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Analyse géochimique de la composition des sédiments du bassin de la cuvette centrale: cas des grès de la région de Kisangani


par Moïse Banga d'odz
Université de Kisangani - Licence 2022
  

Disponible en mode multipage

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B.P.2012

KISANGANI

ANALYSE GEOCHIMIQUE DE LA COMPOSITION DES SEDIMENTS DU BASSIN DE LA CUVETTE CENTRALE : CAS DE GRES DE LA REGION DE KISANGANI

ANNEE ACADEMIQUE 2022-2023

Travail de fin d'étude réalisé en vue de l'obtention de diplôme de licence en science.

Directeur : P.O. Gabriel MAKABU

Encadreur : Ass. Gilbert SINGOMA

PAR :

BANGAD'ODZ Moise

DÉDICACE

A mes parents Henri D'ODZ KORR et Marguerite -Marie TSESI KOVE, pour leur amour indéfectible et soutien témoigné à mon égard.

Que ce travail soulage tant soit peu les sacrifices énormes consentis aux fins de sa réalisation effective.

Âmes grands frères Patrick MAKI D'ODZ, Yannick NGONE D'ODZ, Ruffin ASIMWE D'ODZ et ma grande soeur Mireille KASEMIRE D'ODZ pour leurs immenses affections, sacrifices et soutiens qu'aucun mot ne saurait qualifier et dont les dimensions demeurent sans mesure.

Moïse BANGA D'ODZ.

REMERCIEMENTS

À l'Etre suprême, Éternel notre Dieu, qui nous a doté de toute sagesse et intelligence et à qui nous devons tout notre être et tout notre savoir pour le souffle de vie qu'il nous accorde gracieusement, pour sa miséricorde infinie, pour ses grâces et bénédictions innombrables, pour son amour incommensurable, qu'il daigne multiplier les fruits de ce travail.

Nous tenons à montrer notre sentiment de gratitude envers notre directeur, Professeur Ordinanre Gabriel MAKABU KAYEMBE, et envers notre encadreur, Assistant Gilbert SINGOMA DESABA, qui, en dépit de leurs multiples occupations, ont ténu à assumer la direction et l'encadrement de ce travail dans l'amour avec l'esprit de nous instruire.

Nos gratitudes s'adressent à nos professeurs et chefs de travaux attachés au département de Géologie qui, malgré la distance, font un effort de venir à Kisangani pour dispenser les cours, et particulièrement à nos assistants Dimitri ELUKESU et Paulin ISIMBIKA pour leurs encadrements, conseils et encouragements tout au long de notre parcours à l'université.

Nous ne pouvons terminer ce parcours sans pour autant remercier toutes les personnes qui de près ou de loin ont participé dans la réussite de celui-ci, nous pensons à nos parents Papa Henri D'ODZ KORR et Maman Marguerite-Marie TSESI KOVE qui nous ont non seulement montré le chemin de l'école mais nous ont éduqué et accompagné dans ce parcours académique, et à toute la famille D'ODZ qui, nonobstant d'innombrables difficultés, ne cessent de nous soutenir, que Dieu les bénisse.

A la grande famille Jacques LOBO, à tous nos oncles, tantes, cousins, cousines, neveux, nièces et de façon particulière à mes tantes Odette DETCHUVI, LOVE et Jeanne et à mes cousines Brigitte Kasemire, Catherine FURAHA et Nadège, nous vous prions de trouver ici, le témoignage de nôtre affection.

A tous nos amis(es), connaissances et camarades de promotion, nous vous prions de trouver ici l'expression de notre gratitude pour le partage du pire et du meilleur. Nous avons une pensée particulière pour ZUENA SWEDI Angel, Dieu merci ENEKU, Héritier UNWANGA, Déogracias MUKOMBOZI, ZEMBO KAMANDA Célestin, Chadrack BINIBANGILI, Emmanuel NTAKOBAJIRA, Michael BATCHU IYELE, Jemima BUSINGE,

A tous ceux qui de près ou de loin ont contribué à la réalisation de ce modeste travail et dont nous n'avons pas pu citer les noms, qu'ils trouvent ici l'expression de notre infinie gratitude. Puisse le Seigneur les combler de tous ses bienfaits.

Moïse BANGA D'ODZ

LISTE DES FIGURES

Figure 1. Carte de localisation du secteur d'étude (ville de Kisangani). 2

Figure 2. Modèle numérique de terrain (ville de Kisangani). 6

Figure 3. Carte géologique de province de la Tshopo. 10

Figure 4. Carte géologique de Kisangani 12

Figure 5. Echantillon BM 001 18

Figure 6. Echantillon BMT 002 19

Figure 7. Echantillon BM 003 19

Figure 8. Graphique de la distribution de tous éléments après la normalisation 23

Figure 9. Courbe de tendance et de variation entre TiO2 et Fe2O3 25

Figure 10. Courbe de tendance et de variation entre TiO2 et P2O5 25

Figure 11. Courbe de tendance et de variation entre Fe2O3 et Al2O3 26

Figure 12. Courbe de tendance et de variation entre Fe2O3 et K2O 26

Figure 13. Courbe de tendance et de variation entre Fe2O3 et P2O5 27

Figure 14. Courbe de tendance et de variation entre MgO et MnO 27

Figure 15. Courbe de tendance et de variation entre Al2O3 et P2O5 28

Figure 16. Courbe de tendance et de variation entre K2O et P2O5 28

Figure 17. Diagramme montrant le contexte géodynamique de nos échantillons 32

Figure 18. Représentation des données dans le diagramme de ROSER et KARSH (1986) 34

Figure 19. Diagramme de type A-CN-K (Nesbitt et Young, 1982) 36

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1. Synthèse chronostratigraphique et lithostratigraphique des grands ensembles géologiques de la province de Tshopo (d'après la légende de la carte géologique de la RDC, FERNANDEZ-ALONSO et al., 2015). 2

Tableau 2. Le matériel utilisé sur terrain 13

Tableau 3. Présentation des résultats d'analyses chimiques 21

Tableau 4. Les paramètres de tendance centrale et de dispersion des variables étudiées 22

Tableau 5. Les teneurs des éléments majeures obtenues après normalisation par rapport au clarke 23

Tableau 6. Matrice de corrélation 24

Tableau 7. Critère des maturités ou immaturités des grès par le rapport 30

Tableau 8. Critère des maturités ou immaturités des grès par le rapport 31

INTRODUCTION GENERALE

0.1. CONTEXTE DU TRAVAIL

La géochimie est l'une des disciplines parmi les sciences de la Terre. Cependant, pendant près d'un siècle, le terme le plus courant pour désigner cette discipline est celui de « géologie chimique » et il y a peu de contact entre les géologues et les chimistes. On peut néanmoins reconnaître au chimiste Germano-suisse Christian Schönbein (1799-1868) l'invitation du terme « géochimie » (1838). Le Larousse du vingtèmesiècle définit ainsi la Géochimie comme étant« l'ensemble des étudeschimiques qui se rapportent à l'écorce terrestre ».Cette définition reprise pour l'essentiel par les dictionnaires plus récents, reste globalement valable, àceci près que l'objet de cette science s'est étendudepuis longtemps (et bien avant 1930), àd'autres sphères terrestres que « l'écorce » et que la définition s'est affinée et élargie. Ce n'est plus « l'ensemble des études » : car par exemple publier un recueil d'analyses chimiques des matériaux naturels, sans distinction raisonnée des résultats, n'est pas « faire de la géochimie ».

D'autre part les frontières de la discipline ont largement débordé vers le monde vivant (dans ses interactions avec le monde minéral), et aussi vers le monde extraterrestre, apportant avec l'étude des planètes, satellites, astéroïdes et comètes, une extension inévitable dès lors qu'on a disposé d'informations au moins qualitatives sur leur structure chimique.

La Géochimie planétaire (dite parfois « cosmo chimie » explique en partie la géochimie terrestre et réciproquement. Aujourd'hui II existe plusieurs branches de la Géochimie, entre autres : l'hydrogéochimie, la pédogéochimie, la litho géochimie, la bio géochimie cependant, le projet de ce présent travail est élaborépour une démarche scientifique ; logique que nous apportons, par ce modeste thème « l'analyse Géochimique de la composition de sédiments du bassin de la bordure de la cuvette centrale (cas de la région de Kisangani) dans le but de reconstituer la source de ces sédiments (pour notre cas le grès) ».

0.2. PROBLÉMATIQUE

La région de Kisangani appartient au groupe de Stanley-ville constitué des séries Lindiennes dont les faciès sont généralement reconnus sédimentaires. Mais dans les grès retrouvés dans la région, on peut noter des petites différences surtout d'ordre de couleur en les observant. C'est ce qui nous a motivé de chercher à savoir l'origine de ces différentes sortes de grès dans la région.

Ainsi il se pose une question principale à savoir « les grès de la région de Kisangani et ses environs proviendraient-ils d'une même source ? ». Autour de cette question s'articule deux autres spécifiques :

Ø Qu'est-ce qui serait à l'origine ou influencerait ces petites différences d'ordre granulométrique et de couleur observées dans ces grès ?

Ø Quels sont les principaux minéraux composants de cette roche ?

0.3. HYPOTHESES

Vu l'optique d'idée autour de laquelle la question principale est soulevée, nous pensons que le secteur que fait l'objet de cette étude pourrait bien être l'une des caractéristiques lithologiques pour la série L'Indienne regorgeant des faciès sédimentaires entraînés par les plus grandes rivières du Nord-est tout en les mobilisant dans le bassin du fleuve Congo. Ainsi connaissant le cycle de formation des roches sédimentaires, nous pensons que ces grès proviendraient des roches préexistantes vers le Nord-est et cette roche serait le granite vu que ces grès sont majoritairement composés de Quartz, feldspath et mica qui sont les minéraux de Granite. Pour les deux autres questions spécifiques, nous avançons les hypothèses suivantes :

Ø La toile ou la granulométrie des éléments constitutifs de ces grès dépendrait de la distance de transport qu'ont subi ces éléments jusqu'au lieu du dépôt ;

Ø En grande partie cette roche serait composée de Quartz, micas et feldspaths.

0.4. OBJECTIFS

Pour mieux mener nôtre étude, nous nous sommes fixés comme objectif principal de reconstituer l'origine des grès affleurant dans la ville de Kisangani et ses environs en recourant aux analyses des éléments majeurs qu'ils contiennent.

Au-delà de cet objectif principal, nous nous sommes fixésdeux autres, celui de comparer et corréler éventuellement les grès affleurant au point kilométrique 7 (Pk7) de celui affleurant au bord de la rivière Tshopo (derrière l'école Hope international school) et celui affleurant à Bengamisa (sur la berge de la rivière Lindi derrière le bureau administratif de la localité de Bengamisa) du point de vue granulométrique, et celui de les coparer sur le plan de la composition minéralogique.

0.5. MÉTHODOLOGIE ET TECHNIQUE DU TRAVAIL

Dans le but d'atteindre et de satisfaire aux objectifs susmentionnés, nous avons fait simplement recours aux méthodes descriptives, analytique et interprétative. Ainsi avons procédé à la :

A. MÉTHODOLOGIE

Ø Aux travaux de terrain : Observation macroscopique des affleurements ;

Ø Aux travaux de bureau ; traitement des donnéessur ordinateur ;

Ø Aux analyses des échantillonsau laboratoire ;

Ø Aux discussions et interprétation des résultats du laboratoire.

Par ailleurs, nous avons utilisé la technique documentaire qui nous a aidés à rassembler les documents nécessaires pour l'élaboration de notre travail. Sur base de ceci, il nous a étéfacile de consulter différentsouvrages, archives, notes de cours articles, cartes et même l'internet.

B. TECHNIQUE

Les principales techniques adaptées pour cette démarche sont celles de la documentation pour les revues de la littérature, l'observation àtravers quelques matériels du terrain et l'analyse Géochimique effectué au laboratoire.

0.6. DÉLIMITATION DU TRAVAIL

Ce travail est limité dans l'espace sur l'étendue de trois sites (pk11, pk9, pk7), le bord de la rivière Tshopo vers l'école Hope international french-school (ville de Kisangani) et le site de Bengamisa en province de la Tshopo en RD. CONGO. Il est le résultat des travaux du terrain, des analyses cartographique et Géochimique et de rédaction parcourus au courant de l'année académique 20222-2023.

0.7. SUBDIVISION SOMMAIRE

Le président travail comprend trois chapitres hormis l'introduction et la conclusion générale. Il s'agit du :

Ø Premier chapitre : Généralités sur le secteur d'étude ;

Ø Deuxième chapitre : Donnéesd'analyses macroscopiques du terrain et interprétation des résultats ;

Ø Troisième chapitre : Analyses chimiques des échantillonset interprétation des résultats.

CHAPITRE PREMIER : GÉNÉRALITÉS SUR LE SECTEUR D'ÉTUDE

INTRODUCTION

Le chapitre susmentionné parlera de la présentation générale du secteur en classifiant cette présentation en deux parties notamment la partie géographique et la partie géologique. Parlant de la partie géologique, nous y présenterons la géologie régionale, qui est celle de la province de la Tshopo en suite la géologie locale, qui sera celle de la ville de Kisangani.

I.1.CADRE GEOGRAPHIQUE

I.1.1. LOCALISATION

La ville de Kisangani est située dans la partie Nord-Est de la RDC, au centre de la province de la Tshopo. Elle est localisée à 0°31' de latitude Nord, par rapport à l'Equateur, 25°11' de longitude Est par rapport au méridien de Greenwich (figure 1). Actuellement, Chef-lieu de la Province de la Tshopo, Kisangani est subdivisée en six communes : Makiso, Tshopo, Mangobo, Kabondo, Kisangani (sur la rive droite du fleuve Congo) et Lubunga (sur la rive gauche). La collectivité-secteur de LubuyaBera fait aussi partie des entités de la ville de Kisangani. Il constitue toute la périphérie de la ville de Kisangani hormis les six communes de la ville ; néanmoins, ce secteur forme une limite à l'Est avec le territoire de Bafwasende, à l'Ouest avec le territoire d'Isangi, au Nord, avec le territoire de Banalia et au Sud avec les territoires d'Ubundu et Opala (KAZADI, 2012).

Figure 1. Carte de localisation du secteur d'étude (ville de Kisangani).

Figure II.1 Carte de localisation du secteur d'étude (ville de Kisangani).

I.1.2. CLIMAT

Le climat de Kisangani appartient au groupe Af de la classification de Köppen, c'est un climat chaud et humide de type équatorial. Les précipitations annuelles supérieures à 1800mm, l'insolation de 1972 heures/an et d'humidité relative est 80 à 90 % (BOREK, 1990). La hauteur moyenne des pluies du mois les plus secs est supérieure à 60mm et l'amplitude thermique inférieure à 5.

I.1.3. VÉGÉTATION

La végétation de Kisangani se place selon MATE (2001) dans le secteur forestier central de la région guinéenne. Ce secteur est caractérisé par des forêts denses, humides et groupements végétaux de dégradation diverse suite à l'action anthropique. Cette végétation est essentiellement constituée des forêts secondaires jeunes, des recrûs forestiers, de forêts primitives et marécageuses.

I.1.4. HYDROGRAPHIE

La ville est entièrement située dans le bassin du fleuve Congo et outre le fleuve Congo, on y trouve des grandes rivières tels que la rivière Tshopo et la rivière Lindi et ses affluents tels que Kabondo, Makiso, Djubin, Djubudjubu, Kibibi, Lubunga etc.

I.1.5. SOL ET TOPOGRAPHIE

La ville de Kisangani a un sol présentant les mêmes caractéristiques reconnues aux sols de la cuvette centrale congolaise. Ce sol est rouge ocre, avec un faible rapport silice - sesquioxyde de la fraction argileuse, une faible capacité d'échange cationique de la fraction minérale, une teneur en minéraux primaires faible, une faible activité de l'argile, une faible teneur en éléments solubles et une assez bonne stabilité des agrégats. (LOMBA, 2007).

Dans notre secteur d'étude l'altitude varie entre 353m et 533m avec une altitude moyenne s'élevant à 412m. La topographie du terrain est généralement plate, elle est constituée des sols de plateaux et des sols de versants. Ces derniers renferment des fortes pentes assurant l'écoulement de l'eau vers le fleuve et les différentes rivières (figure 2).

Figure 2. Modèle numérique de terrain (ville de Kisangani).

I.2. CADRE GEOLOGIQUE

La province de la Tshopo est occupée par deux formations géologiques majeurs, d'une part des formations phanérozoïques et d'autre part des formations précambriennes.

a) Les formations précambriennes

Les terrains précambriens de la province de la Tshopo sont représentés par : le Supergroupe de la Kibali, Complexe granitoïde de l'Uélé, le groupe Burundien et le Supergroupe de la Lindi. Ces formations dominent dans la partie Nord-Est de ladite province recouvrant deux grandes parties de territoire de Banalia, de Bafwasende, et le Nord de la ville de Kisangani (Figure II.2).

· Supergroupe de la Kibali - Ki (Néo-Archéen)

Il affleure au Nord du territoire de Banalia et Sud-est de Bafwasende. Deux alternatives sont documentées dans la littérature :

· Selon Lavreau (1973):Kibalien Supérieur (KS): sédiments avec quelques volcanites andésitiques et Kibalien Inferieur (KI): association volcanique -granitoïde.

· Selon le BRGM (1970-1982):Kibalien Supérieur (Ki2): méta-sédiments et méta volcanites et Kibalien Inferieur (Ki1): paragneiss

· Complexe granitoïde de l'Uélé

Le complexe granitoïde de l'Uélé correspond à la matrice dans laquelle sont dispersés les greenstonebelts (Kibaliens) où l'ensemble de ces deux termes composent l'association « granite-greenstone (GG) ». Il s'agit d'une suite typique TTG (Tonalite-Trondjemite-Granite). Dans la province de la Tshopo, les roches granitiques affleurent au Nord de Banalia et dans la partie Sud-est de Bafwasende avec quelques poches isolées dans le territoire d'Ubundu au Sud-est de Kisangani.

· Burundien inférieur (et moyen ?)

Les roches attribuées ici au Burundien sont localisées essentiellement au Sud-est de Bafwasende et reposent indifféremment sur le socle granitoïde et sur le Kibalien. Il s'agit des formations métasédimentaires (épizonales) de la Bilati et de la Maïko : schistes pélitiques, graphiteux ou sériciteux, à intercalation quartzitiques, conglomératiques ou carbonatées ; vers la base, micaschistes parfois mésozonaux ou à filonnets granitiques. La position stratigraphique de ces formations est incertaine.

· Supergroupe de la Lindi (LI)

Selon l'étude détaillé de VERBEEK (1970) reprise comme base pour les travaux du BRGM (1970-1982). Il est constitué principalement par les arkoses, les grès, les quartzites, les shales et les conglomérats (LAVREAU, 1984). VERBEEK (1970) a distingué trois groupes dans le Lindien qui sont, de bas en haut : Ituri (LI Itu), Lokoma (LI Lok), Aruwimi (LI Arw). Une discordance existe entre les groupes de Lokoma et d'Ituri, elle n'est pas parfaitement établie entre les groupes de l'Aruwimi et de la Lokoma.

b) Les formations du phanérozoïque

La succession des formations du phanérozoïque se présentent de la manière suivante dans la province de la Tshopo, de bas en haut :

· Supergroupe du Karoo (KA) : Carbonifère supérieur et Permien inférieur

Les unités de Karoo ont été intersectées dans le sondage profond de Dekese sur une épaisseur de 400 à 500 m, intercalées entre le Groupe Mésozoïque de la Loia et le soubassement Précambrien. Le Karoo est représenté en Tshopo par deux groupes, la séquence litho stratigraphiques est la suivante de bas en haut :

· Groupe de la Lukuga (Luk) ou (KaLuk) ; Permo-Carbonifère : il affleure au Sud-est de la province de la Tshopo dans les territoires d'Ubundu et Bafwasende. Il comprend du haut en bas :

ü Les séquences supérieures : siliciclastiques avec intercalation de couches à houille dont certaines ont été exploitées.

ü Les séquences inférieures : glaciaires ou périglaciaires intercalées d'un niveau de schistes noirs.

· Groupe de la Lueki (Lue) ou (KaLue) ; Trias. Ils reposent de façon transgressive sur le Groupe de la Lukuga. Ce groupe affleure à Kisangani et dans le territoire d'Ubundu le long du fleuve Congo et ses affluents. Ces formations comprennent des roches typiques de faciès rouge. Dans la partie orientale de la cuvette centrale on observe les alternances de grès gris violacés à rouges, et d'argilites verdâtres à rouges ; accessoirement des calcaires gréseux.

· Groupe de Kisangani (Kis) : Jurassique supérieur.

Il affleure au Sud de la ville de Kisangani dans les territoires d'Ubundu et d'Opala. Ce groupe est constitué par une alternance d'argilites et grès reposant sur deux couches de schistes bitumineux avec parfois les horizons de calcaires intercalaires sont observés dans la partie Est. Ces formations d'âge Jurassique s'étendent entre Kisangani et Ubundu. Lepersonne (1974) rassemble toute la succession dans le même niveau chronostratigraphique de haut en bas :

· Grès, argilites de la Lilo ;

· Argilites de la Riki ;

· Grès, argilites sableuses, intercalations schistes bitumineux ;

· Argilites ;

· Argilites et schistes bitumineux de l'Usengwe ;

· Argilites calcaires ;

· Argilites et schistes bitumineux de la Loso ;

· Argilites, grès ;

· Schistes bitumineux de Minjaro ;

· Argilites ;

· Argilites, grès conglomératiques, conglomérats,

v Supergroupe de la Sankuru (SN) : Crétacé.

Les roches du Crétacé affleurent à l'Ouest de la Tshopo dans les territoire d'Opala, Basoko, Isangi et Yahuma. Elle se composent essentiellement d'alternances de grès et d'argilites, parfois calcarifères, occasionnellement avec des lits plus grossiers (poudingues, psammites) et/ou des concrétions (silex, agates, galets de quartz). La subdivision de ce Supergroupe se base sur la biostratigraphie de faunes de Crétacé. C'est ainsi que Lepersonne (1974, 1977) a décrit la succession chronostratigraphique pour les unités du Crétacé et sa séquence lithostratigraphique se présente de haut en bas de la manière suivante :

· Groupe du Kwango (Cenomanian et supra C.-C3)

· Groupe de Bokungu (Albien-Aptien-). Il est considéré comme un réservoir important de diamant alluvionnaire, suite à une étude détaillée de leur composition détritique (CENSIER,1990) a démontré qu'ils ont été sujet à plusieurs phases de remobilisations et sont dérivés en prédominance d'une source au Sud de la RDC.

· Groupe de la Loia (Wealdien-C1)

v Supergroupe de la cuvette centrale (CC) : Pléistocène, pliocène.

Ces sont des alluvions, éluvions et colluvions. Selon CAHEN (1954), les sédiments du Pléistocène inférieur recouvrant une grande partie de la Cuvette centrale sont continentaux. Il s'agit de sables plus ou moins argileux avec quelques conglomérats à la base qui recouvrent la plaine tardi-tertiaire. Cahen discerne les sables jaunes qui seraient dérivé du Groupe des sables ocre Néogènes du Kalahari Supérieur et les Sables rouges qui proviendraient d'unités du Crétacé.

v Holocène (HOL).

Ces sont des alluvions et sédiment (sub) moderne du quaternaire, donc des sédiments récents, des terrasses fluviatiles et des divers produits d'altérations. Ces formations affleurent du côté aval le long du fleuve Congo, sur l'axe Yangambi-Isangi-Basoko et continue en suivant la ligne du fleuve. La distinction entre Holocène et Plio-Pléistocène est plus ou moins arbitraire (FERNANDEZ-ALONSO et al., 2015). N'ont été représentées (sur la carte du Figure II.2) en Holocène que les surfaces suffisamment vastes, occupées par des alluvions et partiellement ou complètement inondées. Une proportion plus ou moins importante d'alluvions holocènes est ainsi certainement restée incluse dans le Plio-Pléistocène.

Figure 3. Carte géologique de province de la Tshopo.

Tableau 1. Synthèse chronostratigraphique et lithostratigraphique des grands ensembles géologiques de la province de Tshopo (d'après la légende de la carte géologique de la RDC, FERNANDEZ-ALONSO et al., 2015).

Chronostratigraphie

Lithostratigraphie

EEon

Ere

Période

Supergroupe/ Complexe

Groupe

Phanérozoique

Cénozoïque

Quaternaire

Alluvions et sédiments (sub)moderne (HOL)

Néogène

Supergroupe de la Cuvette Centrale (CC)

Couches de Yangambi, Salonga, Lodja

Mésozoïque

Crétacé

Supergroupe de le Sankuru (SN)

Groupe du kwango (Kwa)

Groupe de Bokungu (Bok)

Groupe de la Loia (Loi)

Jurassique

Groupe de Kisangani (Kis)

Trias

Supergroupe de Karoo (Ka)

Groupe de la Lueki (Lue)

Paléozoïque

Permien

Groupe de la Lukuga (Luk)

Carbonifère

Protérozoïque

Néoprotérozoïque

Supergroupe de la Lindi (LI)

Groupe de l' Aruwimi (Arw)

Groupe de la Lokoma (Lok)

Groupe de l'Ituri (Itu)

Mésoprotérozoïque

Ruzizi/Kivu (RU/KV)

Burundien inferieur (moyen ?)

Archéen

Néo-archéen

Complexe granitoïde de l'Uélé

Supergroupe de la Kibali (KI)

I.3. Géologie locale

La figure3 ci-dessous montre les grands ensembles géologiques de la ville de Kisangani. La lithostratigraphie de ces formations se présente de la manière suivante de haut en bas :

Ø Supergroupe de la Cuvette centrale (CC) ;

Ø Groupe de Kisangani (Kis), au Sud ;

Ø Groupe de Lueki (KaLue), le long du fleuve ;

Ø Supergroupe de la Lindi (LI), au Nord, représenté par : Groupe de l'Aruwimi (Arw) ; Groupe de l'Aruwimi (Arw) et Lokoma (Lok) indifférenciés,

Toutes ces formations sont décrites ci-haut dans le tableau1.

Figure 4. Carte géologique de Kisangani

CHAPITRE II. DONNEES D'ANALYSE MACROSCOPIQUE DU TERRAIN

II.1. INTRODUCTION

Ce chapitre sera consacré aux résultats de levé géologique réalisé in situ et l'interprétation de résultats. Les matériels et la technique utilisés seront présentés à cette fin. Ces données de terrain ont été traitées à l'aide de certains logiciels cartographiques au bureau, ce qui a abouti aux cartes de localisation du secteur d'étude, modèle numérique de terrain, carte d'échantillonnage.

II.2. TECHNIQUE DE LEVE GÉOLOGIQUE

Pour atteindre les objectifs assignés à cette étude, nous avons couvert le secteur d'étude par des travaux de levé géologique itinérant. Ce levé a conduit à la confection de la minute de terrain, document cartographique reprenant l'ensemble de station d'observation et d''échantillonnage.

II.3. MATERIEL UTILISE

Le matérielutilisé pour la réalisation de ce travail est consigné dans le tableau 2.

Tableau 2. Le matériel utilisé sur terrain

Nom du matériel

Importance

Image

La boussole

La boussole est un instrument qui permet au géologue de repérer géométriquement les couches c'est-à-dire déterminer la direction et les pendages des couches, bref, prélever les mesures structurales suivant la notion de la rosace.

 

Le marteau

Le marteau est un instrument des géologues qui permet de cassé, la roche afin de faire des étude macroscopique (pétrographique et minéralogique).

 

Le GPS

GPS(global positioning system) est un système de positionnement global qui nous permet de se localiser à n'importe quel point sur le globe terrestre.

 

La loupe

La loupe est un appareil indispensable à la détermination d'un faciès ou d'une roche sur le terrain. Elle permet d'identifier les minéraux ou les éléments figurés constituant une roche.

 

L'acide chloridrique

L'acide chloridrique permet de voir si la roche est carbonatée avec comme réaction d'effervescence.

 

Le crayon

Le crayon est un instrument qui nous aide à noter toutes les observations du terrain dans un carnet.

 

Le papier millimétré

Le papier millimétré nous aide à reproduire une formation sur une petite échelle.

 

Le carnet de terrain

Le carnet de terrain sert à noter absolument toutes les observations et mesures sur terrain.

 

Sachets d'échantillonnage 

Les sachets d'échantillonnage nous servent à conserver les échantillons prélevés pendant le terrain.

 

Appareil numérique 

C'est pour prendre des images des affleurements sur terrain.

 

Le mettre ruban ou décamètre

Sert à mesurer les extensions latérales et horizontales des affleurements.

 

II.4. TRAVAUX DE TERRAIN

Le grès est une roche sédimentaire à grain fin composée principalement de sable, cimentée par des minéraux tels que le quartz (SiO2), l'argile composée majoritairement de silicate d'alumine comprenant donc deux types de couches, soit le silicate (SiO4), soit l'alumine (Al2O3) ; ou la calcite (CaCO3). Il se forme par l'accumulation et la consolidation de particules de sable, généralement dans des environnements côtiers ou désertiques où les conditions d'érosion et de dépôt sont favorables.

La variété de grès peut varier en fonction de la taille des grains de sable, de la composition minérale des ciments et des types de dépôts qui ont contribué à sa formation. Certaines variétés de grès peuvent contenir des minéraux tels que le feldspath, le mica ou le fer, ce qui peut leur donner une couleur ou texture distincte.

Le grès est souvent apprécié pour sa résistance et sa durabilité, ce qui en fait un matériau couramment utilisé dans la construction et la sculpture. Il est également fréquemment utilisé comme pierre de parement ou pour la fabrication de pavés.

A. LE GRES DE KISANGANI

La roche grès de Kisangani est une formation géologique présente dans la région de Kisangani en République démocratique du Congo. Elle est composée principalement de grès, une roche sédimentaire formée par l'accumulation de sable et de minéraux.

Cette roche gréseuse est largement utilisée dans la construction, en raison de sa résistance et de sa durabilité. Elle peut être façonnée en différents formats tels que des dalles, des pavés ou des blocs, et est souvent employée pour la construction de bâtiments, de trottoirs et de routes.

La roche Grès de Kisangani est connue pour sa couleur distincte, qui varie du brun clair au brun foncé. Sa texture granuleuse en fait une pierre attrayante pour une utilisation à des fins esthétiques.

En géologie, il existe plusieurs types de levé dits prospections et il en existe des divers types :(la prospection géochimique, prospection au marteau,). D'où, celle que nous avions utilisée pour la réalisation de notre travail, s'intitule la prospection au marteau. C'est ainsi que notre travail se reparti dans trois sites, dont chacun présente des caractéristiques propres à lui.

B. BRÈVE DESCRIPTION DE NOS ECHANTILLONS

Généralement la région de Kisangani est constituée de faciès sédimentaires regorgeant ainsi plusieurs types des roches. Mais dans le cadre de ce travail nous avons ciblé le grès comme espèce faisant l'objet de notre étude puisque qu'il est majoritairement représenté dans la région et présente quelques différences du point de vue granulométrique mais aussi de la coloration. Ainsi pendant l'échantillonnage nous avons tenu compte de ces petites différences pour prélever nos échantillons sur terrain.

Station 1 : coordonnées géographiques : X=300023, Y=61502 et Z=400m

· PK7 ROUTE AÉROPORT

Ce site est situé à environ 1km vers le sud de la grande route menant vers l'aéroport international de Bangboka au niveau du PK7 dans une carrière de l'exploitation des matériaux de construction. Sur le front de carrière d'exploitation des matériaux de construction on observe la succession des bancs de grès en monoclinal dont les contacts sont marqués par une série de shale grisâtre en mince lit entre les deux bancs de grès. Les grains de shale sont en plaquettes et le grès en litige parallèle aux couches.

Figure 5. Echantillon BM 001

Station 2 : coordonnées géographiques : X=304953, Y=56673 et Z=409m

· Site BENGAMISA

Sur la berge de la rivière Lindi au niveau de son lit majeur juste derrière le bureau administratif de la localité de BENGAMISA (PK52), affleure une formation à structure tubulaire superposée en bancs stratifiés des puissance variante entre 20 et 30 centimètres de coloration rougeâtre. Plusieurs litiges sont visibles au sein des bancs parallèles aux plans de stratification. Le banc situé au sommet présenté un début d'altération physique avec des débris de gros blocs séparés par l'action des racines d'arbres.

Figure 6. Echantillon BMT 002

Station 3 : coordonnées géographiques : X=301298, Y=102561 et Z=413m

· Site HOPE INTERNATIONAL SCHOOL

Derrière l'école HOPE INTERNATIONAL SCHOOL sur la bergede la rivière Tshopo, on observe un banc épais de grès de couleur blanchâtre à grisâtre ayant une succession en profondeur dans l'eau et mesurant 1m d'épaisseur sur la partie visible.

Figure 7. Echantillon BM 003

CONCLUSION PARTIELLE

Le levé topographique et géologique mené dans le secteur d'étude grâce à un matériel approprié a permis d'une part de prélever les mesures géographiques et structurales et d'autres part de procéder à la description de l'affleurement. Sur base des données de terrain, nous avons pu élaborer successivement la carte topographique, d'affleurement faisant l'objet de notre itinéraire de station à station.

Au total 3 échantillons de grès ont été prélevés sur terrain, ils ont été tous sélectionnés pour les différentes analyses au laboratoire et codifiés de la manière suivante : BRTOO2, BL003 et BM001.

CHAPITRE III. ANALYSES CHIMIQUES DES ÉCHANTILLONS ET INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS

III.1. INTRODUCTION

Il est à savoir que les analyses géochimiques faites au laboratoire nous ont permis d'identifier et de quantifier avec détails bien précis des différents éléments chimiques contenus dans les roches prélevées sur terrain.

III.2. PRESENTATION ET TRAITEMENT DES ELEMENTS ANALYSES

III.2.1. Présentation des données chimiques

Dans les 3 échantillons prélevés sur terrain et analysés au laboratoire on a répertorié les éléments majeurs. Par définition, on désigne normalement les éléments majeurs ceux qui ont des concentrations supérieures à 1%.

Les éléments majeurs sont ceux qui prédominent dans l'analyse de toute roche. Il s'agit de : Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K et P ; il est à noté que leur concentration est exprimée en :

· % du poids de leurs oxydes ;

· % du poids d'éléments ou % du poids d'atome.

Tableau 3. Présentation des résultats d'analyses chimiques

RESULTAT GEOCHIMIQUE DES ECHANTILLONS DES GRES SEDIMENTAIRES DE KISANGANI

 
 
 

CaO

 

MgO

MnO

 

O

O

 

PF

Total

BRT002 Grès moyen Tshopo river/A

93,78

0,07

0,06

0,12

0,09

0

2,47

0,02

0,67

0,02

0,58

97,65

BL003 Grès fin Lindi river/A

57,77

0,46

6,64

2,71

3,03

0,08

11,89

0,05

7,72

0,13

10,23

100,71

BM001 Grès grossiers mandombe/A

66,55

0,2

7,02

0,63

5,28

0,15

5,28

0,82

1,13

0,04

12,21

99,33

III.2.2. Paramètres statistiques des échantillons analyses

Dans le traitement géochimique, certains paramètres statistiques sont essentiels pour l'analyse des données. Voici quelques-uns des paramètres statistiques importants :

Tableau 4. Les paramètres de tendance centrale et de dispersion des variables étudiées

Ech

Minimum

Maximum

Median

Moyenne

Ecart-type

C-V

SiO2

57,77

93,78

66,55

72,7

18,776232

25,83

TiO2

0,07

0,46

0,2

0,2433333

0,1985783

81,61

CaO

0,06

7,02

6,64

4,5733333

3,9132765

85,57

Fe2O2(t)

0,12

2,71

0,63

1,1533333

1,372018

118,96

MgO

0,09

5,28

3,03

2,8

2,6026333

92,95

MnO

0

0,15

0,08

0,0766667

0,0750555

97,90

Al2O2

2,47

11,89

5,28

6,5466667

4,8360556

73,87

Na2O

0,02

0,82

0,05

0,2966667

0,4534681

152,85

K2O

0,67

7,72

1,13

3,1733333

3,9442405

124,29

P2O2

0,02

0,13

0,04

0,0633333

0,0585947

92,52

PF

0,58

12,21

10,23

7,6733333

6,2222691

81,09

Tableau 5 : Les paramètres de tendance centrale et de dispersion des variables étudiées

Ces paramètres statistiques sont essentiels pour analyser et interpréter les données géochimiques, en fournissant des informations sur la tendance centrale, la dispersion et les relations entre les différentes variables. Nous avons vérifié les relations existantes entre les variables en faisant une analyse bivariée, les présentant sur une courbe de régression linéaire, ces graphiques sont présentés comme suivants.

III.2.3. Normalisation des teneurs par rapport au Clarke

Le clarke est la teneur moyenne d'un élément chimique dans la croûte terrestre, exprimée en g/t, ou en p.p.m. (partie par million), ou en %. Les valeurs normalisées dans le tableau ci-dessous (tableau 5) ont été obtenues en divisant la teneur de chaque élément dans les différents échantillons par sa teneur moyenne dans le croute terrestre (Clarke).

Tableau 5. Les teneurs des éléments majeures obtenues après normalisation par rapport au clarke

Echantillon

 
 

CaO

 

MgO

MnO

 

O

O

 

Clarke en %

60.18

1.06

5.17

3.14

3.5

0,37

15.61

3.91

3.1

0.30

BRT002

1,56

0,07

0,01

0,04

0,03

0

0,16

0,01

0,22

0,07

BL003

0,96

O,43

1,28

0,86

0,87

0,22

0,76

0,013

2,49

0,43

BM001

1,11

0,19

1,36

0,20

1,51

0,41

0,34

0,21

0,36

0,13

III.2.4. Courbes de variation des teneurs par rapport au Clarke après normalisation

Il ressort dans le tableau 5 qu'il y a un enrichissementsignificatif de dans l'échantillon BRT002 suivi de BM001 et l'échantillon BL003, nous constatons aussi des teneurs élevées au niveau de et dans les échantillons BL003 mais appauvris dans d'autres échantillons.

Figure 8. Graphique de la distribution de tous éléments après la normalisation

III.2.5. Corrélation inter éléments

Quand on fait la corrélation des éléments cela permet de définir le degré de dépendance entre les éléments chimiques répertoriés lors des analyses des échantillons.

Dans le cadre de notre travail, nous avons prélevés que 3 échantillons (N) de grès qui ont été analysés au laboratoire. Le degré de liberté (Df=N-2) équivaut à 1 (en raison de Df =3-2) ; nous avons consulté le tableau de Rollinson (1993), pour un degré de liberté 1 et un seuil de probabilité de 5%, le coefficient de corrélation théorique(ro) vaut 0,997.

Tableau 6. Matrice de corrélation

 

SiO2

TiO2

CaO

Fe2O3

MgO

MnO

Al2O3

Na2O

K2O

P2O2

PF

SiO2

1,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TiO2

-0,89

1,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CaO

-0,96

0,72

1,00

 

 

 

 

 

 

 

 

Fe2O2

-0,81

0,99

0,61

1,00

 

 

 

 

 

 

 

MgO

-0,78

0,40

0,92

0,26

1,00

 

 

 

 

 

 

MnO

-0,75

0,36

0,91

0,22

1,00

1,00

 

 

 

 

 

Al2O3

-0,87

1,00

0,70

0,99

0,36

0,33

1,00

 

 

 

 

Na2O

-0,32

-0,16

0,57

-0,30

0,84

0,86

-0,19

1,00

 

 

 

K2O

-0,73

0,96

0,51

0,99

0,13

0,10

0,97

-0,42

1,00

 

 

P2O2

-0,80

0,99

0,60

1,00

0,25

0,21

0,99

-0,31

0,99

1,00

 

PF

-0,92

0,64

0,99

0,52

0,96

0,95

0,61

0,66

0,41

0,51

1,00

III.2.6. Courbes des variations des teneurs significatives des éléments majeurs

Nous avons 9 corrélations significatives dans la matrice de corrélation ci-haut.Il s'agit de :

· TiO2-Fe2O3 ; TiO2-P2O5

· Fe2O3-Al2O3; Fe2O3-K2O; Fe2O3-P2O5

· MgO-MnO

· Al2O3-P2O5

· K2O-P2O5

I. TiO2-Fe2O3

Les graphiques du couple TiO2-Fe2O3 présentent une tendance significative avec comme coefficient de variation égale à 98,93% et positive car l'enrichissement de l'un occasionne aussi l'enrichissement de l'autre dans la plupart de nos échantillons de grés.

Figure 9. Courbe de tendance et de variation entre TiO2 et Fe2O3

II. TiO2-P2O5

A la lumière de la figure 10, il ressort que ces graphiques présentent une tendance très significative et positive avec comme coefficient de variation de 98,69% ; nous constatons qu'il y a une teneur beaucoup plus élevée dans le deuxième échantillon (BL003).

Figure 10. Courbe de tendance et de variation entre TiO2 et P2O5

III. Fe2O3-Al2O3

On constate qu'il y a une corrélation très significative et positive c'est-à-dire que l'enrichissement de l'un provoque aussi l'enrichissement de l'autre avec un coefficient de variation qui est égale à 99,42%.

Figure 11. Courbe de tendance et de variation entre Fe2O3 et Al2O3

IV. Fe2O3-K2O

Le deuxième graphique nous montre des fortes élévations de teneur de nos deux éléments (Fe2O3 et K2O) dans l'échantillon BL003, on voit bien qu'au niveau du premier graphique que notre corrélation est positive.

Figure 12. Courbe de tendance et de variation entre Fe2O3 et K2O

V. Fe2O3-P2O5

Une teneur très élevée de Fe2O3 suivi de P2O5 dans l'échantillon BL003et une répartition égale de teneur d'élément P2O5 dans les échantillons BRT002 et BM001, il ressort de ces graphiques que les deux éléments présentent une corrélation positive et significative.

Figure 13. Courbe de tendance et de variation entre Fe2O3 et P2O5

VI. MgO-MnO

On constate au niveau du deuxième graphique qu'il y a une teneur élevée en MgO dans l'échantillon BM001 suivi de BL003 et une faible teneur au niveau de l'échantillon BRT002. Une répartition croissante de MnO à partir de l'échantillon BRT002 jusqu'à BM001 ; la corrélation est positive car si l'un s'enrichit cela occasionne aussi l'enrichissement de l'autre.

Figure 14. Courbe de tendance et de variation entre MgO et MnO

VII. Al2O3-P2O5

A partir du deuxième graphique on constate qu'il y a une teneur élevée de Al2O3 au niveau du deuxième échantillon (BL003) mais aussi une répartition presque égale de P2O5 dans nos 3 échantillons de grès, la courbe du premier graphique nous renseigne qu'on a une corrélation positive.

Figure 15. Courbe de tendance et de variation entre Al2O3 et P2O5

VIII. K2O-P2O5

Sur la figure 16, on relève une teneur élevée de K2O dans le deuxième échantillon BL003 et une répartition égale de P2O5 dans tous nos échantillons, on a une corrélation positive et significative.

Figure 16. Courbe de tendance et de variation entre K2O et P2O5

III.3. INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS DE LABORATOIRE

Au regard de l'objectif assigné à ce travail, pour identifier la source d'une roche à partir des éléments traces, on peut utiliser plusieurs techniques analytiques. Voici quelques méthodes couramment utilisées :

a. Spectrométrie de masse à source d'ions induite par plasma(icp-Ms) :

Cette technique permet de mesurer avec précision la composition en éléments traces d'un échantillon de roche. En comparant ces données avec celles d'échantillons de référence provenant de différentes sources géologiques, il est possible d'identifier la source probable de la roche.

b. Analyse géochimique :

L'analyse des ratios d'éléments spécifiques, tels que les isotopes stables de certains éléments peuvent fournir des informations sur la source de la roche. Par exemple, les isotopes des éléments tels que. Le plomb (Pb), strontium (Sr), ou le néodyme (Nd) présentent des variations géographique s spécifiques qui peuvent être utilisées pour déterminer la provenance de la roche.

c. Comparaison des signatures géochimiques :

Les éléments traces peuvent former des motifs ou des signatures géochimiques caractéristiques dans les roches provenant de différentes sources géologiques. En utilisant des bases de données géochimiques et des outils de comparaison, les signatures spécifiques peuvent être identifiées et permettre de déterminer la provenance de la roche.

Il convient de noter que l'identification de la source d'une roche à partir des éléments traces est un processus complexe qui nécessite des connaissances spécialisées en géologie et en géochimie. Il est donc recommandé de faire appel à des experts dans le domaine pour obtenir des résultats précis et fiables.

Pour déterminer la source d'une roche à partir des éléments majeurs, il faut prendre en compte les ratios ou les concentrations de certains éléments spécifiques. Ces éléments peuvent varier d'une région à une autre, ce qui permet de distinguer les différentes sources géologiques.

Par exemple, certaines roches peuvent contenir une concentration élevée de potassium, tandis que d'autres peuvent être riches en calcium (Ça) ou en silice(SiO2) . L'analyse des ratios des éléments majeurs comme l'aluminium (Al), le fer (Fe), le magnésium (Mg) et le sodium (Na) peut également fournir des informations sur la provenance de la roche.

Pour effectuer cette détermination cette détermination, des techniques d'analyse géochimique sont utilisées, telles que la spectroscopie à plasma induit par haute fréquence (ICP-MS) ou la fluorescence x(XRF). Ces techniques permettent de mesurer rapidement et précisément les concentrations des éléments majeurs dans les roches.

Il convient de noter que la détermination précise de la source d'une roche à partir des éléments majeurs nécessite souvent une comparaison avec des échantillons de référence provenant de différentes sources connues. Cela permet d'établir des signatures géochimiques spécifiques à chaque source et d'identifier la correspondance la plus proche avec l'échantillon analysé.

La détermination de la source d'une roche à partir des éléments majeurs est une étape importante dans les études géologiques, car elle permet de mieux comprendre l'histoire géologique d'une région donnée et de reconstruire les processus géologiques qui ont conduit à la formation de la roche.

III.3.1. Détermination de la maturité des grès

Dans cette partie du travail, on aura à classifier nos grès qui vont nous permettre à différencier les échantillons de grès qui sont soient matures ou soient immatures. Le seul critère géochimique qu'on a communément utilisé pour évaluer la maturité de nos grès est :

Ø La teneur en et le rapport qui reflètent l'abondance de quartz et la teneur d'argiles et/ou de feldspaths, minéraux porteurs d'alumine mais aussi avec le rapport

Tableau 7. Critère des maturités ou immaturités des grès par le rapport

Echantillon

 
 
 

BRT002

2,47

93,78

37,98

BL003

11,89

57,77

4,86

BM001

5,28

66,55

12,60

Par rapport au tableau ci-haut, partant de la résolution de nos données géochimiques analysées, en faisant le rapport nous constatons que deux de nos échantillons de grès identifiés sont matures (BRT002 et BM001) c'est-à-dire qu'ils donnent des valeurs qui sont supérieures à 10% et on a identifié qu'un seul échantillon de grès qui est immature codé BL003 dont son rapport est inférieur à 10%.

Tableau 8. Critère des maturités ou immaturités des grès par le rapport

Echantillon

 
 
 
 
 

BRT002

2,47

0,67

0,02

93,78

29,68

BL003

11,89

7,72

0,05

57,77

2,94

BM001

5,28

1,13

0,82

66,55

9,20

Dans letableau ci-haut, nous constatons que le rapport donnent des valeurs qui sont inférieures à 10% d'où ces échantillons de grès (BL003 et BM001) sont immatures et qu'un seul échantillon est identifié mature coder BRT002.

III.3.2. Diagrammede provenance de grès

Echantillon

 
 
 

Log (

BRT002

0,67

0,02

93,78

1,52

BL003

7,72

0,05

57,77

2,19

BM001

1,13

0,82

66,55

0.14

Figure 17. Diagramme montrant le contexte géodynamique de nos échantillons

Dans le diagramme ci-haut nous constatons qu'un seul de nos échantillons codifier BRT002 se trouve dans la zone de la marge passive c'est-à-dire ça désigne une zone de transition entre une croute continentale et une croute océanique au sein de la même plaque. Cette zone représente la frontière entre le continent et océan, différente de la frontière divergente et de la frontière convergente en tectonique des plaques.

Deux de nos échantillons (BL003 et BM001) se retrouvent dans la zone de l'arc d'insulaire (Island-arc). Le terme l'arc d'insulaire, arc volcanique et arc magmatique se rapportent à la manifestation de surfaces associée à la subduction entre deux plaques océaniques où entre une plaque océanique et une plaque continentale.

III.3.3. Le diagramme de ROSER et KARSH (1986)

(-1,773× ) + (0,607× (0,76×

× × ×

· BRT002

(-1,773×0,07) + (0,607× (0,76×

= -0,12411 + 1,49929 + 0,0912 - 0,135 + 0,03696 + 0,01018 - 0,82008 - 9,09

=Î8,53156

× × ×

= 0,03115 + 0,1729 - 0,03 - 0,10278 + 0,02628 + 0,95542 -

= Î5,80803

· BL003

(-1,773×0,46) + (0,607× (0,76×

= -0,81558 + 7,21723 + 2,0596 - 4,545 + 4,09024 + 0,02545 - 9,44928

× × ×

= 0,2047 + 0,8323 - 0,6775 - 3,46026 + 2,90832 + 11,00872

· BM001

(-1,773×0,2) + (0,607× (0,76×

= -0,3546 + 3,20496 + 0,4788 - 7,92 + 4,32432 + 0,41738 - 1,38312 - 9,09

1,23226

× × ×

= 0,089 + 0,3696 - 0,1575 - 6,02976 + 3,07476 + 1,61138

7,90352

Figure 18. Représentation des données dans le diagramme de ROSER et KARSH (1986)

Dans le diagramme représenter ci-haut, après la résolution de nos données chimiques obtenues au laboratoire, nous avons trouvé l'information suivante :les échantillons analysés correspondent à une roche de nature quartzeuse de provenance sédimentaire.

III.3.4. Calcul de CIA et représentation dans le diagramme A-CN-K

Les conditions d'altération chimique des roches sources ont certainement un impact sur la composition des sédiments qui en résulte. C'est ainsi que Nesbitt et Young (1982) ont introduit l'indice chimique d'altération (CIA en anglais) en vue d'estimer l'altération des roches sources en produit argileux secondaires. Cet indice utilise les proportions molaires suivant la formule ci-après :

CIA = ×100

Dans l'équation ci-dessus, Ca est la teneur en CaO incorporé dans la fraction silicatée. McLennan (1993) a proposé une méthode indirecte pour quantifier la teneur en CaOde la fraction silicatée en supposant des valeurs raisonnables des rapports du matériau silicaté. La procédure de quantification de la teneur en CaO (Ca de la fraction silicatée consiste à soustraire la proportion molaire de P2O5 de la proportion molaire de CaO total. Après la soustraction, si le nombre de mole restant est inférieur à la proportion molaire de , alors le nombre de mole restant est considéré comme la proportion de CaO de la fraction silicatée.

Si le nombre de mole restant est supérieur à la proportion molaire de alors la proportion molaire de est considérée comme la proportion molaire de CaO de la fraction silicatée (Ca .

Echant.

Teneur des échantillons (BRTOO2, BL003 et BM001)

Masse molaire (g/mol)

BRT002

BL003

BM001

 

2,47

11,89

5,28

102

0,0242156863

0,1165686875

0,0517647059

Ca

0,06

6,64

7,02

56

0,0003225806

0,0008064516

0,0132258065

 

0,67

7,72

1,13

94

0,0071276596

0,0821276596

0,0120202766

 

0,02

0,05

0,82

62

0,0003225806

0,0008064516

0,0132258065

CaO

0,06

6,64

7,02

56

0,0010714286

0,1185714286

0,1253571429

 

0,02

0,13

0,04

142

0,0001408451

0,000915493

0,0002816901

Valeur de CIA

75,7012080129

58,1943481102

57,3648994227


Figure 19. Diagramme de type A-CN-K (Nesbitt et Young, 1982)

III.4. DISCUSSION DES RÉSULTATS

III.4.1. Relation entre éléments (pétrographie et géochimie)

Après le prélèvement sur terrain de nos échantillons de roches, on a eu à faire une description macroscopique de nos grès et nous avions envoyé ses échantillons pour les analyses géochimiques, les résultats ont nécessités une interprétation du point de vue des éléments majeurs au sein de nos échantillons de grès.

Quant à la Géochimie des éléments majeurs, les interprétations relèvent que les formations que l'on trouve dans les secteurs sont, après normalisation, riches en éléments suivants : SiO2, , et le Fe2O3. Cela veut dire que nosgrès sont siliceux et ferrugineux.

III.4.2. GRES

Nous avons prélevé 3 échantillons de grès (BRT002, BL003 et BM001). Les analyses géochimiques de cet échantillon après la normalisation relèvent un enrichissement en :

ü SiO2 : cela est justifiépar la présence de minéraux de quartz lors de la description macroscopique.

ü  : témoigne la présence de certains minéraux argileux ;

ü K2O : nous renseigne la présence de feldspath potassique (Orthose) et de muscovite en pétrographie.

ü Fe2O3 : c'est dû aux minéraux de fer qui ont été oxydés retrouvés sur nos échantillons de roche par l'analyse macroscopique sur terrain.

Du point de vue granulométrique selon les objectifs assignés dans ce présent travail, macroscopiquement en voyant les composés de ces grès, ils sont composés des éléments très fins cela peut être due par un long transport de ces sédiments avant leurs consolidations dans le bassin sédimentaire.

III.4.3. Sur le plan géodynamique

Le contexte géodynamique de mise en place de nos grès qui affleurent dans la ville de Kisangani et l'autre sur la région de Bengamisa a été déterminé en faisant usage au diagramme du rapport log( en fonction de la silice.On constate que 2 de nos échantillons l'un a été prélevé dans la région de Bengamisa (BL003) et l'autre à la carrière de Pk11 (petit séminaire Mandombe).

Un seul de nos échantillons de grès a été mise en place par la marge passive.

III.4.4. Origine de nos grès

L'étude de la provenance de nos grès a été faite en utilisant un diagramme de ROSER et KARSH (1986). La figure 18 nous montre que nos échantillons ont une provenance sédimentaire quartzeuse, cela constitue donc la source de provenance des grès étudiés.

III.4.5. Degré d'altération des grès étudiés

La figure 19 nous renseigne que l'intensité de l'altération des roches sources est contrôlée par la composition de la roche source, les conditions climatiques environnantes, la durée d'altération et même le cadre tectonique de la région source. Dans le cadre de notre travail, afin de définir et quantifier le degré d'altération des grès étudiés, nous avons calculer les indices d'altération (CIA) en utilisant le diagramme de type A-CN-K (Nesbitt et Young, 1982).

Ainsi durant les étapes initiales de l'altération, nous supposons que la roche source avait subi une altération rigoureuse ; voici quelques informations du degré d'altération que nos échantillons ont subi :

Ø L'échantillon BRT002 a pour pourcentage du degré d'altération de 75,7O%, cela étant la roche qui avait subi un fort degré d'altération de sa roche source ;

Ø L'échantillon BL002 son pourcentage du degré d'altération est de 58,19% qui constitue un degré moyen d'altération des échantillons prélevés dans ce travail ;

Ø L'échantillon BM001qui représente un degré d'altération faible par rapport aux deux échantillons précédents.

CONCLUSION PARTIELLE

L'analyse de nos échantillons au laboratoire nous a permis d'obtenir des résultats sur base desquels nous avons eu à tirer les informations nécessaires cadrant avec l'objectif de ce travail. Nous avons tout d'abord procédé par le calcul des quelques paramètres statistiques nécessaires pour le traitement géochimique et en suite le traitement de résultats proprement dit sur Excel.

Après analyse des données géochimiques de nos grès, en faisant certains calculs nous avons trouvé que nos grès sont matures car le rapport nous a donné une valeur qui était supérieure à 10%. La résolution de nos données chimiques obtenues au laboratoirecorrespond à une roche de nature quartzeuse de provenance sédimentaire selon le diagramme de ROSER et KARSH (1986) mais aussi le diagramme de type A-CN-K nous a permis de déterminer le degré d'altération de nos échantillons dont l'un est plus altéré (BRT002) suivi de BL003 et afin BM001 avec un degré faible par rapport aux autres.

CONCLUSION GÉNÉRALE

Ce travail de fin d'étude s'intitule « Analyse géochimique de la composition des sédiments du bassin de la cuvette centrale : cas de grès de la région de Kisangani ». Cette étude a consisté aux analyses macroscopiques et géochimiques de nos échantillons de grès récoltés dans la ville de Kisangani et ses environs en vue de reconstituer l'origine de ces grès en recourant aux analyses des éléments majeurs qu'ils contiennent.

Dans le but d'atteindre et de satisfaire aux objectifs susmentionnés, nous avons fait simplement recours aux méthodes descriptives, analytique et interactive. Les résultats de levé de terrain ont été traités par quelques logiciels de la cartographie spatiale et interprétés. Par ailleurs, nous avons utilisé la technique documentaire qui nous a aider à rassembler les documents nécessaires pour l'élaboration de ce travail et sur base de cette dernière nous avons eu la facilité de consulter les différents ouvrages, archives, notes des cours, articles, carte et même l'internet. Nous avons aussi utilisé la technique analytique au laboratoire.

Il ressort de ce travail les principaux résultats suivants :

· Sur le plan géochimique :

En fonction des résultats d'analyses chimiques des éléments majeurs, nous avons trouvé indispensable d'établir une matrice de corrélation permettant de mettre en évidence le degré de liaison existant entre les différents éléments chimiques. La signification des coefficients de corrélation est déduite du seuil de probabilité retenu et du degré de liberté qui est égal au nombre d'échantillons moins deux (Dl=3-2=1). Dans le présent travail, nous avons pris 5% comme seuil de probabilité, et en consultant Rollinson (1993) pour un degré de liberté de 1, le coefficient de corrélation théorique (Ro) vaut 0,997.

Nous avons 9 corrélations significatives dans la matrice de corrélation ci-haut. Il s'agit de :

· TiO2-Fe2O3 ; TiO2-P2O5

· Fe2O3-Al2O3; Fe2O3-K2O; Fe2O3-P2O5

· MgO-MnO

· Al2O3-P2O5

· K2O-P2O5

Quant à la Géochimie des éléments majeurs, les interprétations relèvent que les formations que l'on trouve dans les secteurs sont, après normalisation, riches en éléments suivants : SiO2, , et le Fe2O3. Cela veut dire que nos grès sont siliceux et ferrugineux.

Les grès retrouvés dans le secteur d'étude analysés proviennent des sédiments quartzeux par rapport au diagramme de ROSER et KARSH (1986), cela constitue donc la source de provenance des grès étudiés avec des grains de tailles très fines dues au long transport de ces sédiments avec un degré d'altération très poussé.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

v OUVRAGES

CAHEN, L., 1954. Géologie du Congo belge. Ed. Vaillant-Carmanne, Liège, 540 p

CORNET, J. 1892. Les richesses minières du Congo Belge. Encyclopédie du Congo belge. Ed. Bielleveld, p. 572.

FERNANDEZ 2015 « Carte géologique de la RDC et esquisse géologique du Lindien, verbeck 1972, travaux SIG Faidence MASHAURI, 2020 »

FOUCOLT, A. et RAOULT, J.F (2000) : Dictionnaire de géologie, Paris, Dunod, 5ème éd. ;

FOURMARIER, P. (1945) : Vue d'ensemble sur la géologie du Congo Belge, extrait de premier rapport, IRSAC, Bruxelles, P.152 ;

INONCENT BADRIO. A 2017 : Cours de Géologie d'Afrique et du Congo (GAC)

MASHALA, P., 2020, Cours de géochimie générale, Pour Univer. deKis., inédit.

MASHALA, P., 2021, Cours de prospection géochimique, Pour Univer. deKis., inédit.

VERBEEK, T. 1970 :Géologie et lithologie du Lindien (Précambrien supérieur du Nord de la République démocratique du Congo. - Ann. Mus.royAfr.Centr.in-8°, Sc.géol.70, 309p

v SITES INTERNETS

www.wikiwand.com

www.universalis.fr

www.cairn.info

www.futura-sciences.com

Vernon, R.H.& Clarke, G.L. 2008

Table des matières

INTRODUCTION 2

0.1. CONTEXTE DU TRAVAIL 1

0.2. PROBLÉMATIQUE 1

0.3. HYPOTHESE 2

0.4. OBJECTIFS 2

0.5. MÉTHODOLOGIE ET TECHNIQUE DU TRAVAIL 2

0.6. DÉLIMITATION DU TRAVAIL 3

0.7. SUBDIVISION SOMMAIRE 3

CHAPITRE PREMIER : GÉNÉRALITÉS SUR LE SECTEUR D'ÉTUDE 4

0. INTRODUCTION 4

I.1. CADRE GEOGRAPHIQUE 4

I.1.1. LOCALISATION 4

I.1.2. CLIMAT 5

I.1.3. VÉGÉTATION 5

I.1.4. HYDROGRAPHIE 5

I.1.5. SOL ET TOPOGRAPHIE 5

CHAPITRE II. DONNEES D'ANALYSE MACROSCOPIQUE DU TERRAIN 13

II.1. INTRODUCTION 13

II.2. TECHNIQUE DE LEVE GÉOLOGIQUE 13

II.3. MATERIELS UTILISES 13

II.4. TRAVAUX DE TERRAIN 16

CHAPITRE III. ANALYSE DES ÉCHANTILLONS ET INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS DE LABORATOIRE 21

III.1. INTRODUCTION 21

III.2. PRESENTATION ET TRAITEMENT DES ELEMENTS ANALYSES 21

III.2.1. Présentation des données chimiques 21

III.2.2. Paramètres statistiques des échantillons analyses 22

III.2.3. Normalisation des teneurs par rapport au Clarke 22

III.2.4. Courbes de variation des teneurs par rapport au Clarke après normalisation 23

III.2.5. Corrélation inter éléments 23

III.2.6. Courbes des variations des teneurs significatives des éléments majeurs 24

III.3. INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS DE LABORATOIRE 28

III.3.1. Détermination de la maturité des grès 30

III.3.4. Calcul de CIA et représentation dans le diagramme A-CN-K 34

III.4. DISCUSSION DES RÉSULTATS 36

III.4.1. Relation entre éléments (pétrographie et géochimie) 36

III.4.2. GRES 36

III.4.3. Sur le plan géodynamique 36

III.4.4. Origine de nos grès 36

III.4.5. Degré d'altération des grès étudiés 37

CONCLUSION GÉNÉRALE 38

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 39






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"Qui vit sans folie n'est pas si sage qu'il croit."   La Rochefoucault