Etude géologique du secteur me Makwacha-Kifukula, aspect cartographique, pétrographique, structural et géochimique

V.3.3 Mode de calcul du coefficient de corrélation

Nous nous baserons sur la matrice de corrélation reprise dans le tableau VI ; où les différentes corrélations inter éléments sont représentées sous forme de la matrice. Le nombre d'échantillon analysés étant de 15.

~ 67 ~

Ce coefficient se calcul de la manière suivante ;

? Soit N, le nombre d'échantillons analysés ; N=15

? Le degré de liberté sera donné par ; N-2, soit 15-2=13

En se référant au tableau des données de Sachs (1984) in Rollinson (1993) (tableau...) pour le degré de cet ordre, le coefficient de corrélation correspondant est de 0,5145 pour un seuil de probabilité de 5%.

Ainsi, toute valeur supérieure ou égale à ce coefficient théorique est considérée comme significative au seuil de 0,05 et est mentionnée avec une étoile rouge dans la matrice de corrélation.

Tableau V.5: Table de Sachs (1984) in Rollinson (1993)

Degré de liberté	Two-sided test		One-sided test		Degré de liberté	Two-sided test			One-sided test
	1%	5%	1%			1%		5%	1%	1
0,997	0,999	0,988	0,999	25	0,381	0,487		0,323	0,445	2
0,950	0,990	0,900	0,980	30	0,349	0,449		0,296	0,409	3
0,878	0,959	0,805	0,934	35	0,325	0,418		0,275	0,381	4
0,811	0,917	0,729	0,882	40	0,304	0,393		0,257	0,358	5
0,754	0,875	0,669	0,833	50	0,273	0,354		0,231	0,322	6
0,707	0,834	0,621	0,789	60	0,250	0,325		0,211	0,295	7
0,666	0,798	0,582	0,750	70	0,232	0,302		0,195	0,274	8
0,632	0,765	0,549	0,715	80	0,217	0,283		0,183	0,257	9
0,602	0,735	0,521	0,685	90	0,205	0,267		0,173	0,242	10
0,576	0,708	0,497	0,658	100	0,195	0,254		0,164	0,230	12
0,532	0,661	0,457	0,612	150	0,159	0,208		0,134	0,189	14
0,497	0,623	0,426	0,574	200	0,138	0,181		0,116	0,164	16
0,468	0,590	0,400	0,543	300	0,113	0,148		0,095	0,134	18
0,444	0,561	0,378	0,516	400	0,098	0,128		0,084	0,116	20
0,423	0,537	0,360	0,492	500	0,088	0,115		0,074	0,104

V.3.4 Corrélations inter-éléments

Les corrélations inter-éléments sont appréhendées dans le but d'une plus ou moins bonne définition des affinités géochimiques entre différents éléments. Elles permettent de mieux détecter les substrats supports où les phases minéralogiques supports de différents éléments analysés.

~ 68 ~

La matrice de corrélation montre que le coefficient de la corrélation dans la majorité des cas est presque négatif ou quasiment proche de 0. Ce coefficient (r) nous permet, rappelons, de comprendre le comportement entre différentes séries deux à deux.

C'est ainsi qu'après traitement de données grâce au logiciel xlstat, nous avons pu établir une matrice de corrélation de tous les éléments (tableau V.6)

~ 69 ~

Tableau V.6: matrice de corrélation

	SiO2	Al2O3	TiO2	Fe2O3	MgO	MnO	CaO	K2O	P2O5	Ta	Cr	Co	Ni	Cu	Zn	As	Zr		Pb	SiO2
1																			Al2O3
-0,953	1																		TiO2
0,379	-0,484	1																	Fe2O3
-0,650	0,386	0,167	1																MgO
0,327	-0,461	0,304	-0,029	1															MnO
-0,392	0,119	-0,263	0,310	0,195	1														CaO
-0,358	0,403	-0,627	-0,169	-0,370	0,288	1													K2O
-0,642	0,329	0,121	0,777	0,242	0,467	-0,183	1												P2O5
-0,826	0,818	-0,378	0,468	-0,309	0,220	0,276	0,386	1											Ta
0,140	-0,384	0,575	0,182	0,355	0,353	-0,273	0,262	-0,251	1										Cr
-0,106	0,231	0,161	-0,038	-0,376	-0,220	-0,086	-0,095	0,378	0,001	1									Co
0,131	-0,228	0,858	0,173	0,176	-0,042	-0,444	0,140	-0,090	0,358	0,304	1								Ni
-0,232	0,262	0,187	0,177	-0,214	-0,172	-0,230	-0,020	0,023	0,102	0,722	0,452	1							Cu
-0,293	0,297	-0,023	0,317	-0,419	0,254	0,001	0,221	0,070	0,368	0,407	0,067	0,212	1						Zn
-0,170	0,283	0,330	0,172	-0,428	-0,032	-0,181	0,169	-0,027	0,312	0,141	0,332	-0,034	0,292	1					As
0,195	-0,271	0,033	-0,271	0,352	-0,006	-0,195	0,120	0,044	-0,077	0,382	-0,076	0,037	-0,179	-0,217	1				Zr
-0,437	0,207	-0,043	0,187	-0,392	-0,107	-0,032	0,272	0,255	0,244	0,066	0,160	0,225	0,385	0,545	-0,363	1			Pb
-0,036	0,084	0,152	-0,006	-0,166	-0,212	-0,128	-0,230	0,509	0,071	0,742	0,359	0,925	0,057	-0,088	0,139	0,014	1

Al2O3-P2O5

Al2O3 P2O5

P2O5(%)

Al2O3(%)

35

30

25

20

15

10

5

0

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

1.2

1

Al2O3-P2O5

0 10 20 30 40

Al2O3(%)

MgO(%)

0.8

0.6

0.4

0.2

0

y = 0,0295x 0,1857

R² = 0,6699

Figure V.19 : Evolution du couple aluminium-phosphore

~ 70 ~

Analyse bivariée

? A1203 et Si 0₂

L'aluminium et le silicium sont négativement corrèlés avec un coefficient de corrélation qui est de -0,953. Cette corrélation dénote la maturation de ces sédiments ; en effet, l'augmentation de la silice ou plutôt du quartz est consécutive à la destruction des minéraux argileux (Figuge V.18).

SiO2-Al2O3

SiO2 Al2O3

SiO2(%)

Al2O3(%)

40

30

20

10

0

100

80

60

40

20

0

Al2O3(%)

35

30

25

20

15

10

5

0

0 20 40 60 80 100

SiO2(%)

y = -0,6759x + 61,099 R² = 0,9083

SiO2-Al2O3

Figure V.18 : Evolution du couple silicium-aluminium

? A1203 et P₂ 05

Les deux éléments montrent une corrélation positive avec une valeur de 0,761.

L'augmentation de l'alumine entraine automatiquement l'augmentation du phosphore (Figure V.19).

~ 71 ~

? ???? 0₂ et ??e₂ 0₃

Le silicium et le fer montrent une corrélation négative avec un coefficient de corrélation égal à -0,650. La diminution de la teneur en silice s'accompagne d'une augmentation de la teneur en fer. Ceci explique un comportement opposé de ces deux éléments en milieu sédimentaire (Figure V.20)

SiO2-Fe2O3

SiO2 Fe2O3

SiO2(%)

Fe2O3(%)

12

10

8

6

4

2

0

100

80

60

40

20

0

12

10

8

6

4

Fe2O3(%)

2

0

SiO2-Fe2O3

0 20 40 60 80 100

SiO2(%)

y = -0,1282x + 14,891

R² = 0,4229

y = 0,1043x + 11,229

R² = 0,4116

SiO2-K2O

100			10

SiO2(%)

80 60 40 20

8 6 4 2

K2O(%)

0			0

SiO2 K2O

SiO2-K2O

0 20 40 60 80 100

SiO2(%)

K2O(%)

10 8 6 4 2 0

Figure V.21 : Evolution du couple silicium-potassium

Figure V.20 : Evolution du couple silicium-fer

? ???? 0₂ et K₂ 0

Le silicium et le potassim montrent une corrélation négative avec un coefficient de corrélation égal à -0,642. La diminution de la teneur en potassium s'accompagne d'une augmentation de la teneur en silicium. Ceci s'explique par le fait que l'altération des minéraux argileux notament les feldspaths induit une augmentation de la teneur en silicium qui est généralement stable (Figure. 21)

~ 72 ~

· Fe2 03 et K20

Le fer et le potassium montrent une corrélation positive avec un coefficient de corrélation égal à 0,777. L'augmentation du fer dans les formations géologiques de ce secteur entraine une augmentation du potassium. Ceci traduit que ces éléments entrent dans une même phase minérale.

( Figure V.21).

Fe2O3-K2O

12			10

	10			8
						Fe2O3 (%)
8 6 4 2				k2O (%)

0			0

Fe2O3 K2O

Fe2O3-K2O

y = 0,6413x + 0,2399

10 8

0

K2O (%)

4

6

2

R² = 0,6045

0 5 10 15

Fe2O3 (%)

TiO2-CaO

2.5			4

	2		3			TiO2(%)
1.5 1 0.5			CaO(%)

0			0

TiO2 CaO

TiO2-CaO

y = 0,7958x + 2,7307

R² = 0,3932

0 0.5 1 1.5 2 2.5

TiO2(%)

CaO (%)

4 3 2 1 0

Figure V.23 : Evolution du couple titane-calcium

Figure V.22 : Evolution du couple fer-potassium

· Ca 0 et Ti 0₂

Le calcium et le titane montrent une corrélation négative avec un coefficient de corrélation qui vaut - 0,627. Ce processus est caractéristique d'une zone ayant subi une forte altération (Figure V.23).

~ 73 ~

· Chrome et Nickel

Le chrome et le nickel montrent une corrélation positive avec un coefficient de corrélation égal à 0,772. Ceci implique que ce deux éléments entrent dans une même phase minérale (Figure V.24).

Cr-Ni

60			60

Cr (ppm)

50 40 30 20 10

50 40 30 20 10

Ni (%)

0			0

Cr Ni

50

y = 0,8913x 6,9948

40

R² = 0,521³

Cr-Ni

20

10

0 20 40 60

Ni (ppm)

60

Cr (ppm)

30

0

Ni-Pb

60			60

Ni (ppm)

50 40 30 20 10

50 40 30 20 10

Pb (%)

0			0

Ni Pb

Ni-Pb

60

0

0 20 40 60

Ni (ppm)

50

y = 0,7369x + 4,6098

Pb (ppm)

40

30

20

10

R² = 0,8549

Figure V.25 : Evolution du couple nickel-plomb

Figure V.24 : Evolution du couple chrome-nickel

· Plomb et Nickel

Le plomb et le nickel se correlent positivement avec un coefficient de corrélation égal à 0,925. Ce deux éléments présentent une corrélation parfaite (Figure V.25).

~ 74 ~

· Chrome et Plomb

Le chrome et le plomb se corrèlent positivement avec un coéfficient de corrélation égal à 0,742. Ceci implique que ces deux éléments entrent dans une même phase minérale. D'où l'augmentation de l'un induit nécessairement celui de l'autre (Figure V.26).

Cr-Pb

60			60

Cr (ppm)

50 40 30 20 10

50 40 30 20 10

Pb (%)

0			0

Cr Pb

Cr-Pb

60

50

Pb (ppm)

40

30

20

10

y = 0,7296x 2,4246

R² = 0,5501

0

0 20 40 60

Ni (ppm)

TiO2-Co

2.5			500

TiO2 (%)

2 1.5 1 0.5

400 300 200 100

Co (ppm)

0			0

TiO2 Co

TiO2-Co

500

0 0.5 1 1.5 2 2.5

TiO2 (%)

Co (ppm)

400

300

200

100

0

y = 164,87x - 23,26

R² = 0,7363

Figure V.27 : Evolution du couple titane-cobalt

Figure V.26 : Evolution du couple chrome-plomb

· Co et Ti 02

Le cobalt et le titane montrent une corrélation positive avec un coefficient de corrélation égal à 0,858. Ceci implique que l'augmentation de la teneur en titane s'accompagne d'une augmentation de la teneur en cobalt (Figure V.27).

lOg(Fe2O3/K2O)

- 0.2

- 0.6

0.6

0.2

1.8

1.4

-1

1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2

Fe-shale

log(SiO2/Al2O3)

arkose

Fe-sand

subarkos

sublitharenite

Quartzite

Figure V.29 : Diagramme de classification des roches détritiques ( Herron, 1988 ) in Rollinson (1993).

~ 75 ~

? Zn et Zr

Le zinc et le zirconium montrent une corrélation positive avec un coefficient de corrélation à 0,545. Ceci inplique que ce deux éléments entrent dans une même phase minérale (Figure V.28).

Zn (ppm)

400

600

500

300

200

100

0

Zn-Zr

Zn Zr

35

30

5

0

25

20

15

10

Zr (ppm)

Zr (ppm)

35

30

25

20

15

10

5

0

0 200 400 600

y = 0,028x + 5,0726 R² = 0,2966

Zn-Zr

Zn (ppm)

Figure V.28 :Evolution du couple zinc-zirconium