des analyses, ces éléments présentent des anomalies au centre Nord du secteur (allant de 13 à 33ppm pour Co et de 13 à 64ppm pour Cu).
Co en ppm N 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 b 16 a- 15 14 13
Figure 52 : a-Carte d’anomalie en Co ; b- représentation en 3D.
5. Concentration en Cr
L’élément Cr se concentre sur la partie centre Nord (valeurs allant de 57ppm à 283ppm)
Cr en ppm N 320 300
280
260
240
220
200
180
160
140
120 a- 100 80
60 b- 40 20
Figure 53 : a- concentration en Cr ; b- Représentation en 3D.
6.2.3 Les anomalies en U 3O8 dans les minéraux lourds
Les valeurs d’analyses en minéraux lourds semblent être différentes de celles des sédiments fluviatiles. En effet, les teneurs en uranium sont beaucoup plus persistantes au Nord-Est et Sud-Est (valeurs d’U 3O8>100ppm).
U ppm 500 N 480 460 440 420 400 380 360 340 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 a- b- 20
Figure 54 : a- carte des points d’échantillonnage de valeurs en U 3O8 en ppm b- la carte d’anomalie 3D
CHAPITRE 7 : DISCUSSIONS
Ces zones situées entre le bloc précambrien du sud et le bloc précambrien central de Madagascar, constituée essentiellement de roches gneissiques obtenue par métamorphisme de haute grade , largeur de quelques centaines de kilomètres, à pendage redressé d’où une accordance évidente, est interprétée comme une méga zone de cisaillement ductile majeur de direction N-S et NW-SE (Windley et al, 1994 ; Collins et Windley, 2002)
D’autres auteurs (Hottin, 1976; Nicollet, 1990) interprètent cette zone comme la faille majeure de Bongolava-Ranotsara avec une direction générale NW-SE, la méga zone de cisaillement qui passe du côté d'Ihosy (large de 20 km), de direction NW-SE (N140-150) s’anastomose avec des zones de cisaillement plus petites de 3 à 5 km de large sur 20 km de long vers le Sud. (Martelat et al, 2000). Caractérisé par un plissement antiforme, la couche d’Irina présente des orientations N30 et N160.Ces orientations sont parallèles à celles qui dominent dans la carte de synthèse des linéaments structuraux. Les nombreuses fractures identifiées à partir de l’image satellite permettent de dire que le secteur a subi des fortes transpressions SW-NE (Razakamanana., 1990); suivie de compréssion ce qui nous permet d’affirmer que le milieu d’étude légèremment en dehors du structure tectonique et qui a subi des déformations. Tandis qu’a Satrokala la présence des formations pegmatitiques localement exploité prouve que ce secteur se trouve dans une zone de faible contrainte. Par rapport aux corps encaissants métamorphiques (gneiss, amphibolites, pyroxénites), les roches intrusives (veine pegmatitique par exemple) sont en contact concordant. Le cisaillement de Bongolava-Ranotsara a été considéré comme une limite qui sépare une région d’âge Archéen du nord avec l’âge néoproterozoique du sud ; Il est dominé par les métapelites à grenat, cordiérite, sillimanite ; du gneiss à biotite, amphibole ; du leucogneiss souvent granitoïde et du quartzite, associés avec les marbres à spinelle, diopside et forstérite, des lentilles de diopsidites. En général, cette série est hautement défigurée et métamorphosé dans le faciès amphibolite inférieur à faciès granulite pendant l’orogenèse africaine (Nicollet, 1990; Kröner et al. 1996; Kröner et al. 1999).
80
Le plissement, les fissures, les joints, et les fractures caractérisent le modèle structural de la région. Les études de ces fractures et fissures développées dans la région d’Ihosy pourraient être contrôlées par les plus vieilles structures tectoniques en profondeur. Les remplissages des fissures constituent un groupe de roches massives colmatant les vides de fissuration de l’écorce terrestre (justifié par la présence des phlogopites et des tourmalines dans le secteur d’Irina). Elles se forment habituellement lors des mouvements d’extension de la croûte continentale. (Giese et al. 2008). Le cisaillement de Ranotsara serait mis en place vers la fin de l’orogenèse panafricaine après la délamination de la croûte continentale jusqu'au Dévonien (Giese et al. 2008 ).
A part ces structures et lithologies communes, le secteur d’Irina ne se trouve pas exactement au niveau de la shear zone mais légèrement basculé du côté Ouest. De ce fait, la minéralisation est contrôlée par la forme structurale du plissement qu’encaisse le secteur. Quant au secteur de Satrokala, la partie Est se trouve dans la Shear zone, mais la partie Nord-ouest, Sud-ouest et centre sont en extension c'est-à- dire qui ne subit pas de transpression, favorable à la minéralisation.
7.1 Prospect d’Irina
7.1.1 Minéralisation en uranium
La minéralisation de l’uranium et de thorium à Irina est de type skarn qui se trouve au contact entre la diopsidite et le marbre.
L’uranothorianite se rencontre, en général, dans des pyroxénites reconnues de type para et qui se disposent en interstratification dans d’autres formations métamorphiques plus dominantes comme le gneiss et le cipolin (Moine, 1996). En effet, les diopsidites et marbres s’isolent parfois en lentilles de dimension relativement importante. Dans ces lentilles, les cubes de l’uranothorianite se trouvent insérés dans des gros cristaux de pyroxène, de calcite et quelque fois de phlogopite (Boulvais, 1998). L’infiltration de fluide riche en U-Th dans les roches métamorphiques encaissantes au cours du métamorphisme de haut grade forme ces skarns (Cuney, 1985). Cette minéralisation en U-Th métasomatique est fréquente dans les pyroxénites de la région de Tranomaro (Moine et al. 1985.).
81
Dans le skarn, l’introduction du CO2 dans le fluide qui provient directement par chenalisation le long de la zone de cisaillement, qui est originellement aqueux et fluoré est la conséquence de transformation de marbre en pyroxènite (décarbonatation). Les changements de solubilité des éléments induits par ce phénomène peuvent être à l’origine de la minéralisation en U-Th (Boulvais, 1997). L’augmentation de la teneur en U-Th s’accompagne d’une augmentation de la teneur Zr, Hf, REE, Cu, Bi et Sr (Boulvais, 1998). Ces éléments sont donc transportés dans les fluides minéralisateurs.
7.1.2 Concentration en uranium
Les résultats obtenus à partir des analyses chimiques et ceux obtenus à partir des données radiométriques existantes montrent des valeurs différentes. Les valeurs de la radioactivité obtenues par les méthodes géophysiques aéroportées sont largement supérieures à celles obtenues par la géochimie. On a constaté que :
En premier lieu, la teneur en U 3O8 concernant les résultats des analyses chimiques ne dépasse pas généralement 39 ppm au sol ; En second lieu, les résultats des géophysiques aéroportées montrent une teneur en uranium allant de 6 à 76 ppm. La différence entre ces deux teneurs sont du au faite que les teneurs en géophysiques aéroportées sont captés à partir des formations encore en places et beaucoup plus dense en minéralisation, tandis que les teneurs obtenus par l’analyse géochimique au sol sont engendrés par des produits d’altération dont les concentrations en minéraux sont moins denses. Notons que, la minéralisation dans les skarns est de 0.1 à 1 % de teneur en Uranium dans celle de Tranomaro (Gangloff, 1955). Par ailleurs, les valeurs de la radioactivité (valeur cps) semblent être plus ou moins élevé (2000 à 8000 cps) au sol que sur les roches mais cette valeur ne détermine pas la concentration en uranium mais plutôt aux autres minéraux radioactifs (Th, K). Par suite, vu les résultats (géochimique et géophysique aéroporté), on peut dire que la concentration en uranium dans le secteur d’Irina est de faible teneur. D’où la minéralisation en uranium ne représente pas une concentration favorable pour une cible économique. 7.1.3. Guide de prospection pour le secteur d’Irina :
82
Il convient de noter que les résultats d’analyses chimiques (voir annexe) montrent que les autres éléments analysés (métaux de base : Ni, Co, Cu, Cr et Ti) pourraient être intéressants selon leurs teneurs et pour cela une étude complémentaire incluant des travaux d’investigation plus avancés dans la dite zone devrait être programmée pour connaître les réserves (tonnage possible).
Compte tenu des résultats d’analyses, nous avons considéré les éléments tels que le Cobalt, le Cuivre, le Nickel, le Chrome et Titane à cause de leur teneur plus ou moins supérieurs à leur teneur limite d’analyse beaucoup plus élevé par rapport aux autres éléments qui lui sont associés (Bi, As, Mo, Pb, F). Selon les profils géologiques obtenus, on a ainsi adopté des courbes pour chacune de ces éléments.
La figure 55 nous montre alors les profils géologiques associés aux courbes représentant les éléments U 308, Ni, Co, Cu, Cr et Ti: A partir de ces courbes, on a ainsi défini les formations géologiques qui marquent ces teneurs intéressantes. La figure 55 suggère alors une prospection plus détaillée sur les courbes présentant un pic, en utilisant les différentes méthodes appropriées telle la réalisation d’une maille beaucoup plus serré sur les zones susceptibles.
83
W E
Profil suivant Y= 7512700
U 10 à 29ppm
Co 12 à 60ppm
Cu 15 à 130 ppm
Cr 11 à 120 ppm
Ti 500 à 8000
Figure 55 : profils suivant les lignes d’échantillonnages sol avec les concentrations en U3O8, Ni, Co, Cu, Cr et Ti.
84
A partir de ces courbes, on a pu ainsi délimiter les formations géologiques de teneur élevé de certains éléments plus prospectifs : la Figure 56 suivant montre la relation entre ces courbes et la formation géologique utile au prospecteur.
Les corrélations existant sur ces teneurs se trouvent dans la partie Sud -Ouest du secteur d’étude. Les formations occupant ces corrélations correspondent aux amphibolites, marbres, diopsidites et gneiss à amphibole – biotite.
Figure 56 : Esquisse zonéographique des éléments Ni,Co,Cr,Ti,Cu (secteur Irina)
85
Cette figure montre une zone intéressante où se trouve la lentille d’amphibolite qui marque la concentration élevée en Ni, Co, Cr et Ti. L’élément Ti occupent une valeur très élevée (5000 à 8000 ppm soit 0,5 à 0,8 %) ; et par rapport aux autres éléments, il est beaucoup plus reparti. A l’exemple du titane, les gîtes de titane constituent des corps tabulaires, d’une puissance de l’ordre de quelques dizaines de mètres. Les roches riches en Ilménite forment également des dykes tardifs recoupant les amphibolites. Force (1991) suggère deux modes de concentration en titane, l’un orthomagmatique, l’autre par métasomatisme tels est le cas du secteur d’Irina. Pour tout savoir, une étude complémentaire et beaucoup plus approfondie devrait être programmée pour une nouvelle perspective de prospection.
7.2 Prospect de Satrokala
7.2.1 : Minéralisation en uranium
L’analyse chimique des minéraux lourds présentent au Nord-Est et Sud-Est des anomalies en U 3O8 137 à 625 ppm. La minéralisation dans ce secteur sont supposés être dans les pegmatites tardimagmatiques et /ou dans les contactes entre les bancs de pyroxènites et marbres. En effet, les veines et pegmatites sont plus ou moins développées et en accordance structurale avec les trajectoires de foliation des roches encaissantes et par conséquent leur attitude paraît être contrôlée par les traits structuraux majeurs. Ces pegmatites se présentent en association de gros cristaux à contour mal défini, sans cœur ni éponte caractéristique, mais dont l’existence est limitée aussi bien en direction qu’en profondeur. Parfois, ces lentilles sont représentées par des nuages de petits cristaux bien individualisés mais à groupement toujours limité dans l’espace. La minéralisation en uranium est rencontrée en éluvions et en placers à l’état peu ou pas émoussé du tout. Les anomalies géochimiques peuvent être aussi données par des pyroxénites associées à des marbres et à des gneiss calco-silicatés qui sont des formations discontinues (Moine et al, 1985).La nature de contacte entre les pyroxénites et l’encaissant semble concordante, au cœur des pyroxènites, on peut observer un
86
faciès à tendance minérale (diopsidite) où est principalement localisé la minéralisation en U-Th. 7 .2.2 Concentration en uranium
Les valeurs d’analyses sédiments fluviatiles sont de l’ordre de 9 à 13ppm en U 3O8 qui sont élevés par rapport au granite (4.8ppm) ou basalte (0.6) ppm (Meinert, 1997). La concentration en minéraux lourds est assez haute par rapport au teneur limite d’analyse car les valeurs en U 3O8 est de 137 à 625 ppm.
Notons qu’en Australie (Alligator river), les teneurs est de 0.3 à 0.4% d’U 3O8 et dans les conglomérats entre 0.1 à 0.2 % d’U 3O8 (Jébrak, 2005)
Par suite, vue ces différentes teneurs en U 3O8, on peut dire que la concentration en uranium dans le secteur de Satrokala est encore assez basse. Ainsi, dans le stade actuel de nos connaissances, des travaux d’investigations beaucoup plus performantes méritent d’être exécuté dans la partie Nord-Est et Sud-Est du périmètre.
7.2.3. Guide de prospection pour Satrokala
La partie centre Nord du secteur est remarquable pour les concentrations en métaux de bases tels que Ni (12 à 60ppm), Cr (57 à 283ppm), Co (22 à 38ppm).
La figure 56 représente ces concentrations en métaux de bases avec les formations géologiques où reposent ces anomalies. En effet ces anomalies reposent sur les gneiss migmatitique à biotite et à grenat, parfois à amphibole ; avec des facies pétrographiques tels que les amphibolites et pyroxènites.
Notons que ces données géologiques sont plus ou moins ancienne (feuille J55, par Randriamanantena et Megerlin, 1967), d’où il est recommandé de faire la cartographie détaillée du secteur pour connaitre la nature des roches ultrabasique responsable de la minéralisation de ses éléments. En effet la couverture latéritique de satrokala représente les deux tiers du périmètre. Et l’altération sur place des roches ultramafiques qui ne sont pas loin de son origine marque la présence de Ni, Cr et Co dans ces latérites. Ainsi pour guide de prospection ; il faut faire l’échantillonnage des sols sur les latérites du secteur et d’en définir les résultats d’analyses pour connaitre la concentration de ces éléments.
87
Ni ; Co ; Cr
Figure 57 : Extrait de la carte géologique de Satrokala J55 (Randriamanantena et Megerlin, 1967) avec les zones pour une éventuelle prospection métaux de base et d’Uranium .
88
CONCLUSION ET RECOMMANDATION
89
L’exploration d’Uranium sur la zone d’Irina et Satrokala, par l’utilisation des différentes moyens tels que les cartes topographique et géologique, les images satellitales, la mesure radiométrique, les études pétrographiques ,ainsi que les interprétations des résultats d’analyses nous ont permis de:
• localiser les principaux accidents structuraux dans la région d’étude. Les directions majeures des linéaments tendent vers le N30 et N160 à l’échelle locale. Cette direction N160 de la trajectoire de foliation est en générale parallèle à celle de la zone de cisaillement de Bongolava-Ranotsara ; • réaliser une carte d’esquisse géologie de la zone d’étude à partir de mesures structurales sur les affleurements observés sur terrain. • établir une carte d’anomalie selon les mesures radiométriques en cps et les résultats d’analyse chimique en ppm; • connaître la nature de chaque lithologique qui constitue la roche hôte de la concentration en uranium après analyse multicritère.
Les résultats obtenus à partir des analyses chimiques (de l’ordre de 15ppm), de la radiométrie (1200 à 8000 cps et de la géophysique aéroportée (44.900 à 834.68ppm) montrent relativement des valeurs en contraste pour Irina .Pour Satrokala l’analyse en sédiments fluviatiles et minéraux lourds semble être intéressante sur la partie Nord-est et Sud-Est car les échantillons de minéraux lourds prises sur ces zones sont de valeurs supérieurs à 100ppm en U 3O8.
Ainsi, après ces données que nous avons rassemblées, les mesures radiométriques montrent des valeurs maximales au niveau des formations marbre et diopsidite, et l’analyse géochimique des sols le confirme aux alentours de ces formations susceptibles d’être minéralisées, alors on pourrait en déduire que la minéralisation est du type Skarn pour Irina. Mais ses formations sont en petites lentilles de quelques mètres de dimensions à teneur faible (maximum 39ppm) et se situent de part et d’autre du périmètre; alors il est inutile d’envisager une prospection détaillé du secteur sur l’élément recherché, mais par contre d’autres éléments comme Cr, Cu, Ni, et Ti ont des valeurs rentables d’après les résultats d’analyses en sol. Et suscite une prospection plus détaillé au niveau de l’intrusion amphibolitique. L’analyse des sédiments fluviatiles et minéraux lourds permet de connaitre la vraie valeur de Satrokala, en effet la couverture latéritique cache toute minéralisation
90
en uranium, la partie Nord-est et Sud-est du secteur n’est pas à rejeter. D’Autres minéralisations en métaux de base présentent aussi des valeurs largement supérieures à la teneur limite surtout en Ni et Cr. Donc il est nécessaire d’envisagée d’autres options de prospection plus détaillée sur la partie centre Nord et partie Est du secteur avec l’échantillonnage en sol de la couverture latéritique, car d’après les résultats obtenues le nickel, Chrome semblent provenir de l’immense couverture latéritique que possède Satrokala. L’objectif fixé est atteint pour la campagne, les résultats sont suffisants pour valoriser chaque permis et de donner les indications aux perspectives de prospection d’avenir. Les travaux dans les zones d’étude ont permis de faire progresser la connaissance géologique de ces zones et en plus sur la minéralisation en Uranium. Cette étude d’approfondissement peut encore être poursuivie pour la recherche d’autres éléments économiquement rentable en employant des méthodes plus avancées avec des mailles plus serrés car ces zones possèdent d’immense potentialité en ressource minérale.
91
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
- ARASCO 2004 : Marché de l’uranium. Bulletin semestriel d’information n° 43. - Bailey, R. V. and Childers, M. O. (1977): Applied mineral exploration with special reference to uranium. Westview Press , Boulder, Colorado. - Barret, (2008): An assessment of the uranium prospectivity of several licence areas in Madagascar. Report prepared to AVANA Resources. - Besairie, H., (1966) : Gîtes minéraux de Madagascar. Annales géologiques de Madagascar. Fasc. XXXIV, Vol.1. - Boulvais, P., Fourcade, S., Gruau, G., Moine, B. and Cuney, M. (1998): Persistence - of pre-metamorphic C and O isotopic signatures in marbles subject to Pan-African granulite-facies metamorphism and U-Th mineralization (Tranomaro, Southeast Madagascar). Chemical Geology 150, 3, 247-262. - Boulvais, P., Fourcade, S., Moine, B., Gruau, G. and Cuney, M. (2000): Rare- earth elements distribution in granulite-facies marbles: a witness of fluid-rock interaction. Lithos., 53 , 117-126. - Bourret, W. (1988): Uranium-bearing pegmatites of the Ansirabe-Kitsamby district, Madagascar. Ore Geology Reviews. 3, 177-191, p11. - Brenon, P. (1958) : Les gisements de Thorianite de Madagascar. Service géologique Antananarivo ; 46. - Chabiron A, Cuney M. (2001): Allanite alteration in the Streltsovka granites: A source of uranium. C.R. Acad. Sci ., 332 , 99-105, p15. - Collins, A.S. and Windley, B.F., (2002): The tectonic evolution of central and northern Madagascar and its place in the final assembly of Gondwana. Journal of Geology , 110 , 325– 340, p 23. - Coulibaly, L. (1996): Interprétation structurale des linéaments par traitement d’images satellitales: cas des sous-provinces d’Abitibi et d’Opatica (Québec). Mémoire de maîtrise ès science en télédétection. Université de Sherbrooke, 68p. - Cox, S.F., Knackstedt, M.A., Braun, J., (2001). Principles of structural control on permeability and fluid flow in hydrothermal systems. In: Richards, P., Tosdal, R.M. (Eds.), Structural Controls on Ore Genesis. Reviews in Economic Geology, vol. 14, pp. 1 –24, p 20. - Cuney et al., (1992) ; L’uranium Presses Universitaires de France,132 ,35-45, p 52 ; p 88 ; p 82.
92
- Force,E.R (1991): Geology of Titanium-mineral Deposits.GSA.Special Paper, 259- 112, p 82 - G. Capus, P. Bourrelier and M. Souley (2004): Uranium mining in Niger: Status and perspectives of a five Producing Country. Annual Symposium 8 -10 sept. 2004. - Gangloff, A. (1955) : Gisements uranium dans le monde. Doc. n°117, Serv.Géol., Antananarivo, nb. pages 42. - Giese, J., Schreurs G., Berger A., Herwegh M. and Gnos E., (2008): A new perspective on the significance of the Ranotsara zone in central Madagascar. 33 rd International Geological Congress Oslo 2008. - Hobbs, B.E., Zhang, Y., Ord, A., Zhao, C., (2000): Application of coupled deformation, fluid flow, thermal and chemical modeling to predictive mineral exploration. Journal of Geochemical Exploration 69–70, 505–509. - Hottin, G., (1976) : Présentation et essai d’interprétation du Précambrien de Madagascar, Bulletin du Bureau de Recherches Géologiques et Minières IV (2nd series), 117– 153. - IEAA / OECD: Uranium (2003) : Resources, production and demand. OECD Publishing / International Atomic Energy Agency. - Institut National de la Statistique (INSTAT), (2005) : Monographie des 22 régions. DSM/EPM, Anosy, Antananarivo, p 8-9-10. - Kröner, A., Braun I., and Jaeckel P., (1996): Zircon geochronology of anatectic melts and residues from a high-grade pelitic assemblage at Ihosy, southern Madagascar: evidence for Pan-African granulite metamorphism, Geological Magazine, 133 , 311 – 323. - Kröner, A., Windley B.F., Jaeckel P., Brewer T.S., and Razakamanana T., (1999): -Precambrian granites, gneisses and granulites from Madagascar: new zircon ages and regional significance for the evolution of the Pan-African orogen. Journal of the Geological Society (London) 156, 1125– 1135, p9. - Lorilleux, G., Cuney, M., Jebrak, M., Rippert, J.C., Portella, P., (2003) : Chemical brecciation processes in the Sue unconformity-type uranium deposits, Eastern Athabasca Basin (Canada). Journal of Geochemical Exploration 80 (2–3), 241–258, p 47, p 23, p 24.
93
- Martelat, J.-E., Lardeaux J.-M., Nicollet C., and Rakotondrazafy R., (2000): Strain pattern and late Precambrian deformation history in southern Madagascar, Precambrian Research , 102, 1 – 20. - Moine, B., Rakotondratsima, C., Cuney, M., (1985) : Les pyroxénites à urano- thorianite du sud-est de Madagascar, conditions physico-chimiques de la métasomatose, Bulletin de Minéralogie , 108, 325–340. - Moine B., Rakotondrazafy M., Ramambazafy A., Rakotondratsima C. and Cuney M. (1997): Controls on the urano-thorianite deposits in S-E Madagascar. Proceedings of the UNESCO-IUGSIGCP International Field Workshop on Proterozoic Geology of Madagascar, Antananarivo, 55. - Moreau, M. (1963): Le gisement des minéralisations de thorianite a Madagascar. In: Comptes Rendus de la semaine géologique. Annales géologiques de Madagascar. Fascicule no. XXXIII, 197-202, p 81. - Noizet, (1969) : Contribution à l’étude géologique des formations métamorphiques du faciès Granulite dans le Sud de Madagascar. Thèse Nancy, 42, p81. - Organisation de Coopération et de Développement Economiques (OCDE), (2007) : Ressources, production et demande de l’uranium : un bilan de quarante ans. Rapport de l’Agence pour l’Energie Nucléaire. Siège de l’OCDE de Paris, France, 292,p27. - Pezzotta, F. and Simmons, W. B. (1949): Uranium in pegmatites. United States Geological Survey, Field course on the rare element pegmatites of Madagascar. Technical programme and field trip guidebook, 12-34. - PGRM. (2007): Project of Governorship of the Mineral Resources. Folakara- Makay area, 4. - Projet de Gouvernance des Ressources Minérales à Madagascar (PGRM), (2007) : Mining Journal. Special publication, Ampandrianomby, Antananarivo, 11 , p10. - Rakotondrazafy, M.A.F., Moine, B., Cuney, M., (1996) : Mode of formation of hibonite_CaAl12O19.within the U–Th skarns from the granulites of S–E Madagascar. Contrib. Mineral.Petrol. 123, 190–201, p10. - Randriamanantena, Z. et Megerlin, N., (1968) : Etude géologique et prospection des feuilles au 1/100.000 Satrokala (J.55). Rapport de mission 1967,
94
A.2111, Direction des Mines et de l’Energie, Antananarivo. - Randrianasolo, B. (2009) : "Nouvelles méthodes de cartographie du socle protérozoïque de Madagascar.Nature et géométrie de la croute continentale inférieure d’un domaine orogénique en convergence, implications économiques" thèse (Terre solide), Université Grenoble, p26. - Razafimanantsoa et Andriandampy (1967) : Etude geologique et prospection au 1/100.000 des feuilles, Ihosy-sud, Sahambano (J.K.L. 56). Rapport de fin de mission 1966 par le Ministère de l’Industrie et des Mines. Direction des Mines et de l’Energie. A.2089,p58. - Razakamanana T, Razafindrainibe J C, Rakotomandimby S., Rakotoarison H, Rakotomanoelina R., Andriamiadanarivo M., Rajaonah H. (2008):Rapport de terrain du projet d’exploration d’uranium dans region d’Ihosy, Aout 2008,p 48. - Razakamanana, T, (1999) : les formations protérozoiques de Vohidava : un témoin de l’évolution polytectono-métamorphique du centre Sud de Madagascar.Thèse, p9. - UPDR (2003) : Monographie de la région d’Ihorombe, 1-9 - Windley, B.F., Razafiniparany A., Razakamanana T., and Ackermand D., (1994): Tectonic framework of the Precambrian of Madagascar and its Gondwana connections: a review and reappraisal, Geologische Rundschau , 83 , 642– 659,p23. Site internet : http://www.mrnf.gouv.qc.ca/mines/quebec-mines/2005-11/uranium.asp http://www.mrnfp.gouv.qc.ca/mines/geologie/geologie-points-usuels.jsp http://www.mrnf.gouv.qc.ca/publications/mines/uranium.pdf http://www.cna.ca/english/index.asp http://www.cogema.ca http://www.cameco.ca http://www.mindat.org/index.php http://www.world-nuclear.org/info/inf23.htm www.worldenergy.org http://webmineral.com http://www.cameco.com http://www.uxc.com/ http://wwwdsa.uqac.uquebec.ca/consorem/production_scien/productions_f.html http://www.pgrm.mg/
95
ANNEXE 1 : AFFLEUREMENTS ET MESURES STRUCTURAUX DU SECTEUR D’IRINA
X Y Lithologies Structures 609600 7512300 Leucogneiss Granitoîde Direction: N60; pendage: 75°W 609700 7512300 Gneiss Blasto mylonitique et Direction: N 85 Leucogneiss pendage: 75°W 610550 7513500 Orthogneiss à Biotite Direction: N20; pendage : 55°E 610500 7513500 Orthogneiss à Biotite Direction: N20; pendage : 55°E 610250 7513500 Gneiss Granitique Porphiroïde Direction: N40, avec Biotite pendage : 45°W 610150 7513500 Orthogneiss Granitique Direction: N30, Porphiroïde avec Biotite pendage : 60°W 610100 7513500 Orthogneiss Granitique Direction: N30, Porphiroïde avec Biotite pendage : 60°W 610000 7513500 Orthogneiss Granitique Direction: N160, Porphiroïde avec Biotite pendage : 30° W 609900 7513500 Gneiss granitoïde avecBiotite Direction: N30, pendage : 80°W 609800 7513500 Orthogneiss Granitique Direction: N45, Porphiroïde avec Biotite pendage : 60°W 609750 7513500 Orthogneiss Granitique Direction: N25, Porphiroïde avec Biotite pendage : 60°W 609700 7513500 Orthogneiss Granitique Direction: N45, Porphiroïde avec Biotite pendage : 60°W 609650 7513500 Orthogneiss Granitique Direction: N75, Porphiroïde avec Biotite pendage : 60°W 609600 7513500 Orthogneiss Granitique Direction: N45, Porphiroïde avec Biotite pendage : 60°W
N° ech X Y ts lithologies Structure autres éboulies éboulies type éch éch type affleuremen AVIRSL 9300 3100 609300 7513100 sol oui amphibolite AVIRSL 9350 3100 609350 7513100 sol oui amphibolite AVIRSL Lentille de 9400 3100 609400 7513100 sol oui amphibolite Diopsidite AVIRSL 9450 3100 609450 7513100 sol oui amphibolite AVIRSL Lentille de 9500 3100 609500 7513100 sol oui amphibolite Diopsidite AVIRSL 9550 3100 609550 7513100 sol oui amphibolite AVIRSL 9600 3100 609600 7513100 sol oui amphibolite AVIRSL 9650 3100 609650 7513100 sol oui amphibolite AVIRSL 9700 3100 609700 7513100 sol oui amphibolite AVIRSL 9750 3100 609750 7513100 sol oui amphibolite AVIRSL 9800 3100 609800 7513100 sol oui amphibolite AVIRSL 9850 3100 609850 7513100 sol oui amphibolite AVIRSL 9900 3100 609900 7513100 sol oui Veine de Quartz Leucogneiss AVIRSL 9950 3100 609950 7513100 sol oui Veine de Quartz Gneiss Granititique avec Biotite AVIRSL 10050 3100 610050 7513100 sol oui Veine de Quartz Amphibole Granit Gneiss AVIRSL Pegmatite Cordieritite avec 10100 3100 610100 7513100 sol oui Veine de Quartz Biotite, Granit AVIRSL 10200 3100 610200 7513100 sol oui Veine de Quartz Gneiss Leucogranite AVIRSL 10250 3100 610250 7513100 sol oui Veine de Quartz Gneiss Leucogranite AVIRSL 10300 3100 610300 7513100 sol oui Veine de Quartz Gneiss Leucogranit AVIRSL 10350 3100 610350 7513100 sol oui Veine de Quartz Gneiss Granititique avec Biotite Gneiss Granit itique avec AVIRSL Biotite, Granit Otrhogneiss with Direction: N30; Dip: 10400 3100 610400 7513100 sol oui Veine de Quartz Biotite 80°E AVIRSL 10450 3100 610450 7513100 sol oui Veine de Quartz Gneiss Granititique avec Biotite AVIRSL Extension: 10m x 30m; 10500 3100 610500 7513100 sol oui Veine de Quartz Gneiss Granititique avec Biotite Direction: N50 AVIRSL 10550 3100 610550 7513100 sol Non AVIRSL 10600 3100 610600 7513100 sol Non Veine de Quartz AVIRSL 10650 3100 610650 7513100 sol Non AVIRSL 10700 3100 610700 7513100 sol oui Veine de Quartz Mylonitic Quartzite Direction: N80 AVIRSL 10725 3100 610700 7513100 sol oui Veine de Quartz Mylonitic Quartzite Direction: N81 AVIRSL 10700 2700 610700 7512700 sol oui Veine de Quartz Jaspe, Quartzite AVIRSL 10650 2700 610650 7512700 sol oui Veine de Quartz Quartzite AVI RSL 10600 2700 610600 7512700 sol No Veine Quartz, Jaspe AVIRSL Quartzite, Jaspe, Diopsidite, 10550 2700 610550 7512700 sol Non Magnetite, Amphibolite AVIRSL Magnetite, Veine Quartz, 10500 2700 610500 7512700 sol Non Quartzite, Amphibolite Quartzite, Jaspe, Veine AVIRSL Quartz, Diopsidite, 10450 2700 610450 7512700 sol Non Amphibolite
AVIRSL 10400 2700 610400 7512700 sol Non Veine de Quartz AVIRSL 10350 2700 610350 7512700 sol Non Veine de Quartz AVIRSL Direction: N30; Dip: 10300 2700 610300 7512700 sol oui Veine de Quartz Biotite Gneiss 82°E AVIRSL 10250 2700 610250 7512700 sol No Veine de Quartz Direction: N340; Dip: AVIRSL At 10m Veine Quartz, Diopsidite, 80°W; Extension: 5m x 10200 2700 610200 7512700 sol West Tourmaline, Magnetite Biotite Granit Gneiss 90m Veine Quartz, Tourmaline, AVIRSL Phlogopite, Diorite, 10150 2700 610150 7512700 sol Non Pegmatite Out crop of AVIRSL Veine Quartz, Quartzite, Phlogopite at 20m 10100 2700 610100 7512700 sol Non Diopsidite, Biotite Gneiss W AVIRSL 10050 2700 610050 7512700 sol Jaspe AVIRSL 10000 2700 610000 7512700 sol AVIRSL 9950 2700 609950 7512700 sol Jaspe AVIRSL 9900 2700 609900 7512700 sol Jaspe AVIRSL Amphibolite, Jaspe, Veine 9800 2700 609800 7512700 sol Non Quartz AVIRSL 9750 2700 609750 7512700 sol Non Amphibolite, Jaspe AVIRSL 9700 2700 609700 7512700 sol Non Quartzite, Jaspe AVIRSL Veine Qaurtz, Quartzite, 9650 2700 609650 7512700 sol Non Jaspe AVIRSL 9600 2700 609600 7512700 sol Non Veine Quartz, Magnetite AVIRSL 9550 2700 609550 7512700 sol Non AVIRSL Mylonitic Quartzite, Veine 9500 2700 609500 7512700 sol Non Quartz, Magnetite AVIRSL Veine Quartz, Mylonitic 9450 2700 609450 7512700 sol Non Quartzite, Leucogranit AVIRSL Veine Quartz, Mylonitic 9400 2700 609400 7512700 sol Non Quartzite, Leucogranit AVIRSL 9350 2700 609350 7512700 sol Non Veine de Quartz
ANNEXE 2 : MESURES RADIOMETRIQUE D’IRINA
MESURES RADIMETRIQUES D’IRINA
X Y Valeurs en (cps) 609884 7512297 1600 610111 7512262 1200 610322 7512337 1400 610366 7512307 1400 610300 7512481 1400
610255 7512474 1600 609812 7512726 8000 610058 7512737 2000 610090 7512750 3400 610125 7512764 1400 610150 7512772 2000 610207 7512783 1000 610342 7512806 1000 610380 7512802 1200 610420 7512802 1800 610440 7512803 1600 610592 7512910 1400
610500 7512917 1400 610095 7512965 1200 610077 7512964 1600 610051 7512956 1800 610051 7512954 2400
610034 7512932 5000 609735 7513622 1200 609797 7513626 1000 609960 7513621 1000 610421 7513621 1200 610447 7513615 1400 610540 7513825 1200 610461 7513780 1000 610373 7513741 1000 610309 7513727 1000 610226 7513796 1200 609945 7513525 1400
609854 7513712 1000 609678 7513678 1000 609626 7513676 1200 609615 7513661 1400 609549 7513677 1000
ANNEXE 3: RESULTATS D’ANALYSES SOL D’IRINA
U3O8 K X Y Al Co Cu Fe Ni Ti appareils XRF75G ICP40D 609300 7512300 94000 14 18 35000 41 4800 teneur limite ppm ppm 609325 7512300 17000 23 28 18000 54 850 N° Echantillons X Y 10 50 609400 7512300 54000 15 13 22000 26 2400 AVIRSL 9300 2300 609300 7512300 <10 8800 609500 7512300 64000 12 15 19000 17 1900 AVIRSL 9400 2300 609400 7512300 <10 19000 609600 7512300 65000 16 18 21000 19 2000 AVIRSL 9500 2300 609500 7512300 <10 31000 609700 7512300 55000 19 12 30000 24 3900 AVIRSL 9600 2300 609600 7512300 <10 23000 609800 7512300 67000 13 11 37000 36 4600
AVIRSL 9700 2300 609700 7512300 11 9500 609900 7512300 95000 15 14 33000 39 4800 AVIRSL 9800 2300 609800 7512300 10 4800 610000 7512300 86000 10 19 22000 16 1300 AVIRSL 9900 2300 609900 7512300 14 8100 610200 7512300 116000 10 25 28000 36 2300 AVIRSL 10000 2300 610000 7512300 <10 7100 610300 7512300 104000 17 31 51000 43 8500 AVIRSL 10200 2300 610200 7512300 21 30000 610400 7512300 125000 25 57 65000 61 7600
AVIRSL 10300 2300 610300 7512300 <10 29000 610500 7512300 82000 19 28 34000 30 3200 AVIRSL 10400 2300 610400 7512300 <10 19000 610600 7512300 47000 17 21 33000 26 3800 AVIRSL 10500 2300 610500 7512300 <10 12000 610625 7512300 48000 18 21 33000 25 3700 610700 7512300 58000 10 10 25000 31 2300 AVIRSL 10600 2300 610600 7512300 15 8000 609300 7512500 86000 16 26 33000 35 3100 AVIRSL 10625 2300 610625 7512300 15 7800 609400 7512500 57000 15 21 26000 29 3000 AVIRSL 10700 2300 610700 7512300 <10 4900 609500 7512500 69000 22 15 45000 41 5400 AVIRSL93002500 609300 7512500 <10 7300 609600 7512500 48000 12 10 18000 14 2000 AVIRSL94002500 609400 7512500 <10 9900 609700 7512500 81000 26 23 49000 58 7400 AVIRSL95002500 609500 7512500 11 9300 609800 7512500 81000 18 21 37000 48 3800 AVIRSL96002500 609600 7512500 10 14000 609900 7512500 105000 19 33 51000 57 4400 AVIRSL97002500 609700 7512500 <10 19000 AVIRSL98002500 609800 7512500 <10 6300 610000 7512500 87000 17 27 44000 49 5800 AVIRSL99002500 609900 7512500 <10 20000 610100 7512500 103000 23 28 53000 42 6000
AVIRSL100002500 610000 7512500 <10 22000 610300 7512500 91000 10 49 28000 29 2500 AVIRSL101002500 610100 7512500 <10 20000 610400 7512500 66000 15 68 48000 41 3700 AVIRSL103002500 610300 7512500 <10 17000 610500 7512500 88000 16 37 58000 42 8900 AVIRSL104002500 610400 7512500 <10 7900 610600 7512500 49000 30 24 37000 35 3100 AVIRSL105002500 610500 7512500 <10 22000 610625 7512500 30000 14 110 20000 40 1300
AVIRSL106002500 610600 7512500 13 5300 610700 7512500 45000 20 15 23000 29 2400 AVIRSL106252501 610625 7512500 122 14000 609300 7512700 69000 13 16 26000 38 3200 AVIRSL107002500 610700 7512500 <10 2500 609400 7512700 84000 30 62 62000 62 4800 AVIRSL 9300 2700 609300 7512700 <10 1100 609500 7512700 70000 20 29 36000 37 6000 AVIRSL 9400 2700 609400 7512700 <10 3500 609600 7512700 58000 10 10 7200 94 8400
AVIRSL 9500 2700 609500 7512700 <10 3000 609700 7512700 95000 35 88 70000 77 8800
ANNEXE 4 : RESULTATS D’ANALYSES SEDIMENTS FLUVIATILES ET MINERAUX LOURDS
x y Al Cr Cu Ti Co Ni U3O8 N° Ech X Y U U3O8 582840 7538312 72000 34 77 10000 39 56 <10 AVSASS 001 582840 7538312 <10 11 583175 7538380 65000 99 60 10000 32 43 <10 AVSASS 002 583175 7538380 <10 <10 57000 30 13 10000 12 11 <10 581544 7538790 AVSASS 003 581544 7538790 <10 <10 44000 44 12 8500 13 15 <10 585201 7537191 AVSASS 004 585201 7537191 46 54 46000 82 14 9300 16 22 13 585044 7537548 AVSASS 005 585044 7537548 136 161 42000 82 10 10000 19 17 <10 585254 7536676 AVSASS 006 585254 7536676 22 26 80000 74 28 10000 23 29 <10 585422 7535527 AVSASS 007 585422 7535527 25 29 40000 35 10 9000 11 11 <10 585478 7535390 AVSASS 008 585478 7535390 <10 10 586930 7536793 51000 76 25 4100 21 48 <10 AVSASS 009 586930 7536793 219 258 64000 86 54 6300 18 54 <10 585546 7537919 AVSASS 010 585546 7537919 78 92 51000 93 26 6200 18 47 37 588411 7537636 AVSASS 011 588411 7537636 304 358 589383 7539170 64000 31 15 6400 12 17 <10 AVSASS 012 589383 7539170 119 140 62000 72 28 10000 18 30 <10 584856 7537998 AVSASS 013 584856 7537998 <10 11 50000 47 13 10000 13 14 <10 585533 7538095 AVSASS 014 585533 7538095 76 90 585533 7538095 62000 49 13 10000 13 15 <10 AVSASS 015 585533 7538095 61 72 585774 7540104 45000 340 26 10000 31 57 <10 AVSASS 016 585774 7540104 129 152
585562 7540036 44000 130 28 8200 22 40 32 AVSASS 017 585562 7540036 136 161 584788 7540907 48000 99 15 10000 17 23 15 AVSASS 018 584788 7540907 93 110 585295 7539590 56000 98 18 10000 33 61 15 AVSASS 019 585295 7539590 114 134
584310 7535494 40000 35 14 8900 27 66 425 AVSASS 021 584310 7535494 14 16 585480 7543009 9100 51 27 10000 16 12 <10 AVSASS 022 585480 7543009 18 21 587320 7534664 47000 43 18 7100 20 22 <10 AVSASS 023 587320 7534664 211 248
579904 7529971 58000 75 12 10000 13 23 12 AVSASS 024 579904 7529971 12 14 580704 7530119 44000 39 16 10000 23 26 <10 AVSASS 025 580704 7530119 19 23 584846 7522223 46000 74 10 10000 16 15 <10 AVSASS 026 584846 7522223 146 172
585092 7522747 41000 22 10 4700 12 11 15 AVSASS 027 585092 7522747 103 122 578664 7526990 25000 45 24 10000 <10 <10 <10 AVSASS 028 578664 7526990 24 28 581219 7522782 31000 21 11 6400 18 13 <10 AVSASS 029 581219 7522782 28 33
581219 7522782 45000 25 13 9700 <10 <10 <10 AVSASS 030 581219 7522782 26 31
584567 7524251 32000 46 13 10000 <10 <10 <10 156 184 AVSASS 031 584567 7524251 584642 7526365 1300 13 10 360 13 14 11 AVSASS 032 584642 7526365 82 96
584303 7528315 41000 31 12 6100 <10 <10 <10 AVSASS 033 584303 7528315 115 135
592573 7528474 30000 25 15 2800 <10 12 <10 AVSASS 034 592573 7528474 501 944
591156 7523619 25000 47 11 10000 <10 14 <10 AVSASS 035 591156 7523619 431 508
591009 7523850 42000 36 15 6900 <10 29 40 AVSASS 036 591009 7523850 306 361
588996 7522883 26000 23 10 4200 <10 19 12 AVSASS 037 588996 7522883 441 520
AVSASS 038 588714 7525601 219 258 588714 7525601 30000 51 10 10000 <10 <10 11 AVSASS 039 588699 7527640 267 315 588699 7527640 40000 91 16 9000 <10 12 <10
Auteur : RAKOTOMANOELINA Rivo N° téléphone : 0330263567 Nombre de page : 102 Nombre de figure : 57 Nombre de tableaux : 12 Titre du mémoire : « Exploration d’uranium les secteurs Satrokala et Irina district d’Ihosy, Région Ihorombe » Résumé Les secteurs Irina et Satrokala, se situent dans la zone cisaillante sénestre majeure de Ranotsara qui a été mis en place vers la fin de l'orogenèse panafricaine. Les trois principales formations géologiques de cette méga zone de cisaillement de Ranotsara sont généralement des gneiss à amphibole, à biotite avec des veines pegmatitiques et des dykes basiques souvent déformés ; des métapélites souvent blastomylonitique à sillimanite-grenat-cordiérite, avec des intercalations d’amphibolite, diopsidite, quartzite à grenat-sillimanite, rare marbre à phlogopite-clinohumite-diopside-spinelle--forstérite, et enfin du leucogneiss granitoïde à grenat. A Irina,on rencontre particulièrement des petites collines à tourmaline noire et à spinelle,accidentellement à grandidiérite. La méthodologie appliquée sur les secteurs se base sur l’exploitation des données antérieures appuyées par des nouvelles acquisitions des données en utilisant les techniques d’exploration (collecte des roches et sols, cartographie géologique, mesure radiométrique pour Irina et échantillonnages des sédiments fluviatiles et minéraux lourds pour Satrokala. Les résultats d’analyses nous ont montré les concentrations des éléments intéressants suivantes: dans le secteur d’Irina ,
U3O8 ( 10 à 29 ppm), Ni (5 à 70 ppm ) ,Co (10 à 105ppm ), Cu (25à 150ppm) et Ti (500 à 8000ppm), et dans le secteur de Satrokala,U 3O8 (20 à 120ppm), Ni (10 à 56ppm),Co (10 à 59ppm) ,Cu (13 à 64) Cr (10 à 80ppm) et Ti (500 à 10000ppm). La concentration en uranium dans ces secteurs montre une valeur relativement faible dans le secteur d’Irina, tandis que celles du nickel et du cobalt sont assez élevés. Ce qui implique qu'il est moins prospectifs en uranium c'est à dire qu'ils ne représentent pas une cible de concentration économique. Une prospection beaucoup plus détaillée en Ni et Cr est ainsi vivement sollicitée dans la partie centre Nord de Satrokale et pour l’Uranium la partie Sud est beaucoup sollicitée. Mots clés: diopsidite, zone de cisaillement, prospection, uranium, nickel, cobalt, Ihosy, Madagascar .
ABSTRACT The Irina and Satrokala sectors are located in the major senestral shear zone of Ranotsara that has been put in place foward the end of the Pan-African orogenesis. The three main geological formations of this mega shear zone of Ranotsara are generally gneiss to amphibole, to biotite with veins pegmatitiques and the basic dykes often deformed; the métapélites often blastomylonitique to sillimanite-garnet-red- cordiérite, with intercalations of amphibolite, diopsidite, quartzite to garnet-sillimanite, rare marble to phlogopite- clinohumite-diopside-spinelle--forstérite, and finally of the leucogneiss granitoïde to garnet. In Irina,on meets some small hills especially to black tourmaline and to spinelle, accidently grandidiérite. The methodology applied on the sector is based on the exploitation of the previous data supported by new acquirements of the data while using the techniques of exploration (collection of the rocks and soils, geological cartography, radiometric measure for Irinas and samplings of the sediments fluviatiles and heavy minerals for Satrokala. The results of analyses showed us the concentrations of the following interesting elements: in the sector of Irina, U3O8 (10 to 29 ppm), Ni (5 to 70 ppm), Co (10 to 105ppm), Cu (25à 150ppm) and Ti (500 to 8000ppm), and in the sector of Satrokala,U3O8 (20 to 120ppm), Nor (10 to 56ppm),Co (10 to 59ppm), Cu (13 to 64) Cr (10 to 80ppm) and Ti (500 to 10000ppm). The concentration made of uranium in this sectors watch a relatively weak value in the sector of Irina, while those of the nickel and the cobalt are raised enough. What implies that it is less prospective in uranium that is to say that they don't represent an economic concentration target. An a lot more detailed prospecting in Ni and Cr is thus strongly solicited in the part centers North of Satrokala and for uranium the Southeast part is solicited a lot. Key words: diopsidite, zone of shearing, prospecting, uranium, nickel, cobalt, Ihosy, Madagascar.