UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO
DEPARTEMENT GEOLOGIE
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********************** MEMOIRE DE FIN D’ETUDES EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR DE L’ESPA
« SPECIALITE : GEOLOGIE »
Présenté par : NICOLAS Obin
Promotion 2012
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO
DEPARTEMENT GEOLOGIE
********************** MEMOIRE DE FIN D’ETUDES EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR DE L’ESPA
« SPECIALITE : GEOLOGIE »
Présenté par :
NICOLAS Obin
Soutenu publiquement le 07 Novembre 2014 devant les jurys composés de :
Monsieur MANDIMBIHARISON Aurélien Jacques Président Monsieur RAKOTOMANANA Dominique Rapporteur Madame RATEFIARIMINO Anick Rapporteur Madame RAHARIJAONA Raharison Léa Jacqueline Examinateur Monsieur RAKOTONDRAIBE Nicolas Examinateur
Promotion 2012
DATE DE SOUTENANCE : 07 NOVEMBRE 2014
’’C’est par la grâce de Dieu que je suis ce que je suis’’
I Cor. 15,10. Avant tout, je tiens à rendre gloire à Dieu pour sa bonté, sa bénédiction et son pardon pour m’avoir donné la force, la persévérance pendant mes années d’études et durant la réalisation de ce mémoire. Le soutien humain s’avérait également nécessaire notamment, de tous ceux qui m’ont tenu la main tout au long de ce travail, et à l’égard desquels j’exprime ma profonde reconnaissance et mes sincères remerciements. Je nommerai :
Professeur ANDRIANARY Philippe, Directeur de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, qui m’a autorisé à soutenir ce mémoire.
Monsieur Lyonnel VELLUTINI, Responsable du projet et Fondateur de la société S.A. MINES TANY HAFA (MTH), qui m’a octroyé ce sujet de mémoire et m’a accueilli comme stagiaire au sein de cette Société.
Docteur MANDIMBIHARISON Aurélien Jacques, Chef de Département Géologie à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, qui m’honore en acceptant de présider le Jury de cette soutenance de mémoire.
Docteur RAKOTOMANANA Dominique, Enseignant vacataire à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, de m’avoir proposé ce thème. Malgré ses diverses occupations, il a encadré et dirigé ce travail et n'a jamais hésité à me guider et à me corriger durant la réalisation de ce mémoire.
Docteur RATEFIARIMINO Anick, Maître de Conférence au Département Géologie de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, de m’avoir dirigé tout au long de ce travail. J’aimerais lui exprimer ma reconnaissance pour sa disponibilité et pour avoir dirigé très judicieusement ce travail. Toutes ses compétences, ses qualités humaines, son optimisme et sa bonté m’ont été d’un grand soutien tout au long de ce travail. Je lui adresse ainsi mes plus chaleureux remerciements.
Docteur RAHARIJAONA Raharison Léa Jacqueline et Docteur RAKOTONDRAIBE Nicolas, Enseignants Chercheurs au Département Géologie de l'ESPA. Malgré leurs
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emplois du temps chargés, ils ont bien accepté de faire partie du Jury comme examinateurs.
J’adresse également mes vifs remerciements : A tous les Enseignants du Département Géologie de l’ESPA. Au personnel de la Société Mines Tany Hafa et plus particulièrement Monsieur RANDRIAMBELO Richard, Local Manager. A toute ma famille, particulièrement à ma Mère. A toute la promotion 2012 de la géologie et mes chers amis. A tous ce qui ont contribué, de près ou de loin, à la réalisation de cet ouvrage.
«Merci à toutes et à tous »
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...... i ...... iii ...... iv ...... vi ...... vii ...... vii ...... 1 ...... 3 CHAPITRE I. PRESENTATION GENERALE DE LA ZONE D’ETUDE ...... 4 I.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ...... 4 I.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE ...... 9 CHAPITRE II. GENERALITES SUR LES MARBRES...... 23 II.1. LES CARACTERES PHYSICO-CHIMIQUES REQUIS AUX MARBRES ...... 23 II.2. UTILISATION DES MARBRES ...... 25 II.3. REPARTITION DES INDICES DES MARBRES DANS LES PERIMETRES MINIERS DE LA SOCIETE MTH ...... 26 CHAPITRE III. DONNEES ET METHODES UTILISEES POUR LA CARTOGRAPHIE NUMERIQUE DE NAMARINA ...... 28 III.1. LES DONNEES UTILISEES POUR LA CONFIGURATION DE BASE ...... 28 III.2. ACQUISITION D’UNE NOUVELLE BASE DES DONNEES ...... 32 CHAPITRE IV. MODELE NUMERIQUE DES RESULTATS ET INTERPRETATION ...... 36 IV.1. LE RESEAU HYDROGRAHIQUE ...... 36 IV.2. LES DESCRIPTIONS STRUCTURALES DE LA ZONE DE NAMARINA ...... 39 IV.3. MODELE STRUCTURAL DE LA ZONE D’ETUDE...... 54 IV.4. LES FORMATIONS LITHOLOGIQUES DE LA ZONE DE NAMARINA ...... 59 CHAPITRE V. MODELISATION GITOLOGIQUE DE MARBRE DE NAMARINA ...... 64 V.1. MODELE DE GÎTES DE NAMARINA ...... 64 V.2. LE GISEMENT DE MARBRE DE NAMARINA ...... 65 V.3. LES EFFETS DE LA TECTONIQUE SUR LE GISEMENT DE MARBRE DE NAMARINA 69 V.4. ESTIMATION DES RESSOURCES EN MARBRE DANS LA ZONE D’ETUDE ...... 70 V.5. PROPOSITION DU MODE ET DE LA METHODE D’EXPLOITATION ...... 72 V.6. QUELQUES INFORMATIONS SUR LES INFRASTRUCTURES ...... 73 ...... 76 ...... 76 ...... I ...... XIX
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° : Degré °C : Degré Celsius µm : Micromètre BD : Base de données MTH : Mine Tany Hafa SKL : Sakalalina ENVI : Enviroment for Visualizing Images ESPA : Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo FTM : Foibe Tao-tsaritany Malagasy J/N : Nombre de jours de précipitations normaux Janv. : Janvier Févr. : Février Sept. : Septembre Nov. : Novembre Déc. : Décembre m : mètre m3 : mètre cube mm : millimètre
Km : Kilomètre Km2 : Kilomètre carré g : gramme Kg/m3 : Kilogramme par mètre cube 3D : Trois Dimensions
Rcu : Résistance à la compression uniaxiale T/m2 : Tonne par mètre carré P.F : Perte au feu GPS : Global Positioning System Ma : Million d’année N - S : Nord-Sud NNE - SSW : Nord Nord Est- Sud Sud Ouest
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NE - SW : Nord Est- Sud Ouest ENE - WSW : Est Nord Est – Ouest Sud Ouest E - W : Est – Ouest ESE – WNW : Est Sud Est – Ouest Nord Ouest SE – NW : Sud Est – Nord Ouest SSE – NNW : Sud Sud Est – Nord Nord Ouest ZC : Zone de Cisaillement PRD : Programme Régional de Développement RN7 : Route National Numéro 7 RR/N : Hauteur de pluies moyennes normales SIG : Système d’Information Géographique T°M/N : Température moyenne normale mensuelle CSB : Centre de Santé de Base UTM : Universal Transverse Mercator Kbar : Kilobar
MPa : Méga Pascal
PNB : Produit National Bruite
SGL : Système Géodésique Laborde
MEM : Ministère de l’Energie et des Mines n° : numéro d : dureté
PGRM : Projet de Gouvernance des Ressources Minérales
SQC : Schisto-Quartzo-Calcaire
Th : Thorium
U : Uranium
Pb : Plomb
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Figure 1 : Carte de localisation de la zone d’étude ...... 5 Figure 2 : Domaines tectono-métamorphiques (PGRM, 2012) ...... 12 Figure 3 : Extrait de la carte géologique du Sud de Madagascar (Martelat, 1999 ; Randrianasolo, 2009)...... 14 Figure 4 : Carte géologique de Zazafotsy modifiée à partir de la feuille L55 de Rakotomavo (1966) ...... 22 Figure 5 : Carte de Répartition des indices des Marbres dans les périmètres miniers de MTH ...... 27 Figure 6 : Image Landsat7 ETM+ scène n°159-076, compositions colorées RGB (TM7, TM4, TM2) recouvrant la zone d’étude ...... 30 Figure 7 : Trois photographies aériennes couvrant notre zone d’étude ...... 31 Figure 8 : Organigramme de la méthodologie du travail ...... 33 Figure 9 : Carte du réseau hydrographique ...... 37 Figure 10 : Carte du relevé des éléments des foliations ...... 41 Figure 11 : Carte de la trajectoire des foliations et de l’axe de plis synclinale de Namarina .. 42 Figure 12.a), b) : Représentation sur le canevas de Schmidt des foliations selon leur compatibilités; c) : Représentation sur le canevas de Schmidt des aires de densités des foliations ...... 44 Figure 13 : a) Interférence de plis en champignon (de type II) (Ramsay, 196 7) ; b) Photos de plis en forme de champignon à l’échelle de l’affleurement (SKL63) (X= 399036 ; Y= 425821) ...... 45 Figure 14 : Carte des linéaments géologiques ...... 48 Figure 15 : a) Représentation des fractures sur la rosace ; b) Histogramme des fractures ..... 50 Figure 16 : Carte de fracturation ...... 51 Figure 17 : Carte de la superposition des fractures et des trajectoires des foliations ...... 53 Figure 18 : Organigramme montrant le modèle structural de Namarina ...... 57 Figure 19 : Carte lithologique de la zone de Namarina obtenue à partir de traitement d’images ...... 60 Figure 20 : Carte de la synthèse géologique de Namarina ...... 61 Figure 21 : Carte montrant le modèle synthétique de la déformation affecté la zone d’étude . 63 Figure 22 : Modèle en 3D de la zone d’étude ...... 64 Figure 23 : Carte montrant les points d’affleurement les différents faciès du marbre de Namarina ...... 67 Figure 24 : Carte de la distribution les différents faciès du marbre de la zone de Namarina .. 68 Figure 25 : Esquisse synthétique du gisement de marbre de Namarina ...... 71 Figure 26 : Méthode d'exploitation par tranches horizontales en pleine largeur ...... 73
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Photo 1 : Affleurement du marbre (SKL 008) ...... 16 Photo 2 : Affleurement du quartzite (affleurement n°SKL099) ...... 17 Photo 3 : Affleurement du gneiss amphibolo-pyroxénique altérée (SKL 054) ...... 18 Photo 4 : Affleurement du gneiss à biotite et à sillimanite (SKL 101) ...... 18 Photo 5 : Affleurement du gneiss à grenat (SKL 067) ...... 18 Photo 6 : Affleurement de leucogneiss à grenat (SKL 001) ...... 19 Photo 7 : Affleurement de la pyroxénite altérée (SKL 019) ...... 19 Photo 8 : Affleurement de la migmatite granitoïde (SKL 131)...... 20 Photo 9 : Affleurement des alluvions (SKL 102) ...... 21 Photo 10 : Affleurement de la latérite rouge (SKL 047) ...... 21 Photo 11 : Photo montrant un cours d’eau permanent ...... 38 Photo 12 : Photo montrant l’érosion piriforme Photo 13 : Photo montrant l’érosion linéaire ...... 38 Photo 14 : Affleurement de gneiss plissé (intercalé par le quartzite) (SKL69) ...... 45 Photo 15 : Affleurement de boudins non coaxiaux de quartzite dans le marbre (SKL89) ...... 46 Photo 16 : Affleurement de marbre blanche éclatante Photo 17 : Affleurement de marbre gris clair ...... 65 Photo 18 : Affleurement de marbre vert bleuté Photo 19 : Affleurement montrant le banc de quartzite ...... 66 Photo 20 : Affleurement d’un bloc de marbre dans la zone d’étude (SKL 50) ...... 69 Photo 21 : Photo montrant l’altération superficielle de marbre ...... 70 Photo 22 : Accès vers le Site ...... 74
Tableau 1 : Coordonnés de quatre coins de délimitation de la zone d’étude...... 4 Tableau 2 : Température moyenne de la période 2009 à 2013 ...... 6 Tableau 3 : Pluviométrie annuelle de la période 2009 à 2013 ...... 6 Tableau 4 : Composition chimique moyenne du marbre ...... 24 Tableau 5 : Les caractéristiques des canaux ETM+ ...... 29 Tableau 6 : Classification des fractures selon leur nature ...... 49 Tableau 7 : Résumé de la classification des fractures selon leur direction ...... 49 Tableau 8 : Conclusion sur l’étude du modèle structural de Namarina ...... 58
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ANNEXE 1 : Tableau des données sur le terrain ...... II ANNEXE 2 : Description en détail des fractures de la zone de Namarina ...... VII ANNEXE 3 : Listes des coordonnées du centre des carrés de tous les périmètres du MTH, dans le Système Géodésique Laborde (SGL) ...... X ANNEXE 4 : Carte des nouveaux tracés des zones de cisaillements kilométriques du Sud de Madagascar (Randrianasolo, 2009) ...... XIII ANNEXE 5 : Carte topographique de la feuille L55 de Zazafotsy (FTM, 1958) ...... XIV ANNEXE 6 : Modèle d’assemblage du Gondwana en deux temps (Meert et Van der Voo, 1996) ...... XV ANNEXE 7 : Photos de la grotte et photo de la vue en 3D de la zone d’étude ...... XVI ANNEXE 8 : Informations générales de la Société MTH ...... XVII
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
Madagascar est géologiquement constitué de deux entités : sur les deux tiers orientaux affleurent les roches cristallines précambriennes et sur le tiers restant y repose en discordance la couverture sédimentaire phanérozoïque. Madagascar offre une grande panoplie de ressources minières. Plusieurs roches peuvent aussi être valorisées vers diverses destinations : marbre, pierres ornementales, matériaux de construction, etc. En ce qui concerne le marbre en particulier, plusieurs types de roche peuvent par ailleurs être valorisées (gabbro, granite, granitoïde et toutes autres formations géologiques dont la texture et/ou les empreintes tectoniques peuvent offrir des figures de marbrure). Le marbre a été largement utilisé depuis l'antiquité comme matériau pour la sculpture et pour la construction. Actuellement, les marbres ont plusieurs usages comme dans la décoration, dans l’industrie et dans la fabrication des différentes matériaux (carreaux, meubles, tables, vases, etc.). Deux appellations différentes sont admises pour le mot "marbre" actuellement. Pour les marbriers, le marbre indique toutes les roches qui peuvent avoir un poli (les roches calcaires, les granites, les syénites, les basaltes, les porphyres, les diorites, les jaspes, les albâtres etc). Et pour les géologues, le marbre indique les formations calcareuses métamorphisées anciennement dénommées les cipolins. Pour cet ouvrage, le marbre, est une roche calcaire anciennement dénommée le cipolin. Ce mémoire a été réalisé dans le cadre de l’étude géologique de la zone de NAMARINA en vue de la valorisation pour marbre de certaines formations géologiques. Cette zone se trouve au sein des périmètres miniers de la société Mine Tany Hafa (MTH). La Zone est localisée au sein de la Commune Rurale de Sakalalina, District d’Ihosy, Région d’Ihorombe. La société MTH a l’intention d’exploiter industriellement pour marbre les roches qui s’y prêtent.
La société Mine Tany Hafa (MTH) envisage alors une étude d’exploration des marbres au sein de leurs périmètres et elle nous a proposé le thème « CARTOGRAPHIE GEOLOGIQUE DU MARBRE DE LA ZONE DE NAMARINA (SAKALALINA-IHOSY) EN VUE DE LEUR VALORISATION ECONOMIQUE ». L’objectif principal de ce mémoire est limité pour réaliser une cartographie numérique et il y a trois autres étudiants qu’ont traités trois thèmes différents afin de sortir les paramètres de la valorisation économique de ces marbres pour atteindre l’objectif final de la société MTH. Notre mission de terrain a été effectuée du 17 Décembre 2012 jusqu’au 03 Février 2013.
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
Le travail a été mené par les traitements et par l’analyse des images satellites et des photographies aériennes qui ont par la suite été juxtaposées par un Système d’Information Géographique aux cartes géologiques préexistants ainsi qu’aux observations sur le terrain. Ceci dans le but d’améliorer les informations sur la lithologie, la tectonique et la structure des formations géologiques de la zone d’étude et plus spécialement les roches valorisables en marbre. Le travail ambitionne de fournir à MTH les données nécessaires et utiles à la prospection des marbres. Le document comprend deux parties :
La première partie présente les généralités sur le contexte géographique, la géologie sommaire du socle cristallin Malagasy, le contexte géologique de la zone d’étude, les caractéristiques des marbres et enfin la méthodologie de travail adoptée ; La deuxième partie traite des travaux réalisés et les informations relatives aux traitements des images satellites et des photographies aériennes ainsi que leurs interprétations après intégrations des données collectées sur le terrain. Cette partie présentera aussi la proposition du mode et de la méthode d’exploitation envisageables et afin l’estimation des ressources en marbre pour la zone de Namarina.
Enfin, nous donnons une perspective de continuation des travaux pour approfondir l’étude détaillée du gisement.
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
CHAPITRE I. PRESENTATION GENERALE DE LA ZONE D’ETUDE I.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE I.1.1. Localisation géographique et administrative
Le cadre général du site d’étude se trouve au sein de la Région d’Ihorombe, de la Province de Fianarantsoa au Centre Sud de l’Ile. La Région est desservie par la Route Nationale numéro sept (RN7). La Région d’Ihorombe est formée de trois Districts : Ihosy, Iakora et Ivohibe. Notre étude a été menée dans le Fokotany d’Iangaty de la Commune Rurale de Sakalalina située à environ 56 km à l’Est de la ville d’Ihosy. La bifurcation vers Sakalalina est à environ 20 km au Nord d’Ihosy par la RN7 et au-delà, la zone est accessible par une piste en terre de 36 km. La Commune Rurale de Sakalalina s’étend sur une superficie de 613 km2 et est formée par 05 Fokontany : Bekijoly, Andemaka, Mahatsinjorano, Iangaty et Soaserana. Elle est limitée : au Nord par la Commune Rurale de Zazafotsy ; au Sud par la Commune Rurale d’Analavoka ; à l’Est par la Commune Rurale de Tambohobe (District d’Ivohibe) ; à l’Ouest par la Commune Rurale de Sahambano.
La zone d’étude est définie comme étant l’espace géographique incluant les périmètres miniers de la Société MTH (permis numéros : 3101, 4963, 10276). Le tableau 1 donne les coordonnés correspondants des quatre coins de délimitation de la zone d’étude.
Tableau 1 : Coordonnés de quatre coins de délimitation de la zone d’étude. Coordonnés X (en mètre) Y (en mètre) A 395 400 428 940
B 400 400 428 940 C 400 400 420 200 D 395 400 420 200
(Système de projection : LABORDE MADAGASCAR)
A, B, C, et D : Quatre coins de délimitation de la zone d’étude.
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
Figure 1 : Carte de localisation de la zone d’étude
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
I.1.2. Les caractères physiques a. Climat
La zone d’étude, qui fait partie des Hautes terres centrales de l’île, présente un climat de type tropical, caractérisé par l’alternance de deux saisons : la saison froide et sèche, du mois d’avril au mois de septembre et la saison chaude et humide du mois de novembre au mois de mars.
Température :
Tableau 2 : Température moyenne de la période 2009 à 2013
STATION Janv. Févr. Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Oct. Nov. Déc. (Ranohira) T°M/N 24,68 19,67 24,18 17,37 16,29 18,57 17,13 15,42 21,39 24,1 24,87 24,93
T°M/N = Température moyenne normale (moyenne mensuelle des 05 dernières années) Source : Service de la Météorologie, 2013 La Région d’Ihorombe bénéficie à la fois d’un climat tropical humide, dans sa partie Est, et d’un climat tropical subhumide, dans sa partie Ouest et Sud-Ouest. La plus basse température (15°C) est enregistrée dans la partie nord de la Région. Et au fur et à mesure que l'on va vers le Sud, elle augmente progressivement et la température minimale peut descendre jusqu’à 24°C (PRD Ihorombe, 2009). Notre zone d’étude se trouve dans la partie Est de la Région d’Ihorombe, donc elle bénéfice d’un climat tropical humide.
Pluviométrie : Tableau 3 : Pluviométrie annuelle de la période 2009 à 2013
STATION Janv. Févr. Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Oct. Nov. Déc. (Ranohira) RR/N 279,9 74,26 140,22 7 2,26 0,7 0,44 1,8 1,16 42,48 65,32 92,3 J/N 18 9 12 5 2 2 1 2 1 6 9 11
RR/N = Hauteur de pluies moyennes normales (moyenne mensuelle des 05 dernières années en millimètre) J/N = Nombre de jours de précipitations normaux (moyenne mensuelle des 05 dernières années) Source : Service de la Météorologie, 2013
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
La période pluvieuse commence vers la mi-octobre avec un maximum de la précipitation aux mois de décembre et de janvier. La pluviométrie décroît pour tendre aux valeurs minimales à partir du mois d’avril, parfois mois de mai. La pluie tombe souvent sous forme d’orages violents qui entraînent un fort ruissellement, une érosion importante et des crues. La période sèche s’étend du mois de mai au mois d’octobre. (PRD Ihorombe, 2009)
b. Végétation
Malgré la persistance de la pratique des feux de brousse et de pâturage, ce qui entraîne la dégradation de la végétation et le lessivage d’un sol déjà peu évolué, la Commune Rurale de Sakalalina dispose encore de forêts sèches surtout dans la partie Ouest limitrophe avec la Commune de Sahambano et dans celle du Sud limitrophe avec la Commune d’Analavoka. Sur des plateaux, la végétation est formée de plantes pyrophytes c’est-à-dire des plantes qui persistent aux passages fréquents des feux dont les noms vernaculaires locales sont Tsingilofilo et Sakoa, et des forêts galeries avec des gros arbres de Soaravy, Rotra, Voandelaka et Adabo (PDR Ihorombe, 2009).
c. Pédologie
Les sols sont peu épais souvent squelettiques. La faible végétation laisse agir librement une érosion intense. Seules les zones basses possèdent des sols véritables : ce sont des terres rouges et des alluvions. Les sols rouges sont des sols siliceux d’une épaisseur de l’ordre du mètre et de qualité médiocre pour la culture. Les alluvions occupent essentiellement de bandes minces ou de petites poches de terre noires (PDR Ihorombe, 2009).
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
I.1.3. Contextes économiques
L’agriculture et l’élevage représentent les 85% des activités de la population, les 15% restant sont pris par le secteur tertiaire, l’artisanat et le salariat privé (PDR Ihorombe, 2009).
a. Agriculture
L’agriculture vivrière comprend la riziculture que 99% de la population pratiquent qui en font leur principale activité et source de revenu. Les cultures sèches telles que le maïs, le haricot, le manioc sont beaucoup plus destinées au commerce qu’à la consommation. Cependant, la production rizicole de la région diminue à cause du manque de pluie et des feux de brousse.
b. Elevage
Dans cette zone, l’élevage bovin et ovin occupent une place importante et font partie des principales sources de revenu de la population. L’élevage porcin est beaucoup moins pratiqué. Une très grande partie du revenu de la population provient de la vente de leur bétail et l’importance de cheptel indique le niveau d’enrichissement de chacun et son rang social. Cette notion n’incite pas la population à commercialiser les zébus. Malheureusement les dahalo (voleurs de zébus de grand chemin) restent l’obstacle majeur au développement de l’élevage. Les dahalo attaquent très fréquemment dans la zone d’étude. La Commune Rurale de Sakalalina est de ce fait classée parmi les zones rouges.
I.1.4. Population
Selon les données collectées dans la monographie de la Commune Rurale de Sakalalina, la population compte environ 11 522 habitants. Ce qui représente une densité moyenne de 18 habitants par Km2. La répartition de la population représente un taux de population féminine avoisinant 52% (PDR Ihorombe, 2009).
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
I.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE
Madagascar est le produit des conséquences de plusieurs épisodes de la fragmentation, puis de la reconstruction du Gondwana et enfin des étapes de son insularisation. Elle est géologiquement constituée de deux entités principales :
Le socle cristallin précambrien polystructuré par les événements orogéniques et tectono-métamorphiques successifs. Il affleure sur les deux tiers orientaux de l’île ;
La couverture sédimentaire qui repose en discordance sur le socle cristallin. Elle est de l’époque phanérozoïque et est connue sous le nom de couverture sédimentaire phanérozoïque de Madagascar.
La zone d’étude appartient exclusivement au socle cristallin du centre Sud de Madagascar.
I.2.1. Généralités sur le socle cristallin précambrien de Madagascar
De nombreux travaux ont été réalisés en ce qui concerne la structuration du socle cristallin de Madagascar. Certes, beaucoup de chercheurs ont proposé des modèles de structuration du socle cristallin de Madagascar. Le plus récent est le concept du PGRM (2008 et 2012), qui subdivise le socle cristallin malgache en six domaines tectono-métamorphiques stables qui sont, du Nord au Sud, le domaine de Bemarivo, le domaine d’Antongil-Masora, le domaine d’Antananarivo, le domaine d’Ikalamavony, le domaine Anosyen-Androyen et le domaine du Vohibory (figure 2). Cette nouvelle nomenclature du PGRM est basée sur la révision de tous les aspects géologiques du socle cristallin (âges, déformations et relations d’agencement conséquentes).
a. Le domaine de Bemarivo
Ce domaine affleure sur la partie Nord de l’île. Il semble recouper les unités d’Antananarivo et de l’Antongil-Masora. Sa partie Sud est dominée par des métasédiments de faciès amphibolite profond et granulite. Sa partie Nord comprend des massifs de granite en dôme et aussi de la rhyolite datée à 715 Ma qui ont été déformés en des plis isoclinaux verticaux. (PGRM, 2008)
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
b. Le domaine d’Antongil-Masora
A l’Est, le domaine d’Antongil comprend un noyau de la croûte primitive tonalitique à 3200 Ma que l’on trouve en enclave dans des granites à 2520 Ma. Le métamorphisme est épizonal à mésozonal et apparemment ce domaine n’a pas été affecté par l’orogenèse panafricaine. La déformation et le métamorphisme semblent être d’âge fin Archéen. (PGRM, 2008)
c. Le domaine d’Antananarivo
Ce domaine se trouve dans la partie centrale de l’île, il est composé de gneiss et de granitoïdes du 2500 Ma intercalés avec des orthogneiss à 800 Ma (granites, gabbros). Ce domaine présente deux particularités structurales majeures : la virgation d'Antananarivo qui se manifeste par une inflexion vers l'ouest des lignes structurales qui sont N-S et le cisaillement d'Angavo. Dans ce domaine, on a trouvé une nappe appelée << nappe de Tsaratanana>> qui est composée de gneiss mafiques, des roches ultramafiques et du métapelites dont certaines ont subi un métamorphisme à ultra haute température (PGRM, 2008).
d. Le domaine d’Ikalamavony
Ce domaine se trouve dans la partie Sud de l’île, il inclut l’ancien bloc d’Ikalamavony- Amborompotsy essentiellement migmatisé. Il est d’âge Protérozoïque Moyen. Notre zone d’étude se trouve dans ce domaine. Les formations d’Ikalamavony-Amborompotsy témoignent de la formation d’un détroit actuellement fermé. La nappe d’Itremo, anciennement considérée comme une composante à part entière du socle cristallin (Collins et al., 2002) est actuellement considérée comme tout simplement un sous domaine d’Itremo (PGRM, 2012). C’est un vaste ensemble méta-sédimentaire où les structures sédimentaires sont bien conservées en raison d’un métamorphisme d’intensité relativement faible du faciès schiste vert à amphibolite supérieur. Elle est le domaine d’affleurement de la Série Schisto-Quartzo- Dolomitique (Moine, 1971). Cet ensemble est d’âge Protérozoïque Moyen, avec un large développement de roches carbonatées. La sédimentation s’est produite entre 1855 Ma et 804 Ma (Cox et al. 1998). L’ensemble a été recoupé par deux événements magmatiques qui sont les gabbros au 790 à 810 Ma et des granites et syénites au 539 à 550Ma (Handke, 1998). La structuration générale est caractérisée par des plis verticaux Nord-Sud.
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
e. Le domaine Anosyen-Androyen
Ce domaine se trouve dans la partie Sud de l’île, il inclut l’ancien bloc de Taolagnaro Ampanihy de Collins et al. (2002). L’ancien bloc de Taolagnaro-Ampanihy est constitué de formations géologiques d’âge Protérozoïque Inférieur, para et ortholeptynites.
f. Le domaine du Vohibory
Ce domaine est situé à l’extrême Sud-Ouest du socle cristallin malgache. Les formations sont très faiblement métamorphisées dans le faciès schiste vert. Il est formé par l’intercalation de métabasaltes, de roches volcaniques acides à intermédiaires et d’une séquence de roches métasédimentaires chimiques et terrigènes d’origine océanique. La région de Vohibory témoignerait la fermeture d’un océan par extraction de la croûte océanique (PGRM, 2008).
Il convient de signaler les aspects suivants :
Domaine tectono-métamorphique : unité limitée dans l’espace et optimisant des comportements tectoniques et des faciès métamorphiques communs qui permettent de caractériser une entité géologique (figure 2) ; Nappe de charriage : ensemble de terrains qui a été déplacé pour se mettre en « overlaping » c’est-à-dire pour recouvrir un autre ensemble géologique.
La figure 2 montre la carte de six domaines tectono-métamorphiques de Madagascar dont 2 sont sub-divisés en sous-domaines (PGRM, 2012).
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Figure 2 : Domaines tectono-métamorphiques (PGRM, 2012)
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I.2.2. Aperçu sur la géologie du Sud de Madagascar
D’après la géologie cristalline malgache du PGRM (2008), le Sud de Madagascar est formé, par le domaine d’Ikalamavony, le domaine Anosyen-Androyen, le domaine de Vohibory, et le domaine sédimentaire phanérozoïque (figure 2).
Le Sud de Madagascar est tectoniquement caractérisé par plusieurs zones de cisaillement (ZC) : ZC de Zazafotsy qui est la moins étendue, ZC d’Ihosy, ZC de Beraketa, ZC de Sakeny, ZC de Lamboany, ZC d’Ejeda, ZC d’Ampanihy et ZC de Morarano (figure 3). La structure tectonique régionale (Bongolava-Ranotsara) de direction N40 cartographiée dans la littérature comme étant une structure majeure n’est ici qu’une déflexion des ZC majeures NO (ZC d’Ihosy et ZC de Zazafotsy). Il n’existe donc pas de ZC de Bongolava-Ranotsara (Randrianasolo, 2009). Au point de vue de la lithologie, le Sud de Madagascar est essentiellement constitué de : formation sédimentaire, formation volcanique et dyke basique, formation granitique, formation gneissique, formation syenitique, formation leptynitique, formation SQC (schiste, quarzite, cipolin), formation anorthosique, formation amphibolique, et formation superficielle (Martelat, 1999 ; Randrianasolo, 2009). Le Sud de Madagascar offre aussi un large éventail de possibilités minières avec les pierres, les minerais industriels et les roches d’usage ornemental. Sa structuration et les événements tectono-métamorphiques qui l’affectent favorisent de meilleures conditions de concentrations minérales et métalliques.
La figure 3 montre la carte géologique du Sud de Madagascar (Martelat, 1999 ; Randrianasolo, 2009).
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LEGENDE
1 : Formation sédimentaire 7 : Formation SQC (schiste, quarzite, cipolin)
2 : Formation volcanique et dyke basique 8 : Formation anorthosique
3 : Formation granitique 9 : Formation amphibolique
4 : Formation gneissique 10 : Zones de cisaillement (ZC)
5 : Formation syenitique 11 : Formation superficielle
6 : Formation leptynitique
Figure 3 : Extrait de la carte géologique du Sud de Madagascar (Martelat, 1999 ; Randrianasolo, 2009).
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I.2.3. Contextes géologiques de la zone d’étude
La région a été soumise à un métamorphisme profond appartenant à la catazone (haut degré de métamorphisme, qui est définie une température environ de 700°C et de pression variant de 4 à 8 Kbar) (Martelat, 1998). Ce niveau de métamorphisme est caractérisé par les minéraux suivants : biotite, amphibole, pyroxène, et cordiérite. Concernant la tectonique régionale, elle est caractérisée par une succession de sillons synclinoriaux ouverts alternant avec d’étroits anticlinoriaux qui ont été antérieurement considérés comme étant des synclinaux et des anticlinaux (Rakotomavo, 1966). D’après la carte géologique L55 (figure 4) et les observations sur le terrain, les formations géologiques de la zone d’étude sont le marbre (cipolin), le quartzite, les gneiss, les leucogneiss, la pyroxénite, la migmatite et les formations récentes (alluvions, latérites rouges).
Le marbre (cipolin) Il convient de signaler ici que le terme marbre désigne la formation calcareuse métamorphisée anciennement dénommée le cipolin. Macroscopiquement, c’est une roche métamorphique composée essentiellement de calcite bien recristallisée de l’ordre de plusieurs millimètres et ayant comme minéraux accessoires : pyroxène, quartz, grenat et biotite. Ces roches ont une couleur généralement blanche éclatante mais parfois gris clair, vert bleuté et elles ont une texture massive et un aspect saccharoïde. Au sein du massif de Namarina, les marbres sont fortement affectés par l’altération superficielle et développent une épaisse couverture de sol rouge de décalcification d’une épaisseur variant de 0,2 à 3 m avec une importante fracturation hydraulique. Des poches intérieures de dissolution sont signalées au sein du massif. La végétation est très particulière avec de l’Aloès qui permet de reconnaitre les zones d’affleurement des marbres. Les marbres sont en alternance avec les autres formations environnantes (gneiss, quartzite, leptynites, et pyroxénite). Les directions de foliation de ces marbres varient de N30 à N80 plongeant de 50° à 70° NW.
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Calcite Pyroxène
Photo 1 : Affleurement du marbre (SKL 008) (X= 397133 ; Y= 420825)
Le quartzite Les quartzites ont comme minéraux accessoires irrégulièrement répartis : muscovite, biotite, et magnétite. Ces minéraux accessoires soulignent la foliation de la roche. La roche est très dure, compacte, de couleur gris-brun claire et de blanc éclatant présentant un éclat vitreux. En affleurement, le quartzite se présente sous forme de bancs ou de veines et ils sont peu puissants (centimétriques à métriques). Dans ces cas ils sont interstratifiés et boudinés dans les autres faciès. La direction de leur foliation varie de N30 à N50 avec un plongement moyen de 40° à 80°NW. La texture de la roche est massive avec une imprégnation de couleur rougeâtre sur la partie inférieure qui peut être due à l’altération des minéraux de fer observés au niveau des affleurements. Une structure foliée de la roche est soulignée par l’individualisation de minces niveaux de minéraux ferro-magnésiens comme la biotite et la magnétite.
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Lit des minéraux noirs (biotite et magnétite)
Quartz
Photo 2 : Affleurement du quartzite (affleurement n°SKL099) (X= 397354 ; Y= 421873)
Les gneiss Le faciès gneissique est caractérisé par l’alternance de lits riches en minéraux clairs dont le quartz et le feldspath à grain fin à moyen (environ de 0,1 à 2 mm) et de lits riches en minéraux sombres comme le grenat, la sillimanite, la biotite, l’amphibole et le pyroxène. Le minéral de sillimanite ne peut être observé qu’à la loupe. La structure est rubanée. La direction de foliation varie de N20 à N50 et de plongement moyen variant de 50° à 70°NW. Plusieurs types de gneiss sont retrouvés dans la zone étudiée : gneiss à biotite et à sillimanite (photo 3), gneiss amphibolo-pyroxénique (photo 4) et gneiss à grenat (photo 5). Ce dernier faciès est le plus abondant. Les gneiss ont subi des déformations, et présentent des signes structuraux remarquables (plissement, boudinage). Le quartzite, le marbre et les leucogneiss s’intercalent notamment dans le gneiss. Ils constituent la plus grande partie de la zone et la latéritisation les a beaucoup affectés et par conséquent les faciès frais sont très rares.
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Plissement Lit à amphibole et à pyroxène
Lit à biotite
Photo 4 : Affleurement du gneiss à biotite et Photo 3 : Affleurement du gneiss à sillimanite (SKL 101) amphibolo-pyroxénique altérée (SKL 054) (X= 397770 ; Y= 425529) (X= 398792 ; Y= 425856)
Grenat Boudin de quartzite
Photo 5 : Affleurement du gneiss à grenat (SKL 067)
(X= 399315 ; Y= 424842)
Les leucogneiss Ce sont des roches très feldspathiques à grains moyen (environ de 0,5 à 2 mm) avec le grenat rouge comme minéral accessoire. Ce sont des gneiss leucocrates pauvres ou dépourvus de minéraux ferromagnésiens hydratés (biotite, amphibole). Elles montrent une structure granoblastique, et une texture massive et des foliations discontinues sont presque floues par endroits, marquées par la présence de minéraux clairs étirés dans le plan de foliation. En affleurement, les leucogneiss se présentent en bancs ou en veines peu puissantes, centimétriques à métriques. Leur direction varie de N40 à N70. Les leucogneiss ont bien
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résisté à l’érosion par rapport aux autres faciès des gneiss. Deux autres variétés de leucogneiss sont rencontrées dans le secteur d’étude : leucogneiss à grenat et à sillimanite et leucogneiss granitoïde à grenat.
Grenat Boudin de quartzite
Photo 6 : Affleurement de leucogneiss à grenat (SKL 001)
(X= 398352 ; Y= 424634)
La pyroxénite Cette roche est généralement sombre et à grain moyen (environ de 0,2 à 1 mm). Elle se présente souvent en bancs ou en lentilles discontinues à texture massive et suit la foliation générale de roches encaissantes. Elle n’affleure qu’au sommet de Namarina et elle a une extension kilométrique et une faible largeur d’affleurement variant du mètre au décamètre. Elle est en intercalation conforme dans les gneiss et dans les marbres. La pyroxénite affleure rarement par rapport aux autres formations. Le pyroxène est clair avec des clivages sub- orthogonaux. Il est d’aspect craquelé ou fracturé (photo 7).
Photo 7 : Affleurement de la pyroxénite altérée (SKL 019)
(X= 397622 ; Y= 421944)
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La migmatite La migmatite est une roche de mélange de phases solide et liquide, pauvre en minéraux colorés. Elle est rubanée et a une structure hétérogène. Elle a les mêmes constituants minéralogiques que les gneiss et les granites. Leur genèse est liée à une fusion partielle des formations géologiques préexistantes. Lors de la fusion partielle, certaines parties de la roche fondent et sont appelées le néosome (la partie de la roche nouvellement formée par le liquide généré par la fusion) et qui est constitué par le leucosome (partie claire du néosome appelée mobilisat) et par le mélanosome (c’est la partie sombre du néosome contenant des minéraux noires comme le grenat, les micas, les amphiboles, etc.). D'autres parties sont restées solides appelée le paléosome (c’est la partie non fondue de la roche initiale, et est également appelée restite qui est la partie sombre de la roche métamorphique. La migmatitisation affecte principalement la bordure Sud-Est de la zone d’étude.
Plissement
Photo 8 : Affleurement de la migmatite granitoïde (SKL 131) (X= 396104 ; Y= 422274)
Les formations récentes Les alluvions et les argiles latéritiques recouvrent sur de grandes étendues les formations cristallines. Les alluvions actuelles dans la zone sont formées par des dépôts sableux à gros grains qui se forment pendant la saison des pluies sur les berges des rivières. Les alluvions constituent des poches aménageables en rizière. La latéritisation a fortement influencé la zone, et a développé un sol de recouvrement rouge qui affleure essentiellement sur la partie Sud de Namarina. Les dépôts sont de puissances variables de quelques mètres (1 à 3 mètres) pour les alluvions et de 1 à 5 mètres pour les argiles latéritiques.
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Sables à gros grain Marbre Latérite rouge
Photo 9 : Affleurement des alluvions (SKL 102) Photo 10 : Affleurement de la latérite rouge (SKL 047)
(X= 399045 ; Y= 428482) (X= 398174 ; Y= 425082)
La figure 4 nous montre les différentes formations géologiques de la feuille L55 Zazafotsy d’après Rakotomavo (1966).
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Figure 4 : Carte géologique de Zazafotsy modifiée à partir de la feuille L55 de Rakotomavo (1966)
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CHAPITRE II. GENERALITES SUR LES MARBRES
II.1. LES CARACTERES PHYSICO-CHIMIQUES REQUIS AUX MARBRES
Les caractères physico-chimiques requis aux marbres (cipolins) sont les suivantes (www.operabaroque.fr/métamorphique.htm, Août 2013):
Couleur : Les marbres sont de couleurs variées : certaines sont blanches, rouges, bleus, grises, roses, noirâtres, verts, et violets ou nantis de plusieurs teintes veinées ; Dureté : Les marbres sont très durs et compacts (dureté moyenne sur l’échelle de Mohs d = 2,71). La dureté est un paramètre physique dont l’implication est importante tout au long de la chaîne de production des pierres ornementales (extraction, sciage, polissage). Il est nécessaire de durcir la surface de la pierre calcaire pour lui permettre une bonne résistance à l'érosion et à l'usure ; Cassure : Les marbres sont à cassure saccharoïde ; Densité : Les marbres ont une densité élevée de l'ordre de 2600 à 2800 kg/m3. Ainsi, elles sont résistantes à la rupture sous charge. Porosité : La porosité exprime le pourcentage de vides accessibles à l'eau par rapport au volume apparent. Les marbres ont une faible porosité (environ 0,3% par rapport au volume total) ; Rugosité : La rugosité définit l'état de surface des matériaux. Celle des marbres est peu importante après polissage. Ainsi, ces pierres sont faciles d'entretien et s'encrassent peu facilement. On pourra utiliser le balayage humide mais aussi poser une couche d’émulsion comme pour les thermoplastiques ; Brillance : Ce phénomène caractérise la réflexion d'une source lumineuse sur une surface lisse. Les marbres se distinguent par leur structure compacte : les grains sont jointif et permettent une brillance élevée. C'est pour cette raison qu'elles sont facilement polissables et peuvent acquérir une brillance très importante par lustrage ; Résistance à la rupture : La résistance à la rupture moyenne de marbre varie de 110- 125 MPa ; Résistance à l’abrasion : La résistance à l’abrasion est faible, ayant une valeur moyenne de 2,34 mm/1000m ; Résistance à la compression : La résistance à la compression simple ou uniaxiale (Rcu) est de 2 000 T/m2. Elle est l'un des tests les plus utilisés pour définir la performance mécanique des roches ;
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Résistance à la traction : elle est en général égale au dixième de la résistance à la compression qui est de 200 T/m2 ; Résistance au cisaillement : elle est de l’ordre de la moitié de la résistance à la traction qui est de 100 T/m2 ; Résistance aux produits chimiques : Les marbres étant des roches calcaires, elles ne résistent pas à l’action des acides (il se produit une effervescence) et sont très sensibles aux produits alcalins forts. Tout produit acide et très basique est à proscrire, sauf les produits de cristallisation c’est-à-dire remise en état des marbres. L’acide chlorhydrique par exemple attaque les marbres par effervescence suivant la réaction :
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O
Le marbre est soluble de façon notable dans de l’eau chargée de dioxyde de carbone (CO2) : phénomène de décalcification ; Comportement au feu : Toutes les pierres naturelles ne sont pas combustibles ; Dilatation thermique : Sous l'influence des variations de température, les roches subissent un allongement ou une contraction. Mais elles ont une très bonne résistance aux changements de température ; Composition chimique en pourcentage :
Le tableau 4 montre la composition chimique moyenne du marbre.
Tableau 4 : Composition chimique moyenne du marbre
SiO2 Al2O3 Fe2O TiO2 CaO MgO SO3 H2O P.F
1.80 0,35 1,05 trace 52,10 1,10 0,20 3,20 40,20 Source : www.operabaroque.fr/métamorphique.htm, Août 2013 Perte au feu (P.F): c’est la perte qui s’évapore pendant incinération des substances.
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II.2. UTILISATION DES MARBRES
Le marbre est une roche qui peut répondre à un grand nombre d’utilisations spécifiques (en décoration, en construction, en revêtement,…) :
II.2.1. Marbre de décoration : a. Décoration intérieure : le marbre peut être utilisé comme carrelage dans la salle de séjour, dans la salle de bain, à l’entrée d’une maison, dans les escaliers. Et il est utilisé aussi pour les revêtements muraux mais aussi des produits finis comme des receveurs de douche, des vasques, des lave-mains, du mobilier, etc.
b. Décoration extérieure : il peut être utilisé pour les revêtements de façades de banques ou de maisons privées, de sols (places publiques), de jardins, de terrasses, de balcons, de monuments et d’objets d’art (place publique, fontaine lumineuse) sous forme de carrelage, etc.
c. Objets décoratifs : le marbre peut être utilisé comme les cendriers, les cache-pots, les pieds de lampe, les chandeliers, les sculptures, les meubles, les vases, les tables, les chaises, le porte lampe, le cadre miroir, les étagères, les armoires, les lits, les commodes, le canapé, le bahut, le coupe, le plateau solitaire, etc.
II.2.2. Marbre de construction (Génie civil)
Le marbre est utilisé pour la construction en génie civil (route, bâtiment,…), pour l’aménagement des églises et pour la décoration des vestibules, des halls d’entrées, des bars, des piscines, etc. Il est utilisé sous des formes granulométriques diverses, en agrégats et en moellons.
II.2.3. La poudre de marbre
Le marbre en poudre est idéal pour donner un meilleur lissé et glacé aux stucs et peintures à la chaux. Il doit être associé au Talc de décoration pour la formulation des stucs.
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II.3. REPARTITION DES INDICES DES MARBRES DANS LES PERIMETRES MINIERS DE LA SOCIETE MTH
Pour une meilleure localisation de la répartition des indices des Marbres dans les périmètres miniers de Mine Tany Hafa, une identification en quatre domaines miniers est proposée pour la suite (figure 5). Il sera alors cité :
. Domaine minier A avec le permis minier n° 10277, dans le District d’Ambalavao, et qu’on dénommera « zone de Mandranofotsy » ; . Domaine minier B avec les permis miniers n° 3101, 19348, 10276, 4963, 4964, 5209, 3098, 3099, 1620 et 3100 localisé dans les environs des communes ruraux de Sakalalina, de Sahambano et de Mahatsinjorano et qu’on dénommera par « zone de Sahambano-Sakalalina » ; . Domaine minier C avec le permis minier n° 29413 ; aux alentours des villages d’Iaboaly, de Manamby, de Marotsiraka, sera dit « zone de Marotsiraka » ; . Domaine minier D avec les permis miniers n° 10294, 19349, 20784, 22101, 21753, 22102, 10253, 29414, dans les environs des Communes Rurales de Ranotsara Avaratra, d’Andromba, de Masora et d’Iakora, est désigné par « zone d’Iakora ».
On précise que jusqu’à la date de préparation de ce mémoire, ces permis étaient en cours de validité.
Ces domaines couvrent une superficie totale de 1800 km2 dans les environs de Zazafotsy, Sahambano et Ranotsara et sont institués dans une vaste région couverte par l’assemblage de six coupures de cartes géologiques au 1/100 000 et qui sont les coupures L55 de Zazafotsy (Rakotomavo, 1966), L56 de Sahambano (Razafimanantsoa, 1967), M56 de Beadabo (Rakotonanahary, 1967), M55 d’Antamabohobe (Rakotomavo, 1966), MN57 d’Iakora-Soakibany (Rantoanina, 1971). Ils sont également repérables sur les images satellitales suivant les scènes LANDSAT TM7 n°15075 et 15076.
Notre zone d’étude est localisée dans le domaine minier B qui possède le plus d’importants indices de marbre.
La figure 5 nous montre la répartition des indices des marbres dans les périmètres miniers de Mine Tany Hafa (MTH).
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A
ZONE D’ETUDE
B
C
D
A, B, C, D : Domaines miniers
Figure 5 : Carte de Répartition des indices des Marbres dans les périmètres miniers de MTH
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CHAPITRE III. DONNEES ET METHODES UTILISEES POUR LA CARTOGRAPHIE NUMERIQUE DE NAMARINA III.1. LES DONNEES UTILISEES POUR LA CONFIGURATION DE BASE
Les données suivantes ont été utilisées dans le cadre de ce travail de mémoire :
les données cartographiques antérieures; les données bibliographiques ; les Bases des Données (BD500) ; les données collectées sur le terrain ; l’image satellite et les photographies aériennes
III.1.1. Données cartographiques antérieures a. Carte géologique
La carte géologique de Zazafotsy, feuille L55 au 1/100 000 (Rakotomavo et al., 1966) éditée par le Service Géologique de Madagascar, donne toutes les informations sur les éléments géologiques comme les formations lithologiques, les éléments tectoniques (zone de cisaillement, filon, faille, schistosité, foliation, plissement, etc.), les ressources minérales et les directions et les plongements des couches.
b. Carte topographique
La carte topographique de Zazafotsy (même coupure que la carte géologique : feuille L55 au 1/100 000) éditée par la FTM en 1958 a été utilisée. Cette carte offre les informations générales sur la géographie et la morphologie du terrain et les autres données physiques concernant le secteur d’étude. A partir de cette carte, on peut être obtenue la base des données des courbes de niveau avec une équidistance de 50 m.
III.1.2. Données bibliographiques
Les données bibliographiques ont beaucoup aidé à la réalisation des cartes numériques. L’étude bibliographique a essentiellement porté sur les domaines suivants: la géographie et la géologie du secteur d’étude.
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III.1.3. Bases des Données (BD500)
Ce sont des données référentielles géographiques nationales à l’échelle 1/500.000. La BD 500 contient plusieurs cartes scannées de la région qui vont servir de compléments pour la compilation par un logiciel de SIG (Arcgis 9.3). La réalisation du tracé des réseaux hydrographiques, la délimitation de la zone d’étude, ainsi que la localisation des villages et des subdivisions administratives ont été possible grâce aux informations tirées de la BD 500 de la FTM tandis que la BD500 produite par le Service Géologique nous renseigne sur les formations géologiques de la région.
III.1.4. L’image satellite et les photographies aériennes
Deux types d’images dont l’Image Landsat7 ETM+ scène n° 159-076 prise en 1999 et les photographies aériennes couvrant le secteur étudié sont utilisés. Ceci a pour but d’avoir tous les renseignements précis concernant les éléments structuraux et les formations lithologiques.
a. L’image Landsat7 ETM+
L’image Landsat7 ETM+ couvre une superficie de 170km x 185.2km, il possède huit (8) canaux dont la résolution et la longueur d’onde ainsi que les caractéristiques respectives sont présentés sur le tableau 05 :
Tableau 5 : Les caractéristiques des canaux ETM+ Canal (ETM+) Longueur d'onde (µm) Caractéristiques Résolution (m)
1 0.45-0.515 Bleu 30
2 0.525-0.605 Vert 30
3 0.63-0.69 Rouge 30
4 0.73-0.90 Infrarouge 30
5 1.55-1.75 Moyen Infrarouge 30
6 10.40-12.50 Infrarouge 60
7 2.09-2.35 Moyen Infrarouge 30
8 0.52-0.90 Panchromatique 15
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Les canaux Landsat TM reflètent l’état de surface de terrain qui est influencé à la fois par la lithologie, la granulométrie, l’état des sols, etc. La composition RGB, combinant dans l’ordre les canaux 7, 4, 2 a donné la meilleure image pour les diverses descriptions géologiques.
Figure 6 : Image Landsat7 ETM+ scène n°159-076, compositions colorées RGB (TM7, TM4, TM2) recouvrant la zone d’étude
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b. Photographies aériennes La photographie aérienne désigne toute vue prise à partir d’un appareil se trouvant dans l’atmosphère. Nous avons utilisé les photographies aériennes de la FTM prises en 1949 à une échelle approximative de 1/40 000. Le format des clichés est généralement carré et de dimension 18cm x 18cm. Sur ces clichés sont affichés les numéros d’ordre 297-298-299. Dans notre cas, l’objectif est de déterminer par la restitution photogrammétrique à partir de la visualisation à l’aide d’un stéréoscope les différents aspects structuraux (fractures, foliation), les réseaux hydrographiques et la géomorphologie.
Figure 7 : Trois photographies aériennes couvrant notre zone d’étude
III.1.5. Données sur le Terrain
Des compléments d’études et d’informations sur la localisation, la géologie et la structure de notre zone d’étude ont été faits sur le terrain suite à la compilation des travaux antérieurs, de l’analyse de l’image satellite et des photographies aériennes. Pendant la descente sur le terrain, notre mission consistait à prendre des mesures (directions, pendages, coordonnées GPS et dimensions) des affleurements sur des objets géologiques (lithologie, fractures, plissements, foliations, etc.) et de faire des observations et des descriptions macroscopiques sur les affleurements identifiés sur le terrain.
Les mesures structurales obtenues ont été traitées par le logiciel STEM et ROZETA. Ce dernier sert à la représentation des rosaces directionnelles et des histogrammes. Et pour les observations macroscopiques au niveau des affleurements, nous avons décrit : la structure, la
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique texture, la couleur, la morphologie, la granulométrie, les faciès, les minéraux cardinaux et accessoires de chaque faciès, et enfin nous avons pris des photos des affleurements.
III.2. ACQUISITION D’UNE NOUVELLE BASE DES DONNEES III.2.1. Organisation de la méthodologie
La méthodologie de travail a été divisée en trois étapes :
Première étape : le travail de documentation c’est-à-dire l’acquisition des cartes, des données disponibles (données bibliographiques, BD 500) et le prétraitement des images (images satellites et photographies aériennes) ; Deuxième étape : les travaux sur le terrain ; Et la troisième étape : l’établissement des cartes numériques et la rédaction complète du mémoire.
Elle est présentée dans l’organigramme suivant :
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Collecte des données disponibles
Données cartographiques : Données Base des Données Données sur le bibliographiques (BD500 de la terrain Carte topographique région
Carte géologique Image satellitale et d’Ihorombe) photographies aériennes :
Image Landsat7 ETM+ Scannage des cartes Photographies aériennes
Sélection des Calage sur logiciel données MapInfo nécessaires
Délimitation de la zone d’étude
Numérisation des cartes et des données nécessaires
Etablissement des cartes numériques : Carte de réseau hydrographique
Carte de trajectoire des foliations Carte des linéaments Carte de fracturation Carte de la synthèse structurale Carte lithologique Carte de la synthèse géologique Carte de la distribution des différents faciès du marbre
Analyse et interprétation des résultats
Figure 8 : Organigramme de la méthodologie du travail
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III.2.2. Les outils informatiques utilisés
Les données disponibles sont intégrées et analysées au moyen d’un logiciel de SIG pour la cartographie numérique afin de permettre également la localisation des gisements du marbre de la zone d’étude. Le traitement des données s’est fait en combinant les principaux logiciels suivants :
a. ARCGIS 9.3 : C’est l’un des logiciels de SIG le plus adapté pour le traitement, l’assemblage des images numériques et le contrôle des bases de données. Il est convivial et facilite l’extraction d’une zone, le géoreférencement par calage de toutes les cartes de la zone d’étude dans le système de projection Laborde Madagascar, la numérisation des données et la mise en page des produits tels que les cartes. On a choisi aussi ce logiciel pour sa haute qualité de résolution des images rasters exportées.
b. ENVI 4.5 ou « Environment for Visualizing Images », est un système de traitement d’image révolutionnaire (imagerie satellitaire). L’utilisation de ce logiciel est prévue pour la réalisation de composition colorée des images satellites (voir Figure 6). Donc, on a choisi les bandes TM7, TM4, TM2 des images Landsat7 ETM+ dans la composition colorée RVB (Rouge, Vert, Bleu). Cette composition donne une forte amélioration par rapport à la composition colorée de l’image brute. Ces canaux 7,4, et 2 ont été adoptés afin de réaliser au mieux la carte représentant les structures tectoniques et les formations géologiques.
c. STEM : C’est un logiciel pour le traitement et l’analyse des éléments structuraux tels que les fractures et les foliations, etc. Ce logiciel a été utilisé pour la représentation par les diagrammes de Wulff et de Schmidt et par l’histogramme les fractures obtenues lors de la numérisation de l’image et les foliations décrites et mesurées sur le terrain.
d. ROZETA : Nous avons utilisés ce logiciel pour la représentation des fractures et des foliations au moyen d’une rosace directionnelle.
e. SURFER : C’est un logiciel pour la représentation d’une carte en 3D à partie d’un dossier de données XYZ.
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CHAPITRE IV. MODELE NUMERIQUE DES RESULTATS ET INTERPRETATION
A partir des données disponibles et de l’utilisation des différents logiciels précédents, on a établi les différentes cartes numériques nécessaires pour atteindre notre objectif.
IV.1. LE RESEAU HYDROGRAHIQUE
L’image Landsat7 ETM+ (figure 6) et les photographies aériennes (figure 7) ont permis de tracer le réseau hydrographique. L’intérêt de ce traçage est de pouvoir connaître sa hiérarchisation (le type et la densité du drainage) et de pouvoir croiser les données obtenues avec la carte géologique existante.
Par définition : - le réseau hydrographique est l’ensemble hiérarchisé et structuré des chenaux qui assurent le drainage superficiel, permanent ou temporaire (saisonnier), d’un bassin versant ou d’une région donnée (Dacharry, 1999) ; - le bassin versant (ou bassin hydrographique) est une surface topographique (l’impluvium) où les précipitations sont drainées vers un exutoire commun, généralement une rivière ou un fleuve (Dacharry, 1999). Le réseau hydrographique de la zone d’étude est en général du type dendritique plus ou moins dense et de largeur variant de 1 à 20 m. Mais des réseaux hydrographiques particuliers sont observés en quelques endroits, ce sont le réseau rectiligne et le réseau en treillis. Chaque type de réseau possède une relation avec le sous-sol et le relief traversé tels que :
le réseau dendritique indiquant la présence des formations très déformées (fracturées) qui ressemble à celui d’un tronc d’arbre porteur de branches ; le réseau en treillis qui est un réseau dendritique modifié comprenant des tributaires primaires uniques, droits, et souvent parallèles. Il est caractéristique du réseau dans la partie Nord-Est de la zone ; le réseau rectiligne (sous forme orthogonale) qui se trouve dans la partie Ouest de la zone d’étude, il traduit la présence de fractures ;
La figure 9 nous montre la carte du réseau hydrographique de la zone de Namarina.
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Réseau en treillis
Réseau rectiligne
Réseau dendritique
Figure 9 : Carte du réseau hydrographique
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Le réseau hydrographique de notre zone d’étude est constitué par deux types de cours d’eau : cours d’eau permanent qui coule pendant toutes les saisons et cours d’eau saisonnier ne coulant spécialement qu’en saison de pluie et qui se dessèche en période sèche. La grande majorité des cours d’eau permanents sont de petite taille et de faible débit. En général, ces cours d’eau permanents sont disposés en parallèle de direction variant de N10 à N40 (Figure 9).
Cours d’eau permanent
Photo 11 : Photo montrant un cours d’eau permanent (X= 399382 ; Y= 423089) La zone d’étude présente deux types d’érosion : érosion piriforme et érosion linéaire.
Erosion linéaire Erosion piriforme
Photo 12 : Photo montrant l’érosion piriforme Photo 13 : Photo montrant l’érosion linéaire (X= 399570 ; Y= 428300) (X= 399194 ; Y= 425370)
La végétation est en forêt galerie s’installant de part et d’autre des cours d’eau. En général, ces cous d’eau sont utilisés pour le développement des activités agricoles, mais on peut aussi les exploiter à l’usage industriel donc ils peuvent faciliter l’exploitation des marbres de Namarina. On constate que les cours d’eau qui circulent dans le marbre sont moins nombreux.
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IV.2. LES DESCRIPTIONS STRUCTURALES DE LA ZONE DE NAMARINA
La zone d’étude fait partie du domaine d’Ikalamavony. C’est une zone métamorphisée et la structure d’ensemble a été régie par plusieurs phases tectoniques d’âges différents. Les structures tectoniques résultent de la déformation des géométries initiales, et peuvent être réparties en : - structures discontinues : fracture (faille, cassure), joint et diaclase ; - structure continue hétérogène : plis, zones de cisaillement ductile; - structure continue homogène : schistosité, foliation, linéation. Le traitement des images montre les structures majeures, dont la foliation comme déformation ductile et les fractures comme déformation cassante. Ces structures donnent la direction majeure des fractures et celle des foliations. Avant d’entrer dans l’interprétation structurale, voilà les définitions des quelques termes structuraux :
La foliation : c’est le réarrangement des minéraux suite à une contrainte compressive et qui soulignent par la suite des plans structuraux. La fracture : c’est un terme général pour désigner toutes cassures avec ou sans rejet ayant affecté les roches voire les minéraux. La déformation : c’est le changement de forme d’un corps matériel. La déformation permanente observée (déformation finie) acquise par une roche dépend de ses propriétés et des contraintes subies. La déformation est dite discontinue s’il y a eu création de plans de rupture et déplacement (glissement) suivant ceux-ci ; elle est continue dans le cas inverse. La déformation continue est homogène si des droites restent des droites et des parallèles restent des parallèles : un cube est transformé en parallélépipède et une sphère en ellipsoïde. Dans les autres cas la déformation est non homogène ou inhomogène. (Foucault et al., 2000)
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IV.2.1. Description de la déformation simple (ou ductile) a. L’analyse de la trajectoire des foliations et des axes de plis
D’après les données sur le terrain et le traitement d’images, on constate que l’orientation générale de la trajectoire des foliations varie entre deux directions N-S et NE- SW.
La déformation indiquée par les trajectoires des foliations et par la configuration de la lithologie (figure 19) de la zone de Namarina est sous forme de plis déracinés ou de plis en champignon de type II selon la classification de Ramsay et al. (1967) correspondant à une interférence des plis couchés replissés par des plis orthogonaux.
Le replissement a provoqué l’étirement et l’amincissement des flancs et génère les plis déracinés.
Le devéloppement de ces plis déracinés permet d’admettre que la zone a subi les effets de deux phases de plissement (figure 11) qui correspondent à :
un premier plissement F1 ; un second replissement F2 et qui aurait repris F1. F2 est la déformation finie (plis synclinaux).
Il faut établir d’abord la carte du relevé des éléments des foliations avant de tracer les trajectoires de la foliation dans la zone d’étude à partir du traitement des photographies aériennes.
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Figure 10 : Carte du relevé des éléments des foliations
A partir cette carte, on établit la carte de la trajectoire des foliations et de l’axe du deuxième plissement F2 (axe de structure synclinale) (figure 11).
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Figure 11 : Carte de la trajectoire des foliations et de l’axe de plis synclinale de Namarina
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b. L’analyse statistique de la foliation
Les mesures de la foliation faites sur le terrain (Tableau de l’annexe 1) sont reportées sur le canevas de Schmidt (figure 12). Ces traçages sur le canevas de Schmidt suivant la projection cyclographique montrent la répartition des directions et des densités de foliations. Aussi cette figure permet de déterminer le meilleur axe et le meilleur plan de foliation. Pour mettre en évidence les compatibilités et l’interprétation des foliations (donnée collectées sur le terrain), on partage les données dans le deux canevas de Schmidt (figure 12.a, 12.b). D’après l’analyse sur le logiciel STEM, les valeurs du meilleur plan de foliation sont de N30/86°SE (figure 12.a) et N45/87°SE (figure 12.b). Et seul des meilleurs axes sont : N120/3°NW (figure 12.a) et N135/4°NW (figure 12.b). La répartition de deux groupements des foliations (figure 12.c) à partir des données collectées sur le terrain confirme l’existence de deux phases de plissements dans la zone de Namarina. On constate que la zone est dominée par des foliations de direction majeure NE-SW. Les valeurs des plongements des foliations varient généralement de 42° à 86°, et le sens de ces plongements est de NW et SE. Le détail de ces valeurs des foliations se trouve à l’annexe 1. Le meilleur axe : c’est une ligne passant par le milieu de la charnière d’un pli qui
possède la meilleure valeur (valeur moyenne). Le meilleur plan : c’est un plan passant par le milieu de la charnière d’un pli qui possède la meilleure valeur (valeur moyenne).
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Meilleur plan Meilleur axe N
Meilleur axe
a) Trace cyclographique b)
Première déformation
(Déformation initiale)
Deuxième déformation
(Déformation finie)
c) Figure 12.a), b) : Représentation sur le canevas de Schmidt des foliations selon leur compatibilités; c) : Représentation sur le canevas de Schmidt des aires de densités des foliations
Lors de la descente sur le terrain, on a été aussi observé des structures micro-tectoniques : du micro-plissement et du micro-boudinage.
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Le micro-plissement :
Par définition, le pli est une déformation résultant de la flexion ou de la torsion des roches. Ainsi, d’après la carte de foliation, on peut dire que la région d’étude est plissée. Au cours de nos itinéraires, nous avons observé aussi des micro-plissements ayant affectés les quartzites qui sont intercalés dans le gneiss (photos 14).
Quartzite
Plissement
Gneiss
Boudin de quartzite
Photo 14 : Affleurement de gneiss plissé (intercalé par le quartzite) (SKL69) (X= 399723 ; Y= 425750)
Une des caractéristiques de cette zone est l’existence de plis en forme de champignon, visibles à l’échelle de l’affleurement (figure 13b). Ceci correspond aux figures d’interférences de plis de type II décrites par Ramsay (1967) (figure 13a).
a) b)
Figure 13 : a) Interférence de plis en champignon (de type II) (Ramsay, 196 7) ; b) Photos de plis en forme de champignon à l’échelle de l’affleurement (SKL63) (X= 399036 ; Y= 425821)
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Le micro-boudinage :
En affleurement, le phénomène de micro-boudinage affecte l’ensemble de la zone. Comme interprétation probable, le boudinage asymétrique est le résultat combiné d’un couple de forces tangentielles. La zone étudiée a subi alors une forte transpression. Ce phénomène de transpression est caractéristique de certaines zones de cisaillement ductile que l’on rencontre dans le Sud de Madagascar (Martelat, 1999). On peut dire que ce micro-boudinage très fréquent dans la zone d’étude rend compte de l’appartenance de la zone d’étude à la zone de cisaillement de Lamboany (Randrianasolo, 2009) dont la cinématique de déformation témoigne un mouvement senestre. La photo 15 montre de boudins de quartzite compétente au sein du marbre incompétent.
Marbre D2
Boudin de quartzite
D2
Photo 15 : Affleurement de boudins non coaxiaux de quartzite dans le marbre (SKL89) (X= 399209 ; Y= 427271)
La flèche rouge indique que la déformation D2 est tangentielle et les éléments cinématiques rendent compte d’une déformation senestre.
c. Les phases de déformation ayant affecté la zone d’étude
D’après les observations précédentes et la documentation, on peut noter que la zone d’étude aurait été affectée par deux phases de déformation initiale et finie (D1 et D2).
D1 : est due à la contrainte E-W, responsable d’un premier plissement F1;
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D2 : est due à une contrainte WNW-ESE qui a repris le premier plissement F1 et pouvant générer de plis F2 d’axe NNE-SSW.
IV.2.2. Description des linéaments géologiques dans la zone de Namarina
La figure 14 obtenue à partir de la juxtaposition de l’image google Earth et des photographies aériennes, donne une idée de ce réseau de linéaments dans la zone d’étude. Lors du traçage de ces linéaments, on ne peut distinguer que des linéaments morphologiques (lignes de crête) et des linéaments tectoniques (cassures, failles à décrochements dextre et senestre qui présentent des rejets horizontaux). Les cassures proposées ici pourront donc correspondre à des failles normales, inverses ou des diaclases.
A partir du traitement d’images, 56 linéaments sont localisés dans la région d’étude. Ces linéaments sont des différentes envergures allant de l’ordre de centaine à millier de mètres et ils sont régulièrement espacés de quelques centaines de mètres. Leur orientation sur la carte de la figure 14 n’est pas du tout homogène et se fait dans toutes les directions. La majorité de ces linéaments sont orientées dans une direction majeure NNE-SSW. Les linéaments représentent de déplacement horizontal (ou rejet horizontal) sont des failles, et ceux qui ne représentent pas de déplacement sont considérée comme des cassures. Les lignes de crêtes sont des lignes morphologiques sur les sommets de montagnes observées à partir de traitement des photographies aériennes. Ces linéaments se composent de : 15 failles à décrochement dextre (sens de déplacement vers la droite ou même sens que l’aiguille d’une montre), qui ont été observées sur toute la zone d’étude. Elles s’orientent dans toutes les directions, mais les directions dominantes sont : NE-SW et ENE-WSW (voir l’annexe 2) ; 14 failles à décrochement senestre (sens de déplacement vers la gauche ou sens contraire de l’aiguille d’une montre), qui ont été observées sur toute la zone d’étude. Elles s’orientent dans toutes les directions, mais les directions dominantes sont : NE- SW et ENE-WSW (voir l’annexe 2) ; 17 cassures (fractures sans rejet ou déplacement) sont visibles, qui s’alignent suivant les directions majeures : NNE-SSW et ENE-WSW ; 10 familles de ligne de crête (arête d’une montagne), qui s’orientent surtout dans la direction dominante NNE-SSW.
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On note que la faille proposée ici est une cassure de terrain avec déplacement relatif (rejet horizontale) des parties séparées.
Figure 14 : Carte des linéaments géologiques
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IV.2.3. Description de la déformation cassante (ou fragile) a. Analyse des fractures de la zone de Namarina L’analyse des linéaments à partir de traitement des images permet d’obtenir la carte des fractures (failles de décrochement dextre et senestre, cassures) (figure 16). Le détail de ces fractures est donné en annexe 2.
Sur le terrain, l’observation de ces fractures est très difficile malgré leur bonne représentation sur l’image satellite, car ces fractures sont soulignées par des remplissages filoniens.
Les caractéristiques des fractures d’après le traitement d’images sont données par le tableau 6 :
Tableau 6 : Classification des fractures selon leur nature
EFFECTIF POURCENTAGE DIRECTION NATURE DES LINEAMENTS (%) N-S Cassures 03 6,52 Failles de décrochement senestre 01 2,20 NNE-SSW Cassures 04 8,70 Failles de décrochement dextre 08 17,40 NE-SW Failles de décrochement senestre 05 10,87 Cassures 02 4,35 Failles de décrochement dextre 07 15,22 ENE-WSW Failles de décrochement senestre 04 8,70 Cassures 03 6,52 Failles de décrochement senestre 02 4,35 E-W Cassures 01 2,20 Failles de décrochement senestre 01 2,20 ESE-WNW Cassures 03 6,52 Failles de décrochement senestre 01 2,20 SE-NW Cassures 01 2,20 TOTAL 46 100
La rosace directionnelle (figure 15a), l’histogramme des directions (figure 15b) et le tableau 7 ont été essentiellement élaborés à partir du tableau 6. Tableau 7 : Résumé de la classification des fractures selon leur direction
DIRECTION N-S NNE-SSW NE-SW ENE-WSW E-W ESE-WNW SE-NW TOTAL EFFECTIF 03 05 15 14 03 04 02 46 POURCENTAGE 32,61 30,43 (%) 6,52 10,87 6,52 8,70 4,35 100
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Ce tableau peut être autrement représenté par les deux figures suivantes :
a) b)
Figure 15 : a) Représentation des fractures sur la rosace ; b) Histogramme des fractures
Ce diagramme en rose a été établi à partir d’un logiciel ROZETA. Ce diagramme représente les familles d’orientation des fractures à l’échelle régionale de la zone d’étude. D’après la figure 15.a), on trouve que la direction majeure des fractures est de NE-SW. Cette direction est confirmée par la représentation graphique de l’histogramme de l'orientation générale (figure 15.b).
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Figure 16 : Carte de fracturation
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b. Chronologie des événements tectoniques cassants de Namarina
Cette étude nous a permis de définir la chronologie relative des événements tectoniques cassants de Namarina à partir des critères d’observation précédente.
Les fractures actuellement observées à partir de traitement d’images (figure 16) sont toutes relevées de la néotectonique. Donc elles sont postérieures à la déformation de la roche. Les fractures ont débité la roche suivant ses propres plans de moindre faiblesse (plan de foliation). La direction majeure des fractures est de NE-SW qui est parallèle à la direction principale des foliations. Les directions mineures sont les suivantes : ENE-WSW, NNE-SSW, N-S, E-W, ESE-WNW et SE-NW.
Ainsi, ces observations montrent deux grands groupes de fractures dans la zone d’étude :
Les fractures de direction majeure NE-SW, matérialisées par autant de cassures que de failles de décrochement dextre et senestre ; Les fractures de directions mineures ENE-WSW, NNE-SSW, N-S, E-W, ESE- WNW et SE-NW, matérialisées aussi par autant de cassures que de failles de décrochement dextre et senestre.
Les nombreuses fractures identifiées dans la zone permettent de dire que le secteur a subi de fortes transpressions. Il convient de signaler qu’avec l’augmentation des contraintes, le comportement de la roche n’est plus ductile mais devient cassant. Ces fractures sont responsables des principaux et importants affluents des rivières qui se trouvent dans la zone.
La carte de la figure 17 met en évidence la superposition de trajectoire des foliations et des fractures.
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Figure 17 : Carte de la superposition des fractures et des trajectoires des foliations
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IV.3. MODELE STRUCTURAL DE LA ZONE D’ETUDE IV.3.1. Contexte géostructural
L’interprétation structurale des résultats précédant nous permet de comprendre comment la structure et les déformations successives ont-elles élaboré la tectonique locale. Pour arriver à la réalisation du modèle structural de la zone de Namarina, regroupons d’abord toutes nos hypothèses.
Nous avons :
Les phases de déformation ayant affecté la zone d’étude : Déformation D1 : responsable d’un premier plissement F1 ; Déformation D2 : est due à une contrainte NW-SE qui a repris le premier plissement F1 et pouvant générer de plis F2 d’axe NNE-SSW. Les tectoniques cassantes (fractures) dans la zone d’étude : Les fractures de direction majeure NE-SW matérialisées par autant des cassures que de failles de décrochement dextre et senestre ; Les fractures de directions mineures ENE-WSW, NNE-SSW, N-S, E-W, ESE- WNW et SE-NW matérialisées aussi par autant des cassures que de failles de décrochement dextre et senestre. La zone de cisaillement (ZC) de Lamboany d’après Randrianasolo (2009) : notre secteur se trouve juste dans le ZC de Lamboany. C’est la déformation D2 qui est responsable de ce cisaillement. La présence de la migmatite dans la partie Sud-Ouest de la zone d’étude qui marque le métamorphisme d’anatexie.
IV.3.2. Ebauche de modélisation
Le Socle cristallin de Madagascar est polystructuré par les événements orogéniques et tectonométamorphiques successifs. Il faisait partie du Gondwana, donc ses histoires événementielles (accrétions et déformation) en sont liées. Notre secteur se trouve dans le domaine d’Ikalamavony, avec une séquence de deux déformations D1 et D2 (Randrianasolo, 2009). Le terme D1 définit les structures à plat, linéation d’étirement E-W et aplatissement vertical dominant. Le terme D2 définit la verticalisation des plans D1, soit le développement d’une nouvelle foliation verticale et les zones de cisaillement (ZC). Martelat (1998) conclut
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique que D1 se situe entre 590 et 530 Ma, et D2 (530-500 Ma) sur la base d’âge microsondes U- Th-Pb sur monazite. D’après notre analyse, on prend l’hypothèse que les déformations dans notre cas ne diffèrent pas ici avec ces deux déformations précédentes. Car notre zone d’étude a subi par deux phases de déformation successives et qui ressemblent vraiment avec les caractéristiques de deux déformations D1 et D2 proposée par Martelat (1998) et Randrianasolo (2009).
Concernant les événements métamorphiques, les minéralisations connues dans cette zone comme la biotite, l’amphibole, le pyroxène, le sillimanite et le grenat témoignent la présence d’un métamorphisme de moyenne à haute température (c’est-à-dire faciès amphibolite à faciès granulite). Cette hypothèse a été confirmée par Ratefiarimino (2008), qui a proposé que la région est formée essentiellement d’un ensemble granulitique d’âge Archéen et Protérozoïque, constitué d’une succession de gneiss à grenat, gneiss à cordiérite et à sillimanite, leptynite à cordiérite leucocrate, migmatites avec des intercalations des orthogneiss granitiques massifs et en lame, des orthogneiss granitoïdes, pyroxénites, marbres, et quartzites.
On prend alors l’hypothèse que ce métamorphisme est lié aux événements majeurs suivants.
D’après la synthèse de plusieurs documents, on constate que notre zone d’étude est affectée par deux événements (E1 et E2) majeurs qui sont responsable des déformations D1 et D2. Il s’agit de : l’orogenèse Est Africaine et l’orogenèse de Kuunga.
L’orogenèse Est Africaine :
Les incertitudes sur la formation du Gondwana sont assez larges, avec des événements successifs. Des collisions de plusieurs micro-blocs sont identifiées, mais sont assez mal définies (Randrianasolo, 2009). Plusieurs auteurs ont donné alors la fourchette d’âge concernant l’orogenèse Est Africaine. Mais nous prenons l’hypothèse la plus récente d’après Collins et al (2005-2007) qui met en évidence les âges situés entre 650 à 630 Ma.
La collision entre les deux supercontinents du Gondwana Est (Inde, Madagascar, Antarctique et Australie) et Gondwana Ouest (Amérique du sud et l’Afrique) a donné le Greater Gondwana, aussi appelé Pannotia. Cette collision correspond à une zone de déformation majeure qui traverse, du Nord au Sud, l’ensemble de l’Afrique de l’Est par la ceinture du Mozambique (Randrianasolo, 2009). On propose que cette collision soit
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique responsable du raccourcissement E-W (Evénement E1) dans le Sud de Madagascar. L’événement E1 est responsable également de la déformation D1 de notre secteur.
D1 elle-même serait responsable :
du premier plissement F1 repris par le deuxième plissement F2; les fractures de direction NE-SW matérialisées par autant des cassures que de failles de décrochement dextre et senestre.
Orogenèse Kuunga (550-500 Ma)
Ce modèle a été proposé par Meert et al. (2003-2008) qui souligne que l’événement Est- Africaine est suivi par le deuxième épisode orogénique majeur, défini comme l’orogenèse Kuunga. Cette orogenèse prendrait place entre 570 Ma et 530 Ma et résulterait de la collision oblique entre un bloc Australie-Antarctique et les éléments assemblés auparavant par l’événement Est-Africaine (Meert, 2003 ; Meert et al., 2008).
Cette collision oblique (Evénement E2) est responsable de la déformation D2 de notre secteur.
D2 serait donc responsable :
le replissement du premier plissement et pouvant générer de plis F2 d’axe NNE-SSW ; les fractures de direction NNE-SSW, N-S, E-W, ESE-WNW et SE-NW, matérialisés aussi par autant des cassures que de failles de décrochement dextre et senestre.
IV.3.3. Modèle structural de la zone de Namarina
Nous avons réalisé ce modèle d’après les observations précédentes. L’organigramme (figure 18) et le tableau 8 mettent en évidence le modèle structural de la zone de Namarina. Ce tableau permet de conclure sur les études structurales avec nos observations d’après la documentation.
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Orogenèse Est-Africaine (650 à 630 Raccourcissement Est-Ouest Déformation D1 affectant Ma): collision entre Gondwana Est du Sud de Madagascar la zone de Namarina et Gondwana Ouest (Evénement E1)
Intensification de D1
Fractures de direction NE-SW (cassures, failles de décrochement Premier plissement F1 dextre et senestre)
Orogenèse Kuunga (550-500): collision
oblique entre le bloc Australie- Antarctique et le reste de Gondwana
Déformation D2 affectant la Compression oblique zone de Namarina (Evénement D2)
Replissement du premier plissement Second plissement F2
Intensification de D2
Fractures de direction ENE-WSW, NNE-SSW, N-S, E-W, ESE-WNW, et SE-NW
Figure 18 : Organigramme montrant le modèle structural de Namarina
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Tableau 8 : Conclusion sur l’étude du modèle structural de Namarina
Age (Ma) Evénement Déformation associée Les résultats associés aux déformations
Orogenèse de Kuunga : Replissement du premier plissement pouvant générer de plis F2 d’axe NNE-SSW collision oblique entre le Cinématique Dextre de la ZC de Lamboany Contrainte oblique 500-550 bloc Australie-Antarctique Fractures de direction ENE-WSW, NNE-SSW, N-S, E-W, ESE-WNW, et SE-NW (D2) et le reste de Gondwana (E2)
Premier plissement F1 repris par le deuxième plissement F2 Fractures de direction NE-SW
Orogenèse Est-Africaine : Raccourcissement 630-650 collision entre Gondwana Est-Ouest (D1) Migmatitisation dans la partie Sud-Ouest de Namarina Est et Gondwana Ouest Métamorphisme dans le faciès amphibolite à granulite de certaines formations géologiques de Namarina (E1) Métamorphisme du produit des dépôts détritiques (ce métamorphisme étant responsable de la formation de marbre et de quartzite)
800-1855 Mise en place des dépôts détritiques d’après la sédimentation
1800 > Succession des autres orogenèses (Kibarienne, Shamwaïenne,….)
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IV.4. LES FORMATIONS LITHOLOGIQUES DE LA ZONE DE NAMARINA
La carte de la figure 19 a été obtenue à partir du traitement d’images et des données collectées sur terrain qui amène à proposer les différentes formations géologiques de la zone de Namarina. Il s’agit essentiellement de : migmatite ; quartzite ; gneiss à grenat ; leucogneiss granitoïde à grenat ; leucogneiss à grenat et gneiss à sillimanite ; marbre ; gneiss amphibolo-pyroxénite ; pyroxénite. La description détaillée de ces formations géologiques a déjà été donnée dans la première partie de cet ouvrage.
La figure 19 met en évidence les différentes formations géologiques dans notre zone d’étude.
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Figure 19 : Carte lithologique de la zone de Namarina obtenue à partir de traitement d’images
En résumant les différentes cartes précédentes, et grâce à l’étude sur terrain, on arrive à établir la carte de la synthèse géologique de Namarina (figure 20).
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Figure 20 : Carte de la synthèse géologique de Namarina
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Pour bien expliquer la succession de la déformation géologique de la zone d’étude, on a pu réaliser les figures synthétiques de la déformation suivantes.
Pendant la première déformation F1, notre zone d’étude est affecté par d’une couple de force qu’a provoqué le premier plissement.
a)
La deuxième déformation F2 a modifié la première déformation.
b)
Pendant la deuxième phase de déformation, les roches calcaires comme le marbre ont été boudiné et fracturé dans le gneiss car le marbre est compétant par rapport au gneiss.
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c)
Figure 21 : Carte montrant le modèle synthétique de la déformation affecté la zone d’étude
La carte de figure 20 précédant met en évidence les différentes formations géologiques dans notre zone d’étude.
Des gneiss à grenat occupent une grande partie de la zone. Au-dessous du gneiss se trouve la migmatite qu’on a observée dans la partie Sud-Ouest de la carte.
Le marbre s’allonge sous forme d’une structure synclinale dans la partie Nord-Est de la carte. Le gneiss amphibolo-pyroxénite (la couche la plus récente qui constitue le cœur de cette structure synclinale) surmonte la couche de marbre dans la partie Nord-Est de la carte. Nous remarquons aussi que le marbre est boudiné dans les formations gneissiques. La migmatite affleure sous une forme elliptique dans la partie Sud-Ouest de la zone d’étude, elle s’oriente généralement dans la direction NE-SW.
Le quartzite s’oriente généralement d’une même direction que la migmatite, il affleure dans la partie Nord-Est de la zone d’étude.
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Le grand banc de leucogneiss granitoïde à grenat affleure aussi dans la partie Nord- Ouest de la zone de Namarina, et s’oriente généralement dans une direction presque NNE- SSW.
CHAPITRE V. MODELISATION GITOLOGIQUE DE MARBRE DE NAMARINA V.1. MODELE DE GÎTES DE NAMARINA
Les coordonnées prises pendant les travaux de prospection sur le terrain, les données de la carte topographique L55 de Zazafotsy et les données de la carte de synthèse géologique sont traités au moyen du logiciel SURFER, et qui a permis d’avoir un modèle 3D (trois dimensions) du gisement de la zone de Namarina. Et ensuite, on a ajouté les formations géologiques correspondant à la zone d’étude.
La carte de la figure 23 met en évidence le modèle en 3D de la zone de Namarina.
Figure 22 : Modèle en 3D de la zone d’étude
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V.2. LE GISEMENT DE MARBRE DE NAMARINA
Dans notre zone d’étude, les variétés du marbre selon leur couleur sont : marbre blanche éclatante de grain fin à grain moyen (environ de 0,1 à 1 mm), rencontré dans toute la zone d’étude ; marbre gris claire de grain fin à grain moyen (environ de 0,1 à 2 mm), varié avec le marbre blanche éclatante, il affleure dans toute la zone d’étude ; marbre vert bleuté de grain moyen à gros grain (environ de 1 à 5 mm), il affleure dans un affleurement sur la crête de Namarina (SKL048). Le marbre de la zone de Namarina s’intercale avec les bancs de quartzite et de leucogneiss (photo 19). Ces bancs s’affleurent avec de puissance centimétrique à métrique, et se trouvent presque dans toute la zone d’étude. La direction de ces bancs varie de N20 à N90. Au niveau granulométrie, le grain fin s’alterne avec le grain grossier dans un même affleurement. En surface, le mode d’altération de marbre se trouve sous forme de concave (dépression de dissolution).
Photo 16 : Affleurement de marbre blanche éclatante Photo 17 : Affleurement de marbre gris clair (SKL125) (X= 399234 ; Y= 427146) (SKL104) (X= 398878 ; Y= 425760)
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Banc de quartzite
Photo 18 : Affleurement de marbre vert bleuté Photo 19 : Affleurement montrant le banc de quartzite (SKL48) (X= 398271 ; Y= 424989) (SKL37) (X= 397344 ; Y= 421863)
Pour bien illustrer la cartographie de la distribution des faciès du marbre de Namarina, on fait l’insertion des données collectées sur le terrain (figure 24). Et on a choisi de montrer seulement la formation lithologique de marbre de la zone pour avoir une vision globale de tous les points d’affleurement de marbre. En général, on distingue deux faciès de marbre différents (faciès massif et faciès folié). Les deux faciès ont été obtenus à partir du grand plissement de la zone d’étude, car le plissement est accompagné de phénomène de compression. La partie très compressée donne le faciès folié et la partie à faible compression donne le faciès massif. En général, les bancs de quartzite et de leucogneiss s’intercalent dans le marbre (figure 20).
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Figure 23 : Carte montrant les points d’affleurement les différents faciès du marbre de Namarina
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Figure 24 : Carte de la distribution les différents faciès du marbre de la zone de Namarina
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V.3. LES EFFETS DE LA TECTONIQUE SUR LE GISEMENT DE MARBRE DE NAMARINA
Le marbre est moins fracturé que les autres formations géologiques de la zone. Le taux de la fracturation de marbre par rapport aux formations géologiques totales est minimal (environ 20%). La fracture est un élément nuisible qui peut réduire les dimensions des blocs utilisables, affectant le rendement des produits à extraire. L’affleurement du marbre dans le site pourra produire des blocs suffisants répondant aux normes internationales (dimension moyenne : 3 3 2m , 5m ) (photo 20). Il répond aux qualités esthétiques en accord avec l’utilisation souhaitée (tonalité, motifs décoratifs, etc.). Les hétérogénéités (filons, veines, minéraux facilement altérables, etc.) dans le marbre sont minimums. D’après la carte de la synthèse géologique de la zone d’étude (figure 20), on constate que le marbre a été affecté par les deux phases de plissement successives qu’ont provoqué le synclinal du marbre de Namarina. Souvent, les fissurations de la roche diminuent en profondeur, et les qualités sont discontinues, ce qui nécessite un sondage carotté pour en savoir plus sur ces variations. Il est important aussi de connaître les plongements de ces fractures afin d’orienter le choix de l’ouverture du front de taille, que ce soit parallèle ou perpendiculaire afin d’aboutir à un bon rendement avec le minimum de perte de matières.
Photo 20 : Affleurement d’un bloc de marbre dans la zone d’étude (SKL 50)
(X= 398424 ; Y= 424982)
Concernant l’effet d’affectation comme l’altération, le marbre est fortement affecté par l’altération superficielle et développe une épaisse couverture de sol rouge de décalcification
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique d’une épaisseur variant de 0,2 à 3 m avec une importante fracturation hydraulique. Des poches intérieures de dissolution sont signalées au sein du marbre.
Pendant l’observation sur le terrain, le contact de marbre avec des encaissants se trouve en l’alternance.
Photo 21 : Photo montrant l’altération superficielle de marbre
V.4. ESTIMATION DES RESSOURCES EN MARBRE DANS LA ZONE D’ETUDE
En général, les principaux paramètres utilisés pour le calcul de réserves sont les suivants : la puissance moyenne, la longueur moyenne, la largeur moyenne, et le pourcentage du stérile du corps recherché. Généralement, l’estimation des réserves se fait à partir d’une évaluation de visu de l’affleurement et aussi et surtout à partir des tranchées, de puits, de galerie et de sondage de reconnaissance. En ce qui concerne particulièrement, l’évaluation de gisement de marbre de Namarina, cela ne sera pas facile car les documents traitant ce sujet sont inexistant jusqu’à maintenant (il n’y a plus des données de sondages). Malgré ces problèmes, nous pouvons faire une estimation globale pour notre réserve à partir des renseignements recueillis auprès de la carte lithologique, des données sur le terrain et la forme géométrique du gisement (figure 21).
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V.4.1. Ressource totale :
D’après la carte géologique (figure 20) et les coupes géologiques (figure 21) qui montrent la limite lithologique de la zone d’étude et les observations sur le terrain, on estime la ressource totale de marbre de Namarina d’après les trois paramètres suivants :
On prend : - La puissance moyenne (e): e = 30 m - La longueur moyenne (L) : L = 8 000 m - La largeur moyenne (l) : l = 2 000 m
Figure 25 : Esquisse synthétique du gisement de marbre de Namarina
On peut signaler ici que la figure 25 nous montre seulement l’esquisse synthétique du gisement de marbre. Normalement, après la deuxième phase de plissement qui a affecté la zone d’étude, le marbre a été boudiné et déraciné dans la formation gneissique (figure 21). La puissance moyenne visible à l’affleurement de la couche de marbre est de 30 m. Cette valeur proposée ici a été déjà confirmée par le Jean-Christian Goujou (rapport 2005).
V = L x l x e T Donc, le volume de ressource totale sera :
3 VT = 8 000 m x 2 000 m x 30 m = 480 000 000 m
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V.4.2. Pourcentage en stériles : D’après nos observations sur le terrain et la rhéologie différentielle affectée par le marbre, on constate que notre secteur présente 35% des stériles. Ces stériles y sont composés, d’après nos observations sur le terrain : - des intercalations (filons) de quartzite, de gneiss et de leucogneiss, estimés à 20% du volume du gisement ; - des couches d’altérations (parties altérées des cipolins et les latérites) estimés à 15% du volume du gisement.
3 3 Le volume de la partie en stérile est donc : Vs = 480 000 000 m x 35% = 168 000 000 m
V.4.3. Ressources valorisables :
D’après nos observations sur le terrain, le marbre est présent sur plus de 65% de la ressource totale du gisement.
La ressource valorisable est alors : Vval = VT - Vs
3 3 3 Vval = 480 000 000 m – 168 000 000 m = 312 000 000 m
Donc, en estimation, en enlevant les parties stériles, le volume de ressource valorisable pour le marbre est de 312 000 000 m3.
V.5. PROPOSITION DU MODE ET DE LA METHODE D’EXPLOITATION ENVISAGEABLES
Nous avons essayé de proposer le mode et les méthodes pour exploiter le marbre de Namarina. D’après nos observations sur les caractéristiques géologiques du marbre (affleurements, puissance, extension, forme du gisement, configuration topographique du milieu, etc.), l’exploitation à ciel ouvert (ECO) est le mode d’exploitation approprié au gisement. Il suffit de former des gradins pour avancer l’exploitation. Pour l’exploitation du gisement de marbre de Namarina, la méthode proposée est celle par tranches horizontales successives en pleine largeur. Cette méthode s’applique dans le cas des gisements horizontaux disposés en bancs parallèles superposés et dans le cas des
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique roches ornementales de forme massive. La tranche inférieure ne démarrant qu’avant la fin de la tranche précédente. Le contour final dessine une fosse ou un entonnoir. L'enlèvement d'une tranche peut comporter plusieurs gradins.
Figure 26 : Méthode d'exploitation par tranches horizontales en pleine largeur
V.6. QUELQUES INFORMATIONS SUR LES INFRASTRUCTURES
On a signalé ici qu’avant l’exploitation, on a besoin des travaux préparatoires qui sont composés de plusieurs tâches de préparation qui devront être exécutées. Il s’agit de : - l’aménagement de la piste ou voie d’accès des engins de transport vers la carrière et l’unité de traitement ;
- la construction des bâtiments et la mise en place des infrastructures constitués essentiellement par le bâtiment administratif, les logements, l’atelier de maintenance et d’entretien, etc. ;
- le transport et l’installation des matériels et équipements nécessaires ;
- la découverture du gisement : il s’agit du défrichement des matières végétales encombrantes et du décapage des morts terrains (marbres altérés d’environ 0.5m d’épaisseur en moyenne) sur la partie à exploiter. Il est noté que les opérations de décapage seront réalisées progressivement et seront limitées aux stricts besoins de l’exploitation. Après l’opération de décapage, on entame l’extraction du marbre suivant le mode et la méthode d’exploitation adaptés à la nature et à la caractéristique du gisement.
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L’accès au gisement se fait par une piste de 36 Km de long à partir de la route nationale numéro 7 (RN7). La ressource en eau se situe plus proche de la carrière grâce à l’existence de la rivière de Sakalalina.
Photo 22 : Accès vers le Site
Infrastructures existantes : d’après les renseignements obtenus auprès de la Commune de Sakalalina (Monographie PDR, 2009), la commune possède : - 02 écoles primaire et secondaire dont 01 école publique et 01 école privée ; - 04 églises (02 églises protestantes (FLM et FJKM), 01 églises catholiques, 01 jesosy mamonjy) ; - un poste de gendarmerie ; - En ce qui concerne la santé, la Commune rural de Sakalalina dispose de deux formations sanitaires : un centre de Santé de base niveau II (CSBII) du service public et un Centre Hospitalier niveau II privé qui favorise la réputation de Sakalalina en matière de Santé. - En ce qui concerne le moyen de communication, le moyen le plus utilisé reste le BLU (Bande Latérale Unique). Seule la partie de Namarina peut capter la liaison téléphonique (Orange, Telma et Airtel).
Infrastructures à installer : nous avons proposé les infrastructures qui sont nécessaires aux opérations d’exploitation, comme : - le central d’approvisionnement en eau par captage d’eau à partir d’une rivière ; - le central électrique à partir des groupes électrogènes ; - les réservoirs de carburant ; - les entrepôts ;
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- les ateliers de réparation ; - l’implantation du campement constitué par : le logement des cadres et des ouvriers, les différents bureaux de services, l’atelier d’entretien et de réparation, les magasins de stockage, etc. Le choix de l’implantation du camp devra se faire en considérant les critères de la sécurité et de la possibilité d’extension de l’exploitation.
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Les interprétations et les conceptions du domaine de la géologie ont connu un développement important grâce à l’évolution de la technologie. L’utilisation de l’image satellite (Landsat7 ETM+) complétée par les photographies aériennes, intégrées dans le SIG, avec les données sur le terrain nous a permis donc :
de réaliser de divers cartes numériques de la zone de Namarina (carte hydrographique, carte des fractures, carte des trajectoires de foliation, carte lithologique, carte de la synthèse structurale, carte de la synthèse géologique et carte de la distribution de différents faciès de marbre) ; de proposer le modèle structural de la zone de Namarina à partir de toute les observations sur le terrain et le traitement des images ; de proposer le mode et la méthode d’exploitation envisageable pour l’exploitation de ce marbre ; d’estimer les ressources valorisables en marbre de la zone de Namarina.
Dans cet ouvrage, nous mettons notamment en évidence la direction majeure des fractures et des foliations qui est de NE-SW (pour les fractures et pour les foliations). Les cartes structurales facilitent la compréhension généralisée des phénomènes tectoniques qui se sont produites. La combinaison de ces traitements a permis de sortir le modèle structural de la zone d’étude. Le site de prospection de Namarina se trouve dans la zone de cisaillement (ZC) de Lamboany (Randrianasolo, 2009). D’après toutes les études géologiques menées sur la zone, on a pu aboutir à une brève conclusion que cette zone qu’on vient d’étudier est une zone hautement métamorphisée et tectonisée. Le secteur d’étude est affecté par les différentes déformations (fracturation, plissement, et boudinage). D'après nos observations et les études concernant le marbre de Namarina, on peut dire que la réserve est exploitable car le gisement présente toutes les caractéristiques d’un gisement économiquement exploitable : bonne cristallinité, couleur agréable à l’œil, dimensionnement des blocs intéressant et réserves importants. L’exploitation de ce marbre pourrait se faire à ciel ouvert par tranches horizontales successives en pleine largeur. Nous pouvons stipuler que la mise en place de l’exploitation de ce marbre contribue à la promotion du développement socioéconomique de la zone par la création d’emplois, le
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique renforcement des infrastructures, l'apport d’impôts et de redevance minière, et par conséquent à l'amélioration du PNB au profit de l'économie nationale.
Pour parvenir à l’objectif final de la Société Mine Tany Hafa (MTH) qui est de mettre en place une exploitation industrielle de marbre, il faudrait approfondir l’étude détaillé du gisement. Il faudrait implanter plus de sondage d’exploration pour délimiter avec plus de précisions les dimensions et la forme géométrique du gisement plus proche de la réalité. Il serait recommandé d’accomplir d’autres études nécessaires avant de procéder à l’exploitation proprement dit.
Nous espérons que cet ouvrage servira de document de base pour ceux ou celles qui veulent continuer ou utiliser les résultats de cette étude, même si ce n’est qu’une modeste contribution de notre part dans l’étude du marbre de Namarina.
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- Andriamarofahatra J. ; de la Boisse H. ; Nicollet C., 1990 : Datation U-Pb sur monazites et zircons du dernier épisode tectono-métamorphique granulitique majeur dans le Sud-Est de Madagascar. Comptes Rendus de l’Académie des Sciences de Paris, 310, II. p 1643- 1648.
- Collins and Windley, 2002: The tectonic evolution of central and northern Madagascar and its place in the final assembly of Gondwana. Journal of Geology. p 325-340.
- Collins A. S.; Pisarevski S. A., 2005: Amalgamating Eastern Gondwana: The evolution of Circum-Indian Orogens. Earth-Science Reviews 71 (2005). p 229-270.
- Collins A. S., 2006: Madagascar and the amalgamation of central Gondwana. Gondwana research 9 (2006). p 3-16.
- Collins A.S.; Santosh M.; Braun; Clark C., 2007: Age and sedimentary provenance of the Southern Granulites, South India: U-Th-Pb SHRIMP secondary ion mass spectrometry. Precambrian Research 155 (1-2). p 125-138.
- Coulibaly L., 1996 : Interprétation structurale des linéaments par traitement d'image satellitaire : cas des sous-provinces d'Abitibi et d'opatica (Québec). Mémoire de fin d’étude. p 61-65.
- Cox R.; Amstrong R.; Alswal L., 1998: Sedimantology, geochronology and provenance of the proterozoic Itremo group, Central Madagascar and applications for pre.Gondwana paleogeograph, Journal of the Geological Society. London, vol 155. p 1009-1024.
- Foucault A. ; Raoult J., 2000: Dictionnaire de géologie ; Masson 5ème édition. p 352.
- Jean-Christian Goujou., 2005 : Etude géologique et minéralogique des zones de Sahambano, Mosalahy, Befanova, Manivala, Zazafotsy, Ranotsara, Iakora. p 9.
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Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
- Handke M. J., 1998: Neoproterozoic continental arc magmatism in west-central Madagascar. Geology, vol 27. p 351-354.
- Martelat J. E., 1998 : Evolution thermomécanique de la croûte inférieure du sud de Madagascar. Thèse de Doctorat, Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand II. p 232.
- Martelat J. E., 1999: Granulite microfabrics and deformation mechanisms in southern Madagascar. Journal of structural Geology 21. p 671-687.
- Meert J.; Van der Voo R., 1996: Palaeomagnetic and 40Ar/39Ar study of the Sinai dolerite, Kenya: implications for Gondwana assembly. Journal of Geology. 104. p 131- 142.
- Meert J.; Torsvik T.H., 2003: The making and unmaking of a supercontinent: Rodinia revisited. Tectonophysics 375 (2003). p 261-288.
- Meert J.; Liebeman B.S., 2008: The Neoproterozoic assembly of Gondwana and its relationship to the Ediacaran-Cambrian radiation. Gondwana Research 14 (1-2). p 5-21.
- Moine B., 1971 : Caractères de sédimentation et de métamorphisme des précambriennes épizonales à catazonales du centre de Madagascar, Université de Nancy, Thèse de doctorat, Thome I-II.
- Noeliarivelo T., 2011 : Contribution au projet de relance de l’exploitation de marbre d’Ambatofinandrahan. p 76.
- PGRM et MEM, 2008 : Produits de la révision de la cartographie géologique et minière.
- PRD Ihorombe, 2009 : Monographie de la Région d’Ihorombe. Institut National de la Statistique (INSTAT). p 49.
- Rakotomavo G., 1966 : Etude géologique et prospection au 1/100 000 de la feuille Zazafotsy (L.55). Rapport de fin de mission 1966, Service Géologique, Tananarive. p 21.
NICOLAS Obin Page 79
Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
- Rakotomavo G., Rakotomandimby et Randrianasolo L., 1966 : Etude géologique et prospection de la feuille de Zazafotsy (L55), Service Géologique de Madagascar, Rapport de fin de mission (1966). p 18.
- Rakotonanahary, 1967 : Etude géologique et prospection au 1/100 000 de la feuille de Beadabo (M.56). Rapport de fin de mission 1967, Service Géologique, Tananarive. p 19.
- Ramsay J.G., 1967: Folding and Fracturing of Rocks. McGraw - Hill, NewYork. p 568.
- Randrianasolo B., 2009: Nouvelles méthodes de cartographie sur le socle protérozoïque du sud de Madagascar. Nature et géométrie de la croûte continentale inférieure d’un domaine orogénique en convergence, implications économiques. Thèse doctorale en géologie. Université Joseph FOURIER. p 306.
- Rantoanina M., 1971 : Etude géologique et prospection au 1/100 000 des feuilles d’Iakora-Soakibany (MN.57). Rapport de fin de mission 1971, Service Géologique, Tananarive. p 23.
- Ratefiarimino A., 2008: Potentiel de minéralisation des domaines miniers de la société Mines Tany Hafa (MTH) (Région de Zazafotsy – Sahambano – Ranotsara au Sud de Madagascar. p 58.
- Razafimanantsoa, 1967 : Etude géologique et prospection au 1/100 000 de la feuille de Sahambano (L.56). Rapport de fin de mission 1967, Service Géologique, Tananarive. p 22.
- Razafiniparany A., 1978: Métallogénie de Madagascar. Notice explicative à la carte au 1 / 200 000. Laboratoire de Radio isotopes (Université de Madagascar), 1978. p 30.
NICOLAS Obin Page 80
Cartographie géologique du Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
- http:// www.pgrm.mg (Août 2013) - http:// www.googleearth.com (Août 2013) - http://www.marbresaillon.ch (Septembre 2013) - http:// www.operabaroque.fr/métamorphique.htm (Août 2013) - http://www.Géologie_des_marbres.htm (Septembre 2013) - http:// www. techno-science.net/ : les carrières de marbre de carrare (Août 2013) - http://webword.unesco.org/water/ihp/db/glossary/glu/indexdic.htm: DACHARRY M., 1999 : «Le réseau hydrographique» (Septembre 2013)
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Cartographie géologique de Marbre de la zone de Namarina (Sakalalina-Ihosy) en vue de leur valorisation économique
ANNEXE 1 : Tableau des données sur le terrain
COORDONNEES GPS N° D’ECHANTILLON FORMATION STRUCTURE DIRECTION ET PENDAGE X Y Z (m) DE FOLIATION SKL001 398352 424634 1018 LEUCOGNEISS FOLIEE SKL002 398066 421070 1010 GNEISS FOLIEE N40/70E SKL003 398369 422198 1007 GNEISS FOLIEE N40/70E SKL004 398720 425345 1005 LEUCOGNEISS FOLIEE SKL005 396472 421887 1006 GNEISS FOLIEE SKL006 396758 422558 1008 GNEISS FOLIEE SKL007 397759 423292 994 CIPOLIN FOLIEE SKL008 397133 420825 984 CIPOLIN MASSIVE SKL009 397543 421837 985 CIPOLIN MASSIVE SKL010 397255 422124 983 CIPOLIN MASSIVE SKL011 397647 422113 983 CIPOLIN MASSIVE N78/58NE SKL012 397647 422354 978 CIPOLIN MASSIVE SKL013 397451 422400 978 CIPOLIN MASSIVE SKL014 397267 422561 969 CIPOLIN MASSIVE N40/54NW SKL015 397762 422653 957 CIPOLIN MASSIVE SKL016 397589 422860 967 CIPOLIN MASSIVE SKL017 397405 423068 973 CIPOLIN MASSIVE SKL018 397716 423102 986 CIPOLIN MASSIVE SKL019 397622 421944 957 PYROXENITE MASSIVE N52 SKL020 397980 423010 960 CIPOLIN MASSIVE SKL021 397934 423355 949 CIPOLIN MASSIVE
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SKL022 397497 423482 952 CIPOLIN MASSIVE N38 SKL023 398141 423470 967 CIPOLIN MASSIVE N38 SKL024 397765 423465 969 CIPOLIN FOLIEE N40 SKL025 397516 423056 973 PYROXENITE MASSIVE N54/78E SKL026 397978 423458 998 CIPOLIN FOLIEE SKL027 398360 423942 1014 CIPOLIN MASSIVE SKL028 397156 421119 1016 QUARTZITE MASSIVE SKL029 397938 423605 982 CIPOLIN FOLIEE SKL030 397812 423791 980 CIPOLIN FOLIEE SKL031 398085 423751 995 CIPOLIN FOLIEE SKL032 397952 423944 1000 CIPOLIN FOLIEE SKL033 397854 424402 995 CIPOLIN MASSIVE SKL034 398648 424517 1000 CIPOLIN MASSIVE N32/62W SKL035 398111 424137 1004 CIPOLIN FOLIEE SKL036 398095 425012 1001 CIPOLIN MASSIVE SKL037 397344 421863 984 QUARTZITE FOLIEE SKL038 398786 424977 1005 CIPOLIN MASSIVE SKL039 398546 424417 1050 PYROXENITE FOLIEE N38/46NW SKL040 398351 424257 1047 CIPOLIN FOLIEE N38/42NW SKL041 398227 425104 1058 PYROXENITE FOLIEE SKL042 398284 424383 1061 CIPOLIN FOLIEE SKL043 398145 424516 1042 CIPOLIN FOLIEE SKL044 398384 424576 1062 CIPOLIN FOLIEE SKL045 398318 424749 1072 CIPOLIN FOLIEE SKL046 398271 424989 1086 CIPOLIN MASSIVE N38/70NW SKL047 398174 425082 1072 LATERITE FOLIEE SKL048 398271 424989 1095 CIPOLIN FOLIEE SKL049 399062 425518 1098 CIPOLIN MASSIVE SKL050 398424 424982 1129 CIPOLIN FOLIEE
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SKL051 398517 424902 972 CIPOLIN FOLIEE SKL052 398424 425009 978 CIPOLIN FOLIEE N10/78NW SKL053 398657 425029 949 CIPOLIN FOLIEE N48 GNEISS AMPHIBOLO- SKL054 398792 425856 916 PYROXENITE FOLIEE GNEISS AMPHIBOLO- SKL055 399421 426829 864 PYROXENITE FOLIEE SKL056 398471 425235 1038 CIPOLIN FOLIEE N12/80NW SKL057 399407 426139 1041 CIPOLIN MASSIVE SKL058 398750 425288 1047 CIPOLIN FOLIEE N18 SKL059 399833 426645 CIPOLIN MASSIVE SKL060 398544 425481 1054 CIPOLIN FOLIEE N20/70NW SKL061 398717 425641 1058 CIPOLIN FOLIEE SKL062 398936 425548 1057 CIPOLIN FOLIEE N24 SKL063 399036 425821 873 CIPOLIN FOLIEE N50 SKL064 399276 426067 880 CIPOLIN FOLIEE N30/60NW SKL065 398963 423682 736 GNEISS MASSIVE SKL066 397843 422770 737 QUARTZITE FOLIEE N24/66NW SKL067 399315 424842 753 GNEISS FOLIEE SKL068 397598 423440 750 QUARTZITE FOLIEE SKL069 399723 425750 770 GNEISS FOLIEE N18 SKL070 398473 425419 808 QUARTZITE FOLIEE SKL071 400222 426003 762 GNEISS FOLIEE SKL072 397246 424066 806 GNEISS FOLIEE N42 SKL073 399256 426074 983 CIPOLIN FOLIEE N60_N58 SKL074 399515 426493 976 CIPOLIN FOLIEE SKL075 399810 426899 986 CIPOLIN MASSIVE N48/64NW SKL076 397344 424981 1006 GNEISS FOLIEE SKL077 399602 427032 953 CIPOLIN FOLIEE N38_N42
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SKL078 399842 427192 974 CIPOLIN FOLIEE N32 SKL079 400028 427244 943 CIPOLIN MASSIVE N38/68NW SKL080 400068 427877 1045 CIPOLIN FOLIEE N44/85NW_N50/80NW SKL081 398717 425648 1042 CIPOLIN FOLIEE N42/74NW SKL082 398624 425814 1033 CIPOLIN FOLIEE N44/70NW SKL083 398737 426127 954 CIPOLIN FOLIEE SKL084 400212 427623 880 CIPOLIN MASSIVE SKL085 398837 426453 931 CIPOLIN FOLIEE SKL086 398996 426586 940 CIPOLIN FOLIEE SKL087 398956 426826 CIPOLIN FOLIEE SKL088 398149 426939 1051 CIPOLIN FOLIEE N50/82NW SKL089 399209 427271 1057 CIPOLIN FOLIEE N40/82NW SKL090 399429 427385 954 CIPOLIN FOLIEE SKL091 399329 427597 880 CIPOLIN FOLIEE SKL092 399502 427817 916 CIPOLIN FOLIEE SKL093 399502 428043 958 CIPOLIN FOLIEE SKL094 399595 428236 1004 CIPOLIN FOLIEE N38/70NE SKL095 399668 428582 1017 CIPOLIN FOLIEE SKL096 398245 424045 1016 CIPOLIN FOLIEE N06/70NW SKL097 398141 424782 1079 CIPOLIN FOLIEE SKL098 398567 424770 1116 CIPOLIN FOLIEE SKL099 397354 421873 837 QUARTZITE FOLIEE SKL100 399699 426408 790 QUARTZITE FOLIEE N50 SKL101 397770 425529 754 GNEISS FOLIEE N44 SKL102 399045 428482 747 ALLUVION FOLIEE SKL103 398252 426224 1001 PYROXENITE FOLIEE SKL104 398878 425760 1020 CIPOLIN FOLIEE SKL105 399062 426036 1007 CIPOLIN FOLIEE SKL106 398360 425817 1006 CIPOLIN MASSIVE
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SKL107 398544 426024 1142 CIPOLIN MASSIVE SKL108 398671 426323 1142 CIPOLIN MASSIVE SKL109 398705 426588 1153 CIPOLIN MASSIVE N52/54NW SKL110 399326 426438 1147 CIPOLIN FOLIEE SKL111 399476 426841 1170 CIPOLIN FOLIEE SKL112 399487 427244 1217 CIPOLIN FOLIEE SKL113 399994 427560 989 CIPOLIN FOLIEE N40 GNEISS AMPHIBOLO- SKL114 399519 427737 902 PYROXENITE FOLIEE GNEISS AMPHIBOLO- SKL115 399773 427311 989 PYROXENITE FOLIEE GNEISS AMPHIBOLO- SKL116 399993 428080 943 PYROXENITE FOLIEE GNEISS AMPHIBOLO- SKL117 400230 428628 1011 PYROXENITE FOLIEE SKL118 400201 427951 978 CIPOLIN FOLIEE SKL119 398797 426922 993 CIPOLIN MASSIVE SKL120 398981 427163 873 CIPOLIN MASSIVE SKL121 399131 427692 891 CIPOLIN MASSIVE N30/70E SKL122 400258 428239 814 CIPOLIN FOLIEE SKL123 398820 426697 978 CIPOLIN FOLIEE SKL124 399142 426766 994 CIPOLIN FOLIEE N50/80NW SKL125 399234 427146 961 CIPOLIN FOLIEE SKL126 399326 427836 997 CIPOLIN FOLIEE SKL127 399269 428061 1020 CIPOLIN MASSIVE SKL128 398424 425529 797 GNEISS MASSIVE N36 SKL129 398427 425423 760 GNEISS FOLIEE SKL130 399441 428153 929 CIPOLIN FOLIEE SKL131 396104 422274 812 MIGMATITE FOLIEE
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ANNEXE 2 : Description en détail des fractures de la zone de Namarina
Description des cassures a) Classification des cassures
DIRECTION EFFECTIF POURCENTAGE (%) N-S 03 17,65 NNE-SSW 04 23,53 NE-SW 02 11,76 ENE-WSW 03 17,65 E-W 01 5,88 ESE-WNW 03 17,65 SE-NW 01 5,88 SSE-NNW 00 00 TOTAL 17 100
b) Représentation des cassures sur la rosace et sur l’histogramme
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Description des failles de décrochement dextre
a) Classification des failles de dérochement dextre
DIRECTION EFFECTIF POURCENTAGE (%) N-S 00 00 NNE-SSW 00 00 NE-SW 08 53,33 ENE-WSW 07 46,67 E-W 00 00 ESE-WNW 00 00 SE-NW 00 00 SSE-NNW 00 00 TOTAL 15 100
b) Représentation des failles de décrochement dextre sur la rosace et sur l’histogramme
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Description des failles de décrochement senestre
a) Classification des failles de dérochement senestre
DIRECTION EFFECTIF POURCENTAGE (%) N-S 00 00 NNE-SSW 01 7,14 NE-SW 05 35,72 ENE-WSW 04 28,57 E-W 02 14,29 ESE-WNW 01 7,14 SE-NW 01 7,14 SSE-NNW 00 00 TOTAL 14 100
b) Représentation des failles de décrochement senestre sur la rosace et sur l’histogramme
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ANNEXE 3 : Listes des coordonnées du centre des carrés de tous les périmètres du MTH, dans le Système Géodésique Laborde (SGL)
COMMUNE SAKALALINA
N° X Y N° X Y N° X Y 1 408750 406250 26 413750 413750 51 406250 426250 2 408750 408750 27 413750 416250 40625052 428750 3 408750 411250 28 413750 418750 53 393750 421250 4 408750 413750 29 401250 413750 54 396250 418750 5 408750 416250 30 401250 416250 55 396250 421250 6 408750 418750 31 401250 418750 56 396250 423750 7 408750 421250 32 401250 421250 57 398750 418750 8 408750 423750 33 401250 423750 58 398750 421250 9 408750 426250 34 403750 406250 59 398750 423750 10 408750 428750 35 403750 408750 60 398750 426250 11 408750 431250 36 403750 413750 61 398750 428750 12 411250 406250 37 403750 416250 62 401250 426250 13 411250 408750 38 403750 418750 63 401250 428750 14 411250 411250 39 403750 421250 64 396250 411250 15 411250 413750 40 403750 423750 65 396250 413750 16 411250 416250 41 403750 426250 66 396250 416250 17 411250 418750 42 403750 428750 67 398750 408750 18 411250 421250 43 406250 406250 68 398750 411250 19 411250 423750 44 406250 408750 69 398750 413750 20 411250 426250 45 406250 411250 70 398750 416250 21 411250 428750 46 406250 413750 71 393750 418750 22 411250 431250 47 406250 416250 72 393750 413750 23 413750 406250 48 406250 418750 73 393750 416250 24 413750 408750 49 406250 421250 25 413750 411250 50 406250 423750
COMMUNE ANALAVOKA
N° X Y N° X Y 1 393750 398750 7 396250 406250 2 393750 403750 8 396250 398750 3 393750 406250 9 398750 401250 4 396250 398750 10 398750 403750 5 396250 401250 11 401250 398750 6 396250 403750 12 401250 401250
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COMMUNE IAKORA
N° X Y N° X Y N° X Y 1 416250 331250 9 421250 333750 17 423750 343750 2 416250 333750 10 421250 336250 18 426750 343750 3 416250 336250 11 421250 338750 19 428750 333750 4 418750 331250 12 421250 341250 20 428750 336250 5 418750 333750 13 423750 333750 21 428750 341250 6 418750 336250 14 423750 336250 22 428750 343750 7 418750 338750 15 423750 338750 23 431250 341250 8 421250 331250 16 423750 341250 24 431250 343750 25 433750 343750
COMMUNE LAVARATY
N° X Y N° X Y N° X Y 1 438750 343750 7 441250 346250 13 446250 328750 2 438750 346250 8 443750 331250 14 446250 331250 3 438750 348750 9 443750 333750 15 446250 333750 4 438750 351250 10 443750 336250 16 446250 336250 5 441250 341250 11 443750 338750 17 446250 338750 6 441250 343750 12 443750 341250 18 448750 328750
COMMUNE RANOTRARA AVARATRA
N° X Y N° X Y N° X Y 1 428750 361250 17 431250 343750 33 413750 376750 2 428750 363750 18 433750 343750 34 413750 378750 3 428750 366250 19 408750 368750 35 416250 363750 4 431250 356250 20 408750 371250 36 416250 366250 5 431250 358750 21 408750 373750 37 416250 368750 6 431250 361250 22 408750 376250 38 418750 361250 7 431250 363750 23 408750 378750 39 418750 363750 8 433250 366250 24 408750 381250 40 418750 366250 9 433750 356250 25 411250 368750 41 421250 358750 10 433750 358750 26 411250 371250 42 421250 361250 11 433750 351250 27 411250 373750 43 421250 363750 12 436250 353750 28 411250 376250 44 423750 366750 13 436250 356250 29 411250 378750 45 413750 361250 14 436250 358750 30 413750 368750 46 413750 363750 15 436250 341250 31 413750 371250 47 413750 366250 16 431250 341250 32 413750 373750 48 416250 361250
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COMMUNE SAHAMBANO
N° X Y N° X Y N° X Y 1 378750 411250 14 383750 403750 27 386250 396250 2 378750 413750 15 383750 406250 28 388750 396250 3 378750 416250 16 383750 408750 29 391250 396250 4 381250 398750 17 383750 411250 30 398750 406250 5 381250 401250 18 383750 413750 31 401250 403750 6 381250 403750 19 383750 416250 32 401250 406250 7 381250 406250 20 386250 416750 33 401250 408750 8 381250 408750 21 388750 411250 34 401250 411250 9 381250 411250 22 388750 408750 35 403750 398750 10 381250 413750 23 391250 411250 36 403750 401250 11 381250 416250 24 393750 408750 37 403750 403750 12 383750 398750 25 393750 411250 38 403750 411250 13 383750 401250 26 396250 408750
COMMUNE VOHITSAOKA
N° X Y N° X Y N° X Y 1 423750 451250 7 428750 451250 12 433750 443750 2 423750 453750 8 431250 443750 13 433750 446250 3 423750 456250 9 431250 446250 14 433750 448750 4 426250 451250 10 431250 448750 15 436250 448750 5 426250 453750 11 431250 451250 16 436250 451250 6 426250 456250
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ANNEXE 4 : Carte des nouveaux tracés des zones de cisaillements kilométriques du Sud de Madagascar (Randrianasolo, 2009)
Nomenclature des zones de cisaillements : SK : Sakeny ; IH : Ihosy ; ZZ : Zazafotsy ; LB : Lamboany ; BK : Beraketa ; MR : Morarano.
N.B : La structure tectonique régionale (Bongolava-Ranotsara) de direction N40 cartographiée dans la littérature n’est ici qu’une déflexion des ZC majeures NO (ZC d’Ihosy et ZC de Zazafotsy). Il n’existe donc pas de ZC de Bongolava-Ranotsara (RANDRIANASOLO, 2009).
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ANNEXE 5 : Carte topographique de la feuille L55 de Zazafotsy (FTM, 1958)
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ANNEXE 6 : Modèle d’assemblage du Gondwana en deux temps (Meert et Van der Voo, 1996)
L'unicité de la collision : Plus récemment, Meert et Van der Voo (1996) ont souligné la possibilité d’une collision en plusieurs épisodes. Ces derniers, utilisant de nouvelles données paléomagnétiques, ainsi que des âges 40Ar/39Ar obtenus sur des métadolérites du centre du Kenya, proposent une collision en deux temps. Selon leur modèle, l’âge de la première collision à l’origine de la chaîne Mozambicaine se situerait autour de 650 Ma entre le craton du Congo et le bloc IMSLEK (pour Inde, Madagascar, Sri Lanka, Enderby Land (Antarctique), craton du Kalahari). La seconde collision, à l’origine de la chaîne du Kuunga, se produirait vers 550 Ma entre le bloc IMSLEK-Congo et le bloc Australie-Antarctique.
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ANNEXE 7 : Photos de la grotte et photo de la vue en 3D de la zone d’étude
a) La grotte visible dans l’affleurement SKL120 (coordonnée GPS : X : 46°24’44,02’’ ; Y : 22°18’43,34’’)
b) Vue en 3D de la zone d’étude (Source : Google Earth)
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ANNEXE 8 : Informations générales de la Société MTH
La société MINES TANY HAFA (MTH) représente à ce jour l'aboutissement d'un travail de 20 années en exploration minière. Maintenant, la société est dans une phase de recherche. Leur recherche est basée sur les pierres précieuses et sur les pierres marbrières dans leur périmètre minier. Ces domaines couvrent une superficie totale de 1800 km2 dans les environs de Zazafotsy, Sahambano et Ranotsara et sont reperées dans une région plus vaste formée par l’assemblage de six coupures de cartes géologiques au 1/100 000 et qui sont les coupures L55 (Zazafotsy), M55 (Antamabohobe), L56 (Sahambano), M56 (Beadabo), MN57 (Iakora-Soakibany).
Voilà donc quelques renseignements concernant la Société MTH :
CAPITAL SOCIAL AU 30 JUIN 2010 895 105 552 000,00 ARIARY Ramené à 15 personnes en raison de la crise NOMBRE D'EMPLOYES ET TACHERONS politique
NUMERO DE RCS RCS Fianarantsoa 2005 – B – 004
NUMERO D'IDENTIFICATION FISCALE 269 6968 Bemongo, commune rurale de Ranotsara- Avaratra, 313 Ihosy, Madagascar - TEL : 33 (0)6 SIEGE SOCIAL 30 92 58 94 - FAX : 33 (0)4 78 57 98 00 – Site web : http://www.fonjatany-mth.com BNI – Crédit Lyonnais Madagascar REFERENCE BANCAIRE Agence centrale, 101 Antananarivo TIGRINATE & Associés EXPERT-COMPTABLE 13090 Aix-en-Provence, France NPNM AUDIT et NPR DIQUAL 14 rue Jean Jaurès COMMISSAIRE AUX COMPTES Ambatomena BP1680 - 101 TANANARIVE Monsieur Nauno Philippe RAKOTOMIAMINA
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L'équipe du MTH :
Responsable du projet et Fondateur de la société S.A. MINES TANY HAFA : Lyonnel VELLUTINI ; Membres du Conseil d'Administration : Mme RAKOTONAIVO Jeanne d’Arc, M. CHAFFARD Grégory, M. OFFANT Denis, M. RISACHER Gérard ; LE DIRECTEUR DU COMITE D’AUDIT : M. SAMSON François ; LE COMITE ETHIQUE : Mme CAHN Stéphanie ; LE COMITE DE LA PROTECTION ENVIRONNEMENTALE ET DU DEVELOPPEMENT DURABLE : M. GRAS Claude et Mme GABRIE Catherine ; LE COMITE DE LA DIVERSIFICATION INDUSTRIELLE ET GEOGRAPHIQUE : M. RISACHER Gérard ; DIRECTION FINANCIERE : Mme BAKER Martine ; DIRECTION DE L’EXPLORATION MINIERE : M. OFFANT Yohann ; DIRECTION COMMERCIALE : M. BERMEJO Paul ; NATIONAL MANAGER, RESIDANT A MADAGASCAR: M. RANDRIAMBELO Richard Les ouvriers, etc.
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TABLE DES MATIERES
...... i ...... iii ...... iv ...... vi ...... vii ...... vii
...... 1 ...... 3 CHAPITRE I. PRESENTATION GENERALE DE LA ZONE D’ETUDE ...... 4 I.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ...... 4 I.1.1. Localisation géographique et administrative ...... 4 I.1.2. Les caractères physiques ...... 6 a. Climat ...... 6 b. Végétation ...... 7 c. Pédologie ...... 7 I.1.3. Contextes économiques ...... 8 a. Agriculture...... 8 b. Elevage ...... 8 I.1.4. Population ...... 8 I.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE ...... 9 I.2.1. Généralités sur le socle cristallin précambrien de Madagascar ...... 9 I.2.2. Aperçu sur la géologie du Sud de Madagascar...... 13 I.2.3. Contextes géologiques de la zone d’étude ...... 15 CHAPITRE II. GENERALITES SUR LES MARBRES ...... 23 II.1. LES CARACTERES PHYSICO-CHIMIQUES REQUIS AUX MARBRES ...... 23 II.2. UTILISATION DES MARBRES ...... 25 II.2.1. Marbre de décoration :...... 25 II.2.2. Marbre de construction (Génie civil) ...... 25 II.2.3. La poudre de marbre ...... 25 II.3. REPARTITION DES INDICES DES MARBRES DANS LES PERIMETRES MINIERS DE LA SOCIETE MTH ...... 26
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CHAPITRE III. DONNEES ET METHODES UTILISEES POUR LA CARTOGRAPHIE NUMERIQUE DE NAMARINA ...... 28 III.1. LES DONNEES UTILISEES POUR LA CONFIGURATION DE BASE...... 28 III.1.1. Données cartographiques antérieures ...... 28 a. Carte géologique ...... 28 b. Carte topographique ...... 28 III.1.2. Données bibliographiques ...... 28 III.1.3. Bases des Données (BD500) ...... 29 III.1.4. L’image satellite et les photographies aériennes ...... 29 b. Photographies aériennes ...... 31 III.1.5. Données sur le Terrain...... 31 III.2. ACQUISITION D’UNE NOUVELLE BASE DES DONNEES ...... 32 III.2.1. Organisation de la méthodologie ...... 32 III.2.2. Les outils informatiques utilisés ...... 34 a. ARCGIS 9.3...... 34 b. ENVI 4.5 ...... 34 c. STEM ...... 34 d. ROZETA ...... 34 e. SURFER ...... 34
CHAPITRE IV. MODELE NUMERIQUE DES RESULTATS ET INTERPRETATION ...... 36 IV.1. LE RESEAU HYDROGRAHIQUE ...... 36 IV.2. LES DESCRIPTIONS STRUCTURALES DE LA ZONE DE NAMARINA ...... 39 IV.2.1. Description de la déformation simple (ou ductile) ...... 40 a. L’analyse de la trajectoire des foliations et des axes de plis ...... 40 b. L’analyse statistique de la foliation ...... 43 c. Les phases de déformation ayant affecté la zone d’étude ...... 46 IV.2.2. Description des linéaments géologiques dans la zone de Namarina ...... 47 IV.2.3. Description de la déformation cassante (ou fragile) ...... 49 a. Analyse des fractures de la zone de Namarina ...... 49 b. Chronologie des événements tectoniques cassants de Namarina ...... 52 IV.3. MODELE STRUCTURAL DE LA ZONE D’ETUDE ...... 54 IV.3.1. Contexte géostructural ...... 54 IV.3.2. Ebauche de modélisation ...... 54
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IV.3.3. Modèle structural de la zone de Namarina ...... 56 IV.4. LES FORMATIONS LITHOLOGIQUES DE LA ZONE DE NAMARINA ...... 59 CHAPITRE V. MODELISATION GITOLOGIQUE DE MARBRE DE NAMARINA ...... 64 V.1. MODELE DE GÎTES DE NAMARINA ...... 64 V.2. LE GISEMENT DE MARBRE DE NAMARINA ...... 65 V.3. LES EFFETS DE LA TECTONIQUE SUR LE GISEMENT DE MARBRE DE NAMARINA ...... 69 V.4. ESTIMATION DES RESSOURCES EN MARBRE DANS LA ZONE D’ETUDE ...... 70 V.4.1. Ressource totale : ...... 71 V.4.2. Pourcentage en stériles : ...... 72 V.4.3. Ressources valorisables : ...... 72 V.5. PROPOSITION DU MODE ET DE LA METHODE D’EXPLOITATION ENVISAGEABLES ...... 72 V.6. QUELQUES INFORMATIONS SUR LES INFRASTRUCTURES ...... 73 ...... 76
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Auteur : NICOLAS Obin Adresse : Bloc 17 / Porte 601 Campus ESPA Contact : +26133 04 694 53 / +26134 76 438 80 E-mail : [email protected]
Titre du mémoire : « CARTOGRAPHIE GEOLOGIQUE DU MARBRE DE LA ZONE DE NAMARINA (SAKALALINA-IHOSY) EN VUE DE LEUR VALORISATION ECONOMIQUE »
Nombre de pages : 82 Nombre de tableaux : 08 Nombre de figures : 27 Nombre d’annexes : 08 Nombre de photos : 22
RESUME :
Cet ouvrage a été élaboré dans le but du complément d’étude pour une future prospection plus détaillé et aboutisse à l’éventuelle exploitation concernant le gisement de Marbre de Namarina. La zone de Namarina se trouve dans les périmètres miniers de la Société Mine Tany Hafa (MTH), elle appartient à la Commune Rural de Sakalalina, District d’Ihosy, Région d’Ihorombe. Le traitement d’image satellite (Landsat7 ETM+) et l’analyse des photographies aériennes avec les données collectées sur terrain ont permis d’établir de divers cartes numériques de la zone d’étude.
Mots clefs: Namarina, marbre, cartes numériques, MTH
ABSTRACT:
This work has been elaborated in the aim of the complement of survey for a future more detailed prospection and bordering to the possible exploitation concerning the layer of marble of Namarina. The zone of Namarina is located in the mining perimeters of the Society Mines Tany Hafa (MTH), it belongs to the Commune of Sakalalina, District of Ihosy, Region of Ihorombe. The treatment of satellite imagery (Landsat7 ETM+) and the analysis of aerial photograph with the data on the ground permitted to establish the various numeric maps of the survey zone.
Keywords: Namarina, marble, numeric maps, MTH
Encadreurs : Docteur Anick RATEFIARIMINO
Docteur Dominique RAKOTOMANANA