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

REPUBLIQUE DEMOCRATIQUE DU CONGO

UNIVERSITE DE LUBUMBASHI

FACULTE DES SCIENCES

Département de Géologie

ETUDE GEOLOGIQUE DU GISEMENT DE SHANGULOWE NORD :

CARTOGRAPHIE, LITHOSTRATIGRAPHIE, PETROGRAPHIE, MINERALOGIE, GEOCHIMIE ET METALLOGENIE

Travail présenté et défendu en vue de l'obtention du grade de licencié en Sciences géologiques.

Option : Exploration et Géologie minière

Par:

KAPATA ELEAZARD KAYIJ KANZ José

Février 2014



REPUBLIQUE DEMOCRATIQUE DU CONGO
UNIVERSITE DE LUBUMBASHI
FACULTE DES SCIENCES
Département de Géologie

ETUDE GEOLOGIQUE DU GISEMENT DE SHANGULOWE NORD :

CARTOGRAPHIE, LITHOSTRATIGRAPHIE, PETROGRAPHIE, MINERALOGIE, GEOCHIMIE ET METALLOGENIE

Travail présenté et défendu en vue de l'obtention du grade de licencié en Sciences géologiques.

Option : Exploration et Géologie Minière

Par:

KAPATA ELEAZARD KAYIJ KANZ José

Dirigé par :

LUBALA TOTO RUANANZA François Professeur Ordinaire

Année académique 2012-2013

I

A nos deux familles respectives :

KWABIRE SADIKI Eléazard

&

KANZ A KAYIJ Simon

Nous dédions ce travail

EPIGRAPHE

II

Si vous pensez que vous êtes battu, vous l'êtes.

Si vous pensez que vous n'osez pas, vous n'oserez pas.

Si vous voulez gagner, en pensant ne pas pouvoir,

Il est presque certain que vous ne le pourrez pas.

Si vous pensez que vous allez perdre, vous perdrez.

Les batailles de la vie

Ce ne sont pas toujours les plus forts ni les plus rapides

qui les gagnent

Mais tôt ou tard, celui qui remporte la victoire

Est celui qui PENSE QU'IL EN EST CAPABLE.

Napoléon Hill

III

REMERCIEMENT

Nous voici à la fin de nos études en Sciences Géologiques, marquée par le présent travail.

Ceci a été rendu possible par le concours de plusieurs personnes dont le bon sens nous contraint à les dévoiler par nos remerciements.

Nos gratitudes au Professeur ordinaire LUBALA TOTO RUANANZA François, qui a accepté la direction en dépit de ses multiples occupations. Votre sagesse et votre dévouement nous ont été d'un grand secours pour l'achèvement de ce travail.

Nous remercions sincèrement tout le corps professoral de l'université de Lubumbashi. Il nous a accompagnés durant tout notre parcours de nos études universitaires.

Nos remerciements s'adressent aussi à nos familles respectives : la famille KANZ A KAYIJ Simon et la famille KWABIRE SADIKI Eléazard.

Sans pour autant oublier les collègues et amis avec qui nous avons partagé les vicissitudes de la vie estudiantine.

Sous cet angle, il en est de même pour ceux, dont leurs substantifs ne se pointent à notre esprit pendant ces instants de rédaction, prière de ne pas nous en tenir rigueur car on ne prendra jamais le frottoir pour effacer les écrits de souvenir de leurs bienfaits dans nos coeurs.

IV

RESUME

Ce travail porte sur l'étude géologique du gisement de Shangulowe nord dans ses aspects cartographique, pétrographique, minéralogique, géochimique et métallogénique.

En effet, Le gisement Cupro-cobaltifère de Shangulowe est limité par les parallèles 10° et 11° Sud et les méridiens 10°45' et 10° 52' Sud et 26°30' et 26°40' Est.

Sur le plan cartographique, le gisement regroupe le Sous Groupe de Mines représenté par une brèche dolomitique, une brèche ferrugineuse et une brèche hétérogène ; et le Kundelungu réunit les shales argileux et shales dolomitiques.

La direction préférentielle est de N70°E à N80°E avec des directions secondaires non négligeables.

Sur les plans pétrographique et métallogénique, le gisement est constitué des shales argileux micacé, des shales argileux, des shales dolomitiques, des brèches dolomitiques, des brèches ferrugineuses ainsi que des brèches hétérogènes et les minéraux de la gangue sont principalement représentés par la dolomite, la calcite, le quartz, les minéraux phylliteux et les minéraux opaques.

Sur le plan géochimique, Le SiO2 montre une teneur maximale de 45,4% observée dans la brèche dolomitique et minimale de 39,3% dans le shale dolomitique. Les _Fe2O3 et MgO suivent avec des concentrations maximales respectivement de 25,4% toujours dans la brèche dolomitique et de 20,4% observées dans la brèche ferrugineuse. Pour ce qui est des éléments métalliques : Le Fe est le métal prépondérant avec des teneurs fortes dans toutes les roches où le pic atteint 96500 ppm dans la brèche hétérogène, le Cu vient en seconde position avec des teneurs considérables dans la brèche hétérogène (87100 ppm) ; les autres métaux à l'instar du Mn, Co, Zn, Pb et As suivent avec des teneurs décroissantes faibles ;

Les études métallogéniques montrent l'association minéralogique constituée de la goethite et de l'hématite, de malachite, de la chalcopyrite et de la pyrite. Cette minéralisation se présente soit en dissémination soit en remplissage dans des fissures. La minéralisation à Shangulowe est contrôlée par la lithologie et la tectonique.

Pour clore, il faudrait signaler que les teneurs en cuivre sont importantes pour approfondir les études de faisabilité d'une exploitation. Vu aussi le pourcentage en Fe élevé, les méthodes d'exploitation et de métallurgie devront préalablement en tenir en compte pour une bonne extraction du cuivre.

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Introduction

INTRODUCTION

Les gisements du cuivre et du cobalt exploités au Katanga forment une ceinture convexe tournée vers le nord d'environ 500 Km de long sur 60 Km de large qui s'étend au Nord-Ouest jusqu'à Sakania au Sud-Est et se prolonge en Zambie. Cette structure est désignée sous la dénomination de Copperbelt Congo-Zambien. Ce dernier est assez connu sur le plan de la cartographie de surface et lithostratigraphique. Il est essentiellement constitué d'un ensemble de couches sédimentaires d'âge Néoprotérozoïque formant « le Supergroupe Katanguien » (François, 2006).

Le Katanguien est subdivisé en trois Groupes, à savoir : le Roan à la base, le Nguba et le Kundelungu au sommet. C'est dans le Roan qu'on retrouve les principales ressources métallifères qui ont attiré l'attention des chercheurs et des prospecteurs. Aussi le Roan a-t-il fait l'objet de plusieurs études et a par la suite, été subdivisé en 4 Sous Groupes dans lesquels se range le Sous Groupe des Mines qui se présente particulièrement en mégabrèches, où est encaissée la majeure minéralisation cupro-cuprifère exploitée ou non exploitée de la région. Le gisement de Shangulowe Nord qui fait l'objet de cette étude se trouve dans la dernière catégorie.

1. PRESENTATION DU SUJET

Ce travail s'inscrit dans le cadre de l'étude géologique du gisement de Shangulowe dans sa partie nordique.

Prospecté dans les années 1920 avec 8497 m des sondages forés pour tout le gisement (nord, centre et sud), Shangulowe a été exploité dans l'intervalle des années 1937 et 1947 par des carrières et quelques travaux souterrains, produisant un important tonnage de minerais riche en cuivre.

A cet égard, ce gisement qui, jadis, était déclaré épuisé (François, 2006) mérite un nouveau regard vu d'une part la performance de la technologie qui permet la valorisation de minerais à faible teneur et d'autre part la remontée des cours du Cu et du Co sur le marché international permettant la relance des activités minières sur des occurrences jadis inexploitables économiquement.

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Introduction

2. BUT DU SUJET

Ce travail constitue une contribution scientifique aux travaux de prospection effectués sur ce gisement. Les objectifs poursuivis par ce travail sont :

- Mettre à jour la carte géologique ;

- Décrire les différents types des roches affleurantes ;

- Donner en détail la constitution minéralogique de différents types lithologiques et dégager les relations structurales existant entre différentes phases minérales ;

- Déterminer les différents types des minéraux métallifères contenues dans la roche, d'évaluer leur proportion et leur morphologie ;

- Présenter les relations texturales existant avec les minéraux de la gangue.

- Comprendre la dispersion des éléments chimiques dans les différents types de lithologies ;

- Discuter de la métallogénie de ce gisement à la lueur des données de terrain et de laboratoire.

3. METHODES ET TECHNIQUES UTILISEES

3.1. La documentation technique

- La carte géologique au 1/25000 reçue du service de cartographie de la GCM/Likasi ;

- Divers rapports inédits du département géologique de la GCM ;

- Ouvrages, articles et travaux de fin d'étude (Mémoires, thèses et doctorat) consultés dans la bibliothèque de la Faculté des Sciences à l'Université de Lubumbashi.

3.2. Le levé géologique

Il s'est fait le long des itinéraires (coupes) orientées Est-Ouest perpendiculairement à la direction principale des formations géologiques. Les différentes stations d'observation ont été positionnées au GPS.

-3-

Introduction

3.3. L'échantillonnage

Une fois prélevé, l'échantillon était directement décrit et numéroté.

4. SUBDIVISION DU TRAVAIL

Ce travail est subdivisé en 5 chapitres, à savoir :

- Chapitre 1 : Généralités

- Chapitre 2 : Cartographie et Lithostratigraphie

- Chapitre 3 : Pétrographie, Minéralogie et Métallographie

- Chapitre 4 : Géochimie et Métallogénie

- Chapitre 5 : Interprétations et Conclusions générales

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Chapitre I : Généralités

CHAPITRE I : GéNéRALITéS

I.1. CADRE GEOGRAPHIQUE

I.1.1. Localisation du secteur d'étude

Le gisement cupro-cobaltifère de Shangulowe se situe dans le polygone minier de Kambove à environ 15 Km au nord-est. Ce périmètre minier concédé à la GCM est limité par les parallèles 10° et 11° Sud et les méridiens 10°45' et 10° 52' Sud et 26°30' et 26°40' Est (Fig. 1).



Figure 1: Localisation du secteur d'étude (Shangulowe) (Encarta 2009) I.1.2. Climat

De par sa situation géographique, Shangulowe à l'instar de toute la partie méridionale du Katanga jouit d'un climat tropical, caractérisé par l'alternance de deux saisons :

- Une saison sèche allant de mai à octobre ;

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Chapitre I : Généralités

- Une saison de pluies qui s'étend de novembre à avril.

La moyenne annuelle des températures dans cette région est de 21°C et celle des précipitations est de 1220 mm (Mbenza, 1973).

I.1.3. Géomorphologie et Hydrographie

Les montagnes qui jalonnent la région de Kambove en général culminent en moyenne 1460 m d'altitude, alors que des plateaux avoisinants sont à une altitude moyenne variant entre 800 et 1200 m.

Les principaux cours d'eau qui drainent le secteur étudié sont :

- La rivière Kamoya qui coule au NE de la carrière du même nom ;

- Les rivières N'sesa, Mulungwishi, Kijiengekere et Kamiseke situées au Nord ;

- Les rivières Kabambankole et Kambove à l'Est.

Tous ces cours d'eaux coulent du sud vers le nord.

I.1.4. Végétation

La flore de cette zone est caractérisée par une forêt claire typique du couvert végétal du sud-Katanga qui est représenté par une savane arbustive (Fig. 2.a). Cette forêt est abondante aux sommets des collines tapissant les hauts plateaux (Ilunga, 1998).

Les plantes cupricoles sont aussi observées dans la région (cas d'Uapacca Robensiis) (Fig. 2.b).



Figure 2 a et b : Flore de Shangulowe

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Chapitre I : Généralités

I.1.5. Altération

Le climat tropical dont jouit la région de Shangulowe favorise l'altération des roches. Les eaux météoriques empruntent les cassures et les failles pour désagréger les shales dolomitiques et les shales argileux principalement en les transformant en sols respectivement rouges sablo-argileux et argileux. Des terres argileuses noires sont aussi observées qui résulteraient de l'altération des formations carbonatées. Les données de sondages ont montré que la «décomposition» peut s'étendre jusqu'à 20 m de profondeur en certains endroits.

I.2. CADRE GEOLOGIQUE

I.2.1. Aspects régionaux

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).

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Chapitre I : Généralités

1.2.1.1. Les formations du substratum

1.2.1.1.1. Lithostratigraphie

La succession lithostratigraphique de substratum se présente comme suit :

? Complexe de base

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

1°) le socle Archéen

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.

2°) L?Ubendien (2.4 - 1.8 Ga)

Il est reconnu dans 3 principales régions du Katanga :

- Au Nord - Est : le plateau de Marungu ;

- A l'ouest : le Lulua caractérisé par le Lukoshien ;

- 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 ;

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Chapitre I : Généralités

? 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.

? Le Kibarien (1400 - 900 Ma)

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).

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Chapitre I : Généralités

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 :

- Groupe de Mitwaba qui est constitué d'un conglomérat de base, des

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).

Puissance variable de 1000 à 1300 m dont 100 à 200 m de conglomérat.

- 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.

Puissance variable de 1500 à plus de 3000 m.

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

Puissance variable de 400 à 1700 m

- 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.

Puissance variable de 1000 à 1300 m.

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

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Chapitre I : Généralités

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.

? Le Katanguien (0,9 - 0,5 Ga)

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».

Selon certains auteurs, le Katanguien se subdivise en trois Groupes (Tableau

I) qui sont :

- le Kundelungu ;

- le Nguba ; - le Roan.

-(1) Le Kundelungu

Il a été étudié par plusieurs auteurs, en particulier par François (1974). Il s'agit d'un ensemble de roches calcaires gréseuses et de shales. Selon ces auteurs, sa base débute par une mixtite connue communément sous le nom de « Petit-conglomérat » dans la géologie locale.

Ces auteurs le subdivisent en trois Sous Groupes qui sont de haut en bas :

- Le Sous Groupe des Plateaux (Ku.3) : composé de shales et de grès arkoziques ;

- Le Sous Groupe de Kiubo (Ku.2) : à grès prédominant ;

- Le Sous Groupe de Kalule (Ku.1) : constitué de shales, grès et dolomies.

-(2) Le Nguba

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

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Chapitre I : Généralités

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 :

? Sous Groupe de Likasi (Ng.1)

Trois formations sont connues :

? 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.

? Sous Groupe de Monwezi ou Ng.2

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.

-(3) Le Roan

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.

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Chapitre I : Généralités

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:

? Le Sous Groupe de Mwashya (R.4) comprenant :

- R.4.2.: Shales à nodules, shales rubanés, quartzites feldspathiques ;

- R.4.1.: Dolomies siliceuses à oolithes et hématites, cherts, roches

pyroclastiques et shales.

? Le Sous Groupe de Dipeta (R.3) :

- R.3.3 : regroupant des dolomies talqueuses à nodules siliceuses, des shales

talqueux et des grès ;

- R.3.2. : Ensemble formé de shales à nodules gréseux ;

- R3.1. : Ensemble comprenant des dolomies gréseuses et talqueuses rose

claire à oolithes et stromatolithes, des argilites gris violet.

? Le Sous Groupe des Mines (R.2) : Du point de vue de la lithostratigraphie, on

retrouve ainsi:

- dolomie plus ou moins gréseuse ou gris noir (CMN) ;

- shales gréseux dolomitiques gris, noirs ou vert clair, avec dolomies

intercalées (SD) ;

- dolomie très siliceuse à stromatolithes plus ou moins abondants (RSC);

- dolomie microgrenue faiblement siliceuse, avec laies entièrement

silicifiées(RSF) ;

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

- dolomie quartzeuse à microgrès dolomitiques (RAT grise).

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.

? Le sous - Groupe de RAT (R.1) :

? R1.3 : grès dolomitiques, dolomies gréseuses et talqueuses ;

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

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Chapitre I : Généralités

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

2003)

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.
			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
				Calcaires dolomitiques roses à gris
			Ku.1.2	Shales et grès micacés fins
				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
			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
			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 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

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Chapitre I : Généralités

1.2.1.1.2. Tectonique

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 Irumide, équivalent du Kibarien, affecte le Muva ;

- l'orogenèse Katanguienne, rapportée au Panafricain.

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

Cailteux, 1999)

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Chapitre I : Généralités

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.

Chapitre I : Généralités

-

-16-

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

1.2.1.1.3. Métamorphisme

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) :

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Chapitre I : Généralités



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

Cailteux, 1981)

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

- la zone à biotite et muscovite : de Lubumbashi-Kengere à Musoshi-Kitwe ;

- la zone à scapolite-épidote-actinote : de Musoshi-Kitwe à Lombe-Kisanga ;

- la zone à amphibole-grenat : de Lombe Kisanga à Solwezi.

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.

-18-

Chapitre I : Généralités

1.2.1.1.4. Minéralisation

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)

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Chapitre I : Généralités

1.2.1.2. Les formations de couverture

Au-dessus des formations du substratum précédemment citées, s'étendent des sédiments phanérozoïques déposés au cours de la période de calme orogénique qui a suivi le plissement katanguien (Cahen, 1954; Oosterbosch, 1962; François, 1973, 1987;Katekesha, 1975; Cailteux, 1983). Elle comprend un ensemble de formations sédimentaires d'origine continentale, datant du Paléozoïque, du Cénozoïque, et du Quaternaire. Ces formations sont tabulaires et comportent de la base au sommet :

> Le Paléozoïque représenté par le Groupe de la Lukuga qui est constitué de shales, d'argilites, de grès, de psammites, de couches à houille.

> Le Cénozoïque constitue le Groupe de Kalahari comportant des sables ocres et des grès polymorphes (grès calcaires et roches argileuses silicifiées).

> Le Quaternaire représenté par des terres de recouvrement et les alluvions récents.

A. Le Paléozoïque

Le Paléozoïque est représenté par la Série de la Lukuga dont les seuls étages observés sont le Carbonifère supérieur et le Permien. Au niveau du bassin de la Lukuga l'échelle stratigraphique comprend du sommet vers la base :

> Les formations de transition constituées d'argilites et de shales de teintes diverses, parfois gréseux, des grès et des psammites de teintes variées avec localement des veines de charbon. Son contenu florifère a permis de leur attribuer un âge Permien Supérieur ;

> Les formations à couches de houille comprenant des shales, des psammites, des grès, des arkoses et des poudingues de teintes grises ou grises-noires. On leur attribue un âge Permien ;

> Les formations de shales noirs de la Lukuga dont l'étude de la flore a permis de lui donner un âge Permien Inférieur ;

> Les formations glaciaires et périglaciaires correspondant à de poudingues à galets volumineux de roches du soubassement.

-20-

Chapitre I : Généralités

B. Le Mésozoïque (Groupe des grès rouges)

Les terrains Mésozoïques reposent en discordance sur les couches de la Lukuga. Elles sont limitées à la base et au sommet par des niveaux conglomératiques et se divisent en 2 séries :

? Une série inferieure de shales rouges (au moins 155 m d'épaisseur) ;

? Une série supérieure de grès rouges (environ 150 à 160 m d'épaisseur) (Lepersonne, 1971). Ces formations semblent correspondre au remplissage de l'extension vers le Nord-Est du fossé de la Luangwa (Zambie).

C. Le Cénozoïque

Les dépôts rapportés au Cénozoïque affleurent au sud de la région où elles reposent sur les formations Protérozoïques, ces formations sont en rapport avec le début du fonctionnement de la branche occidentale du Système des Rifts Est Africains. Au Katanga méridional ils comprennent des conglomérats, des grès polymorphes (Paléogène) et des grès ocre (Néogène), des sables, des argiles mis en place dans les bassins du lac Moero et de la Luapula.

Les dépôts du Quartenaire sont représentés par des graviers, des sables rouges, des limons, des graviers latéritiques et des sables ocres.

I.2.2. Aspects locaux

I.2.2.1. Présentation du secteur d'étude

Shangulowe est un gisement stratiforme de cuivre encaissé dans les shales gris et rouges du Groupe de Kundelungu recouvert par une grande brèche sédimentaire syn-orogénique complexe (Fig. 8) (Wendorff, 2000, 2011).

Ce gisement est structuralement situé le long d'une grande faille extrusive de M'sesa (François, 2006). Il est disséqué dans trois megafragments, Shangulowe au nord, centres et du sud, se composant des fragments hectométriques séparés par des zones faillées transversales et broyées.

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Chapitre I : Généralités



Figure 8 : carte géologique et gisements de Cu-Co (modifié après Lepersonne, 1974 et François,
2006, tiré de Kipata, 2013)

I.2.2.2. Aspects pétrographique et structural

Cette mégabrèche du Sous Groupe des Mines est constituée de dolomie talqueuse et des brèches qui peuvent être subdivisées en trois différentes unités le long de l'ensemble du gisement. Suivant la nature des roches qui forment la brèche, on distingue : une dolomie ferrugineuse au sommet, une dolomie au milieu et une dolomie siliceuse à la base. Les plans de stratification sont inclinés NW (Kipata, 2013).

D'après le même auteur, la brèche dolomitique est faite de fragments de dolomie stromatolithique talqueuse (C.M.N) semblable à ceux du gisement voisin de Kamfundwa. Toutes les brèches et les couches de Kundelungu ont des mesures structurales similaires (direction et pendage) en dépit des contacts angulaires faillés entre la brèche siliceuse et le shale gris. Les galets sont orientés avec leur grand axe parallèle à la stratification.

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Chapitre I : Généralités

Sur le plan structural, on note différents états de contrainte responsable de diverses structures (Kipata, 2013) :

Le premier est défini par des failles remplies des oxydes de fer et de manganèse, de la malachite et de la chrysocole noire. Les fractures conjuguées dans différentes zones faillées affectent les shales gris et les brèches dolomitiques et siliceuses. Le régime de contrainte de la poussée tectonique a les axes y et z relativement obliques mais un axe x subhorizontal orienté NNE-SSW.

Le second est obtenu à partir des plans de failles qui contiennent la chrysocolle, l'azurite et probablement la shattuckite avec les oxydes noirs dans les fractures conjuguées. Il a comme résultat une friction-glissement à la contrainte transtensionelle avec une contrainte horizontale orientée NNW-SSE.

Le troisième correspondant à une extension E-W avec un léger composant friction-glissement est conclu avec comme dominance des oxydes de fer au contact entre brèche et shales gris. Peu de malachite et de chrysocolle couvrent des stries de glissement. Les secondes sont plus jeunes que le mouvement de faille.

Le quatrième inclut des plans de stratifications réactivés couverts d'oxydes noirs et roses, associé à un état de contrainte de friction-glissement avec comme contrainte horizontale maximale orientée WNW-ESE.

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

CHAPiTRE II : CARTOGRAPHiE ET liTHOSTRATiGRAPHiE

II.1. METHODOLOGIE DU TRAVAIL

Ce chapitre a comme objectif principal l'établissement d'une carte géologique de surface du gisement de Shangulowe nord à l'échelle de 1/2500. Pour atteindre notre but :

? Un levé géologique basé sur des coupes orientées est-ouest

perpendiculairement à la direction des formations géologiques (Fig. 9). Les itinéraires étaient espacés de 50 m pour permettre de circonscrire toutes les structures et déformations.

Au cours du levé, on a effectué :

- La prise de différentes mesures de direction et pendage a été effectuée sur toutes les structures planaires et linéaires ;

- La reconnaissance et description des différents types des formations ; - Le prélèvement d'échantillons représentatifs, en vue de préciser les

descriptions pétrographiques macroscopiques faites in-situ et dans la

perspective des études de laboratoire.

Toutes les données sont reprises dans les tableaux insérés à la seconde section de notre chapitre. Elles sont présentées en six colonnes portant respectivement :

? Les numéros de station d'observations notées ;

? Les coordonnées géographiques (en UTM) de chaque station (avec x : longitude ; y : latitude ; z : altitude) ;

? Les descriptions et lithologie.

? Une description des carottes de sondages a été menée en vue de

l'établissement du log synthétique du gisement, de préciser la carte géologique.

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

II.2. CARTOGRAPHIE

II.2.1. PRESENTATION DES DONNEES



Figure 9 : Présentation des coupes

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

Les tableaux qui suivent regroupent toutes les mesures effectuées tout au long de notre levé. Il s'agit des mesures structurales ainsi que la description macroscopique des formations en place.

Tableau 2 : La coupe I

Station	Coordonnée géographique (UTM : X, Y, Z)	Mesures structurales (So)	Descriptions et lithologie
SG.1	452950	N70/4NW	Roche de couleur grise à gris verdâtre à
	8805450		l'altération, finement litée et contenant des
	1432		traces de malachite dans les cassures.
			La roche est un shale dolomitique ayant une puissance d'environ 40m
SG.1.1	452990	N40/2ONW	Contact shale dolomitique - roche brechique
	8805450		affleurant dans une zone d'effondrement.
	1434
SG.1.2	453000		Brèche à éléments de dolomie, de grès et de
	8805450		shale. La roche renferme par endroits une
	1928		minéralisation en malachite, azurite et oxydes noirs.
			C'est une brèche hétérogène mesurant 24 m d'épaisseur
SG.1.3	453018		Contact brèche hétérogène - roche argileuse
	8805452
	1425
SG.1.4	453040	N94/2NE	Roche friable, de couleur brune noirâtre due à la
	8805460		présence des oxydes noirs en remplissage des
	1420		cassures à côté du quartz et de la calcite. Et on a également observé du talc à quelques endroits.
			La roche est un shale argileux et affleure sur
			33m
SG.1.5	453052	N93/5NE	Contact shale argileux et de shale dolomitique
	8805449
	1468
SG.1.6	453055	N90/5NE	Roche de couleur grise, à grains très fins, se
	8805447		débite en feuillets, avec quelques traces de
	1421		malachite disséminées dans la roche et le long des joints de stratifications.
			La roche un shale dolomitique et affleure sur
			5 m.
SG.1.7	453060		Contact shale dolomitique et une roche
	8805450		bréchique
	1430
SG.1.8	453039		Roche grise avec des éléments anguleux à

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

	8805460		subanguleux de shale dolomitique et de
	1429		dolomie allant de 2 à 6 cm ; dans un ciment argilo-carbonaté.
			Il s'agit de la brèche dolomitique minéralisée en malachite, chrysocolle et oxydes noirs et rouges. Cette formation est épaisse de 49 m
SC.1.9	453110		Contact brèche dolomitique - brèche
	8805450		hétérogène
	1920
SC.1.10	453160		Zone d'effondrement correspondant à une
	8805445		brèche hétérogène semblable à celle affleurant à
	1925		la station SC 1.2. Cette zone est épaisse de 5 7m
SC.1.11	453170		Contact brèche hétérogène - brèche
	8805450		dolomitique
	1920
SC.1.12	453220		Brèche dolomitique identique à celle décrite à
	8805430		la station SC 1.8. la roche affleure sur 74m
	1939
SC.1.13	453243		Contact brèche dolomitique - brèche
	8805448		hétérogène
	1440
SC.1.14	453250		Roche de couleur noirâtre à brunâtre,
	8805450		compacte, à éléments de dolomie mesurant en
	1443		moyenne 7 à 10 cm de côté et riche en oxydes de fer.
			Il s'agit d'une brèche ferrugineuse qui s'étend sur environ 10m d'épaisseur.
SC.1.15	453254		Contact brèche ferrugineuse- brèche hétérogène.
	8805449
	1440
SC.1.16	453280		Brèche hétérogène de 57 m d'épaisseur
	8805450
	1449
SC.1.17	453313		Contact brèche hétérogène - shale argileux .
	8805450
	1452
SC.2	453350		Roche massive altérée à grains sont très fins, et
	8805450		affectée par de nombreuses fractures remplies
	1456		d'oxydes de fer.
			C'est un shale argileux

-27-

Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie



Figure 10 : Section géologique de la coupe 1

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

La coupe précedente (Fig. 10) montre une structure faillée. Les shales de Kundelunge se retrouvent en contact avec les brèches.

Tableau 3 : Levé géologique de la coupe 2

Station	Coordonnée géographique (UTM : X, Y, Z)	Mesures structurales (So)	Descriptions et observations
SG.3	452850	N46/16NW	La zone est couverte par la végétation, le sol est brun. Il
	8805400		s'agit un shale argileux altéré
	1489
SG.3.1	452890		Roche friable de couleur rouge à brun noirâtre due aux
	8805400		oxydes noirs et rouges en remplissage des cassures. La
	1470		roche est un shale argileux et affleure sur environ 57 m
SG.3.2	452926	N154/58NE	Contact shale argileux et shale dolomitique
	8805400
	1470
SG.3.3	452950	N112/7NE	Roche de couleur grise à gris verdâtre, de grains fins à
	8805400		très fins, microfissurée où on a de la malachite, des
	1465		oxydes rouges et noirs en remplissage.
			Il s'agit d'un shale dolomitique épais d'environ 13 m.
SG.3.4	452990	N70/20SE	Contact shale dolomitique et brèche dolomitique
	8805390
	1463
SG.3.5	453210	N134/60NE	Roche de couleur grise constituée d'éléments anguleux
	8805415		allant de 2 à 6 Cm qui se détachent dans un ciment
	1466		argilo-carbonaté.
			Il s'agit d'une brèche dolomitique minéralisée en malachite, chrysocolle et contient aussi des oxydes noirs. Elle affleure sur 229 m.
SG.3.6	453230		Contact brèche dolomitique et brèche ferrugineuse
	8805409
	1466
SG.3.7	453235		Roche de couleur noirâtre à brunâtre, à grains grossiers
	8805410		d'environ 7 Cm en moyenne, compacte et riche en
	1470		oxydes de fer.
			C'est une brèche ferrugineuse qui affleure sur environ
			15 m

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

SG.3.8	453240 8805400 1472		Contact brèche ferrugineuse et brèche hétérogène
SG.3.9	453280		Brèche à éléments de dolomie, de shales et de
	8805420		microgrès. La roche renferme une minéralisation en
	1475		malachite à certains endroits ainsi que les oxydes noirs.
			Il s'agit d'une brèche hétérogène. Cette couche affleure sur environ 71m
SG.3.10	453310		Contact brèche hétérogène et shale argileux
	8805404
	1470
SG.4	453350		Roche rouge, à grains fins, se débite en feuillet, friable.
	8805400		Il s'agit d'un shale argileux qui affleure sur 20 m
	1465

Le tableau précédent de même que la section géologique ci-dessous (Fig. 11) montre que les brèches de Roan sont intercalées dans les shales de Kundelungu dans une structure faillée.

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie



Figure 11 : section géologique de la coupe 2

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

Tableau 4: La coupe 3

Station	Coordonnée géographique (UTM : X, Y, Z)	Mesures structurales (So)	Descriptions et observations
SG 15	452600		Sol brun avec quelques fragments de shales argileux
	8805150
	1472
SG 15.1	452967	N52/32NW	Roche de couleur rouge, stratifiée, à grains très fins,
	8805151		friable, happe à la langue, très altérée. Avec des oxydes noirs dans les microfissures. Il s'agit d'un shale
	1469		argileux qui affleure sur 70 m.
SG 15.2	453053		Contact shale argileux et brèche dolomitique.
	8805152
	1467
SG 15.3	453070	N62/10NW	Roche massive, fortement altérée, de couleur gris
	8805152		noirâtre et jaunâtre à quelques endroits. Des concrétions calcareuses et des veinules remplies de
	1471		quartz et de calcite sont identifiées. Et on a également du talc. La roche est minéralisée en malachite et pseudo-malachite. Il s'agit de la brèche dolomitique qui affleure sur 33m.
SG 15.4	453090		Contact brèche dolomitique et shale dolomitique
	8805152
	1471
SG 15.5	453110	N24/40NW	La roche a des grains très fins, de couleur rose à
	8805151		l'altération et grise à la cassure fraiche, se débitant en feuillet. On observe aussi des micas blancs. Il s'agit
	1474		d'un shale dolomitique. La couche a environ 38 m d'épaisseur.
SG 15.6	453136	N76/30NW	Contact shale dolomitique et brèche dolomitique
	8805153
	1467
SG 15.7	453149	N4/7NW	Roche compacte de couleur grise, avec des éléments
	8805150		anguleux à subanguleux, de diamètre allant de 2 à 4 cm reliés par ciment dolomitique à siliceux. Avec du
	1467		quartz, le mica, les oxydes en remplissage dans les cassures. La roche est minéralisée en chrysocolle à quelques endroits. C'est une brèche dolomitique

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

			dont la puissance est d'environ 24m.
SG 15.8	453158 8805153 1465	N46/38NW	Contact brèche dolomitique et shale argileux
SG 15.9	453159	N22/84SE	Roche très altérée de couleur rouge, à grains fins, se
	8805160		débitant en feuillet, friable. C'est un shale argileux dont la puissance est de 5 m
	1464
SG 15.10	453161		Contact shale argileux et brèche hétérogène
	8805155
	1465
SG 15.11	453340		Roche de couleur rougeâtre à brunâtre avec des
	8805150		colorations noirâtres à certains endroits. Les éléments ont de diamètres variant entre 1 à 10 cm
	1468		qui se détachent dans un ciment argilo-dolomitique.
			Ces éléments sont constitués de shale, dolomie et oxydes de fer. Il s'agit d'une brèche hétérogène. La puissance de la couche est d'environ 214 m
SG.15.12	453380		Contact brèche hétérogène et shale argileux
	8805154
	1470
SG 15.13	453384	N88/72SE	Roche très altérée de couleur rouge, à grains fins, se
	8805155		débite en feuillet, friable. Il s'agit du shale argileux
	1465
SG 16	453400		Remblais de shale argileux
	8805150
	1460

Le tableau ci-dessus, comme l'illustre la section géologique (la Fig. 12), indique des contacts anormaux entre les shales de Kundelungu et les brèches (hétérogènes et dolomitiques). Il s'agit d'une structure faillée.

-33-

Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie



Figure 12: section géologique de la coupe 3

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

Tableau 5 : La coupe 4

Station	Coordonnée géographique (UTM : X, Y, Z)	Mesures structurales (So)	Descriptions et observations
SG19	452700		Sol brun avec des fragments des shales argileux
	8805050
	1469
SG 19.1	452840		Sol de couleur brune, à grains fins, la roche se débite en
	8805055		feuillet, happe à la langue et contient des minéraux de
	1468		micas blancs. C'est un shale argileux
SG 19.2	453011		Contact shales argileux et shale dolomitique
	8805056
	1471
SG 19.3	453030		Couleur gris verdâtre, du mica blanc, la roche est
	8805055		minéralisée en malachite et imprégnée et enduite dans
	1468		les fissures, les grains sont fins et la roche est stratifiée.
			C'est un shale dolomitique qui affleure sur 14m
SG 19.4	453050		Contact shale dolomitique et shale argileux
	8805055
	1465
SG 19.5	453060		Roche brune, à grains fins, la roche se débite en feuillet,
	8805054		happe à la langue et a des minéraux de micas blancs.
	1463		C'est un shale argileux qui affleure sur 14 m
SG 19.6	453070	N18/40SE	Contact shale argileux et brèche dolomitique
	8805054
	1462
SG 19.7	453090		Roche compacte de couleur grise, avec des éléments
	8805054		angulaire allant de 2 à 4cm, reliés par un ciment siliceux
	1463		avec du quartz, on a le mica blanc, et les cassures sont remplies par la silice et un peu de chrysocolle à quelques endroits. Il s'agit d'une brèche dolomitique dont la puissance est d'environ 43 m.
SG 19.8	453108	N4/20SE	contact brèche dolomitique et shale argileux
	8805055
	1460
SG 19.9	453123		Roche argileuse c'est un shale argileux qui affleure sur
	8805054		21 m.
	1462
SG 19.10	453130		Contact des shale argileux avec la brèche hétérogène
	8805052
	1462

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

SG 19.11	453150 8805055 1457		Roche de couleur rouge à éléments variant entre 1 à 10cm, le ciment entre les grains est essentiellement argileux .C'est la brèche hétérogène. on a des oxydes noirs et rouges. La couche a 24 m d'épaisseur.
SG 19.12	453160 8805043 1459		Limite de contact de la brèche hétérogène et brèche dolomitique
SG 19.13	453220	N42/26NW	Dolomie massive, altérée, de couleur gris blanchâtre à
	8805048		rouge violacée, talqueuse, avec granulométrie fine avec
	1464		des microfissures remplies d'oxydes rouges et noirs, des cristaux de quartz, des calcites et de sidérose. C'est la brèche dolomie qui affleure sur environ 124 m.
SG 19.14	453280		contact brèche dolomie et brèche hétérogène.
	8805055
	1465
SG 19.15	453410		Roche rouge à éléments variant entre 1 à 10cm, le
	8805052		ciment est constitué essentiellement argileux. C'est la
	1468		brèche hétérogène minéralisée en oxydes noirs et rouges

La coupe précédente (Tableau 5) ainsi que la section géologique (Fig. 13) montrent un anticlinal dans les shales de Kundelungu à l'ouest mais à l'est la structure faillée à l'instar des trois autres coupes.

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie



Figure 13 : section géologique de la coupe 4

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

II.3. ETUDE LITHOSTRATIGRAPHIQUE

Cette partie du travail porte sur la description des carottes sondages auxquels nous avons accédé. Les données sont présentées dans les tableaux comprenant 3 colonnes :

? Profondeur (en m) ;

? Descriptions lithologiques ; ? Minéralisations visibles.

II.3.1. DONNEES DE SONDAGE



Figure 14 : Emplacement des points de sondage

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

1. Tableau 6 : Sondage SGS 05

E : 452920

N : 8805396

Altitude : 1457 m Profondeur : 65.7m

Début (m)	Fin (m)	Descriptions lithologiques	Minéralisations
0	1	Roche de couleur jaune à brune, à granulométrie fine. Il s'agit du Shale argileux	-
1	2.5	Roche de couleur jaune à brune passant au rouge. C'est du Shale Argileux	-
2.5	3	Roche de couleur jaune à brune, à grains fins qui s'intercalent avec des horizons de couleur grise. Il s'agit du mélange de shale argileux et du shale dolomitique.	oxydes noirs
3	8.50	Roche grise sombre, broyé, très fracturée. De granulométrie fine. Il s'agit de Shale dolomitique	oxydes noirs
8.50	11.5	Roche grise à aspect bréchique, présentant une granulométrie fine, fracturée. La calcite, le quartz et les oxydes noirs remplissent les cassures. c'est un Shale dolomitique	oxydes noirs
11.5	20.5	Roche de couleur grise, à grains fins. On note la présence des micas. Il s'agit d'un Shale Dolomitique	Malachite, chrysocolle
20.5	26.5	Roche de couleur grise sombre, micacé à grains fins contenant également une minéralisation en imprégnation, c'est un Shale dolomitique	Malachite
26.5	41.5	De même, une roche dolomitique massive et très bien minéralisée dans les fissures	Malachite
41.5	53.7	Shale dolomitique gris massif micacé, minéralisé sous-forme d'imprégnation.	Malachite, Oxydes Noirs
53.7	55	Shales dolomitiques gris massifs micacé.	-
55	56.7	On a une roche identique à celle du niveau précédant mais minéralisée	malachite
56.7	65.7	Shale dolomitique gris massif micacé, de granulométrie fine.	-

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

2. Tableau 7 : Sondage SGS 11

E : 452959

N : 8805360

Altitude : 1453 m Profondeur : 42 m

Début (m)	Fin (m)	Descriptions lithologiques	Minéralisation
0	1.8	Roche grise sombre, mal stratifiée. il s'agit d'un Shale Dolomitique	Malachite
1.8	4	Shale Dolomitique gris verdâtre massif avec une faible stratification bien remarquable, on note une minéralisation par imprégnation et dans les fissures.	Malachite, chrysocolle
4	5.5	Roche grise verdâtre massive, de granulométrie fine. c'est un Shale Dolomitique.	-
5.5	14.5	Idem mais aussi une faible trace de minéralisation, il s'agit d'un Shale Dolomitique	Malachite
14.5	22.9	Roche grise verdâtre massive avec un remplissage dans les cassures d'oxydes noirs, c'est un Shale Dolomitique	Oxydes noirs
22.9	26.5	Roche grise verdâtre, massif avec des minéraux de remplissages dans les cassures. c'est un Shale Dolomitique	Malachite
26.5	32.5	Roche grise, mal stratifiée avec une faible minéralisation en malachite, c'est un Shale Dolomitique	Malachite, oxydes noirs
32.5	36	Roche grise fracturée avec une faible trace de minéralisation. Il s'agit d'un Shale Dolomitique	Malachite
36	39	Shale gris dolomitique massif mais fracturé et contenant des petites minéralisations.	Oxydes noirs
39	40	Roche grise noir massive mais fracturée et une faible trace de minéralisation. C'est un Shale Dolomitique	Malachite
40	42	Shale dolomitique gris massif mais fracturé et une faible trace de minéralisation dans les fissures.	Malachite

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

3. Tableau 8 : Sondage SGS 19

E : 452967

N : 8805322

Altitude : 1470 m Profondeur : 90 m

Début (m)	Fin (m)	Descriptions lithologiques	Minéralisation
0	1	Roche brune à jaune passant au rouge, à grains fins. c'est un Shale argileux	-
1	2.5	Shale argileux à aspect bréchique, de couleur brune à jaune, à grain fins.	-
2.5	5.5	Roche fracturée, brune, il s'agit d'un shale argileux.	-
5.5	6.9	Roche de couleur rouge brunâtre, massive. Il s'agit du shale argileux	-
6.9	9.1	Roche de couleur rouge massive fracturée sans minéralisation, il s'agit d'un shale argileux	-
9.1	10.4	Roche rouge massive fracturé mais aussi, contenant des oxydes sombres dans les fractures. Il s'agit d'un shale argileux	oxydes noirs
10.4	11.5	Roche de couleur rouge, brune, massive et fracturée. On note les oxydes dans les fractures. C'est un shale argileux	Oxydes noirs
11.5	13.4	Roche grise mal stratifiée, contenant du mica et des minéraux oxydés. Il s'agit shale dolomitique	Oxydes noirs
13.4	18.5	Roche grise massive avec une faible minéralisation, stratifiée. C'est un Shale dolomitique	Malachite, Oxydes Noirs
18.5	23.4	Shale Dolomitique gris argileux massif très fracturé avec trace de minéralisation dans les fissures	Malachite
23.4	24	Shale Dolomitique gris argileux massif, à éléments fins, et très fracturé.	Pyrite, Chalcopyrite , Oxydes Noirs
24	24.9	Roche grise verdâtre, à éléments fins très fracturée et minéralisée. Il s'agit d'un Shale dolomitique.	Pyrites, chalcopyrite
24.9	27.2	Roche dolomitique grise massive micacée, on note des traces minéralisations. c'est un Shale dolomitique.	Malachite,
27.2	30.5	Shale dolomitique gris argileux mal stratifié	-
30.5	31.3	Shale dolomitique gris, dolomie argileux et mal stratifié	-
31.3	35.5	Roche identique à celle du niveau précédent.	-

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

35.5	39.2	Shale dolomitique de couleur grise brunâtre passant au rouge, à éléments fins, mal stratifié. Minéralisé dans des fissures	malachite
39.2	41.5	Roche grise dolomitique massive, avec quelques traces de minéralisation dans des fissures. Il s'agit d'un Shale dolomitique	Malachite, Oxydes Noirs
41.5	46.8	Shale dolomitique de couleur grise verdâtre, peu argileux, fracturé. Minéralisé dans les fractures	Malachite, Oxydes noirs
46.8	51.5	Shale dolomitique vert à gris blanchâtre, massif à mal stratifié et peu minéralisé.	Oxydes noirs, pyrites, chalcopyrite
51.5	62.5	Shale dolomitique gris sombre, massif, micacé.	-
62.5	74.5	Shale dolomitique gris et dolomitique qui est massif et micacé.	Pyrite, Oligiste
74.5	90	Roche identique à celle du niveau précédent, il s'agit d'un shale dolomitique.	Pyrite, oligiste

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

4. Tableau 9 : Sondage SGS 27

E : 453047

N : 8805309

Altitude : 1962 m Profondeur : 60 m

Début (m)	Fin (m)	Descriptions lithologiques	Minéralisation
0	2.5	Remblais constitué des shales dolomitiques et des shales argileux. Les shales dolomitiques sont fracturées et présentant une minéralisation dans les cassures.	Chrysocolle
2.5	4	Identique au niveau précédent. On note la présence des oxydes noirs dans les cassures des shales argileux	Oxydes Noirs
4	12.7	Shale dolomitique de couleur grise, massif, à grains fins. La minéralisation se présente sous forme d'imprégnation dans la roche.	Malachite, Oxydes Noirs
12.7	19.9	Roche de couleur brune à rougeâtre à grains fins. Il s'agit d'un Shale dolomitique	Malachite, Oxydes Noirs
19.9	30.1	Shale dolomitique gris brun, massif, mal stratifié et très fracturé. Peu minéralisé.	Malachite
30.1	31	Roche identique à celle du niveau précédent mais stérile. C'est un shale dolomitique.	-
31	36.6	Shale Dolomitique de couleur grise, à grains fins, avec une faible trace de minéralisation.	malachite
36.6	38.5	Shale Dolomitique gris sombre, massif, à granulométrie fine. La minéralisation se présente sous forme d'imprégnation dans la roche.	Malachite, Oxydes Noirs
38.5	40.8	Shale dolomitique de couleur grise, massif, avec une minéralisation sous forme d'imprégnation dans la roche et d'enduits dans les cassures.	Malachite, Oxydes Noirs
40.8	41.6	Roche identique à celle du niveau précédent mais stérile.	Malachite, Oxydes Noirs
41.6	55.5	Idem, on note la présence de l'oligiste.	Oligiste
55.5	60	Shale dolomitique de couleur grise, massif, très micacé. On observe des grains de pyrite ainsi que l'oligiste.	Oligiste Pyrite

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

5. Tableau 10 : Sondage SGS 034

E : 453136

N : 8805301

Altitude : 1454 m Profondeur : 80 m

Début (m)	Fin (m)	Descriptions lithologiques	Minéralisation
0	1	Roche de couleur grise sombre, à éléments moyens des dolomies et des shales noyés dans un ciment dolomitique. Il s'agit de la Brèche Dolomitique.	Oxydes Noirs
1	2.30	Roche de couleur grise sombre, à éléments moyens des dolomies et des shales noyés dans un ciment dolomitique. Il s'agit de la Brèche Dolomitique.	Oxydes Noirs
2.30	3.7	Brèche dolomitique de couleur grise avec des éléments de shales et des dolomies silicifiées.	Oxydes Noirs
3.7	5.5	Roche dolomitique silicifiée de couleur grise blanchâtre avec oxydes noirs. Il s'agit de la dolomie silicifiée.	Oxydes Noirs
5.5	8.5	Idem mais sans oxydes noirs	-
8.5	22	Dolomie silicifiée, altérée, de couleur grise sombre.	Oxydes Noirs
22	27	Alternance des dolomies et shale argileux.	-
27	30.5	Roche de couleur brune à jaune, massive, à granulométrie fine. C'est un Shale argileux	Malachite
30.5	46	Shale dolomitique de couleur grise à brune, massif, à grains fins avec faible minéralisation.	Malachite
46	49	Shale dolomitique à grains fins, de couleur brune à jaune et fracturé	-
49	62.5	Roche massive, de couleur grise, à grains fins. Minéralisée en malachite. Il s'agit d'un Shale dolomitique.	Malachite
62.5	69.4	Shale dolomitique brun jaunâtre, massif, minéralisé dans des microfissures.	Malachite
69.4	80	Roche grise brunâtre, massive. Minéralisée en pyrite. Il s'agit d'un Shale dolomitique.	Oligiste, pyrite

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

6. Tableau 11 : Sondage SGS 35

E : 453184

N : 8805346

Altitude : 1452 m Profondeur : 90 m

Début (m)	Fin (m)	Descriptions lithologiques	Minéralisation
0	1	Roche de couleur grise noirâtre à éléments composés des dolomies et shales ainsi que des oxydes de fer, noyés dans ciment dolomitique. Il s'agit de la Brèche dolomitique.	Malachite
1	5.9	Shale dolomitique de couleur grise, massive. Minéralisé en malachite sous forme d'imprégnation dans la roche. On note aussi des oxydes noirs dans les cassures.	Malachite, Oxydes Noirs
5.9	8.3	Shale dolomitique gris sombre, à granulométrie fine, massive. La minéralisation se présente en imprégnation dans la roche et sous forme d'enduits dans les cassures.	Malachite, Oligiste
8.3	13	Shale dolomitique grise, massif, très fracturé. La minéralisation est présente sous forme d'imprégnation mais aussi sous forme de remplissage de cassures.	Malachite, Oligiste
13	22.3	Shale dolomitique de couleur grise, très fracturé, massif. On observe la présence du mica avec faible trace de minéralisation	Oligiste, Malachite, Oxydes Noirs
22.3	23.5	Shale dolomitique gris sombre, massif, très micacé.	Hématite
23.5	24.8	Roche de couleur grise, très fracturée, talqueuse avec présence de mica et quelques traces de minéralisation en malachite. c'est le shale dolomitique	Malachite
24.8	28.5	Shale dolomitique gris-jaune, peu talqueux avec des fissures	Oligiste, Malachite
28.5	30.1	Même roche qu'au niveau précédent, mais la roche est très fracturée. Il s'agit d'un shale dolomitique	Oligiste, Malachite
30.1	31.1	Shale dolomitique gris jaunâtre peu talqueux avec une minéralisation sous forme d'enduits dans la roche.	Malachite, Oxydes Noirs
31.1	34.8	Idem que le niveau précédent. Il s'agit du Shale dolomitique	Malachite
34.8	35.5	Shale dolomitique gris, massif.	-
35.5	36.9	Shale dolomitique gris, massif, fracturé avec la présence d'oligiste et du quartz	Oligiste
36.9	38.5	Shale dolomitique gris-jaune peu talqueux	-
38.5	46	Shale dolomitique gris-jaune peu talqueux mais notons que la roche est très fracturée	-
46	48.1	Roche grise très fracturée, micacé mais stérile il s'agit de la brèche dolomitique	-
48.1	67.4	Shale dolomitique de couleur grise, à aspect bréchique, micacé et talqueux	Oligiste
67.4	90	Shale dolomitique de couleur grise, massif et micacé	-

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

7. Tableau 12 : Sondage SGS 39

E : 453164

N : 8805277

Altitude : 1453 m Profondeur : 75m

Début (m)	Fin (m)	Descriptions lithologiques	Minéralisation
0	1	Brèche dolomitique de couleur grise avec des éléments de shale et de dolomie, noyés dans une matrice dolomitique.	Malachite Oxyde noir
1	1.8	Brèche dolomitique de couleur grise avec des éléments de shale et de dolomie, noyés dans une matrice dolomitique. La minéralisation s'observe dans les cassures et dans les fractions dolomitiques.	Malachite Oxydes Noirs
1.8	14.1	Shale dolomitique de couleur grise, verte à grise jaunâtre, massive et talqueuse.	Malachite Oxydes Noirs
14.1	21.3	Shale dolomitique de couleur grise, très fracturé	-
21.3	23.3	Shale dolomitique de couleur grise, talqueux et micacé.	Chrysocolle
23.3	25.2	Shale dolomitique de couleur grise, à granulométrie fine.	-
25.2	26.4	Shale dolomitique gris avec quelques traces de minéralisations en chrysocolle.	chrysocolle
26.4	32.5	Shale dolomitique grise à grise jaunâtre, talqueux	-
32.5	35.1	Shale dolomitique grise, avec une tendance au gris jaune	Chrysocolle Malachite Oxydes Noirs
35.1	36.6	Shale dolomitique gris verdâtres stérile et talqueuse	-
36.6	37.7	Shale dolomitique gris verdâtre avec une faible trace de minéralisation dans les cassures.	Malachite
37.7	39.7	Idem au niveau précédent mais stérile	-
39.7	47.5	Shale dolomitique de couleur grise, fracturé et talqueux	Malachite
47.5	49.7	Shale dolomitique gris sombre et fissuré	-
49.7	66	Shale dolomitique gris avec des microfissures	Malachite
66	67	Shale dolomitique gris très fracturé et talqueux	-
67	68.5	Shale dolomitique gris à brun avec trace de minéralisation dans les fissures	Malachite Azurite
68.5	69.9	Shale dolomitique de couleur grise, microfissuré et minéralisé en malachite	Malachite
69.9	71.3	Shale dolomitique de couleur grise verdâtre, à	-

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

		granulométrie fine.
71.3	72.9	Shale dolomitique de couleur grise jaune, de granulométries fines talqueuses.	Malachite
72.9	75	Shale dolomitique de couleur grise, beaucoup fissuré, micacée et à grains fins.	Oxydes noirs, chalcosine, Oligiste

8. Tableau 13 : Sondage SGS 28

E : 453076

N : 8805324

Altitude : 1454 m Profondeur : 50 m

Début (m)	Fin (m)	Descriptions lithologiques	Minéralisation
0.0	1.1	Shale dolomitique gris clair à gris verdâtre, massif minéralisé c'est dans des couches superficielles	Malachite
1.1	2.3	Shale dolomitique gris massif mais non minéralisé et nous sommes toujours dans les premières passes	-
2.3	4.9	Shale dolomitique gris jaune talqueux massif, très broyé	-
4.9	6	Roche grise jaunâtre, une alternance de shale et dolomie ; on a également la brèche avec un ciment siliceux bien minéralisée. il s'agit des shale dolomitique	Malachite
6	8.5	Shale dolomitique gris brunâtre, contenant la minéralisation dans les cassures.	Malachite, Oxydes Noirs
8.5	12	Shale dolomitique gris brun, très bien stratifié contenant du talc.	Malachite, Oxydes Noirs
12	17.5	Shale dolomitique gris verdâtre, massif avec des enduits de minéralisation dans les microfissures	Malachite, Oxydes Noirs
17.5	20.5	Shale dolomitique de couleur grise massif et faiblement stratifié.	-
20.5	26.5	Shale dolomitique gris massif à grains fins avec male stratifié et une minéralisation dans les microfissures.	Malachite
26.5	32.5	Shale dolomitique gris massif mal stratifié, à grains fins.	Pyrite, Oligiste
32.5	34.5	Shale dolomitique de couleur grise sombre, massif avec des microfissures.	Oligiste
34.5	35.5	Shale dolomitique massif à grains fins, contenant de trace	Malachite

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

		de minéralisation dans les microfissures.
35.5	36.3	Shale dolomitique de couleur grise, massif et qui est aussi vert par fois sombre.	Stérile
36.3	41.4	Shale dolomitique gris massif avec une faible stratification.	Oligiste
41.4	44.5	Roche grise-brune ou jaune -rouge. Il s'agit d'un shale dolomitique.	Oligiste
44.5	50	Shale dolomitique de couleur grise massif, à granulométrie fine micacé.	Hématite, Oligiste

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

II.3.2. LOG STRATIGRAPHIQUE

II.3.2.1. Présentation des logs stratigraphiques de différents sondages



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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

II.3.2.2. Corrélations des logs stratigraphiques



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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

II.3.2.3. Log synthétique du gisement de Shangulowe nord



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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

La description de différents sondages était suivie par l'élaboration pour chaque sondage d'un log stratigraphique. Ensuite de corrélations de ces derniers.

La carte géologique de Shangulowe nord (Fig. 15) établie grâce aux données de différentes coupes ainsi que de l'exploitation de données de sondage présente des remarques suivantes :

? Le gisement de Shangulowe nord est constitué des différentes brèches recoupées par des failles ;

? Les brèches sont intercalées dans les shales de Kundelungu ;

En profondeur, certains sondages recoupent une formation de dolomies silicifiées. On remarque par la suite l'alternance du shale argileux et de dolomie, qui sont des unités différentes.

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie



Figure 15 : Localisation des points d'échantillonnage, des sondages et les coupes

Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie



Figure 16 : Carte géologique de Shangulowe nord

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

II.4. TRAITEMENT STATISTIQUE DES MESURES (DIRECTION ET PENDAGE DES COUCHES)

Le traitement statistique des données structurales (direction et pendage) va nous permettre de déterminer la direction préférentielle des couches dans les formations en place. Ainsi les mesures seront représentées en premier lieu sous forme d'histogramme des fréquences en portant en abscisse les valeurs des directions mesurées et en ordonnée les nombres des mesures correspondants à chaque direction, et en deuxième lieu sous forme de rosace des fréquences en portant le nombre des mesures selon une échelle constante sur des droites rayonnantes ayant des direction déterminées de 10° à 10°.

Tableau 14 : Les mesures de direction et pendage

EFFECTIF	EASTING	NORTHING	DIRECTION	PENDAGE
1	453094	8805467	N65	40NW
2	453056	8805476	N152	12NE
3	452960	8805476	N96	10NE
4	452950	8805442	N40	20NW
5	452974	8805430	N70	4NW
6	453040	8805471	N94	2NE
7	453074	8805432	N70	20SE
8	453088	8805436	N34	10NW
9	453200	8805468	N152	26NE
10	453199	8805464	N174	10NE
11	453217	8805427	N134	60NE
12	453047	8805392	N40	4NW
13	453012	8805406	N90	36NW
14	452924	8805417	N154	58NE
15	452528	8805408	N86	16NW
16	452924	8805373	N112	7NE
17	453173	8805282	N46	38NW
18	453128	8805236	N34	25NW
19	453099	8805259	N154	38NE
20	453099	8805259	N112	22NE
21	453071	8805239	N146	22NE
22	453043	8805246	N114	24NE
23	452598	8805215	N114	57NE
24	452580	8805272	N104	64NE
25	453085	8805223	N130	36NE
26	453067	8805220	N112	32NE
27	453081	8805211	N101	33NE

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Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

EFFECTIF (Suite)	EASTING (Suite)	NORTHING (Suite)	DIRECTION (Suite)	PENDAGE (Suite)
28	453081	8805211	N94	61NE
29	453080	8805204	N96	68NE
30	453083	8805204	N52	50NW
31	453080	8805200	N77	60NW
32	453079	8805202	N92	44NE
33	453079	8805202	N127	64SW
34	453079	8805202	N92	42NE
35	453080	8805196	N73	26NW
36	453080	8805196	N34	14SE
37	453080	8805196	N178	24SW
38	453088	8805182	N52	32NW
39	453094	8805181	N164	12SW
40	453122	8805171	N2	52NW
41	453122	8805171	N6	50NW
42	453122	8805171	N24	40NW
43	453185	8805226	N58	80SE
44	453174	8805196	N22	84SE
45	453223	8805180	N6	70SE
46	453350	8805250	N88	72SE
47	453157	8805161	N35	52SE
48	453145	8805137	N4	74NW
49	453140	8805134	N12	88NW
50	453140	8805137	N76	30NW
51	453140	8805137	N4	07NW
52	453108	8805132	N4	40NW
53	453110	8805142	N36	56NW
54	453123	8805112	N84	32NW
55	453086	8805142	N62	10NW
56	453074	8805125	N52	12NW
57	453069	8805118	N26	4NW
58	453073	8805104	N40	24NW
59	453075	8805090	N76	4NW
60	453073	8805091	N39	18NW
61	453071	8805079	N62	25NW
62	453084	8805096	N43	2NW
63	452901	8805260	N94	56NE
64	453206	8805048	N42	26NW
65	453142	8805085	N168	01NE
66	453063	8805042	N18	40SE
67	453050	8805052	N88	06NW
68	453021	8804960	N4	40SE

-56-

Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

EFFECTIF (Suite)	EASTING (Suite)	NORTHING (Suite)	DIRECTION (Suite)	PENDAGE (Suite)
69	453023	8804957	N4	20SE
70	453042	8804982	N133	30NE
71	453044	8804944	N56	40SE
72	453044	8804944	N42	20SE
73	453043	8804968	N176	28NE
74	453043	8804955	N35	36SE
75	453045	8804938	N10	26SE
76	453050	8804948	N98	68SW
77	453050	8804948	N132	36NE
78	453094	8804961	N3	82SE
79	453092	8804965	N6	50SE
80	453234	8804870	N160	12NE
81	452932	8805445	N76	22NW
82	453032	8805437	N112	14NE
83	453048	8805436	N84	15NW
84	453042	8805452	N70	24NW
85	453096	8805431	N148	28NE
86	453105	8805429	N105	20NE
87	453213	8805444	N168	68NE
88	453213	8805444	N146	46NE
89	452981	8805396	N117	32NE
90	452981	8805396	N98	30NE
91	452997	8805383	N60	20NW
92	452912	8805379	N109	19NE
93	452912	8805379	N147	20NE
94	452912	8805379	N122	21NE
95	452909	8805483	N102	48NE
96	452929	8805375	N102	30NE
97	452929	8805375	N99	31NE
98	452956	8805379	N95	27NE
99	453003	8805360	N94	30NE
100	453031	8805363	N76	45NW
101	453031	8805363	N79	26NW
102	453058	8805363	N82	25NW
103	453058	8805363	N72	20NW
104	453054	8805344	N88	36NW
105	453104	8805321	N124	20NE
106	453104	8805321	N102	82NE
107	453121	8805262	N47	33NW
108	453148	8805230	N86	60NW
109	453148	8805230	N88	69NW

-57-

Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

EFFECTIF (Suite)	EASTING (Suite)	NORTHING (Suite)	DIRECTION (Suite)	PENDAGE (Suite)
110	453165	8805238	N2	74SE
111	453165	8805238	N9	80SE
112	453165	8805238	N5	79SE
113	453081	8805232	N137	28NE
114	453081	8805232	N144	28NE
115	453081	8805232	N120	40NE
116	453081	8805232	N127	19NE
117	453156	8805197	N101	46NE
118	453156	8805197	N98	30NE
119	453156	8805197	N101	37NE
120	453162	8805200	N90	73NE
121	453167	8805223	N40	86SE
122	453043	8805265	N87	51NW
123	453043	8805265	N84	43NW
124	453189	8805225	N164	70NE
125	453195	8805226	N176	78NE
126	453074	8804980	N4	04SE
127	453053	8804959	N72	20SE
128	453054	8804964	N77	42SE
129	453054	8804964	N70	50SE
130	453054	8804964	N70	30NW
131	453054	8804964	N4	20SE
132	453060	8804964	N162	12NE
133	453063	8804965	N160	10NE
134	453064	8894974	N183	12NE
135	453064	8894974	N116	70SW
136	453063	8804979	N166	20NE
137	453063	8804979	N177	15NE
138	453063	8804979	N174	11NE
139	453063	8804979	N164	22NE
140	453061	8804983	N151	18NE
141	453061	8804983	N149	36NE
142	453060	8804989	N61	59NW
143	453060	8804989	N111	27NE
144	453060	8804989	N121	32NE
145	453060	8804989	N175	35NE
146	453061	8805004	N18	57SE
147	453061	8805004	N49	44SE
148	453061	8805004	N124	20NE
149	453061	8805004	N112	14NE
150	453054	8805034	N122	17NE

-58-

Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

EFFECTIF (Suite)	EASTING (Suite)	NORTHING (Suite)	DIRECTION (Suite)	PENDAGE (Suite)
151	453061	8805044	N77	20NW
152	453061	8805044	N70	10SE
153	453061	8805044	N69	18SE
154	453061	8805044	N62	10SE
155	453061	8805044	N140	04NE
156	453074	8805074	N64	38SE
157	453074	8805074	N10	5SE
158	453074	8805074	N68	30SE
159	453057	8805080	N64	10NW

Tableau 15 : Présentation des mesures structurales en classes

Classe	Fréquence	Fréquence (en %)
[0-10[	15	9,43
[10-20[	5	3,14
[20-30[	3	1,89
[30-40[	7	4,40
[40-50[	10	6,29
[50-60[	5	3,14
[60-70[	10	6,29
[70-80[	17	10,69
[80-90[	12	7,55
[90-100[	15	9,43
[100-110[	9	5,66
[110-120[	10	6,29
[120-130[	8	5,03
[130-140[	5	3,14
[140-150[	7	4,40
[150-160[	5	3,14
[160-170[	9	5,66
[170-180[	7	4,40

-59-

Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

[0-10[ [10-20[ [20-30[ [30-40[ [40-50[ [50-60[ [60-70[ [70-80[ [80-90[ [90-100[

[100-110[

[110-120[

[120-130[

[130-140[

[140-150[

[150-160[

[160-170[

[170-180[

Classes



18

16

14

12

Fréquence

10

8

6

4

2

0

Figure 17 : Histogramme de fréquence des plans de stratification



Figure 18 : Rosace de fréquence des plans de stratification

-60-

Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie

Les deux modes de représentation (Fig. 17 et 18) montrent que les couches sont orientées préférentiellement suivant la direction N°70E à N°80E mais les mêmes figurent indiquent d'autres directions secondaires.

II.3. CONCLUSION PARTIELLE

Les études cartographiques et lithostratigraphiques basées sur les descriptions des formations de surface ainsi que de profondeur, montre que le secteur étudié est constitué de formations géologiques suivantes :

- shales argileux

- shales dolomitiques - brèches férrugineuses - brèches dolomitiques - brèches hétérogènes

Ces formations appartiennent aux Groupes de Roan et de Kundelungu.

Le Roan est représenté par de brèches férrugineuses, de brèches dolomitiques et de brèches hétérogènes d'effondrement résultant probablementde la bréchification d'une mégabrèche de Sous Groupe de Mines essentiellement composée de dolomie de Kambove (R.2.3) ou C.M.N (Calcaires à minéraux noirs). (Malago, 2011)

Le Kundelungu comporte les shales argileux de couleur rouge brunâtre et dolomitique de couleur grise à grise verdâtre.

Les données de sondages indiquent la succession anormale des formations ne respectant pas la stratigraphie régionale. Ce constat est justifié par le contact shale dolomitique et la brèche dolomitique ou l'alternance du shale argileux et la dolomie siliceuse.

Les données structurales indiquent une direction préférentielle de N70°E à N80°E et plusieurs autres directions secondaires qui ne sont pas négligeables.

Ces réalités de terrain ne permettent pas de nous présenter une succession normale des couches connaissant la géologie régionale.

-61-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

CHAPiTRE III : PéTROGRAPHiE, MiNéRALOGiE ET
MéTALLOGRAPHiE

III.0. INTRODUCTION

Ce chapitre sera consacré à la description macroscopique ainsi que sur l'analyse microscopique d'une série d'échantillons représentatifs de différents types lithologiques.

Pour ce qui concerne l'étude macroscopique, l'accent sera mis sur la couleur, la structure, l'état d'altération, les principaux minéraux de la gangue et la minéralisation.

Sur le plan microscopique, l'intérêt sera porté sur la texture, la nature et la détermination de la proportion modale des principales phases minérales de la gangue.

Au total 25 lames ont été analysées.

III.1. DESCRIPTION PETROGRAPHIQUE SUR LES DIFFERENTES FORMATIONS

III.1.1. SHALES DOLOMITIQUES (EC.12)

III.1.1.1. Description macroscopique

Roche de couleur grise claire et grise verdâtre allant des colorations rougeâtres à certains endroits avec des teintes noirâtres dans les parties oxydées (Fig. 19). Elle est finement stratifiée et moyennement à très altérée par endroits. De fois, la roche est recoupée transversalement par des cassures remplies le plus souvent par le quartz de néoformation, la calcite, la barytine, les oxydes de fer. La malachite est en imprégnation ainsi que la pseudo-malachite et l'azurite.



EC.12

Figure 19 : Shale dolomitique

-62-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

III.1.1.2. Description microscopique

Lame mince EC.05 (Fig. 20) :

? Texture microgranulaire ;

? Phases minérales :

- Les minéraux phylliteux (50% du volume total de la roche) ont un aspect lamellaire et enchevêtré. Ils se polarisent en couleurs grises claires à grises sombres, parfois au gris verdâtre qui signale la présence de la chlorite. Certains minéraux sont orientés dans une direction donnée et privilégiée. Ils forment des mouchetures avec des carbonates qui forment la matrice de la roche ;

- Les carbonates (25 % du volume total de la roche) forment la matrice de la roche et se retrouvent en moucheture dans la roche et sont représentées par la dolomite et, la calcite qui est reconnue par sa couleur rosâtre avec des irisations moves à bleuâtres, elle remplit les fissures et lorsque elle est éteinte, elle est brune, elle se présente en des cristaux moyens. Ce minéral est peu représenté dans la roche et montre le même clivage que celui de la dolomite ;

- Quartz (10 % du volume total de la roche) : xenomorphe avec un relief faible reconnaissable par son extinction roulante ;

- Mica (3% du volume total de la roche) représenté par la séricite. Il est reconnu par sa couleur jaunâtre et son aspect aciculaire.

De ce qui précède, on peut en déduire qu'i s'agit d'un shale dolomitique micacé.



Figure 20 : shale dolomitique (Lame SG05 vue en LPNA et en LPA) avec un
grossissement X10

-63-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

III.1.2. SHALES ARGILEUX

III.1.2.1. Description macroscopique (Fig. 21)

C'est une roche argileuse de couleur rouge lilas à rouge ou brune foncée ; à structure massive. Microfissurée par endroits dans lesquels se sont cristallisés les oxydes noirs. La roche est moyennement à fortement altérée.



Figure 21 : Shale argileux

III.1.2.2.Description microscopique

Lame mince EC. 08 (Fig. 22)

Structure microgranulaire

? Minéraux phylliteux (65 % du volume total de la roche) : de couleur grise claire à grise sombre, de formes aciculaires, orientés dans des directions imprécises et non privilégiées, sans extinction, se présentent en moucheture ;

? Quartz (20 % du volume total de la roche) : en petits grains dans la plage qui s'éteint quand on tourne la platine et aussi représenté par des particules fines, largement fines qui viennent tapisser le fond de la plage.

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Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

? Minéraux opaques (15 % du volume total de la roche): visibles dans les deux modes d'observation probablement des oxydes de fer. Une matrice argileuse très riche en fer de couleur caractéristique brune à grise blanchâtre.



Figure 22 : Shale argileux (Lame SG08 vue en LPNA et en LPA) avec un grossissement X10

III.1.3. BRECHE HETEROGENE (EC.18 et Fig. 23)

III.1.3.1. Description macroscopique

C'est une roche à gros galets de dolomies stratifiées subarrondies de couleur grise sombre. De dolomie siliceuse cellulaire à silice recristallisée, de dolomie argileuse anguleuse ainsi que des calcaires rougeâtres. Tous ces galets se retrouvent noyés dans une matrice mixte siliceuse à ferrugineuse. On rencontre, comme minéralisations, la chalcosine et la malachite dans la fine stratification.

-65-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie



Figure 23 : Brèche hétérogène à l'affleurement

II.1.3.2. Description microscopique a) Lame mince EC. 10 (Fig. 24)

Elle présente une texture granulaire avec pour minéraux :

? Minéraux phylliteux (25 % du volume de la roche) : de couleur grise claire à grise sombre, de formes aciculaires, orientées dans toutes les directions, sans extinction,

se présentent en moucheture, ce minéral s'observe dans les interstices minéraux ;

? Dolomite (25 % du volume de la roche) se présente sous forme des fins cristaux disséminés dans la roche, exceptionnellement, elle se voit en des fins et moyens cristaux de couleur blanc-jaunâtre, avec un relief moyen et un clivage diffus (masqué).

-66-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

? Quartz (4 % du volume) se présente en grains disséminés dans la plage ; sa couleur très claire, grise blanchâtre, xénomorphe, de faible relief, d'extinction roulante ;

? Chlorite (1 %) se reconnait par sa couleur verte à verte-clair quelque peu jaune verdâtre, de forme aciculaire parfois lamellaire ; ils sont parfois en inclusion dans le carbonate. Ce minéral représente environ 1% de la proportion.



Figure 24 : Brèche hétérogène (Lame polie EC.10 vue en LPNA) avec un grossissement

X10.

-67-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

III.1.4. Brèche dolomitique

III.1.4.1. Description macroscopique (EC 02)

Roche de couleur grise-brunâtre, grise blanchâtre à brune rouge ou rouge de rouille massive, moyennement altérée à fortement altérée, présentant des cavités dues à la dissolution des galets carbonatés (Fig. 25). Les galets sont constitués des dolomies siliceuses et des cristaux de quartz noyés dans une matrice dolomitico-ferrugineuse.



Figure 25 : Brèche dolomitique

II.1.4.2. Description microscopique

Lame mince EC. 02 (Fig. 26) :

Texture : granulaire et la taille est hétéro-granulaire par fois jointives voir liés par un ciment micritique.

? Quartz (40 % du volume de la roche) : de coloration grise claire à blanche, à relief faible avec des cristaux hétérométriques, les grains sont arrondis à subarrondis, parfois jointifs et parfois liés à un ciment, il montre un polie net, visible dans des cristaux de taille moyenne ;

-68-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

? Des carbonates (10% de la roche) : représentées par la Dolomite, de couleur blanchâtre à gris-brun clair à sombre, ce minéral présente une extinction très faible qui tend au gris sombre, de relief moyen et apparait en de plage de taille moyenne. Les cristaux sont jointifs à non jointifs et de forme xénomorphe à automorphe.

? Minéraux opaques (10% de la roche) : minéral de forme indéfinie, de couleur noire, il se trouve en inclusion dans les minéraux argileux.

Le ciment restant argileux qui relie les grains de quartz, la structure est grenue, la taille de grains est hétérométrique, ces derniers sont parfois jointifs et parfois liés par le ciment, les grains sont arrondis à subarrondis. La roche est un shale argileux

L'association minéral est donné par : Quartz, Dolomite et Minéraux

opaques.



Figure 26 : Dolomie (Lame polie EC.02 vue en LPNA) avec un grossissement X10.

-69-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

III.1.5. BRECHE FERRUGINEUSE

III.1.5.1. Description macroscopique (EC.14)

Roche massive de couleur brune rougeâtre à sombre avec de granulométrie centimétrique. Les galets composés de dolomies, de quartz et des oxydes de fer dans un ciment ferrugineux.

Comme minéralisation, la malachite et des oxydes noirs se présentent surtout en remplissage des fissures (Fig. 27).



Figure 27 : Brèche ferrugineuse

III.1.5.2. Description microscopique

Lame mince EC. 14 (Fig. 28) : Texture granulaire

? Dolomite (10% de la plage) : De couleur blanchâtre à gris-brun clair à sombre, ce minéral présente une extinction très faible qui tend au gris sombre, son relief est assez fort et apparait en de plage de taille moyenne. Les cristaux sont jointifs à non jointifs et de forme xénomorphe à automorphe ;

? Minéraux opaques (5 % du volume de roche) ;

? Carbonates (5% du volume de la roche) : Ils sont représentés par la calcite, de couleur blanche et la dolomite en grains jointifs ;

? Quartz (moins de 5% du volume de la roche) : en grain occupant une bonne proportion de la plage et ce minéral est reconnaissable par sa coloration blanche à

-70-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

gris clair, à relief faible avec des cristaux hétérométriques, il s'éteint plus au moins complètement en tournant la platine et passe au noir voir gris très sombre.

? Malachite dans des joints remarquablement verte dans les deux modes d'observation ; enfin des taches brunes sont des oxydes de fer éventuellement la goethite.



Figure 28 : Brèche ferrugineuse en brèche (Lame EC.14 vue en LPNA et en LPA) avec un
grossissement X10

-71-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

III.2. ETUDE METALLOGRAPHIQUE

III.2.1. LES SHALES DOLOMITIQUES

Cette roche montre l'association minérale suivante (Fig. 29) :

? La goethite (10 % de la roche) en couleur brunâtre, jaunâtre, rougeâtre à brun noir et accompagné des autres oxydes de fer ;

? L'hématite (30 à 35% du volume de la roche) en gris blanc, elle est noire à

gris acier ;

? La malachite (9 à 10 %) de couleur vert-claire, ayant un poli moyen, un relief moyen, le minéral se présente en petites plages amorphes ;

? La pyrite (5 % dans le volume de la roche) : visible sur la plage de l'échantillon EC.18 en jaune vif, d'un éclat métallique. Elle est incluse dans la chalcopyrite et elle s'altère pour donner la goethite ;

? La chalcopyrite (30 % de la roche) : de couleur jaune de laiton à jaune d'or à éclat métallique, elle est striée, avec la cassure conchoïdale. La chalcopyrite en jaune pâle à côté de la pyrite en jaune vive.



Figure 29 : De gauche à droite lame EC.05 et lame EC.18 en LR avec un grossissement X10

-72-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

III.2.2. LES SHALES ARGILEUX

La paragenèse minérale est la suivante (Fig. 30):

? Hématite (15 % de la roche) : de couleur grise blanchâtre, disséminée dans la roche ;

? Goethite (35 % du volume) : de couleur brune à brune jaunâtre.

La présence de l'hématite et la goethite en dissémination dans la roche indiquent que ces deux éléments sont contemporains à la sédimentation.



Figure 30 : Lame EC.08 en LR avec un grossissement X10

III.2.3. LA BRECHE HETEROGENE

Les minéraux métallifères sont les suivants (Fig. 31 et 32) :

? Hématite (30 à 35% du volume de la roche) : s'individualisent dans des nombreuses concertions et se montrent par leur couleur caractéristique de gris blanc ou elle est noire à gris acier. et en masses. Alors que la goethite brune à rouge sur la plage (Fig. 57 : EC.24) y est en complicité pour donner une zonation remarquable, ces éléments proviennent surement de l'oxydation de la pyrite ;

? Chalcopyrite (1% dans la roche) : jaune laiton à jaune d'or, vue par quelques grains parsemés dans la plage ;

-73-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

? La malachite (10%de proportion) : parfois dans les fissures parfois au coeur même de la zonation ou même disséminée et signe sa présence par sa couleur verte ;



Figure 31 : De gauche à droite : Lame EC.09, EC.07 en LR avec un grossissement X10.

Figure 32 : De gauche à droite ; Lame, EC.23 et EC.24 en LR avec un grossissement X10

La paragenèse est marquée par : malachite-hématite-goethite-chalcopyrite.

-74-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

III.2.4. BRECHE DOLOMITIQUE

Les minéraux métallifères sont représentés par l'hématite, goethite et malachite (Fig. 33):

? La goethite (25 % du volume) se présente par la couleur rouge rouille et de formes indéfinies, des concrétions et de fois en dissémination dans la gangue carbonatée ;

? L'hématite (30 % du volume dans la roche) : la couleur noire à gris acier, un Oxyde Fe2O3, du système rhomboédrique ;

? La malachite (1 % dans la roche) : elle est reconnaissable par ses réflexions internes verdâtres, disséminée dans la roche.

La paragenèse est déterminée par : Hématite-goethite-malachite.



Figure 33 : Lame EC.01 et lame EC.01 en LR avec un grossissement X10

III.2.5. LA BRECHE FERRUGINEUSE

Les principaux minéraux rencontrés sont (Fig. 34): l'hématite, la goethite et la

malachite.

? L'hématite (10 % du volume de la roche) : il est gris blanc, xenomorphe. Il est en dissémination dans la gangue mais aussi dans des fissures ;

? La goethite (30 % du volume de la roche) en masses concrétionnées ; elle est jaunâtre, rougeâtre, brun noir, rouge rouille et accompagne le premier oxydes de fer ;

-75-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

? La malachite (environ 10% de la roche): de couleur verdâtre et amorphe, avec son éclat adamantin, ce minéral est en remplissage dans les cassures, en forme d'une auréole autour des oxydes de fer ou disséminé dans la roche.

La paragenèse est marquée : Hématite-goethite-malachite.



Figure 34 : Lame EC.14 et Lame EC.14 en LR avec un grossissement X10

-76-

Chapitre III. Pétrographie, minéralogie et métallographie

III.3. CONCLUSION PARTIELLE

Les analyses pétrographique et minéralogique de différents types lithologiques montrent qu'on a un ensemble des roches sédimentaires détritiques et chimiques constituées des shales argileux micacé, des shales argileux, des shales dolomitiques, des brèches dolomitiques, des brèches ferrugineuses ainsi que des brèches hétérogènes.

Les minéraux de la gangue sont principalement représentés par la dolomite, la calcite, le quartz, les minéraux phylliteux et les minéraux opaques.

L'étude métallographique montre une association minéralogique constituée des oxydes de fer essentiellement la goethite et l'hématite en quantité importante ; des carbonates de cuivre (malachite) et des sulfures de cuivre et de fer (chalcopyrite et pyrite).

Cette minéralisation se présente soit en dissémination ou soit dans les zones de discontinuité.

Les relations entre ces différents minéraux métallifères suggèrent la chronologie suivante :

Pyrite Hématite Goethite

Chalcopyrite Malachite Azurite Pseudo-malachite

-77-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

CHAPitRE IV : GéocHiMiE Et MétALLoGéNiE

IV.1. INTRODUCTION

L'étude géochimique a porté sur 5 échantillons représentatifs des différents types lithologiques de Shangulowe nord. Ils sont répartis de la manière suivante : Un pour la brèche dolomitique (EC.03), un pour le shale argileux (EC.08) ; un pour le shale dolomitique (EC.12) ; un pour la brèche ferrugineuse (EC.14) ; un pour la brèche hétérogène (EC.23).

Ces échantillons ont été soumis à l'analyse par spectrophotométrie atomique au Laboratoire d'Analyse Chimique et Minérale de la GCM, pour la détermination des éléments suivants :

? Éléments majeurs: SiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O et TiO2 ? Éléments métalliques: Cu, Co, Ni, Pb, Zn et As ;

L'objectif poursuivi dans ce chapitre est de :

? Caractériser les différents types lithologiques décrits dans le chapitre précédent sur la base de la distribution de quelques éléments majeurs et en traces ;

? Établir la relation entre la minéralogie et la géochimie;

? Donner des indications sur le milieu de formation de ces roches.

IV.2. ETUDE GEOCHIMIQUE

IV.2.1. PRESENTATION DES RESULTATS Tableau 16 : Teneur des éléments majeurs (en %)

Echantillons Eléments	Brèche dolomitique (EC.03)	Shale argileux (EC.08)	Shale dolomitique (EC.12)	Brèche ferrugineuse (EC.14)	Brèche hétérogène (EC.23)
SiO2	45,4	40,4	39,3	42,9	43,3
TiO2	0,01	-	-	0,02	-
AlO3	8,3	9,7	4,2	5,4	8,3
Fe2O3	25,4	20,8	24,4	20,1	19,4
MgO	4,2	14,4	15,8	15,2	20,4
MnO	0,01	-	0,01	0,02	0,01
CaO	1,3	3,4	2,2	1,9	1,7
K2O	0,9	0,2	0,4	0,6	0,5
Na2O	0,01	-	0,01	-	-

-78-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

Tableau 17 : Teneurs des éléments métalliques (en ppm)

Formations Eléments	Brèche dolomitique (EC.03)	Shale argileux (EC.08)	Shale dolomitique (EC.12)	Brèche ferrugineuse (EC.14)	Brèche hétérogène (EC.23)
Co	753.6	332.9	549.7	954.1	-
Cu	19100.0	2975.0	40600.0	56100.0	87100.0
Fe	19700.0	60575.0	45500.0	80600.0	96500.0
Ni	-	-	198.1	-	-
Zn	266.4	130.5	241.1	542.8	-
Pb	21.1	-	-	83.8	-
Mn	7421.0	410.1	1484.0	719.8	905.4
As	50.8	-	-	46.2	34.8

Tableau 18 : Paramètres statistiques de base des éléments métalliques

Elément	Somme	Moyenne	Maximum	Minimum	Ecart-type	Médiane
Co	2590.3	647.6	954.1	0.0	206.3	651.7
Cu	205875.0	41175.0	87100.0	2975.0	24340.0	40600.0
Fe	302875.0	60575.0	96500.0	19700.0	22380.0	60575.0
Ni	198.1	198.1	198.1	0.0	0.0	198.1
Zn	1180.8	295.2	542.8	0.0	123.8	253.8
Pb	104.9	52.5	83.8	0.0	31.4	52.5
Mn	10940.3	2188.1	7421.0	0.0	2093.2	905.4
As	131.8	43.9	50.8	0.0	6.1	46.2

-79-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie



50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

Teneur en pourcentage

SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO MnO CaO K2O Na2O

0

Shale argileux Shale Brèche

dolomitique dolomitique

Brèche
hétérogène

Brèche
ferrugineuse

Lithologie

Figure 35: La distribution des éléments majeurs suivant la lithologie

Teneur en pourcentage	50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0		Shale argileux Brèche dolomitique Brèche hétérogène Brèche ferrugineuse Shale dolomitique
		SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO MnO CaO K2O Na2O Lithologie

Figure 36 : Répartition des éléments majeurs (en %) dans les différents types

lithologiques

-80-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

Les tableaux précédents ainsi que les diagrammes illustrant la distribution des éléments majeurs dans différentes lithologies (Fig. 35 et 36) mettent en évidence ces différentes remarques :

1. Pour les éléments majeurs :

> Le SiO2 montre des teneurs avec des légères variations selon les types de formations rencontrées allant de 45,4% dans les Brèches dolomitiques à 39,3% dans les shales dolomitiques ;

> Le TiO2 présente des concentrations très faibles à terme de 0,02% et 0,01% respectivement dans la brèche ferrugineuse et la brèche dolomitique ;

> L'Al2O3 , de son coté, présente des légères variations dans les différentes formations sauf une faible diminution dans les shales argileux (4,2%) et la valeur maximale de 9,7% dans les shales dolomitiques ;

> Le Fe2O3 est presque dans toutes les formations à des teneurs considérables allant de 25,4% dans la brèche dolomitique à 19,4% dans la brèche ferrugineuse ;

> MgO montre des concentrations significatives allant de 4,2% dans la brèche dolomitique à 20,4% dans la brèche hétérogène ;

> MnO est moins représenté dans ces roches et présente des concentrations allant 0% dans le shale argileux à 0,02% dans la brèche ferrugineuse;

> Na2O montre des concentrations très faibles et présent uniquement dans les shales dolomitique et argileux à de teneur de 0,01% mais absent dans d'autres formations. Le Na2O ne peut être logé que dans les particules feldspathiques détritiques ;

> K2O présente des concentrations allant de 0,2% dans le shale argileux à 0,9% dans la brèche dolomitique ;

> CaO montre concentrations comprises entre 1,3% dans les dolomies et 3,4% dans les shales argileux ;

> TiO2 est moins représenté dans ces roches et montre des concentrations allant de 0% les shales argileux et dolomitiques mais aussi dans la brèche hétérogène à 0,02% dans la brèche ferrugineuse.

-81-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

2. Pour les éléments métalliques (Tableaux 17 et 18):

> Cu présente une concentration minimale de 2975 ppm dans le Shale argileux et une concentration maximale de 87100 ppm dans la brèche hétérogène avec une moyenne de 41175 ppm ;

> Co présente de faibles concentrations allant de 0 ppm dans le microgrès dolomitique à 954,1 ppm dans la brèche ferrugineuse. La moyenne est de 647,6 ppm ;

> Fe montre de teneurs considérables allant de 19700 ppm dans la brèche

dolomitique à 96500 dans la brèche hétérogène avec une moyenne de 60575 ppm ; > Mn présente des teneurs allant de 7421 dans la brèche dolomitique à 410,1 ppm

dans le shale argileux ;

> Ni présente une concentration très faible par rapport à d'autres élément en trace, sa concentration minimale est de 0 ppm dans toutes les formations hormis le shale dolomitique où il se concentre jusqu'à 198,1 ppm ;

> Pb présente une concentration allant de 0 ppm dans le shale argileux, shale dolomitique et brèche hétérogène à 83,8 ppm dans la brèche ;

> Zn présente de très faibles concentrations allant de 0 ppm dans la brèche hétérogène à 542,8 ppm dans la brèche ferrugineuse ;

> As présente également de très faibles concentrations allant de 0 ppm dans les différents shales à 50,8 ppm dans la brèche dolomitique.

-82-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

IV.2.2. VARIATIONS DES ELEMENTS METALLIQUES



Brèche
dolomitique

Shale argileux Shale

dolomitique

Brèche
ferrugineuse

Brèche
hétérogène

Lithologie

Teneur en ppm

100000

40000

90000

80000

70000

60000

50000

30000

20000

10000

0

Figure 37: Variation de teneurs de Cu dans les différentes lithologies

Teneur en ppm	1200 1000 800 600 400 200 0

Brèche
dolomitique

Shale argileux Shale

dolomitique

Brèche
ferrugineuse

Brèche
hétérogène

Lithologie

Figure 38 : Variation de teneurs en Co en fonction de la lithologie

-83-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

Les figures ci-dessus révèlent la variation du Cu et du Co dans les différents types lithologiques.

Le Cu tout comme le Co montre une évolution en dent de scie. Les teneurs en Cu sont largement supérieures à celles en Co. Le Cu présente des concentrations importantes dans la brèche hétérogène (87100 ppm), dans la brèche ferrugineuse (56100 ppm), dans le shale dolomitique (40600 ppm) et dans la brèche dolomitique (19100 ppm) tandis que le Co se concentre dans la brèche ferrugineuse et dans la brèche dolomitique respectivement à des teneurs de 954 ppm et 753,6 ppm.

Teneur en ppm

600 500 400 300 200 100 0

Zn

Brèche
dolomitique

Shale
argileux

Shale
dolomitique

Brèche
ferrugineuse

Brèche
hétérogène

Lithologie

Figure 39 : Variation de teneurs en Zn en fonction de la lithologie

Cette figure traduit la variation de la concentration de zinc dans les différentes lithologies. Le zinc montre une évolution similaire à celle de cobalt (Fig. 38). Il se concentre dans la brèche ferrugineuse (542,8 ppm) et dans la brèche dolomitique (266,4 ppm).

-84-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie



90

80

70

Teneur en ppm

60

50

40

30

20

10

0

Brèche
dolomitique

Shale
argileux

Shale
dolomitique

Brèche
ferrugineuse

Brèche
hétérogène

Lithologie

Pb

Figure 40: Variation des teneurs en Pb en fonction de la lithologie

Le diagramme ci-dessus illustre la distribution du Pb dans les différentes

lithologies.

La courbe indique un comportement diffèrent avec une évolution en dent de scie. Le plomb présente des concentrations faibles sauf dans la brèche ferrugineuse (83,8 ppm).

-85-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie



90000

80000

70000

Teneur en ppm

60000

50000

40000

30000

20000

Brèche

Shale argileux Shale

100000

Fe

10000

0

Lithologie

Brèche
dolomitique

Brèche

dolomitique ferrugineuse hétérogène

Figure 41 : Variation des teneurs en Fe dans les différentes lithologies

La figure ci-dessus illustre l'évolution en dent de scie du Fe dans les différentes lithologies. Le fer présente des teneurs importantes dans tous les types lithologiques avec un pic dans la brèche hétérogène (96500 ppm).

-86-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie



Lithologie

Shale
argileux

Brèche
hétérogène

Brèche
dolomitique

Shale
dolomitique

Brèche
ferrugineuse

8000

7000

6000

5000

Teneur en ppm

4000

Mn

3000

2000

1000

0

Figure 42: Variation des teneurs en Mn dans différentes lithologies

Le diagramme ci-dessus montre l'évolution en dent de scie du Mn dans les différentes roches. Les concentrations sont importantes en valeur de 7421 ppm dans la brèche dolomitique et de 1484 ppm dans le shale dolomitique.

-87-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

Teneur en ppm

60 50 40 30 20 10 0

As

Brèche
dolomitique

Shale
argileux

Shale
dolomitique

Brèche
ferrugineuse

Brèche
hétérogène

Lithologie

Figure 43 : Variation des teneurs en As dans différentes lithologies

L'arsenic, tel que l'illustre le diagramme ci-dessus, montre une évolution en dent de scie avec de teneurs faibles dans toutes les différentes lithologies.

-88-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

			Ni

250

200

Teneur en ppm

150

100

50

0

Brèche
dolomitique

Shale
argileux

Shale
dolomitique

Brèche
ferrugineuse

Brèche
hétérogène

Lithologie

Figure 44: Variation des teneurs en Ni dans différentes lithologies

Ce diagramme traduit la variation des teneurs en Ni. La courbe montre une évolution en dent de scie. Notons que les teneurs en nickel sont faibles.

IV.2.3. CORRÉLATIONS INTERÉLÉMENTS

Cette étude permettra de définir les affinités géochimiques entre différents éléments. Le but poursuivi est de détecter les substrats supports ou les phases supports de différents éléments majeurs et en traces analysés.

Les différentes corrélations inter éléments sont présentées sous forme de la matrice (Fig. 45). Le nombre d'échantillons qui ont été soumis aux analyses chimiques étant de n=5, le degré de liberté est de n-2=3. Le coefficient de corrélation correspondant à ce degré de liberté est de 0,870 pour un seuil de probabilité de 5%. Les coefficients en gras sont ceux qui sont significatifs au seuil de probabilité de 5% (soit supérieurs à 0,870, soit inférieurs à -0,870).

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie
SiO2	1
TiO2	0.509	1
AlO3	0.346	-0.298	1
Fe2O3	0.072	-0.048	-0.239	1
MgO	-0.509	-0.347	-0.189	-0.753	1
MnO	0.364	0.791	-0.665	-0.092	0.047	1
CaO	-0.746	-0.421	0.273	-0.305	0.302	-0.666	1
K2O	0.865	0.583	-0.079	0.461	-0.665	0.546	-0.897	1
Na2O	0.034	-0.102	-0.371	0.974	-0.613	0.000	-0.401	0.458	1
Co	0.644	0.938	-0.371	-0.038	-0.221	0.950	-0.799	0.741	0.018	1
Cu	0.191	0.066	-0.316	-0.505	0.657	0.574	-0.512	0.123	-0.316	0.764	1
Fe	-0.115	-0.008	0.014	-0.948	0.879	0.236	0.134	-0.414	-0.852	0.160	0.730	1
Ni	-0.682	-0.375	-0.729	0.493	0.169	0.000	0.070	-0.259	0.612	-0.244	-0.010	-0.281	1
Zn	0.116	0.894	-0.575	0.126	-0.307	0.725	-0.199	0.355	0.080	0.926	-0.110	-0.152	0.014	1
Pb	0.340	0.969	-0.378	-0.229	-0.123	0.816	-0.291	0.392	-0.262	0.879	0.165	0.188	-0.323	0.902	1
As	0.937	0.724	0.060	-0.031	-0.373	0.660	-0.808	0.870	-0.035	0.870	0.360	0.033	-0.595	0.376	0.606	1
	SiO2	TiO2	AlO3	Fe2O3	MgO	MnO	CaO	K2O	Na2O	Co	Cu	Fe	Ni	Zn	Pb	As

-89-

Figure 45 : Matrice de corrélation (n=5)

-90-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie



1,0

y = 0,0922x - 3,3776 R² = 0,7481

Teneur en K2O ( en %)

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,0

38 39 40 41 42 43 44 45 46

Teneur en SiO2 ( en %)

Figure 46 : Corrélation entre K2O et SiO2

Ces deux éléments présentent une corrélation positive marquée par un coefficient de corrélation R=0,865 (Fig. 46). Il est possible que ces deux éléments se trouvent dans une même phase minérale à l'occurrence dans les phyllosilicates (les phyllites).



1,00

0,90

Teneur en K2O(en %)

0,80

0,70

0,60

0,50

0,40

0,30

0,20

0,10

0,00

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 Teneur en CaO ( en %)

y = -0,2913x + 1,1318 R² = 0,8044

Figure 47 : Corrélation entre CaO (%) et K2O (%)

Le CaO et le K2O (Fig. 47) présentent une corrélation négative avec un coefficient de corrélation de R= -0,897. Ceci indique un comportement différent de ces deux éléments dans le contexte sédimentaire.

-91-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

19,00 21,00 23,00 25,00 27,00

Teneur en Fe2O3 (en %)



)

0,01

0,00

Teneur en Na2O (en %)

y = 0,002x - 0,0395 R² = 0,9492

Figure 48 : Corrélation entre Na2O (%) et Fe2O3 (%)

Le Na2O et le Fe2O3 présentent une corrélation positive avec un coefficient de corrélation significatif de R=0,974 (Fig. 48). Ce qui traduit le comportement identique de ces deux dans le contexte sédimentaire. Les deux éléments se trouvent probablement associés sous forme d'une même phase minérale notamment dans les phyllites.



120000

100000

80000

60000

40000

20000

0

19 20 21 22 23 24 25 26

Teneur en Fe2O3 (en %)

Teneur en Fe (en ppm)

y = -10526x + 292362 R² = 0,8991

Figure 49 : Corrélation entre Fe (ppm) et Fe2O3 (%)

-92-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

Le Fe et le Fe2O3 présentent une corrélation négative avec un coefficient de corrélation de R= -0,948 (Fig. 49). Ce qui indique que le Fe ne forme pas une même phase minérale avec le Fe2O3.

120000



y = 4423,2x - 1350,1 R² = 0,7731

100000

Teneur en Fe (en %)

80000

60000

40000

20000

0

0 5 10 15 20 25

Teneur en MgO (en %)

Figure 50 : Corrélation du Fe (ppm) et MgO (%)

Ces deux éléments présentent une corrélation positive sanctionnée par un coefficient de corrélation de R=0,879 (Fig. 50). Ce qui pourrait indiquer la coexistence du fer avec le MgO dans différentes phases minérales soit dans la dolomite.

1200



y = 31060x + 207,46 R² = 0,3513

1000

Teneur en Co (en ppm)

800

600

400

200

0

0,00 0,01 0,02 0,03

Teneur en MnO (en %)

Figure 51 : Corrélation entre Co (ppm) et MnO (%)

-93-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

Ces deux éléments présentent une corrélation positive avec un coefficient de corrélation de R=0,593 (Fig. 51) qui indique un comportement identique dans le contexte sédimentaire.



600

0 200 400 600 800 1000 1200

Teneur en Co (en ppm)

Teneur en Zn (en ppm)

400

500

300

200

100

0

y = 0,515x - 30,655 R² = 0,8999

Figure 52 : Corrélation entre Co (ppm) et Zn (ppm)

Le Co et le Zn présentent une forte corrélation positive sanctionnée évidemment par un coefficient de corrélation de R=0,949 (Fig. 52) indiquant que ces deux éléments adoptent un comportement identique dans le contexte sédimentaire des formations étudiées.

250





Teneur en Pb (en ppm)

200

150

100

50

0

y = 0,157x - 22,377 R² = 0,3963

0 200 400 600 800 1000 1200

Teneur en Co (en ppm)

Figure 53 : Corrélation entre Pb (en ppm) et Co (en ppm)

-94-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

Le Pb et le Co présentent une corrélation positive avec un coefficient de corrélation R=0,629 (Fig. 53) indiquant le comportement identique dans le contexte sédimentaire.



250

y = 0,1981x + 12,171 R² = 0,186

Teneur en Pb (en ppm)

200

150

100

50

0

0 100 200 300 400 500 600

Teneur en Zn (en ppm)

Figure 54 : Corrélation entre Pb (ppm) en Zn (ppm)

La figure ci-dessus illustre la corrélation positive avec un coefficient de corrélation faible R=0,431 du Pb et du Zn. Ces deux éléments adoptent un comportement légèrement identique dans le contexte de sédimentation.



250

y = 6303,8x + 21,138 R² = 0,3722

Teneur en Pb (en ppm)

200

150

100

50

0

0,00 0,01 0,02 0,03

Teneur en TiO2 (en %)

Figure 55 : Corrélation entre Pb (ppm) et TiO2 (%)

La corrélation entre les deux éléments est positive avec un coefficient de corrélation R=0,610 (Fig. 55). Le comportement de ces deux éléments est identique dans les roches étudiées.

-95-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie



1200

y = 34613x + 310,38 R² = 0,698

1000

Teneur en Co (en ppm)

800

600

400

200

0

0,00 0,01 0,02

Teneur en TiO2 (en %)

Figure 56 : Corrélation entre Co (ppm) et TiO2 (%)

Ces deux éléments présentent une corrélation positive sanctionnée par un coefficient de corrélation de R=0,835 indiquant un comportement identique dans le contexte sédimentaire (Fig. 56).

600





Teneur en Zn (en ppm)

400

500

300

200

100

0

y = 20110x + 115,5 R² = 0,7993

0,00 0,01 0,02 0,03

Teneur en TiO2 (en %)

Figure 57 : Corrélation entre Zn (ppm) et TiO2 (%)

Le Zn et le TiO2 présentent une corrélation positive avec un coefficient de corrélation R=0,894 (Fig. 57) indiquant un comportement identique de ces deux formations dans le contexte de sédimentation.

-96-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie



38 39 40 41 42 43 44 45 46

Teneur en SiO2 (en %)

60

50

Teneur en As (en ppm)

40

30

20

10

0

y = 9,5568x - 377,51 R² = 0,8781

Figure 58 : Corrélation entre As (ppm) et SiO2(%)

L'As et le SiO2 présentent une corrélation positive sanctionnée par un coefficient de corrélation de R=0,937 (Fig. 58). L'As se trouve dans une phase minérale avec le SiO2 dans les silicates.



70

y = 83,224x - 16,916 R² = 0,7571

60

Teneur en As (en ppm)

50

40

30

20

10

0

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Teneur en K2O (en %)

Figure 59 : Corrélation entre As et K2O

L'As et le K2O (Fig. 59) présentent une corrélation positive avec un coefficient de corrélation de R=0,87 indiquant un comportement identique de ces deux éléments dans le contexte sédimentaire. Ces deux éléments se trouvent dans les phases argileuses (les phyllites).

-97-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

IV.3. INTERPRETIONS ET MODELE DE MISE EN PLACE DE LA

MINERALISATION

Cette étude nous a permis d'identifier les différents minéraux métallifères, la nature de la roche porteuse de la dite minéralisation et de préciser les relations texturales entre les minéraux métallifères et ceux de l'encaissant.

La répartition de la minéralisation dans nos sondages se présente de la manière suivante :

Tableau 19 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 05

SGS 05
Profondeur		Descriptions générales
De	À	Type de minéralisation	Style de minéralisation	Formation
2,5	11,5	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
11,5	53,7	Oxyde	Joint
55	56,7	Oxyde	Joint

Tableau 20 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 11

SGS 11
Profondeur		Descriptions générales
De	À	Type de minéralisation	Style de minéralisation	Formation
0	4	Oxyde	Dissemination et joint	Shale dolomitique
5,5	42	Oxyde	Dissemination et joint

Tableau 21 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 19

SGS 19
Profondeur		Descriptions générales
De	À	Type de minéralisation	Style de mineralisation	Formation
9,1	11,5	Oxyde	Joint	Shale argileux
11,5	23,4	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
23,4	24,9	Sulfure et oxyde	dissemination et joint	Shale dolomitique
24,9	27,2	Oxyde	Dissemination	Shale dolomitique
35,5	46,8	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
46,8	51,5	Sulfure et oxyde	Dissemination	Shale dolomitique
62,5	90	Sulfure et oxyde	Dissemination	Shale dolomitique

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Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

Tableau 22 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 27

SGS 27
Profondeur		Descriptions générales
De	À	Type de mineralization	Style de minéralisation	Formation
4	30,1	Oxyde	Dissemination	Shale dolomitique
31	55,5	Oxyde	Dissemination et joint	Shale dolomitique
55,5	60	Sulfure et oxide	Dissemination	Shale dolomitique

Tableau 23 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 34

SGS 34
Profondeur		Descriptions générales
De	À	Type de mineralization	Style de mineralization	Formation
0	3,7	Oxyde	Dissemination et joint	Brèche dolomitique
3,7	5,5	Oxyde	Dissemination	Dolomie silicifiée
8,5	22	Oxyde	Dissemination	Dolomie silicifiée
27	30,5	Oxyde	Joint	Shale argileux
30,5	46	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
49	69,4	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
69,4	80	Sulfure et oxide	Dissemination	Shale dolomitique

Tableau 24 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 39

SGS 39
Profondeur		Descriptions générales
De	À	Type de minéralisation	Style de mineralisation	Formation
0	1,8	Oxyde	dissemination et joint	Brèche dolomitique
1,8	14,1	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
21,3	23,3	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
25,2	26,4	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
32,5	35,1	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
36,6	37,7	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
39,7	47,5	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
49,5	66	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
67	68,5	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
68,5	69,9	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
71,3	75	Oxyde	Joint	Shale dolomitique

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Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

Tableau 25 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 28

SGS 28
Profondeur		Descriptions générales
De	À	Type de minéralisation	Style de mineralization	Formation
4,9	17,5	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
20,5	26,5	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
26,5	32,5	Sulfure et oxide	Dissemination	Shale dolomitique
32,5	35,5	Oxyde	Joint	Shale dolomitique
36,3	50	Oxyde	Joint	Shale dolomitique

La compilation des observations macroscopiques, microscopiques et l'analyse de données de sondages ci-haut (tableaux 19 à 25), montrent que la minéralisation est soit disséminée dans la roche encaissante, soit liée aux accidents tectoniques c'est-à-dire localisée dans les zones de discontinuités représentées par les joints, les cassures et les failles.

Les constatations ci-dessus suggèrent, sur le plan métallogénique, les interprétations et les réflexions suivantes :

? La mise en place de la minéralisation à Shangulowe nord a été controlée par la lithologie dans un premier temps. Cette hypothèse est appuyée par la présence des sulfures primaires (chalcopyrite, pyrite) en dissémination dans les différentes brèches et même dans les shales dolomitiques, ce qui prouve qu'une partie de la minéralisation est syngénétique.

? Ce gisement est structuralement situé le long d'une grande faille extrusive de M'sesa. C'est à travers cette faille et les cassures conjuguées que les solutions minéralisantes ont percolé les formations contenant la minéralisation primaire. Cette percolation a conduit à une remise en mouvement de la minéralisation primaire et à une altération supergène de la minéralisation et de solutions ; phénomènes qui profitent alors de la perméabilité en grand de roches pour déposer des concentrations secondaires (malachite, pseudo-malachite, chalcosine) dans les accidents tectoniques.

-100-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

IV.4. CONCLUSION PARTIELLE

L'étude géochimique de différentes roches du gisement de Shangulowe nord a permis de mettre en évidence l'allure de la répartition des éléments majeurs et en traces métalliques dans différentes unités lithologiques.

Cette étude a également permis de définir les affinités géochimiques entre différents éléments afin de détecter les substrats supports ou les phases supports de différents éléments majeurs et en traces analysés.

A la lumière de résultats obtenus, nous avons noté ce qui suit :

1) Eléments majeurs :

- Le SiO2 est l'élément prépondérant dans les roches étudiées où le pic est observé dans la brèche dolomitique (45,4 %) ;

- Le Fe2O3 vient en seconde position avec les teneurs élevées dans toutes les formations ;

- Le MgO suit avec des teneurs fortes dans la brèche (20,4 %), dans le shale dolomitique (15,8 %), dans la brèche hétérogène (15,2 %), dans le shale argileux (14,4 %) ;

- L'Al2O3 est à la quatrième position avec des teneurs considérables dans le shale argileux (9,7 %), dans la brèche dolomitique et dans la brèche ferrugineuse avec une teneur de 8,3 % ;

- Le CaO est pratiquement le cinquième élément le plus abondant présentant les fortes teneurs dans les shales argileux ;

- Les restes des éléments sont moins représentés, il s'agit principalement de TiO2, MnO, K2O et Na2O.

2) Eléments traces métalliques :

- Le Fe est le métal prépondérant avec des teneurs fortes dans toutes les roches où le pic atteint 96500 ppm dans la brèche hétérogène suivi de 80600 ppm dans la brèche ferrugineuse avec une moyenne de 60575 ppm ;

- Le Cu vient en seconde position avec des teneurs considérables dans la brèche hétérogène (87100 ppm), dans la brèche dolomitique (56100 ppm), dans le shale dolomitique (40600 ppm) et brèche dolomitique (19100 ppm) ;

-101-

Chapitre IV. Géochimie et métallogénie

- Le Mn suit avec des teneurs élevées dans la brèche dolomitique et shale dolomitique ;

- Le Co vient à la troisième position avec des teneurs fortes dans la brèche ferrugineuse (954 ppm) ;

- Le Zn, le Pb précédent le Ni et enfin l'As qui est l'élément le moins représentatif des autres éléments traces métalliques.

L'analyse sur les diagrammes de corrélation des éléments majeurs et les éléments traces métalliques montrent :

- Une indépendance du Cu et du Ni ;

- Une lithodépendance de Co, Mn, Zn et Pb;

- Une lithodépendance de SiO2, K2O et As ;

- Une corrélation entre le Fe et MgO ; Na2O et Fe2O3.

La lithodépendance pour le Co, le Mn, le Zn et le Pb caractérisée par une évolution quasi identique de ces éléments dans les différentes lithologies semble indiquer une même origine.

Le Cu, élément important tout comme le Ni n'est pas lié par cette lithodépendance. Leur anomalie géochimique indique que les apports extérieurs auraient contribué à leur mise en place. Cette indépendance semble indiquer une origine diverse des matériaux constitutifs de ces roches.

-102-

Chapitre V. Interprétation des résultats et conclusion générale

Chapitre V. Interprétation des résultats et
Conclusions générales

Nous allons présenter les différents résultats sous forme de tableau synthétique. Ce dernier comportera les aspects pétrographique, minéralogique, métallographique, géochimique et métallogénique.

Ce tableau permettra d'effectuer une étude géologique du gisement de Shangulowe nord sur ces différents aspects précités.

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Chapitre V. Interprétation des résultats et conclusion générale

Unité lithologique		Pétrographie, métallographie et minéralogie	Géochimie
Formation	Roches types
Ku	Shales argileux	Shale argileux, shale argileux ferrugineux et shale argileux micacé La gangue minéralisée en quartz, phyllite et minéraux opaques. Minéraux métallifères : hématite, goethite
			120000 100000 80000 ^éléments des Teneur en ppm 60000 40000 20000 0	Cu Fe
	Shales Dolomitiques	Shale dolomitique, Shale dolomitique siliceux Minéraux de la gangue: dolomite, quartz, phyllite et minéraux opaques Minéraux métallifères : chalcopyrite, malachite et pseudo-malachite, pyrite, hématite et goethite.
				Shale Shale Brèche Brèche Brèche argileux dolomitique dolomitique ferrugineuse hétérogène Lithologie
			Figure 60 : Distribution du Cu et Fe dans les différents types lithologiques

-104-

Chapitre V. Interprétation des résultats et conclusion générale

CMN	Brèche ferrugineuse	Brèche ferrugineuse Minéraux de la gangue : quartz,
				50
		carbonate et minéraux opaques.		45	SiO2
				40	TiO2
		Minéraux métallifères :		35	Al2O3
		Malachite Hématite, Goethite.
				30	Fe2O3
				25	FeO
	Brèche	Brèche dolomitique, Brèche		20	MgO
	dolomitique	dolomitique siliceuse		15	MnO
				10
		Minéraux de la gangue :			CaO
				5
		Dolomite, Quartz et Minéraux			K2O
		opaques
				0
		Minéraux métallifères :		Shale Shale Brèche Brèche Brèche Na2O argileux dolomitique dolomitique hétérogène ferrugineuse
		Malachite, pyrite, goethite, hématite
			Figure 61: La distribution des éléments majeurs suivant la lithologie

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Chapitre V. Interprétation des résultats et conclusion générale

	Brèche hétérogène	Brèche siliceuse, dolomie gréseux,
		La gangue contient : quartz-
		phyllite-dolomite-malachite-minéraux opaques
		Minéraux métallifères :
		malachite, pyrite, chalcopyrite, hématite, goethite.

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Chapitre V. Interprétations des résultats et conclusions générales

Plusieurs données et analyses ont concouru à des constatations importantes sur tous les plans étudiés du gisement de Shangulowe nord. Cet apport parmi plusieurs qui ont fait mention de ce gisement jadis déclaré épuiser (François, 2006), a diverses significations vu les matières traitées qui orienteront les investisseurs aux nouvelles perspectives.

Rappelons que le gisement cuprifère de Shangulowe se situe dans le polygone minier de Kambove à environ 15 Km au nord-est (Fig.1).

a) Sur le plan cartographique et lithostratigraphique

La carte géologique donne la distribution spatiale des différentes formations rencontrées dans le gisement de Shangulowe nord. Elle confirme que le gisement est composé des matériaux sédimentaires du Groupe de Roan et du Kundelungu, toutes deux unités du Supergroupe Katanguien (Fig. 16).

Le Roan est représenté par une brèche dolomitique, une brèche ferrugineuse et une brèche héterogène d'effondrement résultant probablement selon l'hypothèse émise par (Malago, 2005) de la bréchification d'une mégabrèche du Sous-Groupe de mines essentiellement composée de dolomie de Kambove (R.2.3) ou C.M.N (Calcaires à minéraux noirs).

Le Kundelungu réunit les shales argileux de couleur rouge brunâtre et dolomitique de couleur grise à grise verdâtre.

Les données des sondages prouvent les contacts anormaux qui mettent ensemble les brèches de Roan et les shales de Kundelungu. En profondeur, la dolomie silicifiée est observée soit en contact à la brèche dolomitique ou soit s'alternant au shale argileux. Il s'agit en outre d'une extrusion d'une mégabrèche du sous-groupe de Mines encaissés dans les formations Kundelunguiennes.

Ces réalités de terrain ne permettent pas de présenter une succession normale des couches connaissant la géologie régionale.

Les données des mesures structurales présentent une direction préférentielle de N270°E à N280°E avec des directions secondaires non négligeables.

-107-

Chapitre V. Interprétations des résultats et conclusions générales

b) Sur le plan pétrographique et minéralogique

Les analyses pétrographique et minéralogique des roches appartenant à notre secteur d'étude montrent qu'on a un ensemble des roches sédimentaires détritiques et chimiques constituées des shales argileux micacé, des shales argileux, des shales dolomitiques, de brèche dolomitique, de brèche ferrugineuse et de la brèche hétérogène.

Les minéraux de la gangue sont principalement représentés par la dolomite, la calcite, le quartz, les minéraux phylliteux et les minéraux opaques.

c. Sur le plan géochimique

La distribution des éléments majeurs a montré que :

- Des teneurs en SiO2 assez élevées avec une concentration maximale de 45,4% observée dans la brèche dolomitique de C.M.N et minimale de 39,3% dans le shale dolomitique de Kundelungu ;

- Des teneurs élevées en Fe2O3 et MgO avec des concentrations maximales respectivement de 25,4% toujours dans la brèche dolomitique et de 20,4% observées dans la brèche ferrugineuse; et des concentrations minimales de 19,4% en Fe2O3 et de 4,2% en MgO observées dans la brèche ferrugineuse et dans la brèche dolomitique de C.M .N caractérisant l'action d'oxydation des carbonates dues aux infiltrations dans les fissures, des eaux météoriques dans les brèches dolomitiques qui conduit à la précipitation d'oxydes de fer.

Pour les éléments métalliques :

- Le Fe est le métal prépondérant avec des teneurs fortes dans toutes les roches où le pic atteint 96500 ppm dans la brèche hétérogène suivi de 80600 ppm dans la brèche ferrugineuse avec une moyenne de 60575 ppm ;

- Le Cu vient en seconde position avec des teneurs considérables dans la brèche hétérogène (87100 ppm), dans la brèche ferrugineuse (56100 ppm), dans le shale dolomitique (40600 ppm) et brèche dolomitique (19100 ppm) ;

- Le Mn suit avec des teneurs élevées dans la brèche dolomitique et shale dolomitique ;

- Le Co vient à la troisième position avec des teneurs fortes dans la brèche ferrugineuse (954 ppm) ;

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Chapitre V. Interprétations des résultats et conclusions générales

- Le Zn, le Pb précédent le Ni et enfin l'As qui est l'élément le moins représentatif des autres éléments traces métalliques.

L'analyse sur les diagrammes de corrélation des éléments majeurs et les éléments traces métalliques montrent :

- le Co, le Mn, le Zn et le Pb caractérisée par une évolution quasi identique ont une même origine ;

- Tandis que le Cu, élément important tout comme le Ni serait lié aux apports variés.

d. Sur le plan métallogénique

L'étude métallographique montre une association minéralogique constituée des oxydes de fer (la goethite et l'hématite) en quantité importante ; des carbonates hydratées de cuivre (malachite), des sulfures de cuivre et de fer (chalcopyrite et pyrite).

Cette minéralisation se présente soit en dissémination dans la matrice dolomitique et argilo-ferrugineuse soit en remplissage dans des fissures.

Les relations entre ces différents minéraux métallifères suggèrent la chronologie suivante :

Pyrite Hématite Goethite

Chalcopyrite Malachite Azurite Pseudo Malachite

La minéralisation en chalcopyrite et pyrite disséminée dans la brèche dolomitique et dans le shale dolomitique est une preuve du contrôle lithologique d'une partie de la minéralisation, expliquant une origine syngénetique. En outre, le contrôle structural prouvé par la présence de la minéralisation liée aux accidents tectoniques c'est-à-dire localisée dans les zones de discontinuités représentées par les joints, les cassures et les failles.

-109-

Références bibliographiques

RéFéRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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Liste des figures

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Localisation du secteur d'étude (Shangulowe) 4

Figure 2 a et b : Flore de Shangulowe 5

Figure 3 : Carte géologique du Katanga 6

Figure 4 : Localisation des chaines affectant le Sud-est du Katanga et la Zambie 14

Figure 5 : Les phases D1 et D3 sur l'Arc Lufilien 16

Figure 6 : Carte synthétique d'isogrades métamorphiques dans le Katanguien 17

Figure 7 : Types de minéralisation de l'Arc Cuprifère Katangais 18

Figure 8 : carte géologique et gisements de Cu-Co 21

Figure 9 : Présentation des coupes 24

Figure 10 : Section géologique de la coupe 1 27

Figure 11 : section géologique de la coupe 2 30

Figure 12: section géologique de la coupe 3 33

Figure 13 : section géologique de la coupe 4 36

Figure 14 : Emplacement des points de sondage 37

Figure 15 : Localisation des points d'échantillonnage, des sondages et les coupes 52

Figure 16 : Carte géologique de Shangulowe nord 53

Figure 17 : Histogramme de fréquence des plans de stratification 59

Figure 18 : Rosace de fréquence des plans de stratification 59

Figure 19 : Shale dolomitique 61

Figure 20 : shale dolomitique (Lame SG05 vue en LPNA et en LPA) avec un grossissement X10 62

Figure 21 : Shale argileux 63

Figure 22 : Shale argileux (Lame SG08 vue en LPNA et en LPA) avec un grossissement X10 64

Figure 23 : Brèche hétérogène à l'affleurement 65

Figure 24 : Brèche hétérogène (Lame polie EC.10 vue en LPNA) avec un grossissement X10. 66

Figure 25 : Brèche dolomitique 67

Figure 26 : Dolomie (Lame polie EC.02 vue en LPNA) avec un grossissement X10. 68

Figure 27 : Brèche ferrugineuse 69

Figure 28 : Brèche ferrugineuse en brèche (Lame EC.14 vue en LPNA et en LPA) avec un grossissement X10 70

Figure 29 : De gauche à droite lame EC.05 et lame EC.18 en LR avec un grossissement X10 71

Figure 30 : Lame EC.08 en LR avec un grossissement X10 72

Figure 31 : De gauche à droite : Lame EC.09, EC.07 en LR avec un grossissement X10. 73

Figure 32 : De gauche à droite ; Lame, EC.23 et EC.24 en LR avec un grossissement X10 73

Figure 33 : Lame EC.01 et lame EC.01 en LR avec un grossissement X10 74

Figure 34 : Lame EC.14 et Lame EC.14 en LR avec un grossissement X10 75

-113-

Liste des figures

Figure 35: La distribution des éléments majeurs suivant la lithologie 79

Figure 36 : Répartition des éléments majeurs (en %) dans les différents types lithologiques 79

Figure 37: Variation de teneurs de Cu dans les différentes lithologies 82

Figure 38 : Variation de teneurs en Co en fonction de la lithologie 82

Figure 39 : Variation de teneurs en Zn en fonction de la lithologie 83

Figure 40: Variation des teneurs en Pb en fonction de la lithologie 84

Figure 41 : Variation des teneurs en Fe dans les différentes lithologies 85

Figure 42: Variation des teneurs en Mn dans différentes lithologies 86

Figure 43 : Variation des teneurs en As dans différentes lithologies 87

Figure 44: Variation des teneurs en Ni dans différentes lithologies 88

Figure 45 : Matrice de corrélation (n=5) 89

Figure 46 : Corrélation entre K2O et SiO2 90

Figure 47 : Corrélation entre CaO (%) et K2O (%) 90

Figure 48 : Corrélation entre Na2O (%) et Fe2O3 (%) 91

Figure 49 : Corrélation entre Fe (ppm) et Fe2O3 (%) 91

Figure 50 : Corrélation du Fe (ppm) et MgO (%) 92

Figure 51 : Corrélation entre Co (ppm) et MnO (%) 92

Figure 52 : Corrélation entre Co (ppm) et Zn (ppm) 93

Figure 53 : Corrélation entre Pb (en ppm) et Co (en ppm) 93

Figure 54 : Corrélation entre Pb (ppm) en Zn (ppm) 94

Figure 55 : Corrélation entre Pb (ppm) et TiO2 (%) 94

Figure 56 : Corrélation entre Co (ppm) et TiO2 (%) 95

Figure 57 : Corrélation entre Zn (ppm) et TiO2 (%) 95

Figure 58 : Corrélation entre As (ppm) et SiO2(%) 96

Figure 59 : Corrélation entre As et K2O 96

Figure 60 : Distribution du Cu et Fe dans les différents types lithologiques 103

Figure 61: La distribution des éléments majeurs suivant la lithologie 104

-114-

Liste des tableaux

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Lithostratigraphie du Katanga 13

Tableau 2 : La coupe I 25

Tableau 3 : Levé géologique de la coupe 2 28

Tableau 4: La coupe 3 31

Tableau 5 : La coupe 4 34

Tableau 6 : Sondage SGS 05 38

Tableau 7 : Sondage SGS 11 39

Tableau 8 : Sondage SGS 19 40

Tableau 9 : Sondage SGS 27 42

Tableau 10 : Sondage SGS 034 43

Tableau 11 : Sondage SGS 35 44

Tableau 12 : Sondage SGS 39 45

Tableau 13 : Sondage SGS 28 46

Tableau 14 : Les mesures de direction et pendage 54

Tableau 15 : Présentation des mesures structurales en classes 58

Tableau 16 : Teneur des éléments majeurs (en %) 77

Tableau 17 : Teneurs des éléments métalliques (en ppm) 78

Tableau 18 : Paramètres statistiques de base des éléments métalliques 78

Tableau 19 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 05 97

Tableau 20 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 11 97

Tableau 21 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 19 97

Tableau 22 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 27 98

Tableau 23 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 34 98

Tableau 24 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 39 98

Tableau 25 : Répartition de la minéralisation dans le sondage SGS 28 99

-115-

Table des matières

TABLE DES MATIèRES

Dédicace i

Epigraphe ii

Remerciement iii

Introduction 1

1. PRESENTATION DU SUJET 1

2. BUT DU SUJET 2

3. METHODES ET TECHNIQUES UTILISEES 2

3.1. La documentation technique 2

3.3. L'échantillonnage 3

4. SUBDIVISION DU TRAVAIL 3

Chapitre I : Généralités 4

I.1. CADRE GEOGRAPHIQUE 4

I.1.1. Localisation du secteur d'étude 4

I.1.2. Climat 4

I.1.3. Géomorphologie et Hydrographie 5

I.1.4. Végétation 5

I.1.5. Altération 6

I.2. CADRE GEOLOGIQUE 6

I.2.1. Aspects régionaux 6

I.2.2. Aspects locaux 20

I.2.2.1. Présentation du secteur d'étude 20

I.2.2.2. Aspects pétrographique et structural 21

Chapitre II : Cartographie et lithostratigraphie 23

II.1. METHODOLOGIE DU TRAVAIL 23

II.2. CARTOGRAPHIE 24

-116-

Table des matières

II.2.1. PRESENTATION DES DONNEES 24

II.3. ETUDE LITHOSTRATIGRAPHIQUE 37

II.3.1. DONNEES DE SONDAGE 37

II.3.2. LOG STRATIGRAPHIQUE 48

II.4. TRAITEMENT STATISTIQUE DES MESURES (DIRECTION ET PENDAGE DES

COUCHES) 54

II.3. CONCLUSION PARTIELLE 60

Chapitre III : Pétrographie, minéralogie et métallographie 61

III.0. INTRODUCTION 61

III.1. DESCRIPTION PETROGRAPHIQUE SUR LES DIFFERENTES FORMATIONS 61

III.1.1. SHALES DOLOMITIQUES (EC.12) 61

III.1.2. SHALES ARGILEUX 63

III.1.3. BRECHE HETEROGENE (EC.18 et Figure 23) 64

III.1.4. Brèche dolomitique 67

III.1.5. BRECHE FERRUGINEUSE 69

III.2. ETUDE METALLOGRAPHIQUE 71

III.2.1. LES SHALES DOLOMITIQUES 71

III.2.2. LES SHALES ARGILEUX 72

III.2.3. LA BRECHE HETEROGENE 72

III.2.4. BRECHE DOLOMITIQUE 74

III.2.5. LA BRECHE FERRUGINEUSE 74

III.3. CONCLUSION PARTIELLE 76

Chapitre IV : Géochimie et métallogénie 77

IV.1. INTRODUCTION 77

IV.2. PRESENTATION DES RESULTATS 77

IV.3. VARIATIONS DES ELEMENTS METALLIQUES 82

-117-

Table des matières

IV.4. CORRÉLATIONS INTERÉLÉMENTS 88

IV.5. CONCLUSION PARTIELLE 100

Chapitre V. Interprétation des résultats et Conclusions générales 102

Interprétions et modèle de mise en place de la minéralisation 97

Références bibliographiques 109

Liste des figures 112

Liste des tableaux 114