Etude géologique du gisement de Kansongwe Nord: aspects cartographique, structural, pétrographique, minéralogique et géochimique.

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INTRODUCTION GENERALE

L'un des objectifs de l'entreprise minière Chemicals of Africa (CHEMAF) à travers son département de Géologie, est d'approfondir l'étude des indices connus afin de pouvoir éventuellement mettre en évidence des gisements appelés à prendre le relai de ceux actuellement en exploitation. C'est le cas du gisement de Kansongwe Nord.

Ce travail est une contribution à l'étude géologique détaillée dudit gisement. Ce dernier est situé dans le polygone minier de Luishya et fait partie de la concession de l'entreprise minière Chemical of Africa (CHEMAF) couverte par le permis d'exploitation 2603.

Le gisement de Kansongwe nord (Kansongwe Principal) constitue en effet, un mégafragment du Roan moyen qui affleure au sein de l'anticlinal de Kambove que l'on peut suivre depuis le synclinal de Shilatembo jusqu'à Kalongwe. C'est en fait le prolongement de l'anticlinal de Ruashi-Etoile.

A. INTERET DU SUJET

Partant d'une curiosité scientifique, nous espérons apporter un plus à l'aspect cartographique, pétrographique, minéralogique et géochimique du gisement de Kansongwe Nord sans résoudre et comprendre tous les problèmes que posent la minéralisation et la cartographie de ladite colline.

OBJECTIF

Cette étude vise les objectifs suivants :

- L'établissement de la carte géologique ainsi que de la succession lithostratigraphique des formations géologiques ;

- La détermination des caractéristiques pétrographiques, minéralogiques et géochimiques des roches constituant l'encaissant ainsi que la minéralisation. Une attention particulière sera portée sur les paramètres lithologiques et structuraux qui ont contrôlé la mise en place de cette minéralisation.

- La mise en évidence des minerais métallifères par une étude métallographique ;

- L'interprétation des données géochimiques disponibles en termes d'anomalies.

B. METHODOLOGIE ET TECHNIQUES

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Pour arriver aux objectifs fixés nous avons adopté la démarche suivante :

Par une collecte de données à la bibliothèque dans les différents ouvrages et travaux réalisés dans ou autour de notre secteur d'étude ;

Sur terrain par :

- Une reconnaissance générale du secteur d'étude;

- Un levé géologique suivant la méthode des traversées, en recoupant les formations

géologiques presque perpendiculairement à leur orientation générale sur certains

endroits et à d'autres endroits par la méthode des traversées simples ;

- Un levé des puits des exploitations artisanales,

- Des prélèvements d'échantillons in situ ;

A la carothèque, par la description macroscopique des carottes de sondages dans le cadre d'une étude pétrographique et minéralogique des roches pour l'établissement des logs lithostratigraphiques;

Au laboratoire, pour une étude pétrographique, minéralogique et métallographique sur les sections polies au microscope polarisant ainsi que des analyses géochimiques.

C. MATERIELSUTILISES

Pour réaliser ce travail nous avons utilisé :

? Sur terrain:

- Un équipement de protection personnelle : Casque, lunettes, gants, réflecteur, bottes;

- Marteau de géologue et boussoles de type BRUNTON et SYLVA ;

- GPS de marque GARMIN 62S;

- Décamètre ruban ;

- Carnet de terrain, crayon;

- Appareil photo et

- Sacs à échantillons.

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Figure 0. 1 : Matériels de terrain

? Au laboratoire:

- Microscope polarisant en lumières transmise et réfléchie de marque ALLTION ;

- Lames polies ;

- Appareil photo numérique ;

- Appareil de Fluorescence X (XRF).

Quant aux traitements des données, les logiciels suivants ont été utilisés :

- Surfer pour l'élaboration des cartes, des coupes géologiques et le traitement d'images; - Dips pour le traitement des données structurales.

D. PLAN DU TRAVAIL

Hormis l'introduction et conclusion générale, cette oeuvre est subdivisée en quatre chapitres :

? Chapitre I : Les généralités ;

? Chapitre II : Etude cartographique, lithostratigraphique et structurale; ? Chapitre III : Etude pétrographique

? Chapitre IV: Etude géochimique.

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CHAPITRE I : GENERALITES

I. PRESENTATION DU SECTEUR D'ETUDE I.1. CADRE GEOGRAPHIQUE

I.1.1. Localisation du secteur d'étude

Le gisement de KANSONGWE NORD est situé dans le polygone minier de

Luishya.

Figure 1. 1 : Carte de localisation du gisement de Kansongwe Nord

Ce dernier est situé à environ 96 km au Nord de la ville de Lubumbashi et à 56km au SE de la ville de Likasi, à plus ou moins 10 Km au NE de Luishya Internat. Il renferme plusieurs gisements. Il s'agit de :

? Luishya Principal : la mine la plus importante qui a donné son nom au polygone ; ? Varseur : environ 2,5 km au Sud de Luishya Principal ;

? Kamwali : l'Est;

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? Kanshinshi : au Nord- Ouest;

? Karoano : à environ 1,5 km au Sud de Kanshinshi ;

? Chandwe à l'Ouest de Kamwali et situé du côté droit du tronçon Lubumbashi-Likasi, ? Kansongwe Nord (notre secteur d'étude) : à plus ou moins 1,5 km et Kansongwe sud situés à 6 km au Nord de Luishya Principal.

Ce vaste polygone minier s'étend sur une zone comprise entre les méridiens 26°,55'et 27°, 30'Est et 11°,7' et 11°,12' de latitude Sud.

I.1.2. Relief, hydrographie, climat et végétation

Relief

Ce polygone minier et tous ses gisements y compris notre secteur d'étude, se situent entre 1100 et 1700 m d'altitude (ROBERT, 1956) caractérisée par une morphologie à larges surfaces d'érosion qui ont abouti à des surfaces d'aplanissement sur lesquelles apparaissent des collines résiduelles de minéraux résistants.

Hydrographie

Le polygone de Luishya appartient à la crête orientée nord-ouest comprise entre les affluents de Lualaba et ceux de la rivière Lupoto. Les affluents de la Lupoto (Karoano et la Luafi) arrosent ce polygone.

Climat et végétation

Selon (ROBERT, 1956), la région du polygone de Luishya et ses environs connaissent un climat du type soudanien. Ce type de climat est caractérisé par l'alternance de deux saisons: une de pluies s'étendant de fin octobre à mi-avril et l'autre dite sèche couvrant le reste de l'année. Dans cette région, la moyenne annuelle des précipitations serait de 1270 mm et celle des températures varie entre 23° et 24° C.

Il y pousse une végétation particulière caractérisée par :

Des galeries forestières le long des cours d'eau, celles-ci sont composées de plusieurs espèces sempervirentes (MADI, 1985) ;

Une forêt claire que l'on appelle aussi « savane boisée » à essences atteignant parfois 15 à 20 m de hauteur ;

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Une clairière d'empoisonnement qui est une végétation composée de petites herbes qui couvrent certains endroits : il s'agit ici de la pelouse cuprifère ;

Des savanes à herbes longues et à forte densité végétale qui se développent aux endroits périodiquement inondés ; de telles savanes sont connues sous le nom de « dembo » ; Aussi nous avons une végétation basse du type steppe ; elle se rencontre sur les hauts plateaux.

Ainsi la végétation du secteur de Kansongwe est représentée par une savane herbeuse à arbres touffus de 2 à 3 mètres de hauteur (figure 1.2).

Figure 1. 2 : Végétation du secteur de Kansongwe Nord (Novembre, 2016).

I.2. APERCU GEOLOGIQUE REGIONAL

Trois chaînes orogéniques d'âge protérozoïque ont été reconnues dans le Sud-Est de la RDC (Fig. 4) (Cahen, 1954 ; Fernandez et al. 2012). Ces domaines plissés présentent des traits structuraux et lithologiques distincts, recouverts par des formations géologiques phanérozoïques restées tabulaires dont:

y' la chaîne Ubendienne et le Bloc de Bangweulu (Paléoprotérozoïque) ; y' la chaîne Kibarienne (Mésoprotérozoïque) ; y' la chaîne Katanguienne (Néoprotérozoïque).

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Figure 1. 3 : Carte de l'architecture structurale de l'arc Lufilien montrant la répartition spatiale des formations des soubassements et des roches magmatiques pré à syn-orogéniques (Unrug 2002).

I.2.1 Le Bloc de Bangweulu et la chaine Ubendienne Le Bloc de Bangweulu

Le Bloc de Bangweulu contient les roches les plus anciennes de la région qui datent du Paléo protérozoïque (1.88 et 1.83 Ga) que sont des granitoïdes et de roches volcaniques (Dewaele et al. 2008).

La chaine Ubendienne

La chaîne Ubendienne a été mieux étudiée en Tanzanie où elle affleure largement. Elle est constituée essentiellement d'anatexites, de micaschistes, d'ortho amphibolites, de quartzites et de carbonates cristallins.

Au Katanga, l'orientation du plissement est NNW-SSE au Nord-est du Katanga (Cahen (1954) où affleurent des plutonites, des vulcanites, des dykes et des filons variés tant sur le plan chronologique que pétrographique dans la région de Marungu (Kabengele, 1986).

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I.2.2 La chaine Kibarienne

La chaine Kibarienne affleure au sud-ouest du Katanga méridional dans le promontoire de N'zilo et se prolonge dans les provinces du Maniema, du Sud-Kivu et du Nord-Kivu, au Rwanda et au Burundi (Burundien), en Tanzanie et en Ouganda (Karagwe Ankole), elle constitue ce qu'on appelle la ceinture « des Kibarides».

Au Katanga, elle est constituée par de sédiments et de métasédiments ainsi que de nombreux massifs des roches granitoïdes (Kokonyangi et al. 2004, 2005).

Du point de vue stratigraphique, quatre groupes lithostratigraphique ont été définis dans les régions de Mitwaba, de Mwanza, de Bia, de Bukama et de N'zilo (Kokonyangi et al. 2004, 2005, 2006). On note du plus ancien au plus récent :

- Le Groupe de Mitwaba qui est constitué d'un conglomérat de base, de gneiss, de métapelites, de cherts métamorphisés, de quartzites et des roches sédimentaires notamment des carbonates et des calcaires silicatés avec une puissance variable de 1000 à 1300 m dont 100 à 200 m de conglomérat.

- Le Groupe de N'zilo comprenant le conglomérat de Kataba et les roches orthométamorphiques à la base, les quartzites et grauwackes avec des nombreuses intercalations de conglomérats, d'ardoises et de rares intercalations de conglomérats, de basaltes et de laves rhyolitiques avec une puissance variable de 1500 à plus de 3000 m.

- Le Groupe de Mont Hakansson qui comporte principalement de métapelites, de quartzites et rarement de conglomérats et de shales noirs graphiteux et d'une puissance variable de 400 à 1700 m.

- Le Groupe de Lubudi qui est constitué de schistes noirs, de marbres stromatolitiques, et de quartzites. Il faut noter que les épaisseurs sont variables selon les sites étudiés avec une puissance variable entre 1000 et 1300 m.

I.2.3. Le Katanguien I.2.3.1. Lithostratigraphie

Le Super-Groupe du Katanguien constitue une chaîne située entre le craton du Congo et le craton de Kalahari. Il s'agit d'une chaine qui s'étend du Nord de la Zambie jusqu'en RD. Congo et définissant l'arc Lufilien (François 1973, 1974, 1996) ; (Kipata et al., 2008). Il

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est constitué de roches sédimentaires (Batumike et al., 2006 ; 2007 ; François 2006 ; Cailteux et al., 2007).

La lithostratigraphie du Katanguien (Tableau 1) définie par François, (1973) ; (Cailteux et al. 1994) a été revue par (Batumike et al., 2007) et est subdivisé de bas en haut par

:

V' Le Groupe de Roan ;

V' Le Groupe de Nguba ;

V' Le Groupe de Kundelungu.

Il s'agit d'un ensemble sédimentaire caractérisé par une alternance des dépôts carbonatés et terrigènes d'une épaisseur d'environ 10 km mis en place dans un rift avorté (Batumike et al., 2007).

Super Groupe	Groupe	Sous- Groupe	Formations	Lithologie
#177; 500 Ma	Kundelungu Ku	Biano Ku 3 Ngule Ku 2		Arkoses, conglomérats, grès argileux
			Sampwe Ku 2.3	Pélites dolomitiques, argilo- microgréseux
			Kiubo Ku 2.2	Grès dolomitiques, microgrès et pélites
			Mongwe Ku 2.1	Pélites dolomitiques, microgrès et grès
		Gombela Ku 1	Lubudi K 1.4	Alternance calcaires et lits sablo-carbonatés
			Kanianga Ku 1.3	Shales et microgrès carbonatés

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#177; 620 Ma			Lusele Ku 1.2	Calcaire rose
			Kyandamu Ku 1.1	Petit conglomérat (tillite/diamictite)
Katanguien	Nguba Ng	Bunkeya Ng 2	Monwezi Ng 2.2	Grès dolomitiques, microgrès et pélites
			Katete Ng 2.1	Grès dolomitiques alternant avec shales
		Muombe Ng 1	Kipushi Ng 1.4	Dolomies et shales dolomitiques
			Kakontwe Ng 1.3	Calcaires et dolomies
			Kaponda Ng 1.2	Shales carbonatés et microgrès
			Mwale Ng 1.1	Grand conglomérat (tillite/ diamictite)
#177; 750 Ma		Mwashya R 4	Kanzadi R 4.3	Grès, alternance de shales et de microgrès
			Kafubu R 4.2	Shales carbonatés
			Kamoya R	Shales dolomitiques, microgrès, grès, niveaux

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			4.1	conglomératiques et cherts
	Roan R	Dipeta R 3	Kansuki R 3.4	Dolomies avec intercalations volcanoclastiques
			Mofya R 3.3	Dolomies, microgrès dolomitiques et arénites
			R 3.2	Microgrès argilo-dolomitiques avec intercalations de grès feldspathiques ou de dolomies
			R.G.S. R3.1	Microgrès argilo-dolomitiques (roches gréso schisteuses).
		Mines R 2	Kambove R 2.3	Dolomies argilo-talqueuses laminaires et stromatolitiques
			S.D R 2.2	Shales dolomitiques avec 3 horizons carbonés
			Kamoto R 2.1	Dolomies stromatolithiques (RSC), dolomies silicifiées et arénitiques (RSF/DStrat.) et Microgrès argilo-dolomitiques grises (RAT grise)
		R.A.T R 1		Microgrès argilo-dolomitiques rouges et des grès RAT lilas.

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	La base de la RAT n'est pas bien connue
900 Ma	Conglomérat de base

Tableau 1. 1 : Synthèse litho stratigraphique du Katanguien François, (1973) ; (Cailteux et al., 1994) ; (Batumike et

al., 2007a).

I.2.3.2 La tectonique Katanguienne

L'évolution tectonique de l'arc Lufilien a été définie en 3 phases (François (1973), Kampunzu et Cailteux (1999) (Figure 5) :

y' La phase D1 ou phase Kolwezienne correspond à la phase majeure de plissement et de chevauchement avec une direction de transport des structures vers le Nord. Le coeur des anticlinaux est souvent affecté par des failles et occupé par des brèches tectoniques.

y' La phase D2 ou phase Monwezienne affecte les terrains plissés et chevauchés par des failles décrochantes senestres orientées E-W dans la partie Ouest de la ceinture (système des failles Monwezienne). Ces failles sont souvent injectées des brèches des formations géologiques recouvrant le Roan (failles d'extrusion de François, 1987). L'incurvation de l'arc est interprétée par Kampunzu et Cailteux (1999) comme consécutive à la tectonique décrochante de la D2.

y' La phase D3 ou phase Chilatembo est considérée comme responsable des plis droits et ouverts de direction NE-SW orthogonaux à l'arc et des plis conjugués de direction N160-N170°E et N70-80°E dans la partie Est de la ceinture, suggérant une compression orientée NW-SE.

Les études récentes de Kipata et al., 2013 sur l'évolution tectonique de l'arc Lufilien et son Avant-pays mettent en évidence 8 stades de déformation plicative et 2 phases de déformation cassante dont 5 sont lufiliens associés aux deux phases orogéniques D1 et D2, les 3 autres stades étant post-Lufiliens. La phase D1 ou Kolwezienne comprend deux stades cassants (Kipata et al., 2013). Le stade1 associé à la compression majeure lufilienne qui est caractérisé par des chevauchements dont les failles caractéristiques sont essentiellement non minéralisées. Le stade 2 initié par une compression radiale résultant à la structuration des méga brèches du Roan. L'architecture arquée de la chaine Katanguienne est rattachée par Kampunzu et Cailteux (1999) à la phase D2, tout comme la tectonique salifère ou d'extrusion (Jackson et al., 2013) rattachée au stade cassant 2 de la phase D1. Ce phénomène d'incurvation ou «

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bending » des auteurs anglophones a été interprété par Kipata (2013) comme résultat probable d'une compression contrôlée par des contraintes latérales générées par l'érection de la chaîne Kibarienne au NW et le Bloc de Bangweulu à l'Est.

Figure 1. 4 : Carte des structures D1 et D3 dans la partie congolaise de l'Arc Lufilien (Modifié d'après Kampunzu et Cailteux, 1999 modifiée par Kipata 2013).

La phase D2 ou Monwezienne correspond à son tour au stade cassant 3 de Kipata (2013) qui définit le régime de la déformation comme étant décrochant, marqué par une déformation transgressive caractérisée par des failles de décrochement d'extension régionale dont les résultats sont enregistrés au-delà de l'Arc Lufilien. Il s'agit donc d'un tenseur de contrainte régionale.

Les stades cassants 4 et 5 (Kipata, 2013) qui suivent la phase D2 constituent l'extension tardi-orogénique qui a commencé par un développement de l'extension perpendiculaire à l'arc (stade 4) pour s'accentuer vers le stade 5 par une extension parallèle à l'arc (effondrement extensif ou extensional collapse des anglo-saxons).

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La phase D3 ou Chilatembo correspond au stade 6 de Kipata (2013). Elle est post-orogénique et correspond à l'inversion permo-triassique en décrochement transgressif qu'on retrouve également dans d'autres régions d'Afrique.

Après le stade 6, la région du SE du Katanga a subi une extension intracontinentale liée à l'ouverture du Système de Rifts Est-Africains (stades 7 et 8). Le stade 7 correspond au système du Lac Tanganyika tandis que le stade 8 correspond à celui du Lac Moero.

I.2.3.3 Magmatisme et Métamorphisme

L'activité magmatique au Katanga s'illustre par la présence de roches magmatiques notamment :

y' Des cinérites de roches basiques dans les formations du Sous-Groupe des Mines du gisement de l'Etoile, dans le secteur de Kambove et dans le polygone minier de Luishya. Lefebvre (1975) ;

y' Des sills et des dykes des roches gabbroiques et dioritiques dans les assises du Sous-Groupe de la Dipeta dans les secteurs de Kakonge, Mwadingusha, Makawe, Shinkolobwe et Kipushi. (Oosterboosh, 1962 ; Lefebvre, 1975 ; Ngongo, 1975 ; Mashala, 2007) ;

y' Des pyroclastites basiques se présentant sous des aspects variés allant de véritables tufs, lapilli a des argilites dans le Sous-Groupe de Mwashya ; dans les secteurs de Kipoi, Kapolowe, Mulunguishi, Kambove, Kamoya et dans la carrière de Shituru à Likasi. Lefebvre (1973) ; Cailteux (1983) ;

y' Des laves basiques et dioritiques à la base du grand conglomérat dans la région de Kibambale près de Mitwaba et des basaltes à Kasenga ;

Selon François (1973, 1987), le Katanguien a connu un métamorphisme dont l'intensité augmente du nord vers le sud et de l'est vers l'ouest.

y' Ce métamorphisme se traduit par la transformation des minéraux argileux des sédiments originels en séricite et en chlorite authigènes. La séricite est plus abondante que le chlorite, sauf pour quelques horizons du Roan ;

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y' Ce métamorphisme se caractérise par la présence occasionnelle de l'albite de néoformation ainsi que par une talcification plus ou moins complète de certains bancs de dolomies tectonisées.

Mwerah et Mbiya (1983), Unrug (1983) et Porada (1989) distinguent 3 zones ou unités métamorphiques depuis la Zambie jusqu' au Katanga. Il s'agit de :

y' La zone à séricite et chlorite de Lubumbashi à Kengere vers le Nord du bassin Katanguien ;

y' La zone à scapolite-épidote-actinote. Ici le métamorphisme est de type « Amphibolite faciès » car on note la présence des assemblages minéralogiques comportant le disthène à Musoshi, à Kitwe et à Lambo-Kisinga ;

y' La zone à amphibole-grenat ; de Kisinga à Solwezi.

La présence de la chlorite, de la biotite et même du disthène laisse entrevoir que les températures ont pu varier entre 400° et 600°C et les pressions entre 2 et 8 Kb.

D'où on peut dire que le Katanguien a subi un métamorphisme du type Barrow tel que défini par Winkler (1967).

I.2.3.4 Minéralisation dans l'arc Lufilien.

Les minéralisations caractéristiques connues le long de l'arc Lufilien sont principalement Cu-Co (U) dans le Roan et Cu-Pb-Zn dans le Nguba (Figure 1.5)

La minéralisation Cu-Co stratiforme dans l'arc cuprifère Katanguien consiste en des sulfures hypogènes précipités au cours des phases précoce et tardive de la diagenèse ainsi que pendant l'orogenèse. Muchez et al, 2008, Dewaele et al., 2006, suggèrent que les gisements Cu-Co se sont formés pendant plusieurs stades qui sont:

+ Le stade diagénétique précoce avec remplacement de l'anhydrite par les sulfures ;

+ Le stade diagénétique tardif ;

+ Le stade orogénique.

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Figure 1. 5 : Carte de l'Arc cuprifère central avec les endroits des dépôts (Muchez et al. 2008).

Quant aux minéralisations du type filonien, les minéralisations Zn-Cu-Pb liées au Nguba, (Intiomale et Oosterbosch, 1974); (Intiomale, 1982, 1984) ; (Chabu 1989, 1990), ce type de minéralisation a été rattaché aux gisements filoniens polymétalliques distribués le long des failles majeures qui se sont développées pendant l'orogénie Lufilienne (Brown ,1979).

Les gîtes de fer sont principalement localisés dans le Mwashya inférieur au Katanga méridional (Oosterbosch, 1962 ; Brown, 1979 ; François et Cailteux, 1981). Il s'agit de gîtes stratiformes dans lesquels le minerai s'exprime sous forme de magnétite, d'oligiste ou de goethite et apparaît en bancs massifs ou rubanés. Ces occurrences ont pu donc être classées par François et Cailteux (1981) dans la catégorie des formations itabiritiques.

1.2.2. Les formations de couverture

Elles sont constituées par des sédiments datant du Phanérozoïque, déposés au cours de la période de calme orogénique ayant suivi la formation de la chaîne Katanguienne plissée et tabulaire.

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I.2.2.1. Le Paléozoïque

Il est représenté par la formation dite de Lukuga datant du Permo-carbonifère. Il affleure dans différentes parties du Katanga, en l'occurrence :

a. Le Katanga septentrional

Dans la région de Lukuga où les sondages réalisés ont permis de décrire une assise à argilites bariolées avec des minces lits de charbon; assise à couches de houille où on peut voir les grès de Kibongwe à psammites intercalés par des schistes noirs et l'assise de la Lukuga ;

b. Le Katanga central et méridional

Dans la région de haut-Lualaba, la série de la Lukuga affleure en plages actuellement isolées dont les mieux connues sont celles de la Lufupa, de la Luena et du confluent Masompe-Lualaba ;

Dans la région de Luabo et Lubudi, la série de Lukuga fait ressortir une alternance des grès et d'argilites fluviales, lacustres ou éoliens avec une tillite passant latéralement à des grès ;

Dans la région de la Lovoy, cette série constitue un bassin très étendu au Nord des régions précédemment décrites.

I.2.2.2. Le Mésozoïque

Les couches rouges affleurant dans le voisinage du lac Tanganyika représentent les formations de cet âge (A. François, 1973). Elles sont constituées d'argilites rouges et de plusieurs bancs de calcaires à nodules et une zone gréseuse à la base (à la Lukuga), des grès rouges (à Makungu et dans la région de la Lovoy), des sables ocre, des grès polymorphes à cailloux éolisés reposant sur un socle granitique à Kamina.

On signale la présence des roches magmatiques d'âge mésozoïque, notamment des basaltes à Kasenga et des pipes kimberlitiques sur le plateau de Kundelungu.

I.2.2.3. Le Cénozoïque

Les formations de cet âge affleurent à l'Ouest du Katanga sur le plateau de Biano et à l'Est sur le plateau de Kundelungu, ainsi qu'à plusieurs autres endroits de la région. Il s'agit des formations du Kalahari présentant trois aspects distincts, à savoir :

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- des tapis sableux qui recouvrent les témoins des aplanissements mi tertiaires en discordance sur les formations du substratum ;

- des dépôts de pente tapissant les versants ou les vallées à la périphérie des plateaux, ils

ont une faible épaisseur. Ils affleurent assez épisodiquement pour être cartographiés ; - les poches sableuses localisées sont bien connues grâce aux nombreux sondages

effectués aux alentours de Kolwezi.

I.3. GEOLOGIE LOCALE > Lithostratigraphie

Sur le plan litho stratigraphique, la région de Lwisha se trouve dans une zone isopique méridionale, les formations sont épaisses et des faciès relativement peu arénacés. De manière très résumée, en voici les principales caractéristiques:

- Le Kundelungu (Ku) : grès dolomitiques fins et shales dolomitiques argileux ou grès, litage irrégulier, un horizon très mince de calcaire à chert au Nord; sa puissance est de plus de 200 mètres.

Il est formé des horizons suivants :

> (Ku1.3) : shales dolomitiques argileux ou gréseux et grès dolomitiques fins

subordonnés, à litage irrégulier; sa puissance est de 200 mètres environ ; > (Ku1.2.2) : shales dolomitiques argileux, à litage irrégulier; sa puissance est de

700 mètres environ ;

> (Ku1.2.1) : dolomie rose ou grise, finement litée et calcaire de 0 à 10 mètres ; > Ku1.1 : tillite à ciment argilo-gréseux (Petit Conglomérat) et à éléments petits; épaisseur de 30 mètres ;

- Le Nguba (Ng) : il est constitué des shales dolomitiques à litage irrégulier, de 400 mètres d'épaisseur au Nord à 300 mètres au Sud. De haut vers le bas on a :

> Ng1.3 : shales fins dolomitiques massifs très rarement gréseux, à litage fin et irrégulier; de 500 mètres d'épaisseur au Nord à 700 mètres au Sud ;

> Ng1.2.2 : calcaire et dolomie, finement litée ou en gros bancs, de plus ou moins 300 mètres d'épaisseur au Sud ;

> Ng1.1 : tillite à ciment argilo-dolomitique parfois carboné et à éléments parfois grossiers, il y a présence d'un ou de plusieurs horizons de grauwackes arkosiques ou shales gréseux dolomitiques; l'épaisseur est de 600 mètres ;

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- Le Roan (R) : c'est le groupe le plus ancien, il est composé de haut en bas :

> R4.2 : shales argileux carbonés au sommet, grès dolomitiques à la base; 50 à 200 mètres d'épaisseur ;

> R4.1 : dolomie siliceuse, cherteuse parfois oolithique, horizons de shales, de cinérites et d'oxydes de fer subordonné; 50 à 70 mètres d'épaisseur ;

> R3 : dolomie et pélites micro-gréseuses dolomitiques diverses, de puissance inconnue ;

> R2.3(CMN) : dolomies diverses, plus ou moins siliceuses, argileuses ou talqueuses, d'épaisseur de 200 mètres au moins ;

> R2.2(SD) : shales dolomitiques gris avec 2 ou 3 horizons carbonés noirs, à litage régulier de 30 à 40 mètres d'épaisseur ;

> R2.1.3(RSC) : dolomie siliceuse non stratifiée se présentant sous forme de conglomérat grossiers ou de biostromes algaires; 0 à 25 mètres d'épaisseur ;

R2.1.2.2(RSF) : dolomie siliceuse ou argileuse à rubanage régulier, onduleux, fins ou grossiers ;

> R2.1.1 (RAT grise) : grès chloriteux fins et massifs de 5 à 10 mètres d'épaisseur ; > R1(RAT) : pélites micro-gréseuses et grès fins subordonnés, massifs, parfois stratifiés, de puissance inconnue.

Ce chapitre met à jour la carte géologique du gisement de Kansongwe Nord ; IL présente la succession lithostratigraphique et la structure dudit gisement.

CHAPITRE II : ETUDES CARTOGRAPHIQUE, LITHOSTRATIGRAPHIQUE ET STRUCTURALE

II.1. ETUDE CARTOGRAPHIQUE II.1.1. Introduction

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Pour y arriver nous avons effectué :

- un levé géologique détaillé d'affleurements suivant la méthode des traversés, en

recoupant les formations géologiques perpendiculairement à leur orientation générale ; - un levé des puits d'exploitation artisanale éparpillés çà et là dans le gisement, un levé

de quelques ouvrages d'exploration (tranchées et petits puits),

- un logging des carottes de sondages.

II.1.2. Lever de surface

Ce lever a consisté à décrire concomitamment les affleurements dans trois anciennes petites mines, les puits d'exploitation artisanale et autres ouvrages (tranchées et petits puits). Trois coupes ont été réalisées dans la petite mine nommée « OLD PIT 1 », une coupe dans la petite mine nommée « OLD PIT 2 » et en fin une autre dans la petite mine nommée « OLD PIT 3 ». Le reste du gisement de Kansongwe Nord a été levé grâce aux puits d'exploitation et autres ouvrages (tranchées et petits puits).

Les points levés sont portés dans les tableaux suivants :

A. OLD PIT 1

Trois coupes ont été faites dans cette ancienne petite mine :

? COUPE 1 : NE-SW

STATIONS	COORDONNEES GEOGRAPHIQUES (UTM)	DESCRIPTIONS ET LITHOLOGIES
1.	X : 498631 Y : 8767893 Z : 1245 m	Sol de couleur rouge jaunâtre, avec des débris lités de roche de couleur gris clair à gris rose. Shale Dolomitique Supérieur (SDS) très altéré.
STATIONS	COORDONNEES GEOGRAPHIQUES (UTM)	DESCRIPTIONS ET LITHOLOGIES
		Contact entre BOMZ et SDB.
		BOMZ : une boue de couleur gris mauve
	X : 498642	remplie d'oxydes noirs.
2.	Y : 8767884	Le SDB : Shale dolomitique micacé stratifié,
	Z : 1241 m	se débitant en bancs centimétriques, gris verdâtre, très fracturé et légèrement

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		ferrugineux. On note la présence de la malachite souvent dans les cassures transverses à la stratification et dans les joints de stratification.
	X : 498643	Présence d'une faille mettant en contact le
3.	Y : 8767886	BOMZ et le SDB.
	Z : 1241 m
	X : 498646	BOMZ
4.	Y : 8767880
	Z : 1241 m
		Contact entre BOMZ et le SDS.
		SDS : Shale gréseux, finement laminé, de
	X : 498646	couleur jaune à brun rougeâtre. Il présente une
5.	Y : 8767877	légère silicification. On note des cassures
	Z : 1241 m	parallèles et perpendiculaires à la stratification remplies par le quartz.
		Contact entre le SDS et une brèche. La zone bréchifiée a une épaisseur de 12.50 m.
	X : 498651	Brèche hétérogène: C'est une brèche
6.	Y : 8767870	hétérogène constituée de fragments de
	Z : 1241 m	dolomie massive, peu cariée, de dolomie siliceuse finement litée et de shale dolomitique minéralisé en malachite. Les premiers fragments sont plus dominants.
		Contact entre brèche et RSC.
	X : 498649	RSC : Dolomie siliceuse, massive, très cariée,
7.	Y : 8767866	de couleur gris foncé, fracturée et fortement
	Z : 1241 m	silicifiée. Elle contient des oxydes de fer et de la malachite.
	X : 498644	RSC définie à la station 8.
8.	Y : 8767859	Epaisseur : 8.6 m.
	Z : 1242 m
STATIONS	COORDONNEES GEOGRAPHIQUES (UTM)	DESCRIPTIONS ET LITHOLOGIES
9.	X : 498642 Y : 8767858 Z : 1240 m	Contact entre la RSC et la RSF. RSF : Dolomie siliceuse, finement stratifiée, de couleur gris foncé, localement jaunâtre, légèrement silicifiée et ferrugineuse. Elle est

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		minéralisée en malachite, en hématite dans les plans de stratification.
10.	IDEM	RSF définie à la station 10.
		Epaisseur : 2.2 m
		Contact entre la RSF définie à la station 10 et la Dstrat.
	X : 498645	Dstrat : Dolomie siliceuse, stratifiée en gros
11.	Y : 8767854	bancs, de couleur gris foncé, fracturée et
	Z : 1242 m	fortement dolomitisée. Elle contient la malachite en imprégnation le long des plans de stratification et dans les fissures transversales à celle-ci.
		Epaisseur Dstrat : 4.90 m
	X : 498631	Contact entre la DStrat et la RAT.
12.	Y : 8767861	RAT : Roche argilo-gréseuse, massive,
	Z : 1244 m	bréchifiée, de couleur lilas à lie-de-vin, fracturée.

Tableau 2. 1 : Coupe 1 dans la carrière OLD PIT 1

Figure 2. 1 : Illustration de la coupe 1 dans la carrière OLD PIT 1

? COUPE 2: NE-SW

STATION S

COORDONNEES GEOGRAPHIQUES (UTM)

DESCRIPTIONS ET LITHOLOGIES

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1.	X : 498615 Y : 8767886 Z : 1249	Roche de couleur grisâtre faiblement altérée, stratifiée en bancs centimétrique à millimétrique. Il s'agit du SDS. Présence d'un microplissement ayant la forme « S » dans le paquet de ce Shale.
		Contact entre SDS et BOMZ.
		SDS : Shale gréseux, se débitant en petites
	X : 498621	plaquettes, de couleur jaunâtre à rougeâtre,
2.	Y : 8767867	fracturée et enrichi en oxydes noirs.
	Z : 1241	BOMZ : une boue de couleur gris mauvâtre rempli des oxydes noirs.
	X : 498624	Contact entre BOMZ et SDB.
3.	Y : 8767861	SDB : Shale dolomitique micacé stratifié, se
	Z : 1235	débitant en bancs centimétriques, gris verdâtre, très fracturé et légèrement ferruginisé.
	X : 498622	RSC altéré.
4.	Y : 8767846	RSC : Dolomie siliceuse, massive, très cariée,
	Z : 1235	de couleur gris foncé, altérée, silicifiée et très altéré. On note un enrichissement en oxydes noirs.
		Contact entre RSC définie à la station
	X : 498624	précédente et RSF.
5.	Y : 8767850	RSF : Dolomie siliceuse, finement stratifiée,
	Z : 1235	de couleur gris claire. Elle est très silicifiée.

Tableau 2. 2 : Coupe 2 dans la carrière OLD PIT 1

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Figure 2. 2 : Illustration de la coupe 2 dans la carrière OLD PIT 1

? COUPE 3 : NE-SW

STATIONS	COORDONNEES GEOGRAPHIQUES (UTM)	DESCRIPTIONS ET LITHOLOGIES
		Contact entre SDB et BOMZ
	X : 498610	SDB : Shale dolomitique micacé stratifié,
1.	Y : 8767860	se débitant en bancs centimétriques, gris
	Z : 1235 m	verdâtre, très fracturé et légèrement ferruginisé.
		BOMZ : une boue de couleur gris mauvâtre rempli des oxydes noirs.
2.	X : 498611	BOMZ définie à la station précédente.
	Y : 8767854
	Z : 1234 m
3.	X : 498605	RSC : Dolomie siliceuse, massive, très
	Y : 8767844	cariée, de couleur gris foncé, altérée,
	Z : 1235 m	silicifiée et très altéré. On note un enrichissement en oxydes noirs.

Tableau 2. 3 : Coupe 3 dans la carrière OLD PIT 1

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Figure 2. 3 : Illustration de la coupe 3 dans la carrière OLD PIT 1

B. OLD PIT 2

? COUPE : NE-SW

STATION S	COORDONNEES GEOGRAPHIQUES (UTM)	DESCRIPTION ET LITHOLOGIE
		FAILLE mettant en contact SDS et CMN.
		SDS : Shale gréseux, se débitant en petites
	X : 498888	plaquettes, de couleur jaunâtre à rougeâtre,
1.	Y : 8767676	fracturée et enrichi en oxydes noirs.
	Z : 1256	CMN : dolomie siliceuse irrégulièrement stratifiée de couleur gris claire. La roche est plus ou moins compacte et très dolomitisée.
	X : 498887	SDS défini à la station précédente
2.	Y : 8767681
	Z : 1255
3.	X : 498879	CMN défini à la station 1.
	Y : 8767677
	Z : 1259
4.	X : 498879	SDS défini à la station 1.
	Y : 8767680
	Z : 1272
	X : 498899	CMN altéré.
5.	Y : 8767616
	Z : 1264
6.	X : 498977	CMN
	Y : 8767661
	Z : 1237

Tableau 2. 4 : Coupe 4 dans la carrière OLD PIT 2

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Figure 2. 4 : Illustration de la coupe 4 dans la carrière OLD PIT 2

C. OLD PIT 3

? COUPE : NE-SW

STATION S	COORDONNEES GEOGRAPHIQUES (UTM)	DESCRIPTION ET LITHOLOGIE
		RAT :
	X : 499043	Roche microgréseuse, dolomitique,
1.	Y : 8767331	talqueuse massive, de couleur gris
	Z : 1247	verdâtre à jaune brun et altérée.
		Contact entre RAT et Dstrat, Dstrat et
		RSF
	X : 499049	Dstrat : Dolomie siliceuse, stratifiée en gros bancs, de couleur gris foncé, fracturée et fortement dolomitisée. Elle
2.	Y : 8767318	contient la malachite le long des plans
	X : 1250	de stratification et dans les fissures transversales à celle-ci.
		RSF : Dolomie siliceuse, finement litée avec alternance des lits siliceux et dolomitiques onduleux, de couleur gris foncé. Elle est minéralisée en malachite localisée dans les cassures.
	X : 498981	SDS : Shale gréseux, se débitant en
3.	X : 8767287	petites plaquettes, de couleur jaunâtre à
	Z : 1211	rougeâtre, fracturée et enrichi en oxydes noirs.

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STATIONS	COORDONNEES GEOGRAPHIQUES (UTM)	DESCRIPTION ET LITHOLOGIE
	X : 499019	SDS défini à la station précédente
4.	Y : 8767236
	Z : 1212
	X : 499076	SDS défini à la station 3
5.	Y : 8767201
	Z : 1239
6	X : 499117	SDS défini à la station 3
	Y : 8767185
	Z : 1246

Tableau 2. 5 : coupe 5 dans la carrière OLD PIT 3

Figure 2. 5 : Illustration de la coupe 5 dans la carrière OLD PIT 3

D. LEVER DES PUITS D'EXPLOITATION ARTISANALE ET AUTRES OUVRAGES.

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STATIONS	COORDONNEES GEOGRAPHIQUES (UTM)	DESCRIPTIONS ET LITHOLOGIES
	X : 498519	Débris de brèche de RAT provenant
1.	Y : 8768107	d'un puits.
	Z : 1246
	X : 498771	Débris de Shale dolomitique
2.	Y : 8768128	provenant d'un puits. Bancs
	Z : 1239	centimétriques à millimétriques de
		SD accompagnés de débris de RSC altérés.
	X : 498791	Débris de Shale dolomitique
3.	Y : 8768130	provenant d'un puits. Bancs
	Z : 1239	centimétriques à millimétriques de
		SD accompagné de débris de RSC altérés.
	X : 498802	Débris de RSC très altérés
4.	Y : 8768115	accompagnés de débris divers.
	Z : 1240 m
	X : 498847	Roche litée de couleur brun grisâtre
5.	Y : 8768097	observée dans les parois d'un puits de
	Z : 1242 m	creuseur.
		Shale Dolomitique.
	X : 498603	Débris de dolomie silicifiée finement
6.	Y : 8768015	lités provenant du puits accompagnés
	Z : 1253	de débris de dolomie massive. Le produit d'altération est talqueux.
	X : 498797	Roche de couleur brun grisâtre,
7.	Y : 8768041	observée dans les parois d'un puits de
	Z : 1257 m	creuseur.
		Shale Dolomitique.
	X : 498891
8.	Y : 8768032	IDEM
	Z : 1249 m
	X : 498803
9.	Y : 8767954	IDEM
	Z : 1270 m
	X : 498796	Roche altérée, de couleur brun
10.	Y : 8767996	rougeâtre observée dans les parois
	Z : 1254 m	d'un puits de creuseurs.
		Shale dolomitique.

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STATIONS	COORDONNEES GEOGRAPHIQUES (UTM)	DESCRIPTION ET LITHOLOGIE
	X : 498768	Shale Dolomitique dans les parois.
11.	Y : 8767948
	Z : 1263 m
	X : 498770
12.	Y : 8767879	IDEM
	Z : 1264 m
	X : 498796	A cette station, nous avons observé un pli.
13.	Y : 8767912	Le coeur était occupé par le SDS. De part
	Z : 1264 m	et d'autre de l'axe du pli nous avions successivement : le SDS (1.30 m), le SDB
		(0.70 m), la RSF (0.2m), la DStrat (0.6) puis vient la RAT.
	X : 498822	Shale Dolomitique observé dans un puits
14.	Y : 8767907	de creuseur.
	Z : 1262 m
	X : 498836	Shale Dolomitique observé dans un puits
15.	Y : 8767914	de creuseur.
	Z : 1256 m
	X : 498838	Paquet de Shale Dolomitique plissé.
16.	Y : 8767928
	Z : 1259 m
	X : 498711	Débris des SD dans les parois du puits.
17.	Y : 8767617
	Z : 1247 m
18.	X : 498744	IDEM
	Y : 8767632
	Z : 1252 m
	X : 498784	SD dans les parois du puits.
19.	Y : 8767589
	Z : 1256 m
	X : 498853
20.	Y : 8767630	IDEM
	Z : 1266 m
21.	X : 499054	CMN altéré dans les parois du puits.
	Y : 8767338
	Z : 1253 m
	X : 499042	Shale Dolomitique suivi des formations
22.	Y : 8767314	de Ore Body Inférieur mais nous notons
	Z : 1241 m	l'absence de la RSC.
	X : 498766	Roche de couleur brun jaunâtre contenant
23.	Y : 8767515	de la séricite et à un ciment gréseux.
	Z : 1242 m	Shale Dolomitique.

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STATIONS	COORDONNEES GEOGRAPHIQUES (UTM)	DESCRIPTIONS ET LITHOLOGIES
	X : 498787	Shale Dolomitique
24.	Y : 8767515
	Z : 1249 m
	X : 498811
25.	Y : 8767509	IDEM
	Z : 1248 m
	X : 498900	Débris des SD dans les parois du
26.	Y : 8767513	puits.
	Z : 1264 m
	X : 499043	Roche à apparence altérée, de couleur
27.	Y : 8767331	gris verdâtre, oxydée en limonite et
	Z : 1247 m	magnétite.
		Il pourrait s'agir de la RAT.
	X : 499049	Roche Argilo-talqueuse.
28.	Y : 8767318
	Z : 1250 m
	X : 499066	RAT altérée.
29.	Y : 8767243
	Z : 1232 m
	X : 499113	Contact entre la RAT, la DStrat et la
30.	Y : 8767223	RSF.
	Z : 1219 m
	X : 498929	Shale Dolomitique.
31.	Y : 8767374
	Z : 1245 m
	X : 498944	RSF et DStrat.
32.	Y : 8767362
	Z : 1233 m
	X : 498794	Succession de la RAT, DStrat, SDB
33.	Y : 8767997	et BOMZ dont la RAT se trouve au-
	Y : 1256 m	dessus de toutes les autres formations.
		Les mesures structurales ont été prises sur la Dolomie stratifiée et le
		Shale dolomitique de base.
	X : 498913	RAT dans les parois du puits.
34.	Y : 8768014
	Z : 1245 m
	X : 498893	Dstrat dans les parois d'un puits
35.	Y : 8767969	inaccessible pour prendre les mesures
	Z : 1251 m	structurales.

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STATION S	COORDONNEES GEOGRAPHIQUES (UTM)	DESCRIPTION ET LITHOLOGIE
36.	X : 498869 Y : 8767914	IDEM
	Z : 1251 m
	X : 498837	Contact entre SD et l'Ore body inférieur.
37.	Y : 8767921
	Z : 1265 m
	X : 498882	CMN altéré dans les parois du puits
38.	Y : 8767863
	Z : 1259 m
	X : 498797
39.	Y : 8767780	IDEM
	Z : 1259 m
	X : 498810	Affleurement de la RAT et de la brèche de
40.	Y : 8767955	RAT de couleur gris pour la rat et des
	Z : 1265 m	clastes des couleurs grises à rose pour la brèche de la RAT.
	X : 498519	Débris de la Brèche de la RAT provenant
41.	Y : 8768107	d'un puits.
	Z : 1246 m
	X : 498771	Observation des débris de SD et de RSC
42.	Y : 8768128	provenant d'un puits.
	Z : 1239 m
	X : 498791	IDEM
43.	Y : 8768130
	Z : 1239 m
	X : 498802	Débris de RSC très altérés.
44.	Y : 8768115
	Z : 1240 m
	X : 498603	Débris de dolomie silicifiée finement litée
45.	Y : 8768097	et de dolomie silicifiée massive cariée.
	Z : 1242 m
	X : 498609	IDEM
46.	Y : 8768027
	Z : 1249 m
	X : 498715	Débris des RSC altérées.
47.	Y : 8768041
	Z : 1252 m
	X : 498740	Débris des SD et Des Dolomies.
48.	Y : 8768046
	Z : 1254 m

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STATIONS	COORDONNEES GEOGRAPHIQUES (UTM)	DESCRIPTION ET LITHOLOGIE
	X : 498752	Débris des SD et des RSC.
49.	Y : 8768014
	Z : 1252 m
		Débris de la RSC au-dessus d'un tas des
	X : 498942	produits provenant du puits.
50.	X : 8968003
	Z : 1251 m
	X : 498917
51.	Y : 8767972	IDEM
	Z : 1253 m
	X : 498894	Débris de la RSC, la RSF, la Dstrat
52.	Y : 8767966	provenant d'un puits.
	Z : 1254 m
	X : 498883
53.	Y : 8767966	IDEM
	Z : 1251 m
	X : 498633	Débris de la RAT provenant d'un puits.
54.	Y : 8767784
	Z : 1245 m
	X : 498670	Observation de la RAT dans un puits.
55.	Y : 8767803
	Z : 1245 m
	X : 498737	Débris de la RAT et de la RSF provenant
56.	Y : 8767883	d'un puits.
	Z : 1259 m
	X : 499054	Débris du CMN provenant d'un puits.
57.	Y : 8767440
	Z : 1238 m
	X : 499043	Roche altérée, de couleur gris verdâtre,
58.	Y : 8767331	oxydée en limonite et magnétite. Elle
	Z : 1247 m	pourrait correspondre à la RAT.

Tableau 2. 6 : Lever des puits se trouvant dans le gisement

Le lever géologique des trois anciennes carrières (OLD PIT 1, OLD PIT 2 et OLD PIT 3), de tous les puits d'exploitants artisanaux ainsi que des tranchées et petits puits d'exploration nous a permis d'établir une carte géologique du gisement de Kansongwe Nord au 1/20000 d'échelle. Le logging de quelques trous de forages nous a aussi permis de compléter

les zones sans affleurement pour l'élaboration de ladite carte géologique. (Carte géologique
du gisement de Kansongwe Nord sur la page suivante : Figure 2.6).

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Figure 2. 6 : Carte géologique du gisement de Kansongwe Nord.

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II.1.3. PRESENTATION DES COUPES GEOLOGIQUES ILLUSTRATIVES DU GISEMENTS DE KANSONGWE NORD

Figure 2. 7 : Coupe illustrative du gisement de Kansongwe Nord

L'examen de la figure 2.7 montre une structure plissée constituée par une alternance d'anticlinaux et de synclinaux. Le noyau du synclinal est occupé par la Brèche de la RAT suivie de part et d'autre par la dolomie stratifiée (Dstrat), la roche siliceuse feuilletée (RSF) et le shale dolomitique(SD). Le noyau de l'anticlinal est occupé par le shale dolomitique (SD).

Figure 2. 8 : Coupe illustrative du gisement de Kansongwe Nord

L'examen de la figure 2.8 montre également une structure plissée (un anticlinal déjeté). Le coeur de celui-ci est occupé par la brèche de la RAT suivie de part et d'autre par la dolomie stratifiée (DStrat), la roche siliceuse feuilletée (RSF), le shale dolomitique (SD), enfin le calcaire à minéraux noirs (CMN).

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II.2. ETUDE LITHOSTRATIGRAPHIQUE

Cette étude porte sur la description des carottes de sondages. Elle permettra d'en ressortir la lithostratigraphie du gisement de Kansongwe Nord.

Figure 2. 9 : Plan de positionnement des sondages

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II.2.1. Description des carottes de sondages

Onze sondages (quatre sections) ont été sélectionnés dans le but de ressortir la lithostratigraphie et la structure du gisement de Kansongwe Nord. Les descriptions des sondages sont présentées dans les tableaux suivants :

? KSNDD15

Coordonnées du sondage :

Easting (X)	Northing (Y)	Elévation (Z)	Azimut	Inclination
498750,513	8767800	1250,838	90°	-60

Tableau 2. 7 : Les coordonnées du sondage KSNDD15

Passes		Descriptions	Lithologie
0.00	04.60	Recouvrement jaune rougeâtre à noirâtre, latéritique avec des grains d'oxyde de fer.	Sol
04.60	10.20	Brèche de couleur jaunâtre à rougeâtre un peu dure et oxydée en limonite, hématite et magnétite. Elle contient des fragments de même nature de couleur grise et rose. Ces derniers pouvant être des fragments de Rat Lilas.	Brèche de Rat
10.20	17.48	Fragments de roche dolomitique stratifiée en des bancs centimétriques à millimétrique. Cette tranche est très altérée.	DStrat
17.48	28.50	Roche stratifiée, très fracturée et oxydée en hématite de coloration rougeâtre. Cette tranche est marquée par la présence des SDB que nous venons de décrire, des BOMZ marquée par la présence d'une formation compacte de couleur noire rougeâtre à jaunâtre et des SDS qui sont fracturés et aussi oxydés en limonite, hématite et magnétite mais minéralisé en malachite.	SD
28.50	62.50 (E.O. H)	Cette tranche révèle par une roche altérée au début de la fourchette devenant moins altérée et moins fracturée en profondeur.	CMN

Tableau 2. 8 : Description du sondage KSNDD15

? KSNDD19

Coordonnées du sondage :

Easting (X)	Northing (Y)	Elévation (Z)	Azimut	Inclination
498699,461	8767899,26	1247,57	90°	-60

Tableau 2. 9 : Les coordonnées du sondage KSNDD19

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Passes(m)		Description	Lithologie
0,00	4,62	Recouvrement rougeâtre à noirâtre, latéritique avec des grains d'oxyde de fer.	Recouvrement
4,62	5,10	Mélange des débris de roche de couleurs variées avec la formation de couverture.	Saprolite
5,10	17,82	Roche altérée de couleur jaune rougeâtre, très oxydée et fortement fracturée.	CMN
17,82	21,20	Roche de couleur grisâtre, très oxydée et fracturée. Cette formation correspond au shale dolomitique de base (SDB).	SDB
21,20	27,77	Roche très altérée de couleur grisâtre à jaunâtre.	RSF
27,77	66,17	Cette tranche présente un niveau très bréchifié avec des fragments de couleur rose et grise. Elle est très oxydée et minéralisée en malachite. A partir de 51,9 m la roche est moins altérée. Elle est fragmentée en blocs de plus ou moins 10 cm d'épaisseur.	RAT
66,17	69,58	Roche fracturée et graphiteuse.	DStrat
69,58	70,39	Roche fracturée et graphiteuse et très finement litée.	RSF
70,39	70,74	Roche siliceuse, cariée et très oxydée en limonite. Elle est minéralisée en malachite.	RSC
70,74	75,00 (E.O.H)	Roche de couleur grise très dolomitique témoignant le niveau des shales dolomitiques de base.	SDB

Tableau 2. 10 : Description du sondage KSNDD19

? KSNDD71

Coordonnées du sondage :

Easting (X)	Northing (Y)	Elévation (Z)	Azimut	Inclinaison
498861,769	8767506,32	1250,936	90°	-60

Tableau 2. 11 : les coordonnées du sondage KSNDD71

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Passes(m)		Description	Lithologie
0,00	4,00	Recouvrement jaune rougeâtre à noirâtre, latéritique avec des grains d'oxyde de fer.	Recouvremen t
4,00	14,50	Brèche de couleur jaunâtre à rougeâtre un peu dure et oxydée en limonite, hématite et magnétite. Elle contient des fragments de même nature de couleur grise et rose. Ces derniers pouvant être des fragments de Rat Lilas.	RATG
14,50	15,50	Fragments de roche dolomitique stratifiée en des bancs centimétriques à millimétrique. Cette tranche est très altérée.	DStrat
15,50	17,00	-	Cavité
17,00	19,90	Dolomie siliceuse, finement laminée, de couleur gris noire, altérée, silicifiée, dolomitisée et fracturée.	RSF
19,90	20,50	Dolomie siliceuse, massive, très cariée, de couleur gris claire à gris foncé, altérée et modérément fracturée. On trouve la malachite dans les cassures.	RSC
20,50	22,90	Shale dolomitique bien stratifié, se débitant en bancs épais, gris verdâtre à violacée, fracturée et minéralisée en malachite dans les plans des cassures transversales et parallèles à la stratification.	SDB
22,90	24,30	Une boue de couleur gris mauve remplie d'oxydes noirs.	BOMZ
24,30	33,60	Shale dolomitique irrégulièrement stratifié, de couleur rougeâtre, légèrement gris foncé, fracturé.	SDS
33,60	34,60	-	Cavité
34,60	49,30	Shale dolomitique finement laminé, de couleur brun rougeâtre, très altérés et riche en hématite.	SDS
49,30	^53,10 (E.O.H)	Dolomie siliceuse irrégulièrement stratifiée de couleur gris claire. La roche est plus ou moins compacte et très carbonatée.	CMN

Tableau 2. 12 : Description du sondage KSNDD71

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? KSNDD 85

Coordonnées du sondage :

Easting (X)	Northing (Y)	Elévation (Z)	Azimut	Inclinaison
498496,55	8767901,07	1237,693	-	-90

Tableau 2. 13 : Les coordonnées du sondage KSNDD85

Passes(m)		Description	Lithologie
0.00	22.11	Matériaux de couleur rouge, mélangé des débris rouges avec des débris cherteux.	Recouvremen t
22.11	29. 62	Présence des débris cherteux dans une masse de terre rouge.	Saprolite
29. 6	66.90	Présence d'une roche talqueuse, altérée, de couleur	CMN altéré
2		brunâtre, jaunâtre à noirâtre.
66.90	75.32	Roche siliceuse, cariée faiblement altéré et ne présentant pas de trace de minéralisation.	CMN altéré
75.32	80.65	Roche talqueuse, minéralisée en malachite.	CMN altéré
80.65	88.75	Roche dolomitique, talqueuse, ne présentant pas de trace de la minéralisation.	CMN dolomitique
	(E.O.H)

Tableau 2. 14 : Description du sondage KSNDD85

? KSNDD 86

Coordonnées du sondage :

Easting (X)	Northing (Y)	Elevation (Z)	Azimut	Inclination
498451,421	8767899,63	1237,44	-	-90

Tableau 2. 15 : Les coordonnées du sondage KSNDD86

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Passes(m)		Description	Lithologie
0.00	15.50	Terre rouge remplie de débris rocheux de natures diverses.	Recouvrement
15.50	31.22	Roche talqueuse très altérée et ne présentant pas de trace de minéralisation.	CMN altéré
31.22	42.83	Alternance de roches talqueuse et cherteuse, très altérées et minéralisées en malachite vers la fin de cette passe à une profondeur comprise autour de 1,3m.	CMN altéré
42.83	44.00 (E.O.H)	Dolomie finement cristalline, massive de couleur blanchâtre et non minéralisée.	CMN Dolomitique.

Tableau 2. 16 : Description du sondage KSNDD86

? KSNDD87

Coordonnées du sondage :

Easting (X)	Northing (Y)	Elevation (Z)	Azimut	Inclination
498695,023	8767500,6	1238,352	41°	-60

Tableau 2. 17 : Les coordonnées du sondage KSNDD87

Passes(m)		Description	Lithologie
0.00	06.00	Sol rouge, latéritique avec des grains d'oxydes de fer.	Sol
06.00	09.30	Mélange de sol latéritique et des débris de roche.	Saprolite
09.30	43.80	Roche altérée, transformée en poudre argilo talqueuse, friable brun jaunâtre, noirâtre un peu oxydée en hématite. A certains endroits, nous pouvons observer des reliques de la roche altérée. Nous notons des traces de la minéralisation en malachite dans cette tranche.	CMN altéré
43.80	67.10	Roche stratifiée, très fracturée et oxydée en hématite d'où sa coloration rougeâtre. Cette tranche est marquée par la présence du SDS (jusqu'à 58.60) que nous venons de décrire, de BOMZ (de 58.60 à 61.40 où commence une cavité jusqu'au début des SDB). Ce BOMZ est marqué par la présence d'une formation compacte de couleur noire rougeâtre à jaunâtre et des SDB (de la cavité à une profondeur de 67.10) qui sont fracturés et	SD

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		aussi oxydés en limonite, hématite et magnétite mais minéralisés en malachite.
67.10	68.90	Roche massive, siliceuse et cariée et parfois oxydée en magnétite d'où sa coloration noire en certains endroits.	RSC
		Minéralisée en malachite
68.90	70.00	Roche à rubanement millimétrique onduleux, oxydée et fracturée. Elle est minéralisée en chalcopyrite.	RSF
70.00	77.50	Roche dolomitique, stratifiée, de couleur grisâtre, fracturée. Présence des veines de calcite minéralisées en chalcopyrite.	DStrat
		Roche massive de couleur gris verdâtre (cette coloration
77.50	83.00	est peut être due à la chloritisation). Vers la fin du	RAT
	(E.O.H)	sondage, cette formation présente des remplissages des dolomites dans la brèche et aussi la présence des sulfures comme la chalcopyrite et la pyrite.

Tableau 2. 18 : Description du sondage KSNDD87

? KNSDD92

Coordonnées du sondage :

Easting (X)	Northing (Y)	Elevation (Z)	Azimut	Inclination
498647,133	8767467,58	1238,012	41°	-60

Tableau 2. 19 : Les coordonnées du sondage KSNDD92

Passes(m)		Description	Lithologie
0.00	34.80	Recouvrement de couleur jaune rougeâtre.	Sol
34.8 0	70.70	Alternance des roches cherteuse, schisteuse et talqueuse.	CMN altéré
70.7 0	81.00	Roche talqueuse tendre et pulvérulente de couleur noire, altérée avec des traces de malachite. On note aussi la présence d'oxydes de fer.	CMN altéré
81.0 0	83.20	Alternance de schistes argileux indurés stratifiés et d'argilite plu ou moins talqueuse, tendre de couleur noire avec des traces de malachite.	CMN altéré
83.2 0	97.70	Roche stratifiée en certains endroits de couleur beige, altérée et non minéralisée. Elle est oxydée en certains endroits.	SDS altéré
97.7 0	111.15 (E.O.H)	Roche à tendance dolomitique, stratifiée, avec quelques passes altérées et des traces de malachite. En certains endroits elle est finement stratifiée et carbonée d'où sa coloration noire.	SDS altéré

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Tableau 2. 20 : Description du sondage KSNDD92

? KSNDD116

Coordonnées du sondage :

Easting (X)	Northing (Y)	Elevation (Z)	Azimut	Inclination
498609,442	8767435,65	1236,87	41°	-60

Tableau 2. 21 : Les coordonnées du sondage KSNDD116

Passes(m)		Description	Lithologie
0.00	21.66	Recouvrement latéritique, de couleur rougeâtre à rouge jaunâtre.	Sol
21.6	22. 70	Mélange de recouvrement et de fragment de roche altérée	Saprolite
6		de couleur brun jaunâtre.
22. 7	39.13	Roche altérée, poudrée de couleur variant entre le brun	CMN altéré
0	(E.O.H)	jaunâtre, rougeâtre à noirâtre. A la fin de la passe on note la présence de fragments de roche dure du CMN.

Tableau 2. 22 : Description du sondage KSNDD116

? KSNDD124

Coordonnées du sondage :

Easting (X)	Northing (Y)	Elevation (Z)	Azimut	Inclination
498884,892	8767343,4	1237,628	41°	-60

Tableau 2. 23 : Les coordonnées du sondage KSNDD124

Passes(m)		Description	Lithologie
0.00	04.33	Sol de couverture rougeâtre, latéritique de couleur jaune rougeâtre avec des grains d'oxyde de fer.	Sol
04.33	09. 60	Mélange de sol avec les débris de roche altérée de couleur brun jaunâtre à brun noirâtre.	Saprolite
09. 60	15.80	Roche altérée de couleur variant entre brun rougeâtre à brun jaunâtre. La partie altérée, poudreuse contient des minéraux brillants pouvant être la séricite.	CMN altéré
15.80	52.62	Roche fracturée (très fracturée vers la fin de la passe) de couleur brun jaunâtre à des oxydes de fer et présence de magnétite. Elle est minéralisée en malachite dans les plans des cassures et les plans de stratifications. La minéralisation dans cette formation suit aussi les veines de calcite.	SD
52.62	53.13	Roche à rubanement millimétrique onduleux, oxydée et très fracturée marquée par une minéralisation en malachite.	RSF

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Passes(m)		Description	Lithologie
53.13	53.90	Roche dolomitique, stratifiée, de couleur grisâtre, fracturée. Elle est également marquée par une minéralisation en malachite.	DStrat
53.90	62.00	Brèche monogénique marquée par des fragments de RAT de taille centimétrique à millimétrique de couleur grise et rose. Ce rose pouvant témoigner de la présence des fragments de la Rat Lilas.	Brèche de RAT
62.00	67.30	Roche massive, de couleur grise à ciment gréseux non minéralisé.	RAT grise
67.30	76.88	Roche dolomitique, stratifiée, de couleur grisâtre, fracturée. Présence de veines de calcite et minéralisée en chalcopyrite dans les veines de calcite.	DStrat
76.88	77.68	Roche à rubanement millimétrique onduleux, oxydée et très fracturée marquée par une minéralisation en chalcopyrite.	RSF
77.68	85.90 (E.O.H)	Roche de couleur noire, graphiteuse, stratifiée en bancs variant du décimètre au centimètre et au millimètre. Notons la présence de nodules dans les parties inférieures de la passe. Ces nodules marquent le niveau des shales dolomitiques de base (SDB). Cette formation est minéralisée en chalcopyrite dans les cassures.	SD

Tableau 2. 24 : Description du sondage KSNDD124

? KSNDD125

Coordonnées du sondage :

Easting (X)	Northing (Y)	Elevation (Z)	Azimut	Inclination
498911,956	8767299,44	1236,419	41°	-75

Tableau 2. 25 : Les coordonnées du sondage KSNDD125

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Passes(m)		Description	Lithologie
0.00	06.33	Sol de couverture latéritique, de couleur jaune rougeâtre avec des grains d'oxyde de fer.	Sol
06.33	09. 15	Mélange de sol avec les débris de roche altérée de couleur brun jaunâtre à brun noirâtre.	Saprolite
09. 15	32.90	Roche altérée variant entre le brun rougeâtre et le brun jaunâtre. La partie altérée, poudreuse contient des minéraux brillants pouvant être de la séricite.	CMN altéré
32.90	40.80	Roche fracturée (très fracturée vers la fin de la passe) brun jaunâtre avec des oxydes de fer et la présence de la magnétite. Elle est minéralisée en malachite dans des plans de cassures, de stratifications ainsi que les veines de calcite.	SD
40.80	42.20	Roche massive, oxydée et fracturée, minéralisée en malachite.	RSC
42.20	43.72	Roche à rubanement millimétrique onduleux, oxydée et très fracturée minéralisée en malachite.	RSF
43.72	46.90	Roche dolomitique, grisâtre, stratifiée en sa partie supérieure, elle est compacte et est très fracturée en profondeur. Au début elle est compacte et très fracturée vers la fin. Elle est également minéralisée en malachite.	DStrat
46.90	51.30 (E.O.H)	Brèche monogénique constituée par de fragments gris de la RAT de tailles centimétrique à millimétrique.	Brèche de RAT

Tableau 2. 26 : Description du sondage KSNDD125

? KSNDD126

Coordonnées du sondage :

Easting (X)	Northing (Y)	Elevation (Z)	Azimut	Inclination
498951,59	8767269,46	1236,172	41°	-75

Tableau 2. 27 : Les coordonnées du sondage KSNDD126

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Passes(m)		Description	Lithologie
0.00	06.60	Recouvrement jaune rougeâtre latéritique avec des grains d'oxyde de fer.	Sol
06.60	56.62	Roche altérée au début du paquet donnant un sol de couleur jaune rougeâtre et à partir de 54 m de profondeur le faciès non altéré est minéralisé en chalcopyrite et en oxydes de fer. Cette formation est par endroit très fracturée.	CMN
56.62	58.00	Roche stratifiée, fracturée, graphiteuse à nodules.	SD
58.00	58.48	Roche à rubanements millimétriques onduleux, oxydée, fracturée et graphiteuse.	RSF
58.48	63.28	Roche dolomitique, stratifiée, fracturée et graphiteuse.	DStrat
63.28	77.90 (E.O.H)	Brèche monogénique marquée par des fragments chloriteux millimétriques à centimétriques de la de RAT.	Brèche de RAT

Tableau 2. 28 : Description du sondage KSNDD126

II.2.2. Logs lithostratigraphique des sondages de Kansongwe nord

La description de sondages sélectionnés nous a permis d'établir les logs stratigraphiques du gisement et de faire des corrélations entre les différents logs lithostratigraphique.

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Figure 2. 10 : Logs lithostratigraphique des sondages du gisement de Kansongwe Nord

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II.3. ETUDE STRUCTURALE II.3.1. INTRODUCTION

Dans la nature, les masses rocheuses sont rarement continues, elles sont généralement recoupées par des discontinuités diverses qui peuvent être des failles, des diaclases, des joints, etc. Ces discontinuités proviennent de différents mouvements tectoniques qui les ont affectées et observables aux différentes échelles microscopiques, mésoscopique et mégascopique. Dans notre étude, nos mesures ont été prises à l'échelle mésoscopique c'est-à-dire au niveau de l'affleurement.

Cette partie consiste en une étude des déformations ayant affecté les formations du secteur d'étude par une analyse structurale portant sur les aspects géométriques et statistiques.

La méthodologie utilisée consiste en :

- Une description macroscopique des structures ;

- Une identification et une caractérisation d'éléments structuraux planaires ainsi que leurs relations géométriques et chronologiques ; - Une cartographie des éléments structuraux.

Les observations et la prise des mesures ont été rendues faciles grâce aux affleurements dans les anciennes petites mines (OLD PIT1, OLD PIT2, OLD PIT3), dans les puits d'exploitants artisanaux et dans les ouvrages de prospection (tranchées et petits puits). Ces mesures ont été d'abord l'objet d'un traitement statistique en termes de rosaces de fréquences et ont été ensuite projetées sur canevas stéréographiques grâce au logiciel informatique Dips v.5.041.

? Le logiciel informatique Dips est l'outil qui nous a permis d'obtenir la rosace de fréquences des structures planaires (cassures ; stratification), de donner la distribution polaire des plans et de déterminer les zones d'isodensités des structures planaires.

? Rosace de fréquence

L'établissement des rosaces de fréquence permet de reconnaitre rapidement et sans ambiguïté aucune les directions préférentielles des cassures, de la stratification, des schistosités et l'allure de distribution des valeurs.

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? Canevas stéréographique

La projection sur canevas stéréographique consiste en une représentation des pôles des plans de stratification et des cassures (minéralisées et non minéralisées) ainsi que de leurs isodensités. Ces représentations donnent une orientation préférentielle, une concentration majeure et mineure des pôles dans les différents quadrants du canevas de Schmidt en indiquant les sens préférentiels des pendages et en ressortant le plan moyen de stratification.

II.3.2. DESCRIPTION MACROSCOPIQUE DES STRUCTURES. A. Structure du gisement

L'étude de la déformation par l'analyse des structures et des microstructures observées à une échelle mésoscopique a permis de mettre en évidence l'architecture tectonique des formations géologiques du secteur. L'étude lithostratigraphique faite au point précédent, montre une polarité normale suivie d'une polarité inverse des unités lithologiques des Sous-Groupe de Mines (R2). Ces formations présentent une structure plissée et faillée.

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Figure 2. 11 : Illustration des structures affectant le gisement de Kansongwe nord à l'échelle de la carte.

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B. Analyse de la déformation cassante

Il s'agit en effet des failles diverses observées à l'échelle de l'affleurement et à l'échelle du gisement ainsi que des différents types de fractures tels que les diaclases et les fractures conjuguées.

? FAILLE 1 (F1 sur la figure 2.11)

Cette faille de direction N56°E mettant en contact un compartiment en série normale et un autre en série renversée a été observée au niveau de la petite mine OLD PIT 1. Le miroir de cette faille étant caché, le sens du pendage s'avère difficile à estimer. Le long de cette faille, on sait distinguer le SDS, le BOMZ et le SDB (une série normale) se buter dans la RSC appartenant au flanc inférieur (série inverse) d'un pli. Cette faille affecte la RSF dont elle bréchifie une partie. Les éléments de cette brèche sont arrangés de manière irrégulière et sont de formes diversifiées témoignant de leur origine tectonique.

NW

SE

Figure 2. 12 : Illustration de la faille1 observée dans l'OLD PIT1

? FAILLE 2 (F2 sur la figure 2.12)

En principe, il s'agit d'une faille inverse de décrochement dextre de direction N110°E/80°SW observée à la station 1 dans le OLD PIT 2. Cette faille longe tout le gisement et est à l'origine de changement de directions de plans axiaux de plis et par conséquent des formations dans le gisement de Kansongwe Nord.

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Figure 2. 13 : Illustration de la faille inverse de décrochement dextre observée à la station 1 dans l'OLD PIT2.

? MICROSTRUCTURES ASSOCIEES AUX FAILLES.

Plusieurs microstructures associées aux failles ont été observées sur les différentes formations du gisement de Kansongwe nord.

? Faille inverse

Une faille inverse de direction N22°E/88NW a été observée à la station 4 dans l'OLD PIT1. Elle débute dans le BOMZ et se termine dans le SDB.

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Figure 2. 14 : Illustration de la faille inverse observée à la station 4 dans l'OLD PIT1

? Fractures conjuguées

Ces fractures sont observées dans toutes les formations du gisement de Kansongwe nord. Elles forment généralement entre elles des angles aigus proches de 60°.

Ce sont des fractures de cisaillement conjuguées, qui se sont développées en un double réseau assez conforme. Leur disposition spatiale (la bissectrice de l'angle aigu) permet de dresser une direction de 61 dans l'angle aigu (61 vertical).

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Figure 2. 15 : Illustration d'un réseau des cassures conjuguées dans la RAT grise

III.2.3. Analyse de la déformation plicative

L'examen de la figure 2.8 (carte géologique de Kansongwe nord) montre que la structure du gisement de Kansongwe nord est une structure plissée. Les directions de plans axiaux des plis observés dans le gisement de Kansongwe nord varient considérablement. Cela est principalement dû à l'effet des failles décrites à la section précédente sur ces derniers. Un micropli en forme de S a été observé à la station 14 dans l'OLD PIT 1 dans les SDS, dont la direction du plan axial de l'anticlinal est de N15°/74°NW et celle du synclinal est N 3°/70°W.

Figure 2. 16 : A) faux synclinal, B) un faux anticlinal, C) un micropli dans le SDS

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Figure 2. 17 : Plissement d'un banc de shale dolomitique supérieur dans le OLD PIT1

II.3.3. TRAITEMENTS STATISTIQUES DES DONNEES STRUCTURALES

Compte tenu des conditions de terrain, 27 mesures des plans de stratification (S0) et 103 mesures des plans de cassures ont été prises dans le gisement de Kansongwe nord.

Ces mesures seront d'abord traitées et analysées statistiquement à l'aide des rosaces de fréquence, puis projetées sur canevas stéréographiques grâce au logiciel Dips version 5.041.

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? Mesures des Plans de stratification (S0)

Longitude (X)	Latitude (Y)	Altitude (Z)	Pendage	Direction	Direction Du Pendage	Sens Du Pendage	Lithologie
498645	8767854	1242	62	102	192	SW	DStrat
498631	8767861	1244	63	100	190	SW	DStrat
498624	8767861	1235	27	105	195	SW	SDB
498624	8767850	1235	30	161	251	SW	RSF
498642	8767884	1241	26	105	195	SW	SDB
498796	8767912	1264	69	30	300	NW	DStrat
498822	8767904	1262	30	10	280	WNW	SDB
498836	8767914	1256	30	10	280	WNW	SDB
498784	8767589	1256	68	132	222	SW	SD
498853	8767630	1266	20	160	250	SW	SD
498887	8767681	1255	39	50	320	NW	SDS
498879	8767677	1259	19	35	305	NW	CMN
498899	8767616	1264	17	31	301	NW	CMN
498977	8767661	1237	15	29	299	NW	CMN

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Longitude (X)	Latitude (Y)	Altitude (Z)	Pendage	Direction	Direction Du Pendage	Sens Du Pendage	Lithologie
499042	8767314	1241	60	140	230	SW	RSF
498787	8767515	1249	51	148	238	SW	SD
498811	8767509	1248	31	135	225	SW	SD
498900	8767513	1264	30	131	221	SW	SD
499049	8767318	1250	53	140	230	SW	RSF
499113	8767223	1219	46	125	215	SW	RSF
498929	8767374	1245	62	145	235	SW	SDB
498981	8767287	1211	24	132	222	SW	SDS
499019	8767236	1212	44	142	232	SW	SDS
499076	8767201	1239	69	122	212	SW	SDS
498794	8767997	1256	30	65	155	SW	DStrat
498837	8767921	1265	25	10	280	WNW	DStrat
498798	8767780	1259	50	6	276	WNW	SD

Tableau 2. 29 : Mesures des plans de stratification (S0) du gisement de Kansongwe Nord

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? Mesures des plans de cassures.

Longitude (X)	Latitude (Y)	Altitude (Z)	Pendage	Direction	Directio n Du Pendage	Sens Du Pendag e	Remplissag e
498642	876788 4	1241	85	2	272	WNW	Non
498642	876788 4	1241	81	3	273	WNW	Non
498642	876788 4	1241	82	3	273	WNW	Non
498642	876788 4	1241	81	3	273	WNW	Non
498642	876788 4	1241	80	3	273	WNW	Non
498642	876788 4	1241	80	4	274	WNW	Non
498642	876788 4	1241	76	5	275	WNW	Non
498642	876788 4	1241	80	5	275	WNW	Non
498642	876788 4	1241	82	6	276	WNW	Non
498642	876788 4	1241	80	6	276	WNW	Non
498642	876788 4	1241	81	6	276	WNW	Non
498642	876788 4	1241	83	7	277	WNW	Non
498642	876788 4	1241	72	11	281	WNW	Non
498879	876767 7	1259	31	37	307	NW	Dolomite
498798	876778 0	1259	50	48	318	NW	Quartz
498879	876767 7	1259	31	48	318	NW	Dolomite
498879	876767 7	1259	28	48	318	NW	Dolomite
498798	876778 0	1259	48	49	319	NW	Quartz
498879	876767 7	1259	28	50	320	NW	Dolomite
498798	876778 0	1259	55	51	141	SE	Quartz
498879	876767 7	1259	29	51	321	NW	Dolomite

Page 58 sur 157

498879	876767 7	1259	28	51	321	NW	Dolomite
499049	876731 8	1250	84	51	141	SE	Malachite
498798	876778 0	1259	52	52	142	SE	Quartz
498879	876767 7	1259	29	52	322	NW	Dolomite
498879	876767 7	1259	27	52	322	NW	Dolomite
498798	876778 0	1259	50	54	144	SE	Quartz
498798	876778 0	1259	52	54	144	SE	Quartz
498879	876767 7	1259	26	55	325	NW	Dolomite
Longitude (X)	Latitude (Y)	Altitude (Z)	Pendage	Direction	Directio n Du Pendage	Sens Du Pendag e	Remplissag e
498879	876767 7	1259	27	55	325	NW	Dolomite
498798	876778 0	1259	50	56	326	NW	Quartz
498798	876778 0	1259	47	56	326	NW	Quartz
498879	876767 7	1259	22	57	327	NW	Dolomite
499049	876731 8	1250	70	57	327	NW	Malachite
499049	876731 8	1250	64	59	329	NW	Malachite
498977	876766 1	1237	50	60	150	SE	Dolomite
498811	876750 9	1248	82	61	331	NW	Non
498879	876767 7	1259	22	61	331	NW	Dolomite
498977	876766 1	1237	51	61	331	NW	Dolomite
498977	876766 1	1237	48	61	151	SE	Dolomite
498977	876766 1	1237	43	61	151	SE	Dolomite
498645	876785 4	1242	40	62	332	NW	Non

Page 59 sur 157

498977	876766 1	1237	54	62	332	NW	Dolomite
498977	876766 1	1237	52	62	152	SE	Dolomite
499049	876731 8	1250	43	62	152	SE	Malachite
498811	876750 9	1248	85	64	334	NW	Non
498879	876767 7	1259	20	64	334	NW	Dolomite
498977	876766 1	1237	50	64	154	SE	Dolomite
498977	876766 1	1237	50	64	154	SE	Dolomite
499049	876731 8	1250	48	65	155	SE	Malachite
499049	876731 8	1250	45	65	155	SE	Malachite
498645	876785 4	1242	46	66	336	NW	Non
498977	876766 1	1237	50	66	156	SE	Dolomite
498879	876767 7	1259	25	67	337	NW	Dolomite
498811	876750 9	1248	85	68	338	NW	Non
498811	876750 9	1248	82	68	338	NW	Non
498645	876785 4	1242	38	69	339	NW	Non
499049	876731 8	1250	52	69	159	SE	Malachite
498796	876791 2	1264	52	70	160	SE	Malachite
498796	876791 2	1264	66	70	160	SE	Malachite
498811	876750 9	1248	82	70	340	NW	Non
498645	876785 4	1242	40	71	341	NW	Non
Longitude (X)	Latitude (Y)	Altitude (Z)	Pendage	Direction	Directio n Du Pendage	Sens Du Pendag e	Remplissag e
498811	876750 9	1248	81	71	341	NW	Non
498811	876750 9	1248	79	71	341	NW	Non

Page 60 sur 157

498811	876750 9	1248	81	71	341	NW	Non
498811	876750 9	1248	80	72	342	NW	Non
498811	876750 9	1248	72	72	342	NW	Non
498796	876791 2	1264	60	73	163	SE	Malachite
498645	876785 4	1242	40	74	344	NW	Non
498811	876750 9	1248	80	75	345	NW	Non
498645	876785 4	1242	46	78	348	NW	Non
499049	876731 8	1250	52	80	170	SSE	Malachite
498811	876750 9	1248	82	82	352	NW	Non
498811	876750 9	1248	82	82	352	NW	Non
498796	876791 2	1264	58	83	173	SSE	Malachite
499049	876731 8	1250	52	84	174	SSE	Malachite
498811	876750 9	1248	85	85	355	NW	Non
498796	876791 2	1264	50	87	177	SSE	Malachite
498796	876791 2	1264	55	90	180	S	Malachite
498796	876791 2	1264	53	91	181	WSW	Malachite
499049	876731 8	1250	71	100	10	NNE	Malachite
499049	876731 8	1250	60	102	12	NNE	Malachite
499049	876731 8	1250	67	108	18	NE	Malachite
499049	876731 8	1250	67	110	20	NE	Malachite
498796	876791 2	1264	63	119	29	NE	Malachite
498796	876791 2	1264	64	120	30	NE	Malachite
498796	876791 2	1264	74	122	32	NE	Malachite
498796	876791 2	1264	64	123	33	NE	Malachite

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498796	876791 2	1264	65	125	35	NE	Malachite
498796	876791 2	1264	68	129	39	NE	Malachite
498796	876791 2	1264	61	131	41	NE	Malachite
498977	876766 1	1237	76	138	48	NE	Dolomite
498977	876766 1	1237	81	140	50	NE	Dolomite
498977	876766 1	1237	84	142	52	NE	Dolomite
Longitude (X)	Latitude (Y)	Altitude (Z)	Pendage	Direction	Directio n Du Pendage	Sens Du Pendag e	Remplissag e
498977	876766 1	1237	86	144	54	NE	Dolomite
498977	876766 1	1237	85	146	56	NE	Dolomite
498645	876785 4	1242	51	153	63	NE	Non
498645	876785 4	1242	51	157	67	NE	Non
498645	876785 4	1242	54	157	67	NE	Non
498645	876785 4	1242	40	160	70	NE	Non
498645	876785 4	1242	47	160	70	NE	Non
498645	876785 4	1242	45	162	72	NE	Non
498645	876785 4	1242	35	169	79	NE	Non

Tableau 2. 30 : Mesures des plans de cassures du gisement de Kansongwe Nord

3.3.1. Rosace de fréquence des directions des plans de stratification

Cette rosace indique la direction préférentielle de toutes les mesures des plans de stratification du gisement de Kansongwe Nord (Figure 2.18).

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Figure 2. 18 : Rosace de fréquence des plans de stratification du gisement de Kansongwe Nord

De cette représentation, ressort une direction préférentielle comprise entre N130°E et N140°E orientée NW-SE. A celle-ci s'ajoute également deux autres directions préférentielles mineures. L'une comprise entre N120°E et N130°E et l'autre entre N140°E et N150°E. Il est donc certain que les formations de Kansongwe Nord sont orientées NW-SE.

A.2. Rosace de fréquence des mesures de direction des fractures

Les différentes fractures ont été séparées et catégorisées en fonction de leurs

remplissages :

? Rosace de fréquence des mesures de direction des fractures tapissées de dolomite

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Figure 2. 19 : Rosace de fréquence des mesures de direction des fractures tapissées de dolomite

Cette représentation ressort une direction préférentielle des cassures tapissées de dolomite. Elle est comprise entre N60°E et N70°E orientée NE-SW.

? Rosace de fréquence des mesures de direction des fractures tapissées de malachite

Figure 2. 20 : Rosace de fréquence des mesures de direction des fractures tapissées de malachite

Cette représentation ressort 3 directions préférentielles de cassures tapissées de malachite. La première est comprise entre N60°E et N70°E orientée NE-SW. La deuxième est comprise entre N80°E et N90°E orientée ENE-WSW. La troisième est comprise entre N120°E et N130°E orientée NW-SE.

? Rosace de fréquence des mesures de direction des fractures tapissées de quartz

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Figure 2. 21 : Rosace de fréquence des mesures de direction des fractures tapissées de quartz

Cette représentation ressort une direction préférentielle comprise entre N50°E et N60°E orientée NE-SW.

? Rosace de fréquence des mesures de direction des fractures non remplies

Figure 2. 22 : Rosace de fréquence des mesures de direction des fractures non remplies

Cette représentation ressort une direction préférentielle comprise entre N0°E et N10°E orientée NNE-SSW.

3.3.2. Projection sur canevas stéréographiques.

La projection sur canevas stéréographique consiste en une représentation des pôles des plans de stratification et des cassures (minéralisées et non minéralisées) ainsi que de leurs isodensités. Ces représentations donnent une orientation préférentielle, une concentration

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majeure et mineure des pôles dans les différents quadrants du canevas de Schmidt en indiquant les sens préférentiels de pendage et en ressortant le plan moyen de stratification.

a. Représentation des pôles et des isodensités des plans de stratification (S0) du gisement de Kansongwe Nord

Figure 2. 23 : Illustration de plans de stratification par leurs pôles

Figure 2. 24 : Traces cyclographiques des plans de stratification du gisement de Kansongwe nord.

Nous remarquons sur la figure 2.23 que la grande partie des pôles de plans de stratification s'observe dans les quadrants NE et SE. Ce qui suggère que les sens préférentiels de pendages sont SW et NW (Confirmé par la figure 2.24 : traces cyclographiques des plans de stratification).

Figure 2. 26 : Représentation en pôles des plans de fractures du gisement de Kansongwe nord

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Figure 2. 25 : Isodensités des plans de stratifications.

La détermination des zones d'isodensitéspermet de ressortir le plan de stratification moyen correspondant à la famille majeure. L'observation de la figure ci-haut montre que la concentration maximale des pôles atteint 21.65%, la position des pôles moyens est plus proche du centre que de l'extrémité du cercle mais aussi qu'une partie des pôles est à mi-distance entre le centre et l'extrémité du cercle. Ces observations indiquent que les formations de Kansongwe nord ont préférentiellement des pendages faibles (compris entre 10 et 30°) et moyens (compris entre 30 et 50°).

b. Représentation des pôles et des isodensités des plans de cassures du gisement de Kansongwe Nord

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Figure 2. 27 : Représentation des isodensités de fractures du gisement de Kansongwe nord

De ces représentations on peut dire que les cassures montrent une concentration maximale des pôles atteignant 21.66% signifiant que les concentrations de pôles sont éparpillées dans les 1er, 2^ème et 3^ème quadrants montrant des pendages faibles à forts.

? Représentation des pôles et des isodensités des plans de cassures tapissées de dolomite

Figure 2. 28 : Illustration des pôles et des isodensités des cassures tapissées de dolomite

La figure 2.28A fait ressortir 3 grandes familles de cassures sur base du sens des

- La première famille comprend les cassures dont leurs pôles sont concentrés dans le deuxième quadrant. Le sens des pendages de ces cassures est le NW ;

pendages:

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- La deuxième famille comprend les cassures dont leurs pôles sont concentrés dans le troisième quadrant. Le sens des pendages de ces cassures est le NE ;

- La troisième famille comprend les cassures dont leurs pôles sont concentrés dans le quatrième quadrant. Le sens des pendages de ces cassures est le SE.

Le diagramme des iso densités (Figure 2.28B) montre une concentration maximale des pôles atteignant 53,49% et situer proche du centre (90°). Ce qui suggère que les pendages sont majoritairement moyens.

? Représentation des pôles et des isodensités des plans de cassures tapissées de malachite

Figure 2. 29 : Illustration des pôles et des isodensités des cassures tapissées de malachite

La figure 2.29A fait ressortir 2 grandes familles de cassures sur base de sens de leurs pendages :

- La première famille comprend les cassures concentrées dans le troisième quadrant. Le sens des pendages de ces cassure est le NE ;

- La deuxième famille comprend les cassures concentrées dans le quatrième quadrant. Le sens de pendages de ces cassures est le SE voire SSE.

Le diagramme des iso densités (Figure 2.29B) montre une concentration maximale des pôles atteignant 21,57% et situer proche du cercle extérieur que du centre. Ce qui suggère que les pendages sont majoritairement forts.

? Représentation des pôles et des isodensités des plans de cassures tapissées de quartz

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Figure 2. 30 : illustration des pôles et des isodensités des cassures tapissées de quartz

La figure 2.30A fait ressortir 2 grandes familles de cassures sur base de sens de leurs pendages :

- La première famille comprend les cassures concentrées dans le deuxième quadrant. Ces cassures plongent vers le NW.

- La deuxième famille comprend les cassures concentrées dans le quatrième quadrant. Le sens de pendages de ces cassures est le SE.

Le diagramme des iso densités (Figure 2.30B) montre une concentration maximale des pôles atteignant 48,71% et est située à mi-distance entre le centre et le cercle extérieur. Ce qui suggère que les pendages sont moyens.

? Représentation des pôles et des isodensités des plans de cassures non remplies

Figure 2. 31 : Illustration des pôles et des isodensités des cassures non remplies

La figure 2.31A fait ressortir 2 grandes familles de cassures sur base de sens de leurs pendages :

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- La première famille comprend les cassures concentrées dans le deuxième quadrant. Une partie de ces cassures plongent vers le NW et une autre vers l'WNW.

- La deuxième famille comprend les cassures concentrées dans le troisième quadrant. Le sens de pendages de ces cassures est le NE.

Le diagramme des iso densités (Figure 2.31B) montre une concentration maximale des pôles atteignant 25,67% et située proche du cercle extérieur que du centre. Ce qui suggère que les pendages sont majoritairement très forts.

Conclusion partielle

L'étude cartographique montre que le gisement de Kansongwe Nord est constitué des formations sédimentaires appartenant au Sous-Groupe de Mines avec comme particularité la présence de tous les flancs d'une structure plissée faillée qui semble être une alternance des plis déjetés. La succession stratigraphique est renversée sur certains flancs et normale sur d'autres. Ce phénomène est attesté par les observations de surface et de subsurface ainsi que le logging des carottes des sondages.

Huit unités lithologiques suivantes ont été observées :

? La Brèche de la Roche Argileuse Talqueuse grise (BRAT grise) ;

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Roche microgréseuse parfois argilo-gréseuse, se présentant à certains endroits sous forme bréchifiée, moyennement altérée, de couleur gris-blanchâtre à jaune violacée. On note la présence d'une minéralisation en malachite dans les plans des fractures et en dissémination au sein de la roche.

> La Dolomie stratifiée (DStrat) ;

Grossièrement stratifiée, présentant des nodules à certains endroits, moyennement altérée, jaune-grisâtre et fracturée. On note la présence d'oxydes de Fe-Mn et d'une minéralisation en malachite dans les plans des fractures, et de stratifications et en dissémination au sein de la roche.

> La Dolomie Siliceuse feuilletée (RSF) ;

Roche finement stratifiée et onduleuse, grisâtre et fracturée. Elle contient en son sein des oxydes de Fe, la minéralisation en malachite dans les plans de fractures, dans les plans de stratification et en dissémination au sein de la roche.

> La Dolomie Siliceuse Cellulaire (RSC) ;

Roche siliceuse dolomitique, massive, d'aspect stromatolitique et cariée, gris-blanchâtre et fracturée, contenant des oxydes de Fe-Mn et de malachite dans les plans de fractures, dans les caries et en dissémination au sein de la roche.

> Le Shale Dolomitique de Base (SDB) ;

Roche finement laminée, noduleuse par endroit, moyennement altérée, brun-violacé à brun-jaunâtre et fracturée à nodules disséminés ainsi que des oxydes noirs et des oxydes de fer dans les plans de fractures et des stratifications ;

> Le Black Ore Mineralized zone (BOMZ) ;

Une boue de couleur gris mauvâtre remplie des oxydes noirs. > Le Shale Dolomitique Supérieur SDS) ;

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Shale dolomitique microgréseux : grossièrement stratifié, moyennement altéré, de couleur jaune-brunâtre présentant des fractures remplies de quartz de néoformation et des oxydes de Fe. Ces oxydes sont aussi disséminés dans la roche.

? Le Calcaire à Minéraux Noirs (CMN),

Dolomie siliceuse, massive, cariée, devenant talqueuse lorsqu'elle est altérée, gris-noirâtre, contenant des oxydes de Fe-Mn.

L'observation des structures, microstructures de déformation et également de la carte géologique du gisement de Kansongwe Nord montre que ce dernier a subi une tectonique engendrant ainsi plusieurs structures. La nature de ces déformations ductiles et cassantes nous fait penser à l'existence de plusieurs régimes des déformations tectoniques.

Plissement :

En considérant le résultat obtenu après traitement des différentes valeurs de la stratification sur la rosace de fréquence et sur le canevas stéréographique nous remarquons que la direction préférentielle des formations de Kansongwe Nord est NW-SE et le sens préférentiel des pendages est SW. Il s'agit en fait des anticlinaux isoclinaux déjetés vers le NE avec des pendages moyens mais forts proche du plan axial.

? Fracturation :

Après traitement statistique des mesures des plans de cassure sur la rosace de fréquence et canevas stéréographique nous retenons ce qui suit :

- La direction préférentielle des cassures tapissées de calcite est NE-SW. Les pendages sont majoritairement moyens et orientés suivant deux sens préférentiels NW et SE.

- Les directions préférentielles de cassures tapissées de malachite sont NE-SW, ENE-WSW, NW-SE. Les pendages sont majoritairement forts et orientés suivant deux sens préférentiels NE ; SE voire SSE.

- La direction préférentielle des cassures tapissées de quartz est NE-SW. Les pendages sont moyens et orientés suivant deux sens préférentiels NW et SE.

- La direction préférentielle des cassures non remplies est NNE-SSW. Les pendages sont majoritairement très forts et orientés suivant le WNW.

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La structure majeure du gisement de Kansongwe Nord est un anticlinal isoclinal déjeté vers le NE recoupé par deux grandes failles de décrochement, l'une orientée NE-SW et l'autre NW-SE. Selon Kampunzu et Cailteux (1999), les plis à vergence NE appartiendraient à la phase D1 (dite Kolwezienne) du plissement Lufilien.

Seize échantillons tirés de l'ensemble de quarante-quatre récoltés sont concernées par cette étude.

CHAPITRE III. ETUDES PETROGRAPHIQUES

Cette étude porte sur la description pétrographique et la détermination des différents minéraux de la gangue et métallifères. Elle sera basée sur l'étude macroscopique ainsi que l'analyse microscopique de quelques échantillons représentatifs de différents types lithologiques du gisement de Kansongwe nord.

Sur le plan macroscopique, chaque type pétrographique sera décrit par sa couleur, sa structure, ses principaux minéraux de la gangue, son état d'altération et sa minéralisation.

Du point de vue microscopique, l'intérêt sera porté sur la texture et la nature des

minéraux.

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1. Calcaire à minéraux noirs (CMN) (Echantillon P55) ? Observations macroscopiques

Dolomie siliceuse de couleur gris clair avec des bancs des tailles millimétrique à centimétrique en alternance, de couleurs gris foncé et gris clair. Elle est affectée par des microplissements observés à la face perpendiculaire des plans de stratification.

On y observe la pyrolysite (oxyde de manganèse), des traces d'oxydes de fer (limonite) dans les plans de stratification ainsi que la dolomite qui est décelée après test par l'acide chloridrique. Les traces de malachite sont aussi présentes en dissémination dans la roche.

Figure 3. 1 : Calcaire à minéraux noirs (CMN)

? Observations microscopiques

L'analyse en lumière transmise de cette lame polie montre que la roche présente une texture hétérogranulaire et est principalement constituée des plages des carbonates (dolomite) de couleur gris blanc montrant leurs clivages losangiques parfaits et leurs pléochroismes intenses. On signale la présence de certains minéraux opaques.

En réflexion, la lame montre les minéraux suivants :

La pyrite, la limonite, la chalcopyrite et la goethite sont à signalées comme association minérale métallifère dans cette roche. La goethite abondante présente une couleur brun jaunâtre et se développe en masses globuleuses ou floconneuses dans lesquelles on y retrouve de petits grains de pyrite ou de chalcopyrite. Ces deux sulfures se présentent aussi en dissémination dans la matrice rocheuse.

Minéraux opaques

Dolomite

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Chalcopyrite

Pyrite

Hématite

Goethite

Figure 3. 2 : Lame P55 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de X10

2. Shale Dolomitique Supérieur (SDS) (Echantillon OP2P1) ? Observations macroscopiques

Dolomie finement stratifiée en bancs centimétriques, peu siliceuse et à tendance mauvâtre. Elle présente quelques nodules dont certains sont vides et d'autres remplis d'oxydes de fer. Les plans de stratifications sont tapissés d'oxydes de fer (goethite, hématite).

Figure 3. 3 : Shale dolomitique supérieur (SDS)

? Observations microscopiques

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Cette lame polie, en lumière transmise, nous présente une texture microgranulaire, de matrice quartzeuse avec des paillettes des phyllites de couleur gris clair à faiblement brunâtre allongées et de quartz détritique.

Notons aussi la présence des vides partiellement remplacés par la goethite et aussi à certains endroits par des minéraux opaques.

Son examen en lumière réfléchie nous présente une association métallifère signée par la présence de : la goethite, l'hématite et la chalcopyrite.

La goethite est caractérisée par sa couleur rougeâtre et la chalcopyrite qui se présente en dissémination dans la roche est très moins abondante, de forme xénomorphes et de couleur jaune vif.

Minéraux opaques

Phyllites

Quartz

Chalcopyrite Pyrite

Figure 3. 4 : Lame OP2P1 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de X10

3. BOMZ (Black Ore Mineralized Zone) ( Echantillon OP1A) eth

Roche argileuse, friable de couleur gris foncé. Impossible de distinguer les minéraux de la gangue des minéraux métallifères.

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Figure 3. 5 : Black Ore Mineralized Zone

4. Shale dolomitique de base (SDB) (Echantillon OP2C1P3) ? Observations macroscopiques

Shale dolomitique grossièrement stratifié, de couleur gris clair, oxydé et présentant des cassures remplies d'oxydes de fer.

Figure 3. 6 : Shale dolomitique de base (SDB)

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? Observations microscopiques

L'analyse de la lame « OP2C1P3 »en lumière transmise nous montre une roche à texture microgranulaire et présente le quartz et les phyllites dans sa matrice.

Les phyllites sont très abondantes et se présentent dans la roche sous forme des paillettes allongées.

Le quartz se trouvant dans cette roche est petit de taille mais aligné selon leur grand axes. La roche est colorée par la goethite massive qui également est abondante.

En lumière réfléchie nous observons une association minéralogique signée par la présence de la pyrite, la goethite accompagnées par la chalcopyrite.

La pyrite se présente en cristaux idiomorphes, d'habitus carré ou pentagonal avec un mauvais poli à cause des nombreuses taches noires et est épigénisée de l'extérieur vers l'intérieur par la goethite ce qui atteste que la goethite est postérieure à la pyrite.

La chalcopyrite se présente en petits cristaux disséminés dans la roche.

Minéraux opaques

Phyllites

Goethite

Quartz

Goethite

Chalcopyrite

Pyrite

Figure 3. 7 : Lame OP2C1P3 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de X10

i

5. Roche siliceuse cellulaire (RSC) (Echantillon OP1C1P7)

? Observations macroscopiques

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Dolomie siliceuse massive, cariée, très oxydée de couleur gris à jaunâtre, compacte et altérée. Elle est très silicifiée, légèrement ferruginisée et contient la malachite, des oxydes de fer (limonite, hématite) dans les caries, dans les cassures et en imprégnation.

Figure 3. 8 : Roche siliceuse cellulaire

? Observations microscopiques

L'analyse microscopique de cette lame polie en lumière transmise nous montre que la roche présente une texture hétérogranulaire et est composée principalement de larges et petits cristaux de quartz aux contours irréguliers mais collés les uns des autres. Les contours des cristaux sont marqués par des substances noires. Présence remarquable des vides de dissolution comblés totalement ou partiellement par la goethite ou des minéraux opaques. La présence de quelques traces de malachite est à signaler dans cette roche en lumière transmise.

En lumière réfléchie, cette lame montre les minéraux métallifères suivants : la pyrite, la chalcopyrite, la goethite, la limonite.

La pyrite est marquée par sa couleur blanc jaune et est reconnaissable par la présence des nombreuses taches noires qui détériorent son poli avec des cristaux xénomorphes à automorphes fréquemment enveloppés partiellement ou totalement par la goethite brun

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jaunâtre ou hématite gris blanc. Ces deux minéraux se présentent le plus souvent en masse inter mélangée.

Les cristaux de chalcopyrite se présentent en traces disséminées dans la roche.

Minéraux opaques

Quartz

Limonite

Chalcopyrite

Hématite

Goethite

Figure 3. 9 : Lame OP1C1P7 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de X10

Go

6. Roche siliceuse feuilletée (RSF) (Echantillon P66.1) ? Observations macroscopiques

Cette roche montre une alternance des lits sombres et clairs parfois onduleux, centimétrique, de couleur gris foncé. Elle contient la malachite dans les plans de stratification, en imprégnation, et même dans les cassures qui recoupent la stratification. Les pores de dissolution de la calcite sont remplis de malachite et d'oxydes de fer (limonite, hématite).

Quartz

Limonite Goethite

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Figure 3. 10 : Roche siliceuse feuilletée (RSF)

? Observations microscopiques

En lumière transmise, la lame polie (P66.1) présente une texture hétérogranulaire avec le quartz comme principal minéral de la gangue. Nous y notons une alternance des lits clairs constitués des grains de quartz collés et des lits brun sombre faits principalement d'oxydes de fer (goethite).

La présence des cassures sécantes à la stratification remplies de quartz secondaire blanc lité est aussi à signaler dans cette roche.

L'analyse des minéraux métallifères en lumière réfléchie nous montre une association métallifère suivante dans cette roche : la chalcopyrite, la malachite, la goethite, la limonite et la pyrite.

La chalcopyrite repérable par sa couleur jaune se présente en grains minuscules xénomorphes dans la matrice et la goethite abondante se présente quant à elle en masse inter mélangée avec l'hématite de couleur gris blanc. Nous observons une association de la goethite et de l'hématite dont ce dernier est en inclusion dans la première. Ce qui suggère que l'hématite est antérieure à la goethite.

Nous tenons à signaler que la malachite dans cette roche est identifiée en lumière transmise et en réflexion elle n'apparait pas sur la plage photographiée.

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Minéraux opaques Quartz néoformés Chalcopyrite Pyrite

Figure 3. 11 : Lame P66.1 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de X10

i

7. Dolomie stratifiée (DStrat) (Echantillon P54)

? Observations macroscopiques

Dolomie stratifiée en bancs épais (centimétrique), gris clair à gris foncé, très dolomitisée, peu silicifiée. Elle contient des oxydes de fer et des dolomites dans les pores de dissolution et dans les plans de stratification. Elle ne présente pas des traces visibles de minéralisation en malachite.

Quartz

Minéraux opaques

Malachite

Goethite

Chalcopyrite

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Figure 3. 12 : Dolomie grossièrement stratifiée(DStrat)

Observations microscopiques

La lumière transmise nous montre une roche à texture hétérogranulaire faite principalement de quartz. Ce dernier se présente en cristaux des teintes gris blanc aux contours irréguliers rarement arrondis.

Ces cristaux sont soit arrondis soit noyés dans des produits ferrugineux brunâtres à sombres.

La roche porte beaucoup de vides de forme irrégulière à sub arrondies pouvant correspondre aux vides causés par la dissolution des carbonates. L'ensemble de la roche est recouvert des produits carbonés amorphes.

En lumière réfléchie, la lame polie « P54»» nous montre la présence de la malachite et de la goethite massive, de couleur brun sombre à rouge sombre et d'aspect nuageux.

Des rares grains des sulfures (chalcopyrite) sont en dissémination dans la patte de la matrice et sont marqués par leur teinte qui est jaune blanc. Ils sont très brillants et parfois entourés par la goethite.

En réflexion, cette lame nous présente les minéraux métallifères ci-après : la malachite, la pyrite, la chalcopyrite et l'hématite. La malachite reconnaissable par ses

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Figure 3. 13 : Lame P54» en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de X10

8. Roche Argilo-Talqueuse (RAT grise) (Echantillon P63) ? Observations macroscopiques

Microgrès argileux massif, peux talqueux, de couleur grise. Cette roche contient des oxydes de fer dans les pores de dissolution des minéraux. Elle présente une coloration verdâtre pouvant être due à l'effet de la chloritisation.

Figure 3. 14 : Roche argilo-talqueuse (RAT)

? Observations microscopiques

L'étude de cette lame polie nous montre en lumière transmise une texture microgranulaire composée de quartz et de carbonates. Le quartz plus abondant s'observe en cristaux agglomérés. Nous notons la présence de la malachite qui est observable dans cette lame en lumière transmise. Les carbonates relativement rares sont littéralement remplacés par le quartz secondaire de teinte gris blanc. La malachite et la goethite s'infiltrent dans des cassures et cavités irrégulières de la roche.

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réflexions internes vertes est étroitement mélangée avec la goethite plus rarement avec l'hématite. Dans ces masses inter mélangées composées de la goethite, l'hématite et la malachite on y observe une zonalité minéralogique suivante : goethite, malachite, hématite. Cette relation génétique précise que la goethite est postérieure, suivie de la malachite puis en fin l'hématite plus antérieure.

Minéraux opaques

Quartz

Carbonate

Pyrite Chalcopyrite

Malachite

Figure 3. 15 : Lame P63 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de X10

eth

9. Black Ore Mineralized Zone (BOMZ) ( Echantillon P69)

Roche argileuse, friable de couleur jaunâtre.

Figure 3. 16 : Black Ore Mineralized Zone (BOMZ)

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10. Dolomie stratifiée (DStrat) (Echantillon OP2P12) ? Observations macroscopiques

Une dolomie grossièrement stratifiée, de couleur gris foncé à gris clair, très dolomitisée et peu silicifiée. Elle contient des oxydes de fer (limonite, hématite). Elle est minéralisée essentiellement en malachite. Cette dernière tapisse les plans de stratification et les cassures.

Figure 3. 17 : Dolomie stratifiée (DStrat)

? Observations microscopiques

En transmission, l'examen microscopique nous montre une roche à texture microgranulaire avec le quartz et phyllites abondants dans la matrice. Les phyllites peu abondants s'observent en petits cristaux minces et alignés suivant une même orientation. Les grains de quartz sont sub arrondis et régulièrement entourés des halots de croissances diagénétique sombres. La roche présente des cavités des formes irrégulières à sub arrondies comblées par la goethite qui est mélangée aux produits noirs.

En réflexion nous avons une association métallifère composée de la chalcopyrite, la malachite, la goethite et la pyrite. La chalcopyrite de teinte jaune vif à jaune faiblement orange et la pyrite de teinte jaune blanc se rencontrent en petits cristaux xénomorphes dispersés dans le ciment rocheux. Ces deux minéraux se retrouvent encore en

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inclusion dans la goethite qui cette dernière se présente irrégulièrement sous forme des larges plages.

Minéraux opaques

Quartz

Phyllite

Chalcopyrite

Goethite

Malachite

Pyrite

Figure 3. 18 : Lame OP2P12 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de X10

eth

11. Roche Argilo-Talqueuse (RAT) (Echantillon P64.1) ? Observations macroscopiques

Microgrès argileux, grise à verdâtre, modérément dolomitisé. Les cassures sont souvent remplies par les oxydes de fer et la calcite.

Figure 3. 19 : Roche argilo-Talqueuse

? Observations microscopiques

L'analyse de la lame « P64.1 » en lumière transmise nous montre une roche de texture microgranulaire avec le quartz et les phyllites comme minéraux cardinaux de la roche.

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Les phyllites assez abondantes se présentent en cristaux minces éparpillés dans la roche. Le quartz à petits cristaux sub anguleux à sub arrondis est disséminé dans la roche.

En lumière réfléchie nous observons que la goethite et la pyrite sont des minéraux métallifères formellement identifiés dans cette roche. Notons que la pyrite avec sa teinte jaune blanc se présente en cristaux d'habitus automorphes : carrés, pentagonal, triangulaire et présente un mauvais poli du fait de la présence de nombreuses taches noires sur sa plage. Les cristaux de pyrite sont entourés par la goethite qui les épigénisent. La goethite quant à elle se retrouve dans les cassures de la roche.

Goethite

Pyrite

Quartz

Phyllites

Minéraux opaques

Figure 3. 20 : Lame P64.1 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de X10

G

12. Black Ore Mineralized Zone (BOMZ) (Echantillon OP2C1P5) eth

Roche argileuse, friable de couleur noirâtre.

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Figure 3. 21 : Black Ore Mineralized Zone

13. Roche Argilo-Talqueuse (RAT) (Echantillon P65) ? Observations macroscopiques

Il s'agit d'une roche massive gréso-argileuse, talqueuse, de couleur grise à verdâtre. Elle est très altérée, ferruginisée et oxydée (limonite et hématite). La coloration verdâtre témoigne l'altération du chlorite.

Figure 3. 22 : Roche Argilo-Talqueuse

14. Dolomie stratifiée (DStrat) (Echantillon OP1B) ? Observations macroscopiques

C'est une dolomie stratifiée en bancs épais, gris foncé, altérée, très dolomitisée, peu silicifiée et ferruginisée. Elle contient des oxydes de fer et une minéralisation en malachite suivant les plans de stratification.

Quartz

Phyllites

Malachite

Chalcopyrite

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Figure 3. 23 : Dolomie stratifiée

? Observations microscopiques

L'étude en lumière transmise de cette lame polie nous montre une roche à texture microgranulaire, composée en grande partie des cristaux xénomorphes à subautomorphes de quartz qui baignent dans des produits ferrugineux amorphes de teinte brun sombre.

Dans la matrice on y trouve des rares petites paillettes des phyllites qui semblent s'alignées dans le même sens. La roche est constituée des plusieurs cavités (et cassures) irrégulières comblées par la malachite, la goethite et des minéraux opaques.

Son examen en lumière réfléchie nous montre les minéraux suivants : la malachite, la goethite et la chalcopyrite. La chalcopyrite se présente en grains xénomorphes, de couleur jaune vif avec un bon poli et se retrouvant dans la goethite ou dans l'hématite ce qui suggère son antériorité par rapport à ces deux derniers. La présence des petits cristaux de pyrite est aussi à signaler dans cette roche.

Les phyllites sont très abondantes et se présentent dans la roche sous formes des paillettes allongées.

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	Pyrite
Goethite Minéraux opaques

Figure 3. 24 : Lame OP1B en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de X10

15. Shale dolomitique de base (SDB) (Echantillon P82) ? Observations macroscopiques

La roche est dolomitique, de couleur mauvâtre, grossièrement stratifiée. Elle présente des nodules aplatis alignés parallèlement à la stratification. Les oxydes de fer tapissent les plans de stratifications et remplissent les pores de dissolution des minéraux. On observe une veine remplie de dolomite.

Figure 3. 25 : Shale dolomitique de base

? Observations microscopiques

L'analyse de la lame « P82 » en lumière transmise nous montre une roche à texture microgranulaire et présente le quartz et les phyllites dans sa matrice.

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Nous notons la présence d'une cassure sécante à la stratification remplie de quartz de teinte blanc lité. Les grains de quartz se trouvant dans cette roche sont petits de taille mais alignés selon leurs grands axes. La roche est colorée par la goethite massive et est abondante.

En lumière réfléchie nous observons une association minéralogique signée par la présence de la pyrite, la goethite accompagnées par la chalcopyrite.

La pyrite se présente en cristaux idiomorphes, d'habitus carré ou pentagonal avec un mauvais poli à cause des nombreuses taches noires et est épigénisée de l'extérieur vers l'intérieur par la goethite ce qui atteste que la goethite est postérieure à la pyrite.

Minéraux opaques

Veine de quartz

Phyllites

Goethite Pyrite

Chalcopyrite

Figure 3. 26 : Lame P82 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de X10

eth

16. Dolomie stratifiée (DStrat) (Echantillon P42.1) ? Observations macroscopiques

Dolomie stratifiée en bancs épais (centimétrique), gris clair à gris foncé, très dolomitisée et peu silicifiée. Elle contient des oxydes de fer et des dolomites dans les pores de dissolution et dans les plans de stratification. Elle ne présente pas des traces de minéralisation visible.

Quartz

Chalcopyrite Malachite

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Figure 3. 27 : Dolomie stratifiée

? Observations microscopiques

La lumière transmise nous montre une roche à texture hétérogranulaire faite principalement de quartz. Ce dernier se présente en cristaux des teintes gris blanc aux contours irréguliers rarement arrondis.

Ces cristaux sont soit arrondis soit noyés dans des produits ferrugineux brunâtre à sombres.

La roche porte beaucoup de vides de formes irrégulières à sub arrondies pouvant correspondre aux vides causés par la dissolution des carbonates. L'ensemble de la roche est recouvert des produits carbonés amorphes.

En lumière réfléchie, la lame polie « P42.1 » nous montre la présence de la goethite massive, de couleur brun sombre à rouge sombre et d'aspect nuageux.

Des rares grains des sulfures (chalcopyrite) sont en dissémination dans la patte de la matrice. Leur teinte est jaune blanc très brillant et ils sont parfois entourés par la goethite.

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Pyrite

Minéraux opaques

Phyllites Goethite

Figure 3. 28 : Lame P42.1 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de X10

Conclusion partielle

L'analyse pétrographique et minéralogique des roches du gisement de Kansongwe nord montre qu'on a un ensemble de roches sédimentaires détritiques constituées de dolomies, des shales dolomitiques et des microgrès parfois dolomitiques soit argileux. Ces

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assises géologiques sont constituées de principaux minéraux suivants : les carbonates (dolomite, calcite), le quartz, les minéraux phylliteux (minéraux argileux), les oxydes et les sulfures.

Les minéraux de gangue et métallifères déterminés tant macroscopiquement que microscopiquement ainsi que leur distribution par types lithologiques du gisement de Kansongwe nord sont repris dans le tableau 3.1.

LITHOFACIES	MINERAUX DE GANGUE	MINERAUX METALLIFERES
CMN	Dolomite	Pyrite-Chalcopyrite-Goethite-Pyrolysite- Limonite
SDS	Quartz-Phyllites	Goethite-Hématite-Chalcopyrite
SDB	Quartz-Phyllites	Pyrite-Goethite-Chalcopyrite
RSC	Quartz	Pyrite-Goethite-Hématite-Limonite
RSF	Quartz	Chalcopyrite-Goethite-Hématite
DStrat	Quartz	Chalcopyrite-Goethite- Pyrite-Malachite
RAT grise	Quartz-Dolomite-Phyllites	Malachite-Pyrite-Chalcopyrite-Hématite- Goethite

Tableau 2. 31: tableau de synthèse des minéraux observés dans les différentes formations

Certains de ces minéraux sont le produit de substitution comme l'hématite qui épigénise la goethite dans certaines plages; d'autres par contre remplissent les cavités de dissolution des carbonates et les cassures irrégulières de l'encaissant.

D'après Routier (1963), ces réactions commencent par l'oxydation, à la surface, d'un sulfure de fer (Chalcopyrite, pyrite, etc...) selon le schéma ci-après :

1°) 2FeS2 + 7O2 + 2H2O ? 2FeSO4 + 2H2O4S

2°) 12 FeSO4 + 6H2O + 3O2 ? Fe2 (SO4) + 4 Fe (OH) 3

L'oxydation de la pyrite aboutit donc à la formation de l'hydroxyde ferrique. Celui-ci forme un hydrogel. Par déshydratation plus ou moins poussée, le gel se transforme en limonite Fe(OH) et en hématite Fe2O3.

Ces réactions expliquent la présence des oxyhydroxydes de fer dans la zone d'oxydation, en association avec les minéraux secondaires de Cu. Ceux-ci se forment comme suit :

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- Le sulfate ferrique produit par la réaction (2) agit comme un oxydant très puissant sur les sulfures, par exemples :

Cu2S+ 4Fe (SO4)3 + 4H2O ? Cu2SO4 + 8FeSO4 + 4H2SO4 Ou d'une manière générale

MS + 4Fe (SO4)3 + 4H2O ? MSO4 + 8FeSO4 + 4H2SO4 M représente un métal lourd (Cu, Pb, Zn, etc.).

Les carbonates des métaux lourds tels que la malachite se forment par réaction entre les sulfates de Cu ou de Zn avec la gangue carbonatée.

2Cu SO4 + Ca CO3 + H2O + 1/2 O2 ? Cu CO3 Cu (OH) 2 + Ca SO4

Malachite

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CHAPITRE IV : ETUDE GEOCHIMIQUE

IV .1. INTRODUCTION

La recherche minière par la méthode géochimique utilise des anomalies en certains éléments chimiques par rapport au fond géochimique. Cette méthode est basée sur le principe fondamental suivant : « Une concentration minérale, qu'elle soit profonde ou superficielle, peut, dans certaines conditions se manifester à travers les morts terrains ou le recouvrement terrigène, par des variations dans les caractéristiques chimiques des matériaux sus-jacents et facilement accessibles. Ces variations sont les plus souvent des variations de teneurs qu'on appelle « anomalies géochimiques » (Granier, 1973).

Dans des nombreuses régions climatiques, à l'exception des zones arides ou de haute montagne, l'observation directe des indices métalliques est rendue difficile, voire impossible, par l'existence d'une couverture pédologique de taille centimétrique à métrique dérivant de l'altération météorique des roches en place. Longtemps cette couverture a constitué un obstacle quasi insurmontable à toute prospection systématique de gisement métallifère et en particulier des concentrations sulfurées.

La prospection minière se trouve de ce fait confrontée depuis quelques décennies au problème de recherche des gîtes cachés parmi lesquels, il faut distinguer les gîtes sub-affleurant, masqués par la couverture pédologique et les gîtes profonds cachés sous quelque dizaine, voire centaines de mètres des formations stériles.

VI. 2. CONSIDERATIONS GENERALES.

Les éléments les plus abondants dans la croute terrestre sont d'une manière générale ceux dont le nombre atomique est faible, caractérisés par une grande stabilité, il s'agit de l'O2, le Si, le Fe, l'Al, le Mg, le P, le Na et le Ca ; tandis que les éléments en trace sont en faible proportion dans la croute terrestre.

Cette étude porte sur 16 échantillons représentatifs de différents types pétrographiques reconnus dans le chapitre précédent. Elle est basée sur l'étude de variation des éléments chimiques majeurs d'une part et de celle des éléments en trace d'autre part.

L'analyse des éléments majeurs ainsi que des éléments traces métalliques a été effectuée par spectrophotométrie d'absorption atomique (AAS) et par fluorescence X (XRF) au laboratoire d'analyses chimiques de l'entreprise UNITED TECHNOLOGIES du groupe MALABAR.

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L'objectif poursuivi dans ce chapitre est de :

+ Caractériser les différents types lithologique décrit dans le chapitre III en se basant sur la distribution des éléments majeurs et des éléments traces métalliques ;

+ Etablir la relation existante entre la minéralogie et la géochimie ;

Pour ce faire, nous allons :

> Présenter les résultats d'analyses chimiques et les paramètres statistiques de base sous

forme de tableaux pour chaque flanc ;

> Présenter les diagrammes de variations des éléments majeurs et des éléments traces

métalliques par rapport à l'encaissant ;

> Déterminer les matrices de corrélations ;

> Déterminer les diagrammes de corrélation et de dispersion.

ECHANTILLONNAGE

Au total 44 échantillons ont été récoltés dans le gisement de Kansongwe nord. Une sélection de 16 échantillons a été faite et ces derniers ont fait l'objet d'une analyse chimique par spectrophotométrie d'absorption atomique (AAS) et par fluorescence X (XRF) au laboratoire d'analyses chimiques de l'entreprise UNITED TECHNOLOGIES du groupe MALABAR. Ces échantillons représentatifs sont subdivisés en 3 parties dont la première pour l'étude pétrographique et minéralogique, la deuxième pour l'analyse géochimique, et enfin la troisième est gardée comme « échantillon témoin ».

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Figure 4. 1 : Plan d'échantillonnage du gisement de Kansongwe nord

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IV.3. PRESENTATION DES RESULTATS D'ANALYSES CHIMIQUES

Les analyses chimiques présentées dans les tableaux ci-dessous ont porté sur 9 éléments majeurs (Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, K, Ca, P) et 18 éléments en trace (Ta, Nb, S, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Rb, Sr, Zr, Hg, Pb, Th, U). Les éléments majeurs sont exprimés en % et ceux en trace en ppm (1%=10000ppm).

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LITHOLOGI E	ID ECHANTIL-LON	UNITE	Si	Ti	Al	Fe	Mn	Mg	K	Ca	P
CMN	P55	%	10,35	0,0647	0,2128	0,6989	0,0359	9,17	0	13,39	0
SDS	0P2P1	%	14,7	0,7227	6,86	7,3367	0,0315	1,75	5,0765	0	0,042
BOMZ	0P2C1P5	%	10,93	0,4199	4,18	14,68	0,9202	1,05	3,4065	0	0,0848
	0P1A	%	6,3558	0,2603	2,78	22,16	1,4028	0,95	2,4558	0	0,1721
	P69	%	11,56	0,3615	4,82	11,67	0,1927	1,2	4,1657	0	0,0877
SDB	P82	%	14,67	0,5173	6,39	7,823	0,0163	1,67	4,9274	0	0,0623
	0P2C1P3	%	17,13	0,8769	6,21	1,5754	0,0227	1,53	6,1153	0	0
RSC	0P1C1P7	%	18	0,0521	1,009	9,711	0,1481	0,64	0,4797	0	0,1237
RSF	P66.1	%	27,38	0,1448	1,0734	2,4972	0,0142	0,72	0,4877	0	0
DSTRAT	P42.1	%	24,39	0,0698	0,7361	3,607	0,019	0,67	0,1782	0	0
	P54»	%	19,29	0,1183	0,9594	4,9499	0,0532	0,54	0,6732	0	0,0207
	0P2P12	%	18,34	0,1401	1,7265	5,8947	0,0163	0,85	1,4097	0	0,0199
	0P1B	%	23,49	0,1263	0,8826	4,0193	0,0406	0,91	0,5852	0	0,0388
RAT	P63	%	8,33	0,2535	3,49	14,21	0,2206	5,67	0	0	0,0731
	P64.1	%	7,1336	0,4268	2,31	5,5574	0,0497	3,78	0	0	0,0698
	P65	%	11,42	0,4695	5,18	5,1847	0,0787	8,58	0	0	0,0331

Tableau 4. 1 : Analyses chimiques (en %) des éléments majeurs des échantillons de surface du gisement de Kansongwe nord

Eléments	Si	Ti	Al	Fe	Mn	Mg	K	Ca	P
Max	27,38	0,8769	6,86	22,16	1,4028	9,17	6,1153	13,39	0,1721
Min	6,3558	0,0521	0,2128	0,6989	0,0142	0,54	0	0	0
Moyenne	15,2168375	0,31403	3,0512375	7,59845	0,20390625	2,48	1,87255625	0,836875	0,05175
Ecart type	6,32449496	0,24562	2,27617258	5,68984078	0,38937007	2,83540238	2,15428919	3,3475	0,04915277
Médiane	14,685	0,2569	2,545	5,72605	0,04515	1,125	0,6292	0	0,0404

Tableau 4. 2 : Paramètres statistiques de base pour les éléments majeurs

Page 102 sur 157

LITHOLOG E	ID ECHANTILLO N	UNIT E	Ta	Nb	S	V	Cr	Co	Ni	Cu	Zn	As	Se	Rb	Sr	Zr	H g	Pb	Th	U
CMN	P55	ppm	0	0	0	266	0	0	31	6875	10	0	0	0	124	0	0	0	0	0
SDS	0P2P1	ppm	328	12 2	0	317	106	0	53	7303	22	59	3	131	15	331	8	12	68	0
BOMZ	0P2C1P5	ppm	239	80	0	223	90	1534	51	11028	43	148	4	81	10	221	10	25	51	11
	0P1A	ppm	217	82	0	161	50	2381	0	15696	75	183	5	63	6	179	0	32	0	0
	P69	ppm	367	200	0	123	62	0	114	13710	60	91	0	92	9	364	11	18	35	9
SDB	P82	ppm	303	131	0	364	160	0	25	6772	11	7	0	113	9	321	0	0	32	0
	0P2C1P3	ppm	299	129	0	297	169	0	80	6820	26	71	0	143	34	286	0	29	47	0
RSC	0P1C1P7	ppm	0	0	93	116	0	1402	0	13439	52	153	9	9	8	17	0	13	0	0
RSF	P66.1	ppm	0	22	0	0	0	0	29	17776	171	10	0	13	13	47	0	0	0	0
DSTRAT	P42.1	ppm	68	0	0	0	91	0	37	7046	19	21	2	10	17	31	0	6	0	0
	P54»	ppm	92	20	277	0	0	0	69	7126	18	22	0	18	6	43	0	5	0	0
	0P2P12	ppm	71	17	0	267	87	0	45	41035	151	15	0	41	7	65	0	18	0	0
	0P1B	ppm	0	0	0	163	92	0	76	12292	48	19	0	19	11	46	7	15	0	0
RAT	P63	ppm	235	101	0	165	0	0	123	11917	55	19	5	3	15	238	0	7	36	1 2
	P64.1	ppm	389	175	97	33 4	19 9	0	12 7	9507	40	8	0	0	9	34 3	7	6	26	1 3
	P65	ppm	238	11 0	0	16 2	88	0	56	7692	37	6	0	0	16	21 6	0	0	30	5

Tableau 4. 3 : Analyses chimiques (en ppm) des éléments en trace des échantillons de surface du gisement de Kansongwe nord

Page 103 sur 157

Elément	Ta	Nb	S	V	Cr	Co	Ni	Cu	Zn	As	Se	Rb	Sr	Zr	Hg	Pb	Th	U
Max	389	200	277	364	199	2381	127	41035	171	183	9	143	124	364	11	32	68	13
Min 0 0 0 0 0 0 0 6772 10 0 0 0 6 0 0 0 0 0
Moyenne	177,8	74,31	29,18	184,8	74,	332,3	57,2	12252,1	52,3	52	1,7	46	19,	171,7	2,6	11,	20,	3,1
					6								3			6	3
Ecart type	142,1	67,11	73,5	118,9	64,4	740,3	39,2	8448,4	46,3	60,	2,7	50,	28,	133,7	4,2	10,	23	5,1
				4						2	2	4	7			5
Médiane	226	81	0	164	87,	0	52	10267,5	41,5	20	0	18,	10,	197,5	0	9,5	13	0
					5							5	5

Tableau 4. 4 : Paramètres statistiques pour les éléments traces métallique

Page 104 sur 157

FORMATION	ID ECHANTIL-LON	Longitude(X)	Latitude(Y)	Altitude(Z)
CMN	P55	498977	8767661	1237
SDS	0P2P1	498631	8767893	1245
BOMZ	0P2C1P5	498938	8767320	1213
	0P1A	498646	8767880	1241
	P69	498621	8767867	1241
SDB	P82	498798	8767780	1259
	0P2C1P3	498642	8767884	1241
RSC	0P1C1P7	498651	8767870	1241
RSF	P66.1	499049	8767318	1250
DSTRAT	P42.1	498796	8767912	1264
	P54»	498645	8767854	1242
	0P2P12	498631	8767861	1244
	0P1B	498893	8767969	1251
RAT	P63	499043	8767331	1247
	P64.1	499066	8767283	1232
	P65	499113	8767223	1219

Tableau 4. 5 : Coordonnées des échantillons analysés

IV.4. Evolution des éléments chimiques dans les différents types lithologiques IV.4.1. Profils géochimiques

Ces profils constituent un moyen de visualisation plus ou moins rapide des données en rapport avec la lithologie d'une part et les structures d'autre part (R. Marmi, 1989).

Une première corrélation entre les différents éléments peut être dégagée à partir de ces profils. Ils apparaissent en dents de scie suggérant ainsi une distribution séquentielle ou discontinue.

A. Distribution des éléments majeurs

La variation des concentrations des éléments majeurs dans les différents types lithologiques se présente comme suit :

? Silicium (Si)

La courbe de distribution du Si montre une évolution plus ou moins régulière des teneurs dans les différents types lithologiques. Sa concentration maximale est observée dans la RSF et celle minimale dans le BOMZ. Son comportement se traduit par sa résistance à l'altération et sa participation dans la composition de certains minéraux tels que le quartz et les phyllites ou par le processus de silicification.

Page 105 sur 157

TENEUR EN %

30

25

20

15

10

0

5

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Si

Si

Figure 4. 2 : Evolution du Si en fonction de la lithologie

? Titane (Ti)

La concentration maximale du Ti (0,8769%) est observée dans le Shale dolomitique de base tandis que la concentration minimale (0,0521%) dans la RSC.

TENEUR EN %

0.8

0.6

0.4

0.2

0

1

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Ti

Ti

Figure 4. 3 : Evolution du Ti en fonction de la lithologie

L'Al montre des concentrations comprises entre 6,86 dans le shale dolomitique supérieur et 0,2128 dans le CMN.

? Aluminium (Al)

Page 106 sur 157

TENEUR EN %

4

8

0

7

6

5

3

2

1

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Al

Al

Figure 4. 4 : Evolution de l'Al en fonction de la lithologie

? Le Fer (Fe)

La concentration maximale (22,16%) du fer est observée dans le BOMZ et la concentration minimale (0,6989%) dans le CMN. Les fortes teneurs de fer s'expliquent par la présence des oxydes et hydroxydes de fer (Goethite, hématite et limonite).

TENEUR EN %

25

20

15

10

0

5

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Fe

Fe

Figure 4. 5 : Evolution du Fe en fonction de la lithologie

Il présente une forte teneur dans le BOMZ soit 1,4028 % alors que la faible teneur (0,0142%) est enregistrée dans la RSF.

? Manganèse (Mn)

Page 107 sur 157

Mn

LITHOLOGIE

TENEUR EN %

1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0

Mn

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

Figure 4. 6 : Evolution du Mn en fonction de la lithologie

? Magnésium (Mg)

L'évolution de magnésium est plus ou moins régulière avec une forte concentration (9,17%) dans le CMN et une faible concentration (O,54 %) dans la DStrat.

TENEUR EN %

10

4

8

0

6

2

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Mg

Mg

Figure 4. 7 : Evolution du Mg en fonction de la lithologie

Il est plus concentré (6,1153%) dans le shale dolomitique de base alors que dans la RAT il est absent.

? Potassium (K)

La teneur maximale (0,1721%) est observée dans le BOMZ alors qu'il est quasi nul dans le SDB.

Page 108 sur 157

TENEUR EN %

4

0

7

6

5

3

2

1

LITHOLOGIE

K

K

Figure 4. 8 : Evolution du K en fonction de la lithologie

? Calcium(Ca)

Il est fortement concentré (13,39%) dans le CMN alors qu'il est absent dans les autres formations. Ceci reflète bien sa faible résistance à l'altération et le caractère dolomitique de ces formations.

Ca

LITHOLOGIE

TENEUR EN %

16 14 12 10 8 6 4 2 0

Ca

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

Figure 4. 9 : Evolution du Ca en fonction de la lithologie

? Phosphore (P)

Page 109 sur 157

TENEUR EN %

0.18

0.16

0.14

0.12

0.08

0.06

0.04

0.02

0.2

0.1

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

P

P

Figure 4. 10 : Evolution du P en fonction de la lithologie

? Tous les éléments majeurs dans un seul diagramme de variation

En combinant tous les éléments majeurs dans un seul diagramme de variation, on observe que le silicium est l'élément le plus dominant dans toutes ces formations suivi du fer. Le calcium est observé dans une seule formation. Ceci reflète en premier lieu une forte altération des formations géologiques due au lessivage du calcium à la faveur d'une forte silicification et ferruginisation.

TENEUR EN %

30

25

20

15

10

0

5

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Si Ti Al Fe Mn Mg K Ca

P

Figure 4. 11 : Evolution des éléments majeurs en fonctions de la lithologie

B. Distribution des éléments en trace

Page 110 sur 157

La variation des concentrations des éléments en trace dans les différents types lithologiques se présente comme suit :

? Tantale (Ta)

La concentration la plus élevée du tantale est de 389 ppm et observée dans la RAT. Il est absent dans la RSC et la RSF.

TENEUR EN PPM

400

500

300

200

100

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Ta

Ta

Figure 4. 12 : Evolution du Ta en fonction de la lithologie

? Niobium (Nb)

La concentration la plus élevée du Nb est de 200 ppm et observée dans le BOMZ. Il est absent dans le CMN et la RSC.

Page 111 sur 157

TENEUR EN PPM

250

200

150

100

50

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Nb

Nb

Figure 4. 13 : Evolution du Nb en fonction de la lithologie

? Soufre (S)

La concentration maximale (277ppm) du souffre est observée dans la DStrat alors qu'il est absent dans le CMN, le SDS, le BOMZ, le SDS, la RSF.

TENEUR EN PPM

300

250

200

150

100

50

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

S

S

Figure 4. 14 : Evolution du S en fonction de la lithologie

? Vanadium (V)

et la Dstrat2.

Le V présente des teneurs allant de 364 dans le SDB à 0 dans la RSF, la Dstrat1

Page 112 sur 157

TENEUR EN PPM

400

350

300

250

200

150

100

50

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

V

V

Figure 4. 15 : Evolution du V en fonction de la lithologie

? Chrome (Cr)

L'évolution du Cr est très irrégulière avec une teneur maximale de 199ppm observée dans la RAT2. Il est absent dans le CMN, la RSC, la RSF, la Dstrat2 et la RAT1.

TENEUR EN PPM

250

200

150

100

50

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Cr

Cr

Figure 4. 16 : Evolution du Cr en fonction de la lithologie

? Cobalt (Co)

Le Co montre des teneurs de 2381ppm dans le BOMZ2, de 1534ppm dans le BOMZ1 et de 1402ppm dans la RSC et est absent dans les roches suivantes : CMN, SDS, BOMZ3, SDB, RSF, DStrat et la RAT.

Page 113 sur 157

Co

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

TENEUR EN PPM

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

Co

Figure 4. 17 : Evolution du Co en fonction de la lithologie

? Nickel (Ni)

Le Ni est présent dans toutes les formations excepté dans le BOMZ2 et la RSC. La teneur maximale (127ppm) est observée dans la RAT2.

TENEUR EN PPM

140

120

100

40

80

60

20

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Ni

Ni

Figure 4. 18 : Evolution du Ni en fonction de la lithologie

? Cuivre (Cu)

La courbe de distribution du Cu est plus ou moins régulière et montre de teneurs élevées. La teneur maximale de 41035ppm (4,1035%) est observée dans la Dstrat3 alors que la teneur minimale (6772ppm soit 0,6772%) est observée dans le SDB1.

Le Zn présente des concentrations sensiblement faibles dans tous les types lithologiques, elles sont comprises entre 183 ppm dans Le BOMZ2 et 0 ppm dans le CMN.

Page 114 sur 157

Cu

LITHOLOGIE

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

45000

TENEUR EN PPM

40000

35000

30000

25000

20000

15000

Cu

10000

5000

0

Figure 4. 19 : Evolution du Cu en fonction de la lithologie

? Zinc (Zn)

Le Zn présente des concentrations sensiblement faibles dans tous les types lithologiques, elles sont comprises entre 171 ppm dans la RSF et 10 ppm dans le CMN.

TENEUR EN PPM

200

150

100

50

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Zn

Zn

Figure 4. 20 : Evolution du Zn en fonction de la lithologie

? Arsenic (As)

Page 115 sur 157

TENEUR EN PPM

200

150

100

50

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

As

As

Figure 4. 21 : Evolution de l'As en fonction de la lithologie

? Selenium(Se)

La teneur la plus élevée de Se est observée dans la RSC. Il est absent dans les formations suivantes : BOMZ3, SDB1, SDB2, RSF, Dstrat2, Dstrat3, Dstrat4, RAT2 et RAT3.

TENEUR EN PPM

10

4

8

0

6

2

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Se

Se

Figure 4. 22 : Evolution du Se en fonction de la lithologie

La teneur maximale (143ppm) de Rb est observée dans le SDB2. Il est absent dans le CMN, la RAT2 et la RAT3.

? Rubidium (Rb)

Page 116 sur 157

Rb

LITHOLOGIE

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

160

TENEUR EN PPM

140

120

100

80

60

40

20

Rb

0

Figure 4. 23 : Evolution du Rb en fonction de la lithologie

? Strontium (Sr)

Le Sr présente des teneurs très faibles dans toutes les formations. La teneur maximale (124 ppm) est observée dans le CMN.

Sr

LITHOLOGIE

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

140

TENEUR EN PPM

120

100

80

60

40

Sr

20

0

Figure 4. 24 : Evolution du Sr en fonction de la lithologie

Le Zr est plus concentré (364ppm) dans le BOMZ3. Il est absent dans le CMN.

? Zirconium (Zr)

Page 117 sur 157

TENEUR EN PPM

400

350

300

250

200

150

100

50

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Zr

Zr

Figure 4. 25 : Evolution du Zr en fonction de la lithologie

? Mercure(Hg)

La teneur maximale (11ppm) du Hg est observée dans le BOMZ3. Il est absent dans les SDB, la RSC, la RSF, Dstrat1, Dstrat2, Dstrat3, RAT1 et RAT3

TENEUR EN PPM

12

10

4

8

0

6

2

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Hg

Hg

Figure 4. 26 : Evolution du Hg en fonction de la lithologie

La teneur maximale (32ppm) du Pb est observée dans le BOMZ2. Il est absent dans le CMN, SDB1, RSF et RAT3.

? Plomb (Pb)

Page 118 sur 157

TENEUR EN PPM

35

30

25

20

15

10

0

5

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Pb

Pb

Figure 4. 27 : Evolution du Pb en fonction de la lithologie

? Thorium (Th)

La concentration maximale (68ppm) du Pb est observée dans le SDS. Il est absent dans le CMN, SDB2, RSC, RSF et dans les DStrat.

TENEUR EN PPM

40

80

70

60

50

30

20

10

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Th

Th

Figure 4. 28 : Evolution du Th en fonction de la lithologie

L'uranium présente des teneurs très faibles et est absent dans les formations suivantes: CMN, SDS, BOMZ2, SDB, RSC, RSF et DStrat.

? Uranium (U)

Page 119 sur 157

TENEUR EN PPM

14

12

10

4

8

0

6

2

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

U

U

Figure 4. 29 : Evolution de l'U en fonction de la lithologie

? Tous ces éléments en traces dans un seul diagramme de variation

En combinant tous les éléments en traces dans un seul diagramme de variation, nous pouvons dire que le cuivre est l'élément le plus représenté. Les autres éléments sont en proportions très faibles.

TENEUR EN PPM

45000

40000

35000

30000

25000

20000

15000

10000

5000

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Ta Nb S V Cr Co Ni Cu Zn As

Figure 4. 30 : Evolution des éléments traces en fonctions de la lithologie

IV.4. ANALYSE BIVARIEE DES ELEMENTS MAJEURS ET EN TRACES

Les corrélations inter éléments permettront de définir les affinités géochimiques entre les différents éléments dans le souci majeur de mieux appréhender le degré d'interdépendance entre les éléments majeurs et traces et de justifier l'existence de différentes minéralogies observées dans le chapitre précédant.

Page 120 sur 157

On procède de la manière suivante pour déterminer les couples à coefficient de corrélation significatif :

? Calculer le degré de liberté (d.d.l) par la différence entre le nombre total d'échantillons analysés et 2 (16 échantillons) : d.d.l=16-2=14

? Pour un seuil de probabilité de 5% et un degré de liberté de 14, la table de (Rollinson, 1995) donne un coefficient de 0,4973 ;

? Seuls les coefficients (en valeur absolue) calculés supérieurs ou égaux à la valeur ci-haut (0,4973) sont significatifs à ce seuil de probabilité et seront interprétables.

? Un coefficient négatif signifie que la corrélation est négative, autrement dit l'augmentation de l'un implique la diminution de l'autre alors qu'un coefficient positif signifie que l'augmentation de l'un implique l'augmentation de l'autre.

Page 121 sur 157

Corrélation	Si	Ti	Al	Fe	Mn	Mg	K	Ca	Co	Ni	Cu	Zn	Pb	U
Si	1
Ti	-0,309	1
Al	-0,368	0,911	1
Fe	-0,575	0,009	0,213	1
Mn	-0,490	-0,008	0,058	0,853	1
Mg	-0,498	0,027	0,037	-0,200	-0,169	1
K	-0,119	0,782	0,799	0,170	0,144	-0,372	1
Ca	-0,205	-0,271	-0,333	-0,323	-0,115	0,629	-0,232	1
Co	0,116	0,632	0,455	-0,271	-0,222	-0,180	0,601	-0,120	1
Ni	-0,309	-0,107	0,067	0,540	0,427	0,156	-0,220	-0,192	-0,519	1
Cu	0,196	-0,119	-0,208	-0,227	-0,115	0,121	-0,151	0,174	0,085	-0,127	1
Zn	-0,080	-0,130	-0,248	-0,306	-0,108	0,497	-0,185	0,682	0,076	-0,141	0,816	1
Pb	-0,008	0,752	0,785	-0,028	-0,119	-0,043	0,690	-0,295	0,607	-0,036	0,261	0,106	1
U	-0,313	0,129	0,160	0,388	0,334	0,052	-0,013	-0,165	0,005	0,716	-0,098	-0,068	0,022	1

Tableau 4. 6 : Matrice de corrélation des analyses chimiques de surface

Page 122 sur 157

L'analyse de la matrice de corrélation fait ressortir couples de variables montrant une bonne corrélation, nous avons considéré les corrélations de type moyen (50%-60%), fort (60%-79%), très fort (80%-100%) ; ce qui est le cas pour les couples suivants :

Couples	Coefficient de corrélation	Type de corrélation
Si-Fe	-0,575	Moyen
Ti-Al	0,911	Très fort
Ti-K	0,782	Fort
Ti-Co	0,632	Fort
Ti-Pb	0,752	Fort
Al-K	0,799	Très fort
Al-Pb	0,785	Fort
Fe-Mn	0,853	Très fort
Fe-Ni	0,540	Moyen
Mg-Ca	0,629	Fort
K-Ca	0,601	Fort
K-Pb	0,690	Fort
Ca-Zn	0,682	Fort
Co-Ni	-0,519	Moyen
Co-Pb	0,607	Fort
Ni-U	0,716	Fort
Cu-Zn	0,816	Très fort

Tableau 4. 7 : Classification des couples de variables en fonction de coefficient de corrélation

? Les corrélations de type très fort ? Cu-Zn

Le Cu et Zn se corrèlent positivement avec un coefficient de corrélation de 0,816 indiquant que ces deux éléments peuvent coexister dans un même support minéral. Ceci se justifierait par le comportement identique de ces deux éléments lors du processus d'altération d'où la présence de l'un implique nécessairement celle de l'autre.

Page 123 sur 157

TENEUR EN %

4.5

0.5

3.5

2.5

1.5

4

0

3

2

1

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Cu Zn

Figure 4. 31 : Evolution du couple Cu-Zn

Zn

0.018

0.016

0.014

0.012

0.008

0.006

0.004

0.002

0.02

0.01

0

0 1 2 3 4 5

Cu

y = 0.0045x - 0.0003 R² = 0.6651

Figure 4. 32 : Evolution du couple Cu-Zn

? Fe-Mn

Ces deux éléments présentent une corrélation positive avec un coefficient de corrélation de 0,853 traduisant un comportement identique de ces deux éléments dans le milieu de sédimentation. Ceci signifie que l'augmentation de la teneur du fer entraine aussi celle de la teneur du manganèse.

Page 124 sur 157

TENEUR EN %

25

20

15

10

0

5

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Fe Mn

Figure 4. 33 : Evolution du couple Fe-Mn

1.6

1.4

1.2

1

0.8

Mn

0.6

0.4

0.2

0

-0.2

-0.4

				y = 0.0584x	- 0.2398
	5			R^2= 0.7281
0		10	15	20	2

Fe

5

Figure 4. 34 : Evolution du couple Fe-Mn

? Al-K

L'Al et le K montrent une corrélation positive avec un coefficient de corrélation de 0,799 indiquant que ces éléments peuvent coexister dans un même support minéral à l'occurrence les phyllites bien que ayant des comportements opposés, le K étant réputé mobile alors que Al est résiduel.

Page 125 sur 157

TENEUR EN %

4

8

0

7

6

5

3

2

1

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Al K

Figure 4. 35 : Evolution du couple Al-K

7

6

5

4

3

K

2

1

0

-1

						y = 0.756x - 0.4341 R^2= 0.638
0			3
	1	2		4	5	6 7 8

Al

Figure 4. 36 : Evolution du couple Al-K

? Ti-Al

Le Cu et le Si se corrèlent négativement avec un coefficient de corrélation de (0,911) ; l'augmentation de l'un dans la structure implique la diminution de l'autre et vice-versa.

Page 126 sur 157

TENEUR EN %

4

8

0

7

6

5

3

2

1

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Ti Al

Figure 4. 37: Evolution du couple Ti-Al

Al

4

9

8

0

7

6

5

3

2

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Ti

y = 8.4447x + 0.3993

R² = 0.8304

Figure 4. 38 : Evolution du couple Ti-Al

? Les corrélations de type fort ? Ti-K

Le Ti et le K montrent également une corrélation positive avec un coefficient de corrélation de 0,782 indiquant que ces deux éléments s'alignent dans une même phase minérale.

Page 127 sur 157

TENEUR EN %

4

0

7

6

5

3

2

1

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Ti K

Figure 4. 39 : Evolution du couple Ti-K

K

4

0

7

6

5

3

2

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Ti

y = 6.8583x - 0.2812

R² = 0.6114

Figure 4. 40 : Evolution du couple Ti-K

? Ti-Co

Ti et Co présentent une corrélation positive de coefficient de corrélation égal à 0,632, ce qui justifie que les deux éléments évoluent de la même manière.

Page 128 sur 157

TENEUR EN %

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

1

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Ti Co

Figure 4. 41: Evolution du couple Ti-Co

				y = 0.1904x - 0.0266 R^2 = 0.3992
0	0.2	0.4	0.6	0.8 1

Ti

0.3

0.25

0.2

0.15

Co

0.1

0.05

0

-0.05

Figure 4. 42 : Evolution du couple Ti-Co

? Ti-Pb

Le Ti et le Pb présentent une corrélation positive avec un coefficient de corrélation égal à 0,752, ce qui justifie que les deux éléments évoluent de la même manière.

Page 129 sur 157

TENEUR EN %

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

1

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Ti Pb

Figure 4. 43 : Evolution du couple Ti-Pb

Pb

0.0035

0.0025

0.0015

0.0005

0.003

0.002

0.001

0

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Ti

y = 0.0032x + 0.0002 R² = 0.5652

Figure 4. 44 : Evolution du couple Ti-Pb

? Al-Pb

Le couple Al-Pb présente une corrélation positive (0,785), ceci veut dire que les deux éléments entrent dans une même phase minérale et que l'augmentation de l'un induit directement celui de l'autre et vice-versa.

Page 130 sur 157

TENEUR EN %

4

8

0

7

6

5

3

2

1

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Al Pb

Figure 4. 45 : Evolution du couple Al-Pb

Pb

0.0035

0.0025

0.0015

0.0005

0.003

0.002

0.001

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Al

y = 0.0004x + 6E-05

R² = 0.616

Figure 4. 46 : Evolution du couple Al-Pb

? Mg-Ca

Ces 2 éléments montrent une corrélation positive (0,629), ce qui sous-entend que le Ca et le Mg appartiennent à une même phase minérale. Cette constatation montre que ces deux éléments ont un même comportement géochimique (=mêmes charges et de rayons ioniques voisins). Ces derniers peuvent se substituer dans une même phase minérale telle que la dolomite.

Page 131 sur 157

TENEUR EN %

16

14

12

10

4

8

0

6

2

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Mg Ca

Figure 4. 47 : Evolution du couple Mg-Ca

				y = 0.7428x - 1.0053 R^2= 0.3959
					1
0	2	4	6	8

Mg

0

16

14

12

10

8

Ca

6

4

2

0

-2

Figure 4. 48 : Evolution du couple Mg-Ca

? K-Ca

Ce couple montre une corrélation positive de coefficient de corrélation égale à 0,601 et traduit une augmentation proportionnelle de ces éléments.

Page 132 sur 157

16

14

12

TENEUR EN %

10

8

6

K Ca

4

2

0

Figure 4. 49 : Evolution du couple K-Ca

16

14

y = -0.3602x + 1.5113

R² = 0.0537

K

0 1 2 3 4 5 6 7

12

10

8

Ca

6

4

2

0

-2

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Figure 4. 50 : Evolution du couple K-Ca

? K-Pb

Ces deux éléments présentent une bonne corrélation avec un coefficient de corrélation de 0,690. Cette corrélation positive traduit un comportement identique indiquant que ces éléments sont minéralogiquement associés dans une même phase.

Page 133 sur 157

TENEUR EN %

4

0

7

6

5

3

2

1

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

K Pb

Figure 4. 51 : Evolution du couple K-Pb

Pb

0.0035

0.0025

0.0015

0.0005

0.003

0.002

0.001

0

0 1 2 3 4 5 6 7

K

y = 0.0003x + 0.0005 R² = 0.4757

Figure 4. 52 : Evolution du couple K-Pb

? Ca-Zn

Ces deux éléments présentent une bonne corrélation avec un coefficient de corrélation de 0,682. Cette corrélation positive traduit un comportement identique indiquant que ces éléments sont minéralogiquement associés dans une même phase.

Page 134 sur 157

TENEUR EN %

16 14 12 10 8 6 4 2 0

Ca Zn

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Figure 4. 53 : Evolution du couple Ca-Zn

Zn

0.018

0.016

0.014

0.012

0.008

0.006

0.004

0.002

0.01

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Ca

y = 0.0009x + 0.0044

R² = 0.4648

Figure 4. 54 : Evolution du couple Ca-Zn

? Co-Pb

Le Co et le Mg montrent une corrélation positive avec un coefficient de corrélation de 0,607. Ce qui montre qu'ils seraient fractionnés par les mêmes phases minérales.

Page 135 sur 157

TENEUR EN %

0.25

0.15

0.05

0.3

0.2

0.1

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Co Pb

Figure 4. 55 : Evolution du couple Co-Pb

Pb

0.0035

0.0025

0.0015

0.0005

0.003

0.002

0.001

0

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

Co

y = 0.0086x + 0.0009 R² = 0.369

Figure 4. 56 : Evolution du couple Co-Pb

? Ni-U

Ces deux éléments présentent une bonne corrélation avec un coefficient de corrélation de 0,682. Cette corrélation positive traduit un comportement identique indiquant que ces éléments sont minéralogiquement associés dans une même phase.

Page 136 sur 157

TENEUR EN %

0.014

0.012

0.008

0.006

0.004

0.002

0.01

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Ni U

Figure 4. 57 : Evolution du couple Ni-U

U

-0.0002

-0.0004

0.0014

0.0012

0.0008

0.0006

0.0004

0.0002

0.001

0

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014

Ni

y = 0.0922x - 0.0002 R² = 0.5121

Figure 4. 58Figure 4.58: Evolution du couple Ni-U

? Les corrélations de type moyen ? Si-Fe

Le silicium présente une corrélation négative avec le fer. Un coefficient de corrélation de -0,575 montre que ces éléments non seulement participent dans la formation des phyllites mais que l'augmentation du Si implique la diminution du Fe. Ceci s'explique par une forte silicification occasionnée par l'altération des roches du gisement de Kansongwe.

Page 137 sur 157

TENEUR EN %

30

25

20

15

10

0

5

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Si Fe

Figure 4. 59 : Evolution du couple Si-Fe

Fe

25

20

15

10

0

5

0 5 10 15 20 25 30

Si

y = -0.5176x + 15.475 R² = 0.3311

Figure 4. 60 : Evolution du couple Si-Fe

? Fe-Ni

Ce couple montre une corrélation positive de coeficient de corrélation égal à 0,540 traduisant que ces éléments peuvent se trouver dans une même phase minérale.

Page 138 sur 157

TENEUR EN %

25

20

15

10

0

5

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Fe Ni

Figure 4. 61 : Evolution du couple Fe-Ni

Ni

0.014

0.012

0.008

0.006

0.004

0.002

0.01

0

0 5 10 15 20 25

Fe

y = 0.0004x + 0.0029 R² = 0.2912

Figure 4. 62 : Evolution du couple Fe-Ni

? Co-Ni

Il y a lieu de constater une corrélation négative entre le Ni et le Co avec un coefficient de corrélation de -0,519 indiquant que ces deux éléments ne s'alignent pas dans une même phase minérale. L'augmentation de la teneur de l'un est suivie par la diminution de celle de l'autre.

Page 139 sur 157

TENEUR EN %

0.25

0.15

0.05

0.3

0.2

0.1

0

CMN SDS BOMZ1 BOMZ2 BOMZ3

SDB1

SDB2

RSC

RSF DSTRAT1 DSTRAT2 DSTRAT3 DSTRAT4

RAT1

RAT2

RAT3

LITHOLOGIE

Co Ni

Figure 4. 63 : Evolution du couple Co-Ni

Ni

0.014

0.012

0.008

0.006

0.004

0.002

0.01

0

0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

Co

y = -0.0275x + 0.0066

R² = 0.2691

Figure 4. 64 : Evolution du couple Co-Ni

Page 140 sur 157

Conclusion partielle

L'étude géochimique des différents types lithologiques nous a permis de mettre en évidence les comportements et l'allure de la variation des courbes de différents éléments majeurs et traces en fonction de la lithologie, ce qui permet de retenir :

1. Les éléments majeurs

Le Si, Fe et Al sont présents dans toutes ces formations à de teneurs

considérables.

? Le Silicium est de loin l'élément majeur le plus prépondérant dans presque tous les types lithologiques étudiés montrant des teneurs relativement élevées dans la Roche Siliceuse feuilletée et dolomie stratifiée alors qu'il présente des teneurs relativement faibles dans le Black Ore Mineralized Zone ;

? Puis vient ensuite le fer qui montre des teneurs relativement élevées dans le Black Ore Mineralized Zone et relativement faible dans le Calcaire à minéraux noirs ;

? L'Aluminium occupe la troisième place avec des teneurs relativement élevées dans le shale dolomitique supérieur et dans le shale dolomitique de base. Ses teneurs sont relativement faibles dans calcaire à minéraux noirs et la dolomie stratifiée.

? Le magnésium est relativement plus concentré dans le calcaire à minéraux noirs et dans la roche argileuse talqueuse ;

? Le potassium est quant à lui plus concentré dans les shales dolomitiques ensuite viennent Ca, Ti, Mn

De ceci, nous pouvons mettre en évidence les tendances géochimiques suivantes :

Siliceuse - ferrugineuse - alumineuse -magnésienne - carbonatée - alcaline.

La présence de silicium, de fer et de l'aluminium dans toutes les formations et avec des teneurs relativement élevées serait due d'une part par leur forte résistance et leur caractère résiduel lors du processus d'altération et d'autre part par leur participation dans la composition des différents minéraux tels le quartz, les phyllites, etc.

Page 141 sur 157

2. Les éléments en trace

Le Cu est l'élément en trace le plus prépondérant dans les types lithologiques étudiés, le Ni vient en seconde position avec des teneurs avoisinants celles de Cu dans la brèche.

L'ordre d'importance décroissante des éléments en trace se présente comme suit : Cu-Co-V-Ta-Zr-Cr-Nb-Ni-Zn-As-Rb-S-Th-Sr-Pb-U-Hg-Se

En ce qui concerne l'analyse bivariée, les couples suivants ont présenté une covariance :

Si-Fe (négative), Ti-Al (positive), Ti-K (positive), Ti-Co (positive), Ti-Pb (positive), Al-K (positive), Al-Pb (positive), Fe-Mn (positive), Fe-Ni (positive), Mg-Ca (positive), K-Ca (positive), K-Pb (positive), Ca-Zn (positive), Co-Ni (négative), Co-Pb (positive), Ni-U (positive), Cu-Zn (positive).

Les corrélations inter-éléments ont pour but de démontrer la coexistence ou non des éléments chimiques dans les différentes phases minérales.

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CONCLUSIONS GENERALES

L'étude géologique effectuée au gisement de Kansongwe nord a porté sur les aspects cartographique et lithostratigraphique, pétrographique, minéralogique et géochimique.

A l'issue de cette étude, un certain nombre de résultats ont été réunis. Brièvement, nous pouvons retenir ce qui suit :

? Du point de vue cartographique, lithostratigraphique et tectonique

Le gisement de Kansongwe Nord est constitué des formations sédimentaires appartenant au Sous-Groupe de Mines avec comme particularité la présence de tous les flancs d'une structure plissée faillée qui semble être une alternance des plis déjetés. La succession stratigraphique est renversée sur certains flancs et normale sur d'autres. Ce phénomène est attesté par les observations de surface et de subsurface ainsi que le logging des carottes des sondages.

Huit unités lithologiques suivantes ont été observées :

? La Brèche de Roche Argileuse Talqueuse grise (BRAT grise) ;

Roche microgréseuse parfois argilo-gréseuse, se présentant à certains endroits sous forme bréchifiée, moyennement altéré, de couleur gris-blanchâtre à jaune violacée. On note la présence d'une minéralisation en malachite dans les plans des fractures et en dissémination au sein de la roche.

? La Dolomie stratifiée (DStrat) ;

Grossièrement stratifiée, présentant des nodules à certains endroits, moyennement altérée, de couleur jaune-grisâtre et fracturée. On note la présence des oxydes de Fe-Mn et d'une minéralisation en malachite dans les plans des fractures, des stratifications et en dissémination au sein de la roche.

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> La Dolomie Siliceuse feuilletée (RSF) ;

Roche finement stratifiée et onduleuse, de couleur grisâtre et fracturée. On note la présence des oxydes de Fe-Mn et d'une minéralisation en malachite dans les plans de fractures, dans les plans des stratifications et en dissémination au sein de la roche.

> La Dolomie Siliceuse Cellulaire (RSC) ;

Roche siliceuse dolomitique, massive, d'aspect stromatolitique et cariée, de couleur gris-blanchâtre et fracturée. On note la présence des oxydes de Fe-Mn et d'une minéralisation en malachite dans les plans de fractures, dans les caries et en dissémination au sein de la roche

> Le Shale Dolomitique de Base (SDB) ;

Roche finement laminée, noduleux par endroit, moyennement altérée, de couleur brun-violacé à brun-jaunâtre et fracturée. On n'y observe des nodules qui sont en dissémination ainsi que des oxydes noirs et des oxydes de fer dans les plans de fractures et des stratifications;

> Le Black Ore Mineralized zone (BOMZ) ;

Une boue de couleur gris mauvatre rempli des oxydes noirs. > Le Shale Dolomitique Supérieur SDS) ;

Shale dolomitique microgréseux : grossièrement stratifiée, moyennement altérée, de coloration jaune-brunâtre présentant des fractures remplies de quartz de néoformation et des oxydes de Fe-Mn. Ces oxydes sont aussi disséminés dans la roche

> Le Calcaire à Minéraux Noirs (CMN),

Dolomie siliceuse, massive, cariée, devenant talqueuse lorsqu'elle altérée, de couleur gris-noirâtre contenant des oxydes de Fe-Mn.

L'observation des structures, microstructures de déformation et également de la carte géologique du gisement de Kansongwe Nord montre que ce dernier a subi une tectonique engendrant ainsi plusieurs structures. La nature de ces déformations ductiles et cassantes nous fait penser à l'existence de plusieurs régimes des déformations tectoniques.

> Plissement :

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En considérant le résultat obtenu après traitement des différentes valeurs de So sur la rosace de fréquence et sur le canevas stéréographique nous remarquons que la direction préférentielle des formations de Kansongwe Nord est NW-SE et le sens préférentiel des pendages est SW. Il s'agit en fait des anticlinaux isoclinaux déjetés vers le NE avec des pendages moyens mais forts proche du plan axial.

? Fracturation :

Après traitement statistique des mesures des plans de cassure sur la rosace de fréquence et canevas stéréographique nous retenons ce qui suit :

- La direction préférentielle des cassures tapissées de calcite est NE-SW. Les pendages sont majoritairement moyens et orientés suivant deux sens préférentiels NW et SE.

- Les directions préférentielles de cassures tapissées de malachite sont NE-SW, ENE-WSW, NW-SE. Les pendages sont majoritairement forts et orientés suivant deux sens préférentiels NE ; SE voire SSE.

- La direction préférentielle des cassures tapissées de quartz est NE-SW. Les pendages sont moyens et orientés suivant deux sens préférentiels NW et SE.

- La direction préférentielle des cassures non remplies est NNE-SSW. Les pendages sont majoritairement très forts et orientés suivant vers WNW.

La structure majeure du gisement de Kansongwe Nord est un anticlinal isoclinal déjeté vers le NE recoupé par deux grandes failles de décrochement, l'une orientée NE-SW et l'autre NW-SE. Selon Kampunzu et Cailteux (1999), les plis à vergence NE appartiendraient à la phase D1 (dite Kolwezienne) du plissement Lufilien.

? Du point de vue pétrographique, minéralogique et métallographique

Le gisement de Kansongwe Nord est constitué d'un ensemble des roches sédimentaires détritiques constituées de dolomies, des shales dolomitiques et des microgrès parfois dolomitiques soit argileux. Ces assises géologiques sont constituées de principaux minéraux suivants : les carbonates (dolomite,...), le quartz, les minéraux phylliteux (minéraux argileux), les oxydes et les sulfures.

Le quartz est présent dans toutes les formations. La présence des minéraux phylliteux (micas) traduit un lessivage très poussé. Les minéraux métallifères sont représentés par la goethite, la limonite, l'hématite, la pyrite, la chalcopyrite, la pyrolysite et la malachite.

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En ce qui concerne les minéralisations ferrifères, les processus de formation de principales phases minérales qui les portent peuvent être regroupés en 2 stades :

- la première phase, précoce et synsédimentaire, liée à la diagenèse et à la formation des dolomies pyriteuses ;

- la deuxième phase, la plus importante, consistant à l'altération météorique avec oxydation superficielle très poussée en milieu neutre ou faiblement acide dans lequel l'hydroxyde ferrique forme un hydrosol qui, sous l'action des divers électrolytes, coagule en un gel. Ce dernier se déshydrate plus ou moins totalement et forme de la « limonite » c'est-à-dire principalement de la goethite (FeO (OH)) avec des quantités variables d'eau absorbée. Dans certains cas, la déshydratation est poussée conduisant à la formation de l'hématite.

La minéralisation sulfurée originelle à Kansongwe nord est représentée par les sulfures de cuivre et de fer (chalcopyrite, pyrite), qui montrent ici une très grande altération. Cette altération conduit à l'individualisation de différentes phases minérales, essentiellement carbonatées (représentés par la malachite).

- La chalcopyrite se transforme en malachite ; - La pyrite s'oxyde en goethite et en hématite ;

? Du point de vue géochimique

L'étude géochimique des différents types lithologiques nous a permis de mettre en évidence les comportements et l'allure de la variation des courbes de différents éléments majeurs et traces en fonction de la lithologie, ce qui permet de retenir que :

1. Les éléments majeurs

Les Si, Fe et Al sont présents dans toutes ces formations à de teneurs

considérables.

? Le Silicium est de loin l'élément majeur le plus prépondérant dans presque tous les types lithologiques étudiés montrant des teneurs relativement élevées dans la Roche Siliceuse feuilletée et dolomie stratifiée alors qu'il présente des teneurs relativement faibles dans le Black Ore Mineralized Zone ;

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· Puis vient le fer qui montre des teneurs relativement élevées dans le Black Ore Mineralized Zone et relativement faible dans le Calcaire à minéraux noirs ;

· L'Aluminium occupe la troisième place avec des teneurs relativement élevées dans le shale dolomitique supérieur et dans le shale dolomitique de base. Ses teneurs sont relativement faibles dans calcaire à minéraux noirs et la dolomie stratifiée.

· Le magnésium est relativement plus concentré dans le calcaire à minéraux noirs et dans la roche argileuse talqueuse ;

· Le potassium est quant à lui plus concentré dans les shales dolomitiques ensuite viennent Ca, Ti, Mn

De ceci, nous pouvons mettre en évidence les tendances géochimiques suivantes :

Siliceuse - ferrugineuse - alumineuse -magnésienne - carbonatée - alcaline.

La présence de silicium, de fer et de l'aluminium dans toutes les formations et avec des teneurs relativement élevées serait due d'une part par leur forte résistance et leur caractère résiduel lors du processus d'altération et d'autre part par leur participation dans la composition des différents minéraux tels le quartz, les phyllites, etc.

Les concentrations en éléments majeurs principaux notamment Si, Ca, Mg, Fe sont en rapport avec les minéraux carbonatés et silicatés exprimés notamment la dolomite, le quartz et les phyllites. Ces dernières fractionnent également en partie le Fe.

Le Si et le Ca se corrèlent négativement. Ceci signifie que l'augmentation de l'un dans la structure du minéral formé implique la diminution de l'autre. Ce comportement serait expliqué par une silicification accompagnant la destruction de la dolomite.

2. Les éléments en trace

Le Cu est l'élément en trace le plus prépondérant dans les types lithologiques étudiés, le Ni vient en seconde position avec des teneurs avoisinants celles de Cu dans la brèche.

L'ordre d'importance décroissante des éléments en trace se présente comme suit :

Cu-->Co-->V-->Ta-->Zr-->Cr-->Nb-->Ni-->Zn-->As-->Rb-->S-->Th-->Sr-->Pb-->U-->Hg-->Se

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En ce qui concerne l'analyse bivariée, les couples suivants ont présenté une

covariance :

Si-Fe (négative), Ti-Al (positive), Ti-K (positive), Ti-Co (positive), Ti-Pb (positive), Al-K (positive), Al-Pb (positive), Fe-Mn (positive), Fe-Ni (positive), Mg-Ca (positive), K-Ca (positive), K-Pb (positive), Ca-Zn (positive), Co-Ni (négative), Co-Pb (positive), Ni-U (positive), Cu-Zn (positive).

Les corrélations inter-éléments ont pour but de démontrer la coexistence ou non des éléments chimiques dans les différentes phases minérales.

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35. Winkler, (1967) - La genèse des roches métamorphiques. Edition ophyrs. 188p.

LISTE DES FIGURES

Figure 0. 1 : Matériels de terrain 3

Figure 1. 1 : Carte de localisation du gisement de Kansongwe Nord 4

Figure 1. 2 : Végétation du secteur de Kansongwe Nord (Novembre, 2016). 6

Figure 1. 3 : Carte de l'architecture structurale de l'arc Lufilien montrant la répartition spatiale des

formations des soubassements et des roches magmatiques pré à syn-orogéniques (Unrug 2002). 7

Page 151 sur 157

Figure 1. 4 : Carte des structures D1 et D3 dans la partie congolaise de l'Arc Lufilien (Modifié d'après

Kampunzu et Cailteux, 1999 modifiée par Kipata 2013). 13

Figure 1. 5 : Carte de l'Arc cuprifère central avec les endroits des dépôts (Muchez et al. 2008). 16

Figure 2. 1 : Illustration de la coupe 1 dans la carrière OLD PIT 1 22

Figure 2. 2 : Illustration de la coupe 2 dans la carrière OLD PIT 1 24

Figure 2. 3 : Illustration de la coupe 3 dans la carrière OLD PIT 1 25

Figure 2. 4 : Illustration de la coupe 4 dans la carrière OLD PIT 2 26

Figure 2. 5 : Illustration de la coupe 5 dans la carrière OLD PIT 3 27

Figure 2. 6 : Carte géologique du gisement de Kansongwe Nord. 33

Figure 2. 7 : Coupe illustrative du gisement de Kansongwe Nord 34

Figure 2. 8 : Coupe illustrative du gisement de Kansongwe Nord 34

Figure 2. 9 : Plan de positionnement des sondages 35

Figure 2. 10 : Logs lithostratigraphique des sondages du gisement de Kansongwe Nord 46

Figure 2. 11 : Illustration des structures affectant le gisement de Kansongwe nord à l'échelle de la

carte. 49

Figure 2. 12 : Illustration de la faille1 observée dans l'OLD PIT1 50

Figure 2. 13 : Illustration de la faille inverse de décrochement dextre observée à la station 1 dans

l'OLD PIT2. 51

Figure 2. 14 : Illustration de la faille inverse observée à la station 4 dans l'OLD PIT1 52

Figure 2. 15 : Illustration d'un réseau des cassures conjuguées dans la RAT grise 53

Figure 2. 16 : A) faux synclinal, B) un faux anticlinal, C) un micropli dans le SDS 53

Figure 2. 17 : Plissement d'un banc de shale dolomitique supérieur dans le OLD PIT1 54

Figure 2. 18 : Rosace de fréquence des plans de stratification du gisement de Kansongwe Nord 62

Figure 2. 19 : Rosace de fréquence des mesures de direction des fractures tapissées de dolomite 63

Figure 2. 20 : Rosace de fréquence des mesures de direction des fractures tapissées de malachite 63

Figure 2. 21 : Rosace de fréquence des mesures de direction des fractures tapissées de quartz 64

Figure 2. 22 : Rosace de fréquence des mesures de direction des fractures non remplies 64

Figure 2. 23 : Illustration de plans de stratification par leurs pôles 65

Figure 2. 24 : Traces cyclographiques des plans de stratification du gisement de Kansongwe nord. 65

Figure 2. 25 :Isodensités des plans de stratifications 66

Figure 2. 26 : Représentation en pôles des plans de fractures du gisement de Kansongwe nord 66

Figure 2. 27 : Représentation des isodensités de fractures du gisement de Kansongwe nord 67

Figure 2. 28 : Illustration des pôles et des isodensités des cassures tapissées de dolomite 67

Figure 2. 29 : Illustration des pôles et des isodensités des cassures tapissées de malachite 68

Figure 2. 30 : illustration des pôles et des isodensités des cassures tapissées de quartz 69

Figure 2. 31 : Illustration des pôles et des isodensités des cassures non remplies 69

Figure 3. 1 : Calcaire à minéraux noirs (CMN) 74

Figure 3. 2 : Lame P55 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de

X10 75

Figure 3. 3 : Shale dolomitique supérieur (SDS) 75

Figure 3. 4 : Lame OP2P1 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un

grossissement de X10 76

Figure 3. 5 : Black Ore Mineralized Zone 77

Figure 3. 6 : Shale dolomitique de base (SDB) 77

Figure 3. 7 : Lame OP2C1P3 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un

grossissement de X10 78

Figure 3. 8 : Roche siliceuse cellulaire 79

Page 152 sur 157

Figure 3. 9 : Lame OP1C1P7 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un

grossissement de X10 80

Figure 3. 10 : Roche siliceuse feuilletée (RSF) 81

Figure 3. 11 : Lame P66.1 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement

de X10 82

Figure 3. 12 : Dolomie grossièrement stratifiée(DStrat) 83

Figure 3. 13 : Lame P54» en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement

de X10 84

Figure 3. 14 : Roche argilo-talqueuse (RAT) 84

Figure 3. 15 : Lame P63 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de

X10 85

Figure 3. 16 : Black Ore Mineralized Zone (BOMZ) 85

Figure 3. 17 : Dolomie stratifiée (DStrat) 86

Figure 3. 18 : Lame OP2P12 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un

grossissement de X10 87

Figure 3. 19 : Roche argilo-Talqueuse 87

Figure 3. 20 : Lame P64.1 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement

de X10 88

Figure 3. 21 : Black Ore Mineralized Zone 89

Figure 3. 22 : Roche Argilo-Talqueuse 89

Figure 3. 23 : Dolomie stratifiée 90

Figure 3. 24 : Lame OP1B en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement

de X10 91

Figure 3. 25 : Shale dolomitique de base 91

Figure 3. 26 : Lame P82 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement de

X10 92

Figure 3. 27 : Dolomie stratifiée 93

Figure 3. 28 : Lame P42.1 en lumière transmise (A) et en lumière réfléchie (B) avec un grossissement

de X10 94

Figure 4. 1 : Plan d'échantillonnage du gisement de Kansongwe nord 99

Figure 4. 2 : Evolution du Si en fonction de la lithologie 105

Figure 4. 3 : Evolution du Ti en fonction de la lithologie 105

Figure 4. 4 : Evolution de l'Al en fonction de la lithologie 106

Figure 4. 5 : Evolution du Fe en fonction de la lithologie 106

Figure 4. 6 : Evolution du Mn en fonction de la lithologie 107

Figure 4. 7 : Evolution du Mg en fonction de la lithologie 107

Figure 4. 8 : Evolution du K en fonction de la lithologie 108

Figure 4. 9 : Evolution du Ca en fonction de la lithologie 108

Figure 4. 10 : Evolution du P en fonction de la lithologie 109

Figure 4. 11 : Evolution des éléments majeurs en fonctions de la lithologie 109

Figure 4. 12 : Evolution du Ta en fonction de la lithologie 110

Figure 4. 13 : Evolution du Nb en fonction de la lithologie 111

Figure 4. 14 : Evolution du S en fonction de la lithologie 111

Figure 4. 15 : Evolution du V en fonction de la lithologie 112

Figure 4. 16 : Evolution du Cr en fonction de la lithologie 112

Figure 4. 17 : Evolution du Co en fonction de la lithologie 113

Figure 4. 18 : Evolution du Ni en fonction de la lithologie 113

Figure 4. 19 : Evolution du Cu en fonction de la lithologie 114

Page 153 sur 157

Figure 4. 20 : Evolution du Zn en fonction de la lithologie 114

Figure 4. 21 : Evolution de l'As en fonction de la lithologie 115

Figure 4. 22 : Evolution du Se en fonction de la lithologie 115

Figure 4. 23 : Evolution du Rb en fonction de la lithologie 116

Figure 4. 24 : Evolution du Sr en fonction de la lithologie 116

Figure 4. 25 : Evolution du Zr en fonction de la lithologie 117

Figure 4. 26 : Evolution du Hg en fonction de la lithologie 117

Figure 4. 27 : Evolution du Pb en fonction de la lithologie 118

Figure 4. 28 : Evolution du Th en fonction de la lithologie 118

Figure 4. 29 : Evolution de l'U en fonction de la lithologie 119

Figure 4. 30 : Evolution des éléments traces en fonctions de la lithologie 119

Figure 4. 31 : Evolution du couple Cu-Zn 123

Figure 4. 32 : Evolution du couple Cu-Zn 123

Figure 4. 33 : Evolution du couple Fe-Mn 124

Figure 4. 34 : Evolution du couple Fe-Mn 124

Figure 4. 35 : Evolution du couple Al-K 125

Figure 4. 36 : Evolution du couple Al-K 125

Figure 4. 37: Evolution du couple Ti-Al 126

Figure 4. 38 : Evolution du couple Ti-Al 126

Figure 4. 39 : Evolution du couple Ti-K 127

Figure 4. 40 : Evolution du couple Ti-K 127

Figure 4. 41: Evolution du couple Ti-Co 128

Figure 4. 42 : Evolution du couple Ti-Co 128

Figure 4. 43 : Evolution du couple Ti-Pb 129

Figure 4. 44 : Evolution du couple Ti-Pb 129

Figure 4. 45 : Evolution du couple Al-Pb 130

Figure 4. 46 : Evolution du couple Al-Pb 130

Figure 4. 47 : Evolution du couple Mg-Ca 131

Figure 4. 48 : Evolution du couple Mg-Ca 131

Figure 4. 49 : Evolution du couple K-Ca 132

Figure 4. 50 : Evolution du couple K-Ca 132

Figure 4. 51 : Evolution du couple K-Pb 133

Figure 4. 52 : Evolution du couple K-Pb 133

Figure 4. 53 : Evolution du couple Ca-Zn 134

Figure 4. 54 : Evolution du couple Ca-Zn 134

Figure 4. 55 : Evolution du couple Co-Pb 135

Figure 4. 56 : Evolution du couple Co-Pb 135

Figure 4. 57 : Evolution du couple Ni-U 136

Figure 4. 58Figure 4.58: Evolution du couple Ni-U 136

Figure 4. 59 : Evolution du couple Si-Fe 137

Figure 4. 60 : Evolution du couple Si-Fe 137

Figure 4. 61 : Evolution du couple Fe-Ni 138

Figure 4. 62 : Evolution du couple Fe-Ni 138

Figure 4. 63 : Evolution du couple Co-Ni 139

Figure 4. 64 : Evolution du couple Co-Ni 139

Page 154 sur 157

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1. 1 : Synthèse litho stratigraphique du Katanguien François, (1973) ; (Cailteux et al., 1994) ;

(Batumike et al., 2007a). 12

Tableau 2. 1 : Coupe 1 dans la carrière OLD PIT 1 22

Tableau 2. 2 : Coupe 2 dans la carrière OLD PIT 1 23

Page 155 sur 157

A. INTERET DU SUJET 1

Tableau 2. 3 : Coupe 3 dans la carrière OLD PIT 1 24

Tableau 2. 4 : Coupe 4 dans la carrière OLD PIT 2 25

Tableau 2. 5 : coupe 5 dans la carrière OLD PIT 3 27

Tableau 2. 6 : Lever des puits se trouvant dans le gisement 32

Tableau 2. 7 : Les coordonnées du sondage KSNDD15 36

Tableau 2. 8 : Description du sondage KSNDD15 36

Tableau 2. 9 : Les coordonnées du sondage KSNDD19 36

Tableau 2. 10 : Description du sondage KSNDD19 37

Tableau 2. 11 : les coordonnées du sondage KSNDD71 37

Tableau 2. 12 : Description du sondage KSNDD71 38

Tableau 2. 13 : Les coordonnées du sondage KSNDD85 39

Tableau 2. 14 : Description du sondage KSNDD85 39

Tableau 2. 15 : Les coordonnées du sondage KSNDD86 39

Tableau 2. 16 : Description du sondage KSNDD86 40

Tableau 2. 17 : Les coordonnées du sondage KSNDD87 40

Tableau 2. 18 : Description du sondage KSNDD87 41

Tableau 2. 19 : Les coordonnées du sondage KSNDD92 41

Tableau 2. 20 : Description du sondage KSNDD92 42

Tableau 2. 21 : Les coordonnées du sondage KSNDD116 42

Tableau 2. 22 : Description du sondage KSNDD116 42

Tableau 2. 23 : Les coordonnées du sondage KSNDD124 42

Tableau 2. 24 : Description du sondage KSNDD124 43

Tableau 2. 25 : Les coordonnées du sondage KSNDD125 43

Tableau 2. 26 : Description du sondage KSNDD125 44

Tableau 2. 27 : Les coordonnées du sondage KSNDD126 44

Tableau 2. 28 : Description du sondage KSNDD126 45

Tableau 2. 29 : Mesures des plans de stratification (S0) du gisement de Kansongwe Nord 56

Tableau 2. 30 : Mesures des plans de cassures du gisement de Kansongwe Nord 61

Tableau 2. 31: tableau de synthèse des minéraux observés dans les différentes formations 95

Tableau 4. 1 : Analyses chimiques (en %) des éléments majeurs des échantillons de surface du

gisement de Kansongwe nord 101

Tableau 4. 2 : Paramètres statistiques de base pour les éléments majeurs 101

Tableau 4. 3 : Analyses chimiques (en ppm) des éléments en trace des échantillons de surface du

gisement de Kansongwe nord 102

Tableau 4. 4 : Paramètres statistiques pour les éléments traces métallique 103

Tableau 4. 5 : Coordonnées des échantillons analysés 104

Tableau 4. 6 : Matrice de corrélation des analyses chimiques de surface 121

Tableau 4. 7 : Classification des couples de variables en fonction de coefficient de corrélation 122

TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION GENERALE 1

B.

Page 156 sur 157

METHODOLOGIE ET TECHNIQUES 1

C. MATERIELSUTILISES 2

D. PLAN DU TRAVAIL 3

CHAPITRE I : GENERALITES 4

I.1. CADRE GEOGRAPHIQUE 4

I.1.1. Localisation du secteur d'étude 4

I.1.2. Relief, hydrographie, climat et végétation 5

I.2. APERCU GEOLOGIQUE REGIONAL 6

I.2.1 Le Bloc de Bangweulu et la chaine Ubendienne 7

I.2.2 La chaine Kibarienne 8

I.2.3. Le Katanguien 8

1.2.2. Les formations de couverture 16

I.2.2.1. Le Paléozoïque 17

I.2.2.2. Le Mésozoïque 17

I.2.2.3. Le Cénozoïque 17

I.3. GEOLOGIE LOCALE 18

Lithostratigraphie 18

CHAPITRE II : ETUDES CARTOGRAPHIQUE, LITHOSTRATIGRAPHIQUE ET

STRUCTURALE 19

II.1. ETUDE CARTOGRAPHIQUE 19

II.1.1. Introduction 19

II.1.2. Lever de surface 20

II.1.3. PRESENTATION DES COUPES GEOLOGIQUES ILLUSTRATIVES DU GISEMENTS

DE KANSONGWE NORD 34

II.2. ETUDE LITHOSTRATIGRAPHIQUE 35

II.2.1. Description des carottes de sondages 36

II.3. ETUDE STRUCTURALE 47

II.3.1. INTRODUCTION 47

II.3.2. DESCRIPTION MACROSCOPIQUE DES STRUCTURES. 48

A. Structure du gisement 48

B. Analyse de la déformation cassante 50

III.2.3. Analyse de la déformation plicative 53

II.3.3. TRAITEMENTS STATISTIQUES DES DONNEES STRUCTURALES 54

3.3.1. Rosace de fréquence des directions des plans de stratification 61

3.3.2. Projection sur canevas stéréographiques. 64

Conclusion partielle 70

Page 157 sur 157

CHAPITRE III. ETUDES PETROGRAPHIQUES 73

Observations microscopiques 83

Conclusion partielle 94

CHAPITRE IV : ETUDE GEOCHIMIQUE 97

IV .1. INTRODUCTION 97

VI. 2. CONSIDERATIONS GENERALES. 97

IV.3. PRESENTATION DES RESULTATS D'ANALYSES CHIMIQUES 100

IV.4. Evolution des éléments chimiques dans les différents types lithologiques 104

IV.4.1. Profils géochimiques 104

A. Distribution des éléments majeurs 104

B. Distribution des éléments en trace 109

IV.4. ANALYSE BIVARIEE DES ELEMENTS MAJEURS ET EN TRACES 119

Conclusion partielle 140

CONCLUSIONS GENERALES 142

BIBLIOGRAPHIE 147

LISTE DES FIGURES 150

LISTE DES TABLEAUX 154

TABLE DES MATIERES 155