Memoire Online - à‰tude géologique du gisement de Shangulowe nord: cartographie, lithostratigraphie, pétrographie, minéralogie, géochimie et métallogénie.

Les formations rencontrées au Katanga se répartissent en deux types (Fig. 3), qui sont :

- Les formations plissées et métamorphiques du protérozoïque à la base constitue le substratum ;

- Les formations sédimentaires et tabulaires d'âge phanérozoïque au sommet représentant la couverture.

Figure 3 : Carte géologique du Katanga (MRAC : tiré de la carte géologique et minière de la
République Démocratique du Congo, musée royal de l?Afrique centrale, Tervuren, 2005).

1.2.1.1. Les formations du substratum

Il est constitué des formations d'âge Paléoprotérozoïque. Ce complexe n'affleure pas au Katanga méridional.

Il est représenté au Katanga occidental par des complexes granito-gneissiques, des granitoïdes, des massifs basiques et ultrabasiques, des micaschistes, des quartzites et cipolin d'âges compris entre 2800 et 2460 Ma.

- Au Sud-est où affleurent les formations de la Muva ainsi que les granitoïdes du dôme de la Luina, du dôme de Mokambo au Congo, les granitoïdes de la Kafue en Zambie ainsi ceux de Konkola à la frontière de ces deux pays ;

La chaine Ubendienne de la région nord-est du Katanga correspond à 2 ensembles qui sont des métamorphites et des granitoïdes. Les métamorphites affleurent depuis Kalemie jusqu'à Moba et comprennent des schistes, des sericitoschistes, des phyllades, des micaschistes et des gneiss dont les directions structurales majeures sont NW-SE à NNE-SSW (Kapenda 1986, Kabengele 1986, Tshimanga, 1991). Ces métamorphites sont le prolongement de la chaine Ubendienne de l'Ouest de la Tanzanie.

La chaine Lukoshienne de la region de l'ouest du Katanga est observée dans le bassin de Lulua entre Mutshiatshia et Dilolo. Le Lukoshien situé au sud du complexe Kapanga-Sandoa est principalement constitué des roches métamorphiques et magmatiques dont les principales sont :

? Roches métamorphiques : quartzites, orthoamphibolites et gneiss migmatitiques ;

? Roches magmatiques : granites calco-alcalins, granites alcalins et basaltes alcalins.

La chaine Ubendienne de la région du Sud-est du Katanga est représentée par les roches métamorphiques comprenant les quartzites et les quartzophyllades dans la zone de Kasumbalesa précisément à Kibwe I, Kibwe II, Kibwe III ; les granitoïdes calco-alcalins formant le dôme de la Luina, de Mokambo, de Konkola et de Kafue. Ces roches sont en fait postérieures au métamorphisme de Muva grâce aux enclaves des métamorphites de ce dernier reconnues dans les granitoïdes du dôme de la Luina, de Mokambo, de Konkola et de la Kafue (Kabengele, 1986).

En revanche, les granitoïdes calco-alcalins forment un puissant complexe magmatique constituant le bloc de Bangweulu qui s'étend du SE de la Zambie au Katanga nord-oriental (Plateau de Marungu).

Du point de vue structural, cette chaine Ubendienne a connu beaucoup des phases de déformations aux styles tectoniques différents avec une première phase marquée par des plis couchés, des plis isoclinaux à déversement vers le SW ou vers le NE, et par une seconde phase qui est caractérisée par des plis droits ouverts et des zones de chevauchement ainsi que des charriages.

Il 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».

La chaîne Kibarienne s'étend sur environ 600 km en direction NE et a une largeur variant entre 100 et 300 Km. Elle est bordée à l'Est par le craton archéen de Tanzanie et le bloc Paléoprotérozoïque de Bangweulu, alors qu'à l'Ouest la chaîne est limitée par le craton archéen à Paléoprotérozoïque du Congo-Kasaï.

La chaine Kibarienne du Katanga est constituée par des sédiments et des métasédiments ainsi que des nombreux massifs des roches granitoïdes (Kampunzu et al., 1986, Kokonyangi et al., 2004, 2005).

Du point de vue stratigraphique, 4 Groupes lithostratigraphiques ont été définis dans la région de Mitwaba, de Mwanza, de Bia et de Bukama ainsi que de N'zilo (Kokonyangi et al., 2004, 2005, 2006). On note du plus ancien au plus récent :

gneiss, des métapelites, de cherts métamorphisés, des quelques quartzites et des roches sédimentaires notamment des carbonates et des calcaires silicatés.

Mortelmans (1984) et Kampunzu et al., (1985a) ayant fait des études complémentaires sur le Kibarien qui affleure dans le degré carré de Mitwaba, ont mis en évidence deux phases de déformation. La D1, d'orientation E-W à ENE-WSW, est propre au Kibarien inférieur qui se distingue ainsi du Kibarien moyen et supérieur, déformés quant à eux par la phase D2 orientée NE-SW (Kipata, 2007).

- Groupe de N'zilo comprenant le conglomérat de Kataba et les roches orthométamorphiques à la base, les quartzites et grauwackes avec de nombreuses intercalations conglomératiques, des ardoises et de rares intercalations de conglomérats, des basaltes et des laves rhyolitiques.

- Groupe de Mont Hakansson qui comporte principalement des métapelites, des quartzites et rarement des conglomérats et des shales noirs graphiteux.

- Groupe de Lubudi qui comporte des schistes noirs, des marbres stromatolithiques, des métasédiments, des quartzites. Il faut noter que les épaisseurs sont variables selon les sites étudiés.

Du point de vue structural, on reconnait 2 phases majeures de déformations qui ont affecté les granitoïdes Kibariens et les séquences sédimentaires du Groupe de Mitwaba, de N'zilo et autres (Kokonyangi, 2004 ; 2005 et 2006). La première phase et la plus ancienne (D1) est caractérisée par des plis asymétriques orientés Est-Nord-Est et par des charriages à vergence Nord à Nord-Nord-Ouest. Ces structures affectent également des métasédiments du Groupe de Mitwaba. La deuxième phase de déformation

Kibarienne est caractérisée par des plis isoclinaux tant à l'échelle macroscopique que microscopique. Ces structures sont observées dans le Groupe de Mitwaba ainsi que dans d'autres Groupes.

Kampunzu (1998), affirme que les phases de déformations Kibariennes marquent un développement de la marge continentale active suivie d'une collision continentale. Cette idée a été corroborée par les études de Kokonyangi (2004, 2005) mettant en évidence une collision continentale dans la région de Mitwaba.

Plusieurs études y ont été également effectuées dont celles de Cahen (1954), Ngongo (1975), Cailteux (1983), Okitaudji (1989), François (2006, 1973), Loris (1996). C'est en fait dans cette unité que se localisent les minéralisations à cuivre-cobalt-nickel-uranium que forment la province métallogénique de l'Afrique centrale comprenant le «Copperbelt Congo-zambien».

Ce Groupe est séparé du précédent par « le Petit-conglomérat ». Il débute par une mixtite communément appelée « Grand-conglomérat ». François (1973 et 1987),

Katekesha (1975), Cailteux (1983,1994a, 1994 b), Annels (1984), Sweeney et al. (1989), Okitaudji (1989), le subdivisent en deux Sous Groupes qui sont de haut en bas :

? Ng.1.1 : Une mixtite contenant dans la partie supérieure, un horizon de poudingues au nord, passant au sud d'une grauwacke à une pelite ; c'est le grand conglomérat. La puissance augmente du sud vers le nord : 100 - 950 m.

? Ng.1.2 : Il s'agit des calcaires et des dolomies qui sont au sommet, des shales rubanés gris foncés (peu carbonés), dolomie lenticulaire à la base. Vers le Sud, le faciès carbonaté envahit toute la formation. La puissance diminue du nord vers le sud : 650-100m.

? Ng.1.3 : Ce sont des mudstones massifs gris acier ou gris violacé devenant de plus en plus grossiers rouges et stratifiés vers le sud, d'une puissance variant de 120-150m au sud.

Il apparait au Nord de l'arc cuprifère Katanguien où on a des grauwackes grises avec des shales subordonnés. Leur puissance est respectivement de 500 - 150 m.

Au centre de l'arc, on rencontre des siltstones et shales dolomitiques à litages souvent irréguliers avec deux niveaux, l'un constitué des siltstones massifs et l'autre des grauwackes grises à la base sur une épaisseur d'environ 350 - 500 m.

Au sud, on a les mêmes formations que celles énumérées précédemment sans grauwackes avec un horizon carboné noir. L'épaisseur va de 1400 - 2200 m.

Par son potentiel en minerais de cuivre, cobalt, nickel, uranium et leurs accompagnateurs, il est le plus important et donc le mieux étudié.

Selon plusieurs auteurs, le Roan est constitué d'une alternance de deux types de formations :

- Type A : Constitué des couches terrigènes, peu carbonatées, microgréseuses, généralement massives et d'aspect monotone.

- Type B : Comportant des couches très carbonatées, généralement bien litées avec une alternance d'épisodes terrigènes et chimico-organiques.

François (1974) et Cailteux (1983) subdivisent ce Groupe en quatre Sous Groupes dont la succession se présente, de haut en bas, de la manière suivante:

- dolomie très impure, silice - phylliteuse, avec banc très silicifiés (D. strat) ;

C'est le Sous Groupe le plus important et le mieux étudié. On retrouve en son sein l'essentiel des minéralisations cupro-cobaltifères et urano-nickélifères d'allures stratiformes et filoniennes que l'on rencontre au Katanga.

? R1.2 : conglomérats arkosiques, quartzite, grès argileux et cherts ; ? R1.1 : conglomérats quartzitiques et quartzites de type Konkola.

Tableau 1: Lithostratigraphie du Katanga (modifié d'après François, 1997 et Chabu

Supergroupe	Groupe	Sous Groupe	Formation	Lithostratigraphie
K A T A N G U I E N	K U N D E L U N G U	BIANO (Ku.3)		Conglomérat, arkoses, grès et shales
		KIUBO (Ku.2)	Ku.2.2	Grès, microgrès dolomitiques et shales, horizons calcaires rares.
		KIUBO (Ku.2)	Ku.2.1	Grès fins et shales avec quelques fins lits de grès feldspathiques ro
		KALULE (Ku.1)	Ku.1.3.	Silts dolomitiques et shales
			Ku.1.3.	Calcaires dolomitiques roses à gris
			Ku.1.2	Shales et grès micacés fins
			Ku.1.2	Dolomies roses à grises
			Ku.1.1	Mixtites (petit conglomérat) :565 Ma
	N G U B A	MONWEZI (Ng.2)		Dolomies grises, pourpres et beiges altérant avec des shales ve gris (Sous Groupe récurrente), shales, grès fins roses
		MUOMBE (Ng.1)	Ng. 1.3	Silts dolomitiques et shales
			Ng. 1.2	Dolomies stromatholitiques et shales (Kaponda), dolomies lamin à massives (Kakontwe)
			Ng.1.1.	Mixtites (grand conglomérat) :760Ma
	R O A N	MWASHYA (R.4)	R.4.2	Shales, shales carbonés, grès arkosiques
		MWASHYA (R.4)	R.4.1.	Dolomies avec jaspes et oolithes ferrugineux, bancs d'hématite niveau de pyroclastites
		DIPETA (R.3)	R.3.2.	Dolomies interstratifiées avec grès et grès feldspathiques
		DIPETA (R.3)	R.3.1.	Shales avec grès feldspathiques grossiers ou fins
		MINES (R.2)	KAMBOVE (R.2. 3, CMN)	Dolomies laminaires, stromatholitiques et talqueuses, et micro dolomitiques
			Shales dolomitiqu es (S.D ou R .2.2.)	Shales dolomitiques, shales carbonés et occasionnellement dolom grès et arkoses
			Shales dolomitiqu es (S.D ou R .2.2.)	Shales dolomitiques, dolomies siliceuses au sommet
			KAMOTO (R.2.1.)	Dolomies stromatholitiques avec shales intercalés(RSC)
				Dolomies siliceuses et laminées (RSF)
				Microgrès ou silts dolomitiques (RAT grise)
		RAT (R.1)	R.1.3.	Microgrès ou silts massifs dolomitiques chlorito-hématitiques
			R.1.2.	Microgrès ou silts chlorito-hématifères roses à gris-pourpre, grès base et dolomie stromatholitiques au sommet
			R.1.1	Microgrès ou silts hématifères légèrement dolomitiques rouges lil

Les travaux d'analyse structurale effectués dans la région zambienne peuvent permettre de faire un parallélisme avec le Sud-est du Katanga. A partir de ces travaux, trois orogenèses ont été définies (Fig. 4). Il s'agit de :

- l'orogenèse Tumbide, affectant le «Lufubu System», est l'équivalent de l'Ubendien ;

L'orogenèse katanguienne est à la base d'une tectonique complexe qui affecte le Katanga méridional. Cette orogenèse a généré notamment l'Arc Lufilien qui s'étend de Kolwezi à l'Ouest jusqu'aux environs de Lubumbashi à l'Est. Cet arc se localise entre le craton du Congo et celui du Kalahari.

Figure 4 : Localisation des chaines affectant le Sud-est du Katanga et la Zambie (Kampunzu et

Kampunzu et Cailteux (1999) proposent une révision de l'évolution tectonique de l'Arc Lufilien. Leurs études démontrent que le Katanguien a été affecté par 3 phases de déformation datant de l'orogenèse panafricaine qui s'étend selon Porada et Berhorst (2000) de 560 à 520 Ma. Ces phases se succèdent de la manière suivante (Fig. 5) :

- La première phase (D1) appelée «phase Kolwezienne» développe des plis et des nappes de charriage à plan axial orienté vers le Nord. Des structures à vergence sud sont associées à cette phase. Ces structures étaient autrefois liées à un second évènement tectonique nommé «phase Kundelunguienne» de l'orogenèse lufilienne, mais elles sont en fait des replis développés durant la D1 le long de la séquence katanguienne et principalement le long de son avant pays Kibarien.

- La «phase Kolwezienne» D2, est la deuxième phase de l'orogenèse Lufilienne.

Elle implique plusieurs failles longitudinales successives réactivées dans le temps. Durant cette phase, il s'est produit la rotation dextre du bloc Est de la chaîne katanguienne, ce qui a donné la direction actuelle NW-SE aux structures D1 dans cette partie de l'Arc Lufilien, et c'est ce qui a été à la base également de sa géométrie convexe. Sa longue durée est attribuée à la migration des failles qui se développaient séquentiellement du Sud au Nord, et probablement aussi à la lente vitesse de convergence durant la collision entre le craton du Congo et celui de Kalahari.

- Le dernier évènement de l'orogenèse Lufilienne est la troisième phase appelée «phase OEilatembo» ou D3. Elle est marquée par des structures transverses aux directions majeures de l'Arc Lufilien. Ces structures sont de type synclinal de Chilatembo. Cette phase, ainsi que la séquence supérieure du Kundelungu (Sous Groupe de Biano) relèvent probablement du Paléozoïque inférieur.

Figure 5 : Les phases D1 et D3 sur l?Arc Lufilien (Kampunzu et Cailteux, 1999)

Le métamorphisme dans l'Arc cuprifère du Katanga se limite au stade de séricite et de chlorite (François et Cailteux, 1981). Ceci est en accord avec les résultats d'Intiomale (1982) selon lesquels ce métamorphisme n'a pas dépassé le degré de la mésozone supérieure.

Au Katanga Sud-oriental et en Zambie, le métamorphisme atteint souvent le stade de biotite avec possibilité d'apparition du grenat autour des massifs cristallins. Les formations du Roan présentent parfois de la scapolite à proximité du socle cristallin et peuvent contenir très localement du disthène dans certaines conditions particulières (Oosterbosch, 1962).

Certains auteurs dont Cailteux (1973) ; François et Cailteux (1981) ont reconnu quatre zones parallèles de métamorphisme dont les isogrades définis en Zambie se poursuivent au Katanga (Fig. 6) :

Figure 6 : Carte synthétique d?isogrades métamorphiques dans le Katanguien (François et

- la zone à séricite et chlorite : de Lubumbashi-Kengere vers le nord du bassin katanguien ;

La présence de la chlorite, de la biotite et même du disthène laisse envisager un domaine de température qui s'étend de 400 à 600°C correspondant à une pression qui varie entre 2 et 8 kilobars.

Par voie de conséquence, le domaine normal de thermo-dynamo-métamorphisme de type Barrow a été atteint dans les formations du système du Katanga.

Dans tous les gisements stratiformes du Katanga (Fig.7), les minéralisations se situent généralement au sein de deux corps minéralisés appelés «ores bodies», séparés par une couche récifale généralement stérile appelée «Roche Siliceuse Cellulaire» (RSC).Le Sud-Katanga contient plusieurs minéralisations : celles à Cu-Co-Ni-U sont essentiellement concentrées dans le Roan et celles à Cu-Pb-Zn, dans le Nguba.

A l'échelle lithostratigrahique, on y distingue deux venues cuprifères distinctes et responsables des minéralisations cuprifères du Katanga :

- La première venue, comprenant l'association Cu-Co-U-Au de type stratiforme, est rencontrée strictement dans le Sous Groupe des Mines au Sud Katanga et dans le Copperbelt zambien. Les gisements congolais de Musoshi et Kinsenda sont à rattacher à ceux du Copperbelt zambien.

- La deuxième venue, dominée par l'association Cu-Zn-Pb-Ag-Ge, est du type filonien.

Figure 7 : Types de minéralisation de l?Arc Cuprifère Katangais (Chabu, 2003)

à‰tude géologique du gisement de Shangulowe nord: cartographie, lithostratigraphie, pétrographie, minéralogie, géochimie et métallogénie.

I.2. CADRE GEOLOGIQUE

I.2.1. Aspects régionaux

1.2.1.1. Les formations du substratum