Memoire Online - L’étude pétro- métallogénique du gisement d’or de Tasiast, Mauritanie (fosse west Branch).

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université des frères Mentouri - Constantine

Faculté des Sciences de la Terre, de Géographie et de l'Aménagement du Territoire

En vue de l'obtention du Diplôme de Master II Option : Ressources Minérales et Géomatériaux

Président : Mr Shout Hocine Prf à U Frères Mentouri Constantine Promotrice : Mme Oulebsir Fatiha MAA à U Frères Mentouri Constantine Examinateur : Mr Kehal Ahcene. MAA à U Frères Mentouri Constantine

Dédicace

Remerciements

Nous tenons à remercier toutes les personnes qui ont de près ou de loin contribué à la conception de ce mémoire.

Tout d'abord nous remercions sincèrement notre promotrice Mme Oulebsir Fatiha d'avoir accepté de nous encadré et pour leurs précieux conseils et ses édifiantes orientations.

Nos remerciements s'adressent également à monsieur Ould Mokhtar Didi pour leurs orientations, on n'oublie pas de remercions Dr Mostapha Ghazouani et le chef de mine Mr Ahmed Ouled Hammadi qui nous ont facilité d'avoir permis de notre stage à Kinross Tasiast.

Nos remerciements vont également aux personnels de la Société Kinross Tasiast. Là où on a effectué la partie pratique de notre mémoire. Il s'agit les géologues : Ahmedou Ould Taleb le chef des géologues au département de l'exploration ainsi que Hafedh Senny, Ahmed Sid'Ahmed Wen, Moulay Mohamed, Nadia, Grigory Snow, Sidi Med Mohamed Mahmoud et Brahim Ouled Mahfoudh

On remercie également le président Mr Shout Houcine et les membres du jury Mr Kehal Ahcene d'avoir acceptés d'examiner notre travail.

Nos remerciements vont également à Mme Ait Abdelouaheb Djaouza et Mr Kacimi Mohamed qui nous ont aidés, à confectionner les sections polies, avec leurs précieux conseils.

Nos sincères reconnaissances et gratitudes à tous mes enseignants, du primaire aux études supérieures et en particulier les enseignants du département des sciences géologiques à UFMC, pour les efforts qu'ils ont nous fournis durant notre formation.

Enfin nos remerciements vont à nos collègues géologues et en particuliers à notre promotion qui nous les dédions ce travail.

Sommaire :

Résumé

Le gisement de Tasiast cas de la Fosse West Branch, se situe au Nord-Ouest de la Mauritanie, dans la partie sud-ouest, partie Occidental ou l'Archéen, de la dorsale Réguibat, formée de roches archéennes, de dômes granito-gneissiques et des sillons de roches volcano-sédimentaires, des ceintures de roches vertes dont la plus complète du point de vue lithologique est la ceinture d'Aouéouat.

La lithologie est représentée par des roches intermédiaires, acides, schistes vertes et des formations de fer rubanée à magnétite (BIM), l'ensemble de ces faciès est envahi est recoupé d'une façon discordante par des Dykes de composition gabbro-doléritique. L'ensemble est affecté par une tectonique archéenne et un épisode hydrothermal porteur de minéralisation aurifère.

Les minéralisations à la West Branch sont encaissées dans les roches intermédiaires (Granodiorites) intrusifs dans le felsite se sont mis en place à l'Archéen.

La minéralisation aurifère est d'origine hydrothermale est associée à la pyrite, pyrrhotite, et chalcopyrite.

Mot clés : Craton Ouest Africain, dorsale Réguibat, Archéen, Tasiast, roches vertes, BIM, Felsite, Schiste, hydrothermal, minéralisation Aurifère, or, magnétite, pyrrhotite et Pyrite,

Première partie : Introduction Chapitre I : Généralités

I.1. Objectif et méthodologie du travail

L'objet assigné à ce travail est l'étude Pétro- métallogénique du gisement d'Or de Tasiast (fosse West Branch), à travers une approche géologique prenant en compte les aspects structuraux, pétro-métallogénique et hydrothermaux de la ceinture des roches vertes Archéenne de Aouéouat qui abrite le gisement.

Au cours de ce projet, on a effectué un stage d'environ deux mois dans la mine de Tasiast, totalisant plusieurs jours de terrain. Les échantillons de roches récoltés, en vu de confectionner des lames minces et des sections polies, ont été préparés, traités et analysés au laboratoire minéralogique de notre faculté, FSTGAT à UFM Constantine.

Pour le traitement des données analytiques et cartographiques on a travaillé sur les logiciels (Surpac, Leapfrog, et Micromine) et pour les données théoriques on a bénéficié de quelques rares documents relient à notre projet d'étude.

Le premier chapitre étant une synthèse bibliographique sur les travaux antérieurs.

Le deuxième chapitre décrit le socle Précambrien de l'Afrique de l'Ouest et la géologie régionale.

Dans le troisième chapitre nous avons décrit le contexte géologique à l'échelle de la ceinture d'Aouéouat ainsi que la géologie locale de la zone d'étude (West Branch).

Le quatrième chapitre est consacré à l'étude pétrographique de la zone West Branch. Le cinquième chapitre est consacré à Etude métallogénique de la West Branch. Enfin une conclusion générale.

I.2. Situation géographique de la mine de Tasiast

La région de Tasiast se trouve au Nord-ouest de la Mauritanie, à environ 300 km au Nord-est de la capitale Nouakchott et à 250 km au Sud-est de la ville de Nouadhibou, est localisé à 446600E, 2275600N (UTM, WGS84, Zone 28N).

Figure 1 : Carte localisant de la mine de Tasiast, en Mauritanie (Rapport Kinross, 2014).

La zone de Tasiast comporte actuellement cinq permis de recherche minière (PRM) individuels et contigus d'une surface totale de 6 306 km².

Figure 2 : Carte des subdivisions du territoire de Tasiast d'après les permis d'exploration (Rapport

I.3. Aperçu historique des travaux sur Tasiast

y' Le Tasiast a été exploré en premier temps pour les pegmatites, les sulfures et les minerais de fer, avant la mise en évidence de plusieurs anomalies d'or sur la ceinture d'Aouéouat, dont les plus favorables, dépassent 900 ppb, ont été détectés au niveau de la zone de Tasiast.

y' Le bureau de la recherche et de la géologie minière (BRGM) avait entrepris l'exploration durant la période coloniale puis, la Société Nationale Industrielle et Minière de la Mauritanie (SNIM) a pris le relais entre 1962 et 1993.

y' De 1993 à 1996, la prospection est prise en charge par l'Office Mauritanien de la Recherche Minière (l'OMRG).

y' En 2001, le gisement passe à « Midas gold », « Géomaque » en 2003 et finira en 2004 chez « Rio Narcea Gold Mines » qui a créé la société « Tasiast Mauritanie Limited ».

y' En 2007, lunding possède le gisement avant qu'il soit vendu à « Red Back Mining ».

y' C'est une mine d'or à ciel ouvert inaugurée en 2007 par le président mauritanien dont les opérations commerciales ont débuté en 2008.

? « Kinross Gold Corporation » troisième producteur d'or en Canada, a pu acquérir toutes les actions de la mine de Tasiast en Septembre 2010, à cette date les ressources et les réserves étaient de 196 millions de tonnes avec une teneur de 1,47 g/t d'Or.

Après le début des travaux, KINROSS a pu multiplier le nombre de carrières et a augmenté le taux des travaux.

I.4. Les opérations minières à Tasiast

L'extraction s'effectue pour le premier temps au niveau du quartier « Piment » et quelques carrières voisines, dans la partie Nord du gisement, actuellement Tasiast exploite une grande nouvelle carrière à la partie Sud du gisement appelé West Branch.

Le minerai extrait est séparé, concassé et broyé pour passer en lixiviation en charbon pour le plus favorable et en lixiviation en tas pour le moins favorable.

Les déchets sont stockés dans des bassins de rétention et des digues à résidus avant de subir un traitement et un recyclage sur place.

Les eaux usées de la mine passent à l'usine de traitement récemment installée, quand aux effluents, ils sont éliminés par un champ de pulvérisation.

Chapitre II :

Le socle Précambrien de l'Afrique de l'Ouest

II.1. Aperçu sur le Précambrien d'Afrique et son importance économique

Les terrains Archéens et plus largement Précambriens sont d'une grande importance économique à l'échelle du globe car ils englobent l'essentiel de l'or dit orogénique, de l'or des paléo-placers, des VHMS (Volcanic-Hosted Massive Sulfide), le Ni et Cu associés aux Komatiites et les formations ferrifères litées (BIF ou Banded Iron Formations).

Ils englobent aussi les intrusions post-archéennes riches en PGE (Platinium Group Elements), en Cr et Ni ainsi que les formations diamantifères, les latérites nickélifères et les bauxites.

D'autres provinces géologiques riches en ressources minérales sont aussi décrites comme étant développées sur les marges des noyaux archéens (Protérozoïques).

Les terrains archéens sont aussi des laboratoires naturels apportant les réponses aux questions fondamentales liées au début de l'évolution de notre planète quand les premières croûtes continentales sont extraites à partir de la Terre primitive.

Toutes ces questions sont liées aux processus s'opérant dans le manteau terrestre, à la nature de la lithosphère formée aux temps archéens et aux processus de formation, de stabilisation et de préservation des continents par les processus géodynamiques. Ces derniers ne peuvent être directement liés aux processus actuels s'opérant dans ou aux frontières des plaques lithosphériques sur la base du principe de l'actualisme. Les processus s'opérant à l'archéen devaient donc être différents impliquant ainsi des approches différentes

L'Afrique précambrienne présente 57% de la superficie du continent noir. Elle est composée de quatre cratons (Figure 04) qui correspondent chacun à des croûtes continentales stabilisées vers 1,6 Ga et séparées par des zones plus ou moins larges appelées ceintures orogéniques ou zones polycycliques.

L'importance géologique et géographique du précambrien africain est accentuée par son importance économique, puisqu'il recèle d'importants gisements d'or, de chrome, de cuivre, de diamant, de fer, de nickel, des platinoïdes, d'uranium, d'étain, de manganèse, etc.

Quelques données de BRGM montrent l'importance économique de l'Afrique précambrienne (in Marot et al, 2003), par exemple :

- 98 % de l'or et 75% du fer d'Afrique (production passée et ressources) proviennent des cratons antérieurs à 1.6 Ga,

- 60% en valeur de la production mondiale de diamant gemme provient d'Afrique dont la moitié est portée par les cratons précambriens,

- 92% du nickel d'Afrique (production passée et ressources) proviennent aussi des cratons antérieurs à 1.6 Ga,

- 52% de la production mondiale de chrome (1998) et 90% du chrome d'Afrique (production passée et ressources) proviennent respectivement du craton du Kalahari et des autres cratons antérieurs à 1.6 Ga

- 99% des platinoïdes d'Afrique (production passée et ressources), soit 85% des réserves mondiales proviennent également des cratons antérieurs à 1.6 Ga dont 93% pour la seule période du Paléoprotérozoïque.

II.2. Le craton Ouest Africain

L'ossature de l'Afrique de l'Ouest est constituée par un socle précambrien communément appelé craton Ouest Africain (environ 4.500.000 km²). Métamorphisé, poly-déformé, totalement stabilisé vers 1700 Ma, ce craton apparait suivant deux dorsales: Réguibat au Nord et Man au Sud. Il affleure aussi dans les boutonnières de Kayes et de Kéniéba-Kédougou (de part et d'autre de la frontière entre Sénégal et Mali). Le reste du craton est couvert par des dépôts de plate-forme dont les plus anciens sont datés de 1000 Ma. Il s'agit de séries épaisses conservées de façon plus ou moins constante dans les grands bassins de Tindouf et Taoudeni ainsi que les bassins du Gourma, de Bowé et le bassin voltaïque.

Les deux dorsales représentent deux domaines assez distincts et nettement contrastés tant par l'âge des formations que par leurs caractères pétrographiques et lithologiques: un domaine occidental essentiellement Archéen (daté de 2700 Ma) et un domaine oriental où prédominent largement des formations Birrimiennes (2000-2200 Ma). Ces deux domaines sont séparés par les zones de cisaillement de Sassandra (Man) et Zednès (Réguibat) et qui semblent correspondre aux extrémités d'un unique cisaillement passant sous le bassin de Taoudeni.

Cependant la position des boutonnières de Kéniéba-Kédougou et l'absence d'Archéen en leur sein posent un problème quant à la continuité entre l'Archéen mauritanien et celui de Man (Abdivall. T, 1994).

Figure 5 : La carte du craton Ouest Africain, (modifié d'après Abdivall.T,1994)

II.3. Généralité sur l'Archéen

L'Archéen (4.0 Ga à 2.5 Ga) est une période d'intense activité magmatique qui a produit plus des trois quart 3/4 de la croute continentale à partir du manteau.

A cette période le gradient géothermique de la terre était beaucoup plus élevé que celui connu aujourd'hui.

Les unités archéennes sont réparties partout dans le monde et présente successivement trois 03 grand ensembles :

La formation du socle granito-gneissique dérive, à l'origine, de la fusion d'une roche magmatique basique métamorphisée dans un contexte de subduction.

En effet, le socle plus jeune et plus chaud à l'Archéen est constitué de roche sédimentaire et de roche volcanique basique. Il va alors s'enfoncer et commencer à se métamorphiser en amphibolite puis en éclogite. A cette profondeur et ces conditions de pression et de température la plaque va pouvoirs fondre avant de se déshydrater complètement et donner une croute continentale plus basique caractéristique des unités archéennes appelées aujourd'hui TTG (Tonalite-Trondjhémite-Granodiorite).

La ceinture de roches vertes se constitue principalement de roches volcano-sédimentaires déposées sur les unités granito-gneissique.

Ces ceintures présentent partout dans le monde les mêmes successions d'unités géologiques;

A sa base, des unités volcaniques ultrabasiques très denses du type Komatiite (d=3.3), dont le degré de fusion était très élevé à l'époque de l'archéen, soit 50 à 60% de fusion pour des températures aux alentours de 1600-1650°. Dans sa partie médiane, on retrouve les unités volcaniques basaltiques d'affinité tholeïtique intercalées avec des unités sédimentaires. Avec une différenciation pour les sédiments, la partie inférieure est généralement constituée d'unités détritiques (grauwack et conglomérats). Puis, en montant dans la colonne stratigraphique, ces sédiments évolueraient vers des dépôts chimiques issus de la dissolution du fer et de la silice, qui vont précipiter dans des milieux réducteurs, et formé les unités de BIF.

Nous avons parfois en fin de série des unités volcanique plus acide (dacite, rhyolite), qui viennent s'intercalées aux unités magmatiques basiques et au sédiment.

Les granites tardifs sont d'affinité calco-alcaline et représentent la cristallisation de matériel résiduel issu du manteau suite a l'adjonction créée par la formation de la suite TTG.

La mise en place de ces différentes unités a pu être possible non seulement grâce à des mouvements de plaque horizontaux qui est le principal acteur tectonique opérant des la fin de l'Archéen (2.5 Ga à aujourd'hui), mais aussi grâce à des processus de mouvements horizontaux basés sur un processus

gravitaire, appelé sagduction (phénomène se traduisant par une instabilité entre des roches de différente densité), soit sur la différence de densité des différentes unités (Chris. Br, 2011).

II.4. Aperçu sur la géologie de la dorsale Réguibat

La dorsale Réguibat est un vaste bombement allongé NE-SW formant la partie septentrionale du craton Ouest Africain, elle s'étend pour l'essentiel en Mauritanie et au Sahara Occidental (partie centrale et occidentale) ainsi qu'en Algérie (partie orientale).

Elle se situe entre les 20° et 27° de latitude Nord et 3° et 16° de longitude Ouest couvrant une zone de l500 Km de long et sur 250 à 400 Km de large.

Cet important domaine, formé en grande partie de terrains catazonaux plissés et de granites dont les âges se situent entre 3000 et l600 Ma, est limité à l'Est et l'Ouest par deux zones mobiles

(celle de l'Afrique Centrale et celle de l'Afrique de l'Ouest respectivement) dont l'édification s'est effectuée entre le Panafricain (700 à 650 Ma) et le Carbonifère inférieur (300 - 325 Ma). Au Nord et au Sud, il s'ennoie sous les bassins de Tindouf et de Taoudeni respectivement.

A l'image de son équivalent méridional (dorsale de Man), la dorsale Réguibat se subdivise en deux domaines:

Un domaine occidental quasiment archéen formé par un socle affecté par un métamorphisme catazonal ainsi que des unités de type greenstone-belts et des quartzites ferrifères.

Un domaine central et oriental essentiellement Birrimien c'est à dire d'âge Protérozoïque inférieur (2,1 #177; 1 Ga), dominé à l'Ouest par des granites intrusifs et à l'Est par des formations volcaniques et sédimentaires reposant sur un substratum gneissique et migmatitique comportant aussi des granitoïdes orientés (Abdivall. T, 1994).

Figure 7 : Carte simplifiée de la dorsale Réguibat(modifiée d'après Abdivall. T, 1994)

II.5. L'Archéen de la dorsale Réguibat

II.5.1. Lithologie

La lithologie concernant la partie Archéenne de la dorsale de Réguibat, elle est typiquement

? La région regroupant Tasiast, Lebzenia et OumAbama, où se concentrent principalement les suites TTG surmontées de complexes volcano-sédimentaires sont retranchées par des intrusions de granitoïde riche en béryllium (2.8 Ga à 2.6 Ga).

? La région regroupant Amsaga, Tiris et Ouassaf où se concentrent les formations de gneiss métamorphiques et des formations ferrifères (Tiris) : Amsaga présente des gneiss charnokityques, des orthogneiss migmatitiques reflétant la composition des Trondhjémite, et des paragneiss reflétant la composition des leptynites et des métapélites. Ces trois unités sont métamorphisées dans la fenêtre des granulites et recoupées par le granite de Touijenjert et par les gabbros d'Iguilid (2.7 Ga). Ces épisodes marquent la fin du métamorphisme de haut degré. Les formations de Tiris abritent majoritairement des gneiss à hypersthénie et des leptynites à grenats, avec des intercalations de pyroxéno-amphibolites, de cipolins et de gneiss à biotite.

Ces unités sont recouvertes par les quartzites ferrifères à magnétite (BIM = Banded Iron Magnetic) qui vont venir formés les gneiss très riche en fer.

Les unités d'Ouassaf sont séparées des régions plus au sud par la faille de El Mdena, elles se composent de gneiss, et de leptynite. Ici les unités quartzite ferrifères sont directement associées aux amphibolites, aux leptynites et aux cipolins dessinant en carte des structures rectilignes orientées NW-SE.

? La région de Ghallaman se décrit par une multitude de panneaux gneissiques orientés

NNW-NNE, la région se compose également de gneiss à biotite et de quartzite ferrifères à l'Est, d'amphibolite et de gneiss alumineux (Chris.Br, 2011).

Figure 8 : Carte géologique de la partie Archéenne de la dorsale Réguibat avec les ceintures des
roches vertes (British Geological Survey, 2004)

II.5.2. Métamorphisme

L'Archéen du craton Ouest-Africain et en particulier celui de la dorsale Réguibat est métamorphique. On note cependant que l'intensité du métamorphisme diminue de l'ouest (faciès granulite / amphibolite de haut degré) vers l'est (faciès amphibolite).

Le principal épisode de métamorphisme est suivi par une rétromorphose généralisée dans le faciès schiste vert.

Le stade catazonal est généralement le mieux exprimé, suivi successivement par un stade amphibolitique, puis un stade «schistes verts«, de façon plus ou moins continue.

Les minéraux caractéristiques de ces trois stades sont les suivants (Bronner et al, 1992) :

? Stade granulitique : Orthopyroxène, Clinopyroxène, Grenat, Biotite, Silice, feldspath potassique.

Les caractéristiques les plus remarquables du métamorphisme catazonal de l'Archéen de la dorsale Réguibat, comme la plus part des formations archéennes du monde, est de présenter des variations d'intensité sur des étendues considérables.

II.5.3. Différentes phases de déformations.

Les unités archéennes du craton Ouest Africain impliquent deux phases de déformations :

? Une première étape de plissement régional (D1) synchrone au métamorphisme, généralisant une même foliation sur toutes la région, qui vient se parallélisé a la stratification. On y retrouve parfois des plis semblables syn-schisteux.

? Une deuxième étape de plissement (D2) d'échelle métrique à kilométrique remarqué dans les formations de Quartzite ferrifères sous forme de plis à cannelures, cette seconde phase reprend parfois les plis isoclinaux post-schisteux dont les axes seront subparallèles à ceux hérité de la phase de plissement D1.

? Une dernière phase de plissement (plurikilométrique) manifesterait par le redressement des axes de plis de la phase D2.

? Une phase de sagduction comme présenté ci-dessus qui caractérise ici les régions de

Tiris, Tasiast et Oum Abana, qui va affecter les anticlinaux des déformations précédentes et parfois provoqué l'effacement de certaine de ces structures hérité des phases de plissements.

II.6. L'unité de Tasiast et les ceintures des roches vertes

II.6.1. Cadre géologique

La région de Tasiast appartient à l Archéen de la dorsale Réguibat et comprend une zone granito-gneissique et une ceinture de roches vertes (greenstone belt).

L'ensemble granito-gneissique est constitué de suite de tonalite-granodiorite, de gneiss migmatitiques, de migmatites granodioritiques et de petites intrusions de pegmatite.

La ceinture de roches vertes est composée de péridotites, de serpentinites et d'amphibolites, de quartzites et schistes mafiques. La ceinture de roches vertes s'étend en direction N-S à NNE-SSW sur 80 km de long et sur 5 km de large; il renferme des BIF de magnétite.

La schistosité qui affecte les roches vertes et le feuilletage des BIF à magnétite s'accordent bien avec la direction générale de la ceinture de roches vertes, avec le pendage de 60-80° vers l'Est ou vers l'Ouest.

Figure 9: Carte géologique régionale de la région de Tasiast (modifiée d'après la carte de Chamie

II.6.2. Lithologie

Les formations archéennes de Tasiast sont organisées en un socle granito-gneissique et des formations supracrustales (volcano-sédimentaires) correspondant à des ceintures de roches vertes.

Le socle granito-gneissique est formé essentiellement par des roches appartenant à la série des tonalites-trondhjémites-granodiorites (TTG). Les roches dominantes sont les orthogneiss migmatitiques et les granodiorites.

Les roches supracrustales ou ceintures de roches vertes correspondent au remplissage des bassins entre les dômes granito-gneissiques. Elles sont constituées d'un complexe de roches volcano-sédimentaires.

Au niveau de Tasiast, quatre ceintures de roches vertes ont été identifiées (Figure 10), d'Ouest en Est (Marot et al. 1997) :

? La ceinture de Hadeïbt Agheyâne, (+25 km de long sur 5 km de large) à matériel basique, ultrabasique et volcano-sédimentaire sans quartzites ni BIF.

? La ceinture Khnéfissat, (+66 km de long sur 9 km de large) dépourvue de BIF aussi, séparée de la précédente par des paras et orthogneiss injectés de pegmatites.

? La ceinture de N'daouas (ou ceinture d'Ahmeyim), (20 km de long sur 6 km de large) où les formations mafiques prédominent (métabasalte, schiste ultrabasique), avec la présence de sherts, de sills felsiques et de nombreux filons de quartz.

? La ceinture d'Aouéouat (ou de Chami), (+57 km de long sur 8 km de large).C'est la ceinture la plus complète du secteur. Elle est composée de métadacites, de métabasaltes, d'amphibolites à intercalations de gabbros, de quartzites micro conglomératiques et de quartzites ferrugineux à magnétite (BIF).

La géochimie sur roche totale des diverses lithologies Volcano-sédimentaires des ceintures de roches vertes suggère que ces dernières ont été à l'origine de la mise en place dans un contexte d'arc insulaire. Il est possible que les ceintures de roches vertes aient formé à l'origine des carapaces plus continues au-dessus du socle gneissique.

On note enfin que les terrains archéens de Tasiast sont recoupés par des intrusions granitiques tardives datées de 2,6 Ga et par des dykes de dolérite d'âge Méso-cénozoïque (contemporaine avec l'ouverture de l'océan atlantique nord) (Ould Moktar.D, 2009).

Figure 10: Carte lithologique de Tasiast présente les différentes ceintures de roches vertes,

Chapitre III :
L'unité d'Aouéouat

III.1. Contexte géologique à l'échelle de la ceinture d'Aouéouat

Le district de Tasiast comporte plusieurs ceintures de roches vertes orientées globalement Nord-sud renfermées dans un ensemble de roches intrusives gabbroïques à granitiques et de dômes de gneiss. Ces ceintures de roches vertes comprennent des séquences volcaniques mafiques à felsiques et des ensembles sédimentaires, détritiques ou à quartzite rubanées ferrugineuses à magnétite.

Les roches des ceintures ont subi un métamorphisme de faciès schiste vert à amphibolite inférieur. Des pegmatites non déformées post-tectoniques sont recoupées par des filons basiques orientés NNE-SSO ou approximativement E-O.

La ceinture d'Aouéouat est la plus étendue (10 km) des ceintures du district et contient l'ensemble des gisements aurifères de Tasiast (Figure 10). Les ceintures de Kneifissat et d'Imkébden représenteraient en réalité une seule et même ceinture venant se joindre à celle d'Aouéouat dans sa partie nord.

III.1.1. Les différentes unités litho-stratigraphiques d'Aouéouat

Afin de placer plus facilement les différentes formations géologiques dans leur contexte tectonique régional, celles-ci sont décrites en tant qu'unités litho-tectoniques ou litho-stratigraphiques, c'est-à-dire au sein desquelles la nature et la stratification restent homogènes et continues. La description se base sur la carte de la figure 11.

? L'unité stratigraphique inférieure d'Aouéouat, c'est-à-dire reposant directement sur le socle,
en discordance ou non, est constituée d'un ensemble volcanique ultramafique à mafique (en rose et vert foncé). Cette unité pourrait être équivalente à celle retrouvée dans la ceinture d'Imkébden (en marron) si aucune suture ne sépare ces deux ceintures.

Les roches se présentent sous la forme de schistes à talc-trémolite ou chloriteux avec parfois des textures spinifex préservées, le protolithe correspond à des laves komatiitiques ou à des laves un peu plus évoluées de composition mafique.

Deux phases de déformation ont été enregistrées puisque une schistosité pénétrative est reprise par une schistosité de crénulation. Cette unité est datée seulement par chronologie relative, puisque située en base de la stratigraphie et qu'aucune méthode n'a permis de la dater.

En raison de la fort teneur en magnésium de ces roches d'affinité komatiitique, celles-ci ont pu se mettre en place dans un contexte de point chaud.

? L'unité stratigraphique intermédiaire d'Aouéouat (en vert pâle et en vert clair), est discordante
à l'unité inférieure ultramafique. Elle est composée de laves de composition mafique à felsique ainsi que d'intrusions intermédiaires, dont l'origine pétro-génétique est mal connue, cette formation

pourrait appartenir à une série calco-alcaline pouvant être équivalent à l'ensemble de Blake River de la ceinture de roches verte d'Abitibi.

A West Branch, une grande partie de cet ensemble volcanique est de composition intermédiaire et les tufs felsiques sont parfois inter-lités avec des sédiments volcano-clastiques ou des formations de fer magnétiques.

En revanche, plus au nord (C67), en descendant dans la série stratigraphique, cette formation est dominée par des roches de composition moins évoluée, de mafique à intermédiaire, et les tufs felsiques sont peu abondants. Ces intrusions d'affinité tonalitique pourraient être issues d'uns suite TTG dans un contexte de subduction à faible profondeur ou de fusion de la croûte dont le faciès est celui des amphibolites.

Les zircons des roches ignées de West Branch indiquent des âges compris entre 3000 et 2990 Ma. De plus, des xénolites provenant du socle ont permis de le dater de 3220 Ma à 3293#177;17 Ma. Soit une croûte de 200 à 300 Ma plus vielle que l'unité stratigraphique intermédiaire. 20 à 30 Ma après la mise en place de la formation précédente, des batholites granodioritiques et des intrusions porphyriques de composition acide se mettent en place (en orange), lors d'un événement plutonique calco-alcalin d'âge 2970 à 2960 Ma. Des plutons granodioritique à tonalitique de N'Daouâs avec des teneurs en SiO2 comprises entre 65,8 et 77,5% et Na2O et K2O comprises entre 5,8 et 9,1% plaçant ces roches dans une série calco-alcaline moyennement alcaline à shoshonitique (Pitfield et al., 2005).

? L'unité stratigraphique supérieure surmontant l'unité stratigraphique intermédiaire est
constituée de sédiments (bleu foncé et bleu clair). Plus à l'est, ces sédiments sont de type

Volcano-clastique (turbidites et autres) ou correspondent à des formations de fer rubanée à magnétite (bleu foncé). Ils sont directement au contact de l'unité stratigraphique intermédiaire et ont subi les mêmes phases de déformation.

La dernière phase tectonique enregistrée est de type fragile, où un réseau de failles orientées N-S NNE-SSE, voire E-O, recoupe les formations de Tasiast et sont parfois remplies de magma matérialisant des filons. Ceux-ci sont bien imagés par la géophysique.

La minéralisation est associée à une tectonique compressive affectant les trois unités stratigraphiques décrites plus haut. Dans la mesure où les sédiments contiennent des fragments de granodiorite datés de 2970 à 2960 Ma, les batholites ont dû être exhumés puis érodés, les sédiments déposés, puis structuré lors de l'événement tectonique associé à la minéralisation, la datant ainsi plus récente que 2960 Ma.

Figure 11: Carte des différentes unités litho-stratigraphiques et des structures régionales sur le district de Tasiast (modifié d'après Kévin.C, 2012)

III.1.2. Les différentes phases tectoniques

Au sein des formations ultramafiques de l'unité stratigraphique inférieure, deux schistosités sont enregistrées :

Une schistosité rapprochée S1 reprise lors d'un événement secondaire par une schistosité de crénulation S2, plus espacée. En revanche les unités stratigraphiques intermédiaire et supérieure n'ont enregistré qu'une seule schistosité (Figure12).

La schistosité espacée S2, syn-minéralisation. La schistosité S1 aurait pu être acquise lors d'une phase de suturation où les deux ceintures, Aouéouat et Imkébden, qui se seraient accrétées.

La deuxième phase enregistrée, D2, correspond à une phase tectono-hydrothermale plicative et cisaillante liée à l'inversion du bassin transtensif séparant les deux ceintures, en réactivant probablement les mêmes structures (Figure 13).

Aucune structuration n'a été jusque-là observée quant à l'ouverture du bassin sédimentaire. Il serait cependant possible de retrouver une fabrique lié à cet événement localement au niveau des structures misent en jeu. Dès lors, la phase D2 serait considérée comme une troisième phase de déformation et donc S2 deviendrait S3.

III.1.3. Le métamorphisme régional

Le métamorphisme régional peut être distingué en deux fenêtres métamorphiques.

D'une part des minéraux métamorphiques du faciès amphibolite sont observés : staurotide disthène et grenat. Ce type de paragenèse observé par NormandyLaSource suggère des conditions de pressions relativement élevées, supérieur à 3-4 kbar. Cependant, d'autres paragénèses à porphyroblastes d'andalousite indiqueraient des pressions plus faibles.

Une autre fenêtre métamorphique, de plus bas degré est aussi identifiée, avec une paragenèse plus chloriteuse, séricitique et biotitique. Dans le rapport d'étude gîtologique des prospects C67 et C69 réalisés par V. Bouchot et E. Le Goff, le métamorphisme régional anté-minéralisation est estimé au faciès amphibolite inférieur (T 500-580°C), et le métamorphisme hydrothermale syn-minéralisation au faciès schiste vert de haut degré (T 400-450°C). En revanche, des études pétrographiques et métallographiques réalisées par V.

Bouchot, E. Le Goff et E. Marcoux indiquent une succession de ces paragénèses dans le sens pro-grade, autrement dit des fluides alumineux dans un contexte de hautes pressions sont subsynchrones de l'hydrothermalisme syn-D2, voire le succèdent.

Une cartographie des iso-grades serait intéressante afin de mieux comprendre le contexte spatio-temporel du métamorphisme.

III.1.4. Les minéralisations de Tasiast

A Tasiast, deux prospects ont atteint le stade de l'exploitation à ciel ouvert (Piment et West Branch), mais beaucoup d'autres sont au stade d'exploration. Ainsi, il existe plusieurs zones prospectives le long du sillon d'Aouéouat, représentant une véritable ceinture métallogénique, dont chacune possède des caractéristiques propres en termes de lithologies, structure, altération etc.

Néanmoins, on retrouve des types d'altérations hydrothermales communes, certes en proportions variables, mais qui sont aussi propres aux ceintures de roches vertes de manière générale.

L'altération hydrothermale opère grâce aux fluides métasomatiques qui traversent les roches proches de zones de faiblesse comme des cisaillements. Elle peut être canalisée selon les structures disponibles et la perméabilité de la roche. Il en résulte une modification du chimisme de la roche mais aussi de sa texture puisque les fluides favorisent les phénomènes de recristallisation. On retrouve :

- La séricitisation : elle affecte surtout les roches felsiques en hydrolysant les feldspaths.

Les feldspaths potassiques (série de l'orthose) sont altérés en muscovite (séricite) et les feldspaths sodiques (proche du pôle de l'albitique) sont altérés en paragonite (pôle sodique de la phengite, qui est une solution solide entre muscovite et paragonite).

- La chloritisation : elle affecte préférentiellement les roches mafiques, riche en minéraux ferromagnésiens, par hydrolyse de la biotite en chlorite, libérant le potassium et du magnésium.

- Carbonatation : les amphiboles calciques, telle que l'actinote, en présence de fluides riche en CO2 (P. Pollard (ayant consulté à Tasiast en février 2011)), sont déstabilisées en chlorite, et carbonate (utilisant le calcium de l'actinote et le CO2 des fluides). De plus, à partir des chlorites, de l'ankérite (carbonate de fer) peut être formée.

- La silicification : les fluides étant riches en silice, il en résulte la formation de veines de quartz par circulation des fluides dans les fractures de tout type où les zone en extension (extrados de pli, fente de tension). Cependant les fluides siliceux impriment aussi leur passage dans la matrice des roches altérées en cristallisant dans les interstices ; les réactions précédentes, en libérant de la silice, contribuent aussi à formation de quartz dans les interstices.

- La sulfuration : les sulfures de fer sont prédominants à Tasiast. Les fluides sulfurés sont d'une importance capitale dans la mesure où ils sont les vecteurs de transport de l'or. Ce dernier s'associe en effet avec des sulfures d'hydrogènes de composition fonction de la température (AuHS2^- en dessus de 300°C (in Goldfarb et al, 2005).

Les fluides sulfurés avec lesquels l'or est complexé, réagissent avec le fer des roches, ce qui engendre la précipitation de pyrite / pyrrhotite et la libération de l'or.

Les deux zones prospectives les plus étudiées et les styles de minéralisation les plus connus sont ceux de Piment et West Branch puisqu'elles sont au stade de l'exploitation.

Un fort contrôle structural intervient dans ces deux zones puisqu'elles sont situées les flancs cisaillés d'un pli antiforme. Ils définissent deux structures drainant les fluides minéralisateurs, East Branch (Piment) et West Branch, cette dernière constitue la structure de Tasiast régionale séparant la ceinture d'Aouéouat du bassin sédimentaire (Figure 14).

Ces structures, à pendage Est, ont joué en cisaillement inverse senestre lors de l'inversion du bassin (phase D2 syn-minéralisation).

Figure 14 : Représentation schématique des zones minéralisées au sein des unités géologiques structurées à Piment et West Branch. BIM: Banded Iron Magnetite (Kévin.C, 2012);

SVC: Sediments volcanoclastic; IVC Intermediate Volcanoclastic; Felsite Volcanoclastic

La minéralisation de Piment est composée de deux grands épisodes de minéralisation:

? Le premier est synchrone à la sédimentation des BIF, avec une minéralisation de sulfure inter-lité venant se mettre en place par remplacement de la magnétite (par les minéraux de pyrrhotite, pyrite et chalcopyrite parfois).

? La deuxième minéralisation est synchrone à la phase de déformation D2 avec une intense activité hydrothermale qui va permettre la minéralisation d'une deuxième génération de pyrite, pyrrhotite, chalcopyrite, arsénopyrite et d'or sur l'extrados des charnières de plis et dans les fentes ouverte par fracturation.

La minéralisation de West-Branch se focalise principalement dans les unités appelée SHT (schiste à biotite et plagioclase) et IVC (Intermediate volcanoclastic). Ces unités sont altérées selon l'assemblage BST (définissant une altération à biotite-séricite-feldspath).

La minéralisation aurifères se retrouve dans les veines de quartz carbonate, le long des plans de foliation, mais également disséminé dans les roches encaissantes.

L'or est retrouvé piégé dans les plans de foliation associée à l'assemblage quartz, carbonate, biotite avec des minéraux accessoires du type amphibole, pyrite, pyrrhotite, magnétite, grenat, et tourmaline.

III.2. Géologie locale de la zone d'étude (West Branch)

III.2.1. Présentation générale de la zone d'étude :

La zone West Branch est un grand gisement d'or en Mauritanie, qui fait partie du système d'or de Tasiast dans la ceinture de roches vertes Archéenne d'Aouéouat du Nord-Ouest de la Mauritanie. Il est situé dans le permis d'exploitation El Ghaicha, Les coordonnées géographiques (UTM / zone 28) de ce permis et de la zone West Branch sont présentées dans le tableau suivant

Nom	N° de Permis des minerais de groupe 2	Points limites	Coordonnées UTM (E)	Coordonnées UTM (N)
El Ghaicha	PE 229	A	441000	2287000
		B	454000	2287000
		C	454000	2263000
		D	451000	2263000
West Branch	PE229	A	446600	2272100
		B	447700	2272100
		C	447700	2270400
		D	446600	2270400

La West Branch, est actuellement est considérée comme une grande fosse en phase d'exploitation car les résultats récupérés de forage de l'exploration indiquent une réserve d'environ 14 M onces d'or.

La fosse West Branch est une mine à ciel ouvert, a un plan d'exploitation a longueur de 3.2 km, de largeur 1 km et de profondeur d'environ 560 m.

Le système d'exploitation est utilisée dépend les propriétés géotechniques de roches, on peut citer trois phase selon la dureté comme suite :

Les angles globales pour la côté Ouest sont 35°et et 48° sur les secteurs de l'Est.

III.2.2. Lithologie.

Selon le travail sur le terrain (fosse West Branch), les échantillons récoltés va être organisée

suivant une coupe transversale orientée Est-ouest. Selon cette coupe l'ordre d'affleurement des

> L'ensemble de ces faciès est envahi est recoupé d'une façon discordante par des Dykes de composition gabbro-doléritique.

Figure 17: Carte Lithologique de la fosse West Branch réalisé sur logiciel Surpac.

III.2.3. Model structural

Les dépôts West Branch et Piment sont hébergés au sein d'un ensemble de roches fortement repliés et cisaillées dans le bloc d'éponte du système de décrochement de Tasiast.

Le décrochement de Tasiast est la structure majeure (la plus bas) et les niveaux supérieurs des zones de cisaillement sont interprétés comme épanouissements. Modélisation et interprétation des données gravimétriques à haute résolution recueillies par Fugro Ground géophysicien au Kinross en 2013, montrent la géométrie profonde du système de décrochement qui sous-jacent la ceinture Aouéouat. Il est très probable que le décrochement de Tasiast est lié à un système de failles ductiles profondément enracinées (Figure 18).

Les failles profondément enracinées auraient formé comme des failles normales lors de l'événement de fente du bassin formé qui a conduit à la déposition de l'assemblage de Tasiast. Les failles profondes ont servi à canaliser les fluides de minéralisation de la croûte profonde / lithosphère à West Branch et du Piment.

Répétition du plissement est évident au sein du système de décrochement de Tasiast et à l'Est de celui-ci. Le domine de foliation dans la séquence de la mine est de modérément à fortement pendage-Est (40 ° à 65 °).

En générale, l'angle d'inclinaison de décrochements et de la foliation pente à partir de la partie sud de West Branch vers le nord.

Le décrochement de Tasiast et ses failles subsidiaires sont couramment situé au niveau des contacts d'unités lithologiques, ce qui suggère que les décrochements sont le résultat de la localisation des déformations à ces limites.

Assemblages d'altération hydrothermale, les sulfures et les veines de quartz sont généralement spatialement associés avec les principaux décrochement et failles subsidiaires.

Les interprétations structurelles précédentes de la région de la mine proposé soit un système de décrochement développée avec une géométrie de rampe horizontale (Davies, 2011) ou des zones de cisaillement développées à long de flanc des plis (Goodman, 2011).

En fait, les deux interprétations ne sont pas mutuellement exclusives. Kinross interprète que la grande majorité des déplacements de décrochement sur le système de décrochement Tasiast a été accueilli par le principal (basale) décrochement et que certaines des failles subsidiaires reconnus représentent ciseaux qui se sont développées sur les membres de plis isoclinaux dans le bloc de éponte supérieure de l'axe principal.

À West Branch, les contrôles de premier ordre sur les corps minéralisés comprennent un pli antiforme périclinale interprété dans l'éponte supérieure de décrochement de Tasiast où le coeur de l'antiforme serait occupé par les roches d'assemblage Aouéouat. Le point culminant de l'antiforme interprété est situé à environ section 2271811 N.

Les autres principaux contrôles structuraux sur la minéralisation sont le décrochement Tasiast et ses failles subsidiaires. Les failles subsidiaires sont deuxièmes axes de commande qui a servi à canaliser les fluides de décrochement principal. (Gillian. B, et al, 2013)

Figure 18: Interprétation structural de la coupe 2272000 N. (Gillian. B, et al, 2013)

Le modèle lithologique de West Branch est affiché dans la Figure (19) ci-dessous et comprend SVC (Sédiment volcano-sedimentaire), BIM (Banded Iron Mangntite ), FVC (Felsite),GDI Diorite et des Dykes mafiques les failles.

Figure 19: modèle lithologique et structurale de la zone West Branch généré sur Leapfrog.

Un total de 12 structures ont été identifiés dans la zone West Branch, résumées dans le tableau (02). Les sections suivantes détail les caractéristiques de ces structures dans l'ordre croissant

L'âge relatif	Description de la structure	L'Orientation moyenne (Pendage / direction du pendage)	nombre modélisé
plus jeune Le plus ancien	Dykes Sud-ouest	80/290	4
	Failles Sud-ouest	70/300	1
	Failles Est	77/168	1
	Zones de cisaillement Nord-Nord-ouest	48/078	6

Tableau 2: Résumé des structures rencontré à West Branch (Gillian.B, et al, 2013).

III.2.4. Structure et métamorphisme

Selon l'étude effectuée par le BRGM en 1997 sur la zone El Ghaicha (West Branch), on peut définir 4 grands événements ayant contribué à la mise en place du système d'aujourd'hui :

? Une première phase D1 qui serait synchrone au pic du métamorphisme régional, qui se manifeste par la création d'une schistosité S1 subparallèle a la S0. Avec S1 parfois en plan axial des plis isoclinaux P1, et suivant une orientation quasi N-S avec un pendage vers l'Est. Cette phase de déformation décrit une première phase compressive E-W de la zone. Tandis que la paragenèse indique des conditions de métamorphisme de bas degré du faciès amphibolite (T=500-580°C) et la présence d'andalousite souligne une pression peu élevée (P<4kbar).

? Une seconde phase est soulignée par une schistosité S2 sécante à S0, visible au niveau des zones très cisaillées. Cet événement constituera des bancs de cisaillement orienté NNE-SSW. Selon la paragenèse synschisteuse D2, les unités s'assimilerait a des assemblages à séricite-chlorite-biotite, cette seconde phase serait synchrone à l'activité hydrothermale qui s'est produite dans des conditions de métamorphisme rétrograde dans le facies « schiste vert » de haut degré (T=400-450°C).

? Une troisième phase qui se manifesterait par de légères ondulations de la S1, formant un léger plissement de faible degré, les plans axiaux étant orientés E-W, qui traduirait une phase d'extension légère.

? La dernière phase marque l'apparition des dykes gabbro-doléritiques tardif, orienté NW SE à NNE-SSW recoupant l'intégralité des unités.

Deuxième Partie :
Pétrographie et métallogénie
Chapitre IV :
Etude pétrographique de la zone West Branch

IV.1. Introduction

Pour cette étude, une série de sections polies, et de lames mince ont été confectionnées au laboratoire. Le but est d'identifier les différents groupes de roches à travers les observations macroscopiques et microscopiques (optique et métallographique), et enfin avoir une image plus claire sur les minéralisations aurifères de la fosse West Branch.

La pétrographie des différentes unités géologiques impliquées dans la West Branch va permettre de fournir quelques indications quant à leur origine.

IV.2. Les roches intermédiaires : Granodiorites (GDI)

Cette unité géologique, bien qu'à la nomenclature précise, devrait en réalité représenter plusieurs types de roche. N'est pas toujours évidente du fait de sa texture pouvant être très fine et parfois fortement affectée par la silicification. La roche peut en effet perdre sa texture originelle par silicification rendant difficile son identification. Néanmoins, l'unité possède plusieurs faciès identifiables.

Ce faciès correspond à une roche moyennement sombre de texture grenue, où les grains sont facilement visible à l'oeil nu. Sur le terrain les diorites sont intrusives dans les niveaux de félsite. Macroscopiquement on peut identifier le quartz ainsi que les feldspaths. Ce faciès a été hydrothermal et les nombreux cristaux de pyrite et de chalcopyrite sont les témoins de cette activité hydrothermale.

On signale aussi la présence d'une altération verdâtre à chlorite. On note que ces diorites sont le faciès les plus affectés par les filons de quartz minéralisateurs, c'est pour cette raison qu'elles offrent les teneurs en Or le plus importante. L'altération subie par ce faciès est essentiellement à BST (Biotite, quartz et à pyrite).

Figure 20: Granodiorites intrusive (GDI), récolté dans la fosse West Branch.

Figure 22: Association de pyrite et de l'or dans le Granodiorites intrusive. GX10

Figure 23 : Photographies des deux types de diorite observées au microscope et à la loupe
binoculaire. A gauche, cliché observé au microscope en lumière polarisée non analysée (LPNA), au
centre, au microscope en lumière polarisée et analysée (LPA), et à droite, à la loupe binoculaire
(lumière réfléchie).

La roche présente une texture microgrenue porphyrique, des phénocristaux de quartz sont noyés dans une matrice très finement cristallisée et en partie recristallisée lors du métamorphisme et de l'altération.

Le quartz (20%) est sous la forme de phénocristal déformé (extinction roulante) et partiellement recristallisé aux marges, avec parfois des ombres de pression, mais aussi présent dans la matrice.

La matrice est granoblastique et aphanitique, c'est-à-dire que les minéraux qui la composent sont xénomorphes de taille voisines de quelques centaines de microns. Elle est composée de feldspath (probablement plagioclase, 40%) parfois déstabilisé en épidote (5%) ou séricite (5%), de biotite soulignant la faible schistosité (20%), de chlorites (3%) et d'opaques (5%, oxydes (probablement magnétite) et sulfures).

La composition est de type intermédiaire et la texture peut s'apparenter à celle d'une lave recristallisée par métamorphisme et/ou altération, suggérant un protolithe andésitique quartzique.

Ce faciès, de part la présence de quartz porphyrique et d'une matrice très fine, pourrait correspondre à celui observé dans la figure 23.B.

En effet, bien souvent le critère déterminant, car bien visible, qui permet de distinguer la diorite à quartz, est la présence de quartz bleu ; ceci expliquerait l'ambiguïté puisque la supposée diorite à quartz est une andésite à quartz. Cependant, le faciès diorite à quartz bleu peut aussi être rencontré.

La roche possède aussi une texture microgrenue porphyrique ; en revanche les phénocristaux sont des plagioclases et la matrice comporte des minéraux de plus grande taille pouvant remettre en cause le caractère porphyrique.

Les phénocristaux de plagioclase sont déformés (extinction roulante) plus ou moins automorphes et parfois déstabilisés en séricite (3%) mais surtout en épidote (15%) qui peuvent se trouver aux marges des feldspaths ou en inclusion quand ils sont fracturés.

La matrice est aussi granoblastique, composée de quartz (15%) recristallisé et formant quelques agrégats, de petites biotites finement cristallisées (5%), de chlorite (2%) et d'opaques alignés, aux marges des phénocristaux ou disséminés (sulfures et oxydes (probablement magnétite)).

Ici la roche n'est pas très déformée et n'enregistre pas de fabrique bien développée, mais bien souvent ce faciès peut être schisteux.

On peut qualifier ce faciès de micro-diorite (quartzitique ?, origine magmatique ou hydrothermale du quartz), qui pourrait correspondre à des intrusions de faible profondeur de composition intermédiaire.

Le faciès de la Figure 23.D pourrait être celui décrit ici, mais dont la texture est grenue (1mm) , il a typiquement une origine intrusive. On retrouve aussi ce type de faciès (à composition grenue) en présence de quartz bleus.

Finalement, au sein de cette unité GDI, deux types de faciès peuvent être distingués de par leur origine pétro-génétique, une méta-andésite quartzitique (ce faciès à texture très fine n'implique pas nécessairement la présence de phénocristaux de quartz) impliquant une origine effusive, et une micro-diorite à quartz bleu ou sans, associée à des intrusions, autrement dit méta-andésite et diorite à quartz peuvent parfois comporter des quartz bleus ou simplement des phénocristaux de quartz pour la méta-andésite.

La présence de quartz dans des roches de type intermédiaire telle que les diorites, qui ne renferme généralement pas de quartz libre, laisse penser à une affinité de type sub-alcaline pouvant correspondre à une série TTG (Trondhjémite - Tonalite - Granodiorite).

IV.3. Les roches acides : Felsite (FVC)

Il s'agit d'une roche de couleur claire de faible densité. La texture est typiquement volcanique. Les cristaux sont pratiquement invisibles à l'oeil nu, mais la couleur claire révèle la présence de quartz.

D'un point de vue d'altération on distingue deux type d'altération : (i) altération à albite-biotite et (ii) une altération plus riche en biotite qu'en albite.

L'altération hydrothermale a comme conséquence l'enrichissement de ces felsites en pyrite et en séricite. Cette dernière est spatialement localisée à la surface des zones de cisaillement. On signale aussi la présence de nombreuses veinules de quartz qui recoupe ces felsites.

Figure 24: Les roches acides : Felsite schisteuse à chlorite et biotite à droite, et à gauche de felsite a

Figure 27: Lame mince de Felsite (FVC), 3.0 mm. Muscovite accentuât la foliation de roche,. Le veine de quartz parallèle à la foliation de mica, et constitué surtout de plagioclasse

IV.4. Les schistes verts à grenat : Série volcano-sédimentaire (SVC)

C'est une roche volcano-sédimentaire de couleur vert riche en grain grossières de grenat ; macroscopiques on remarque une foliation soulignée par l'alternance de niveaux verdâtre à chlorite et à actinote avec d'autres sombres plus riche en biotite. Le grenat se manifeste sous forme de grains rougeâtres dont la taille varie de 2 à 7 mm.

Figure 28: Sédiment volcan-clastic (SVC), avec beaucoup de grenat et de chlorite à l'oeil nu.

IV.5. Banded Iron Magnetite (BIM)

Il s'agit d'une formation ferrifère rubanée riche à magnétite. Macroscopiquement, les BIM sont caractérisés par une alternance de lits clairs à silice et d'autres sombres à magnétite. Ces lits sont de dimension millimétrique et plus rarement centimétriques.

Les BIM sont très riches en cristaux rouges de grenat dont le diamètre est souvent supérieur à 2 mm.

IV.6. Dykes : Gabbro et Dolerite (MDO)

Les dykes gabbroique et doléritique sont tardif généralement magnétique et composé d'une texture bien caractéristique des roches basiques non altéré, à l'inverse des métabasaltes et des diorites.

Ces dykes tardifs ne sont pas acteurs de la minéralisation, ils recoupent l'intégralité des formations préexistantes et déplace la minéralisation ce qui complexifie d'avantage le système, et rend la cartographie très difficile dans des terrains ayant des lithologies très rapprochées et très silicifiées.

Cette unité géologique représente les dykes mafiques tardifs recoupant les unités discutées jusque-là.

Ces dykes ont une composition basaltique mais peuvent se présenter sous la forme de dolérite ou de gabbro, suivant leur taille.

Généralement les dykes gabbroïques ont leur marges doléritique du fait du fort gradient thermique qui règne entre eux et leur encaissant.

Figure 33: Photographies d'une dolérite vue au microscope optique et à la loupe binoculaire.

La figure 33A montre une roche à texture inter-granulaire : les plagioclases (60%) sont automorphes, en baguettes, plus ou moins jointifs et sont cimenté par des clinopryroxènes (30%) xénomorphes qui sont malgré tout trapu. Des oxydes (15%), en majorité magnétite, confèrent à la roche un fort magnétisme.

La plupart des cristaux sont infra-millimétriques et certain ont des tailles d'ordre micrométrique. Aucune fabrique n'est visible et aucun métamorphisme n'est enregistré confirmant l'origine post-cinématique de ces filons.

La figure .33B montre un cutting doléritique surmontant un autre gabbroïque, on peut la différence de texture : le gabbro est bien cristallisé et présente de grand cristaux tandis que la dolérite ne présente que quelques cristaux visible à l'oeil nu. Leur présence simultanée dans le même métrage (cuttings triés tous les mètres) suggère une bordure doléritique et un coeur gabbroïque du filon, ainsi qu'il est visible sur le terrain.

Dans les tranchées, les gabbros sont altérés et très friables en raison de leur texture grossière, ils présentent une altération en boule résultant d'une fracturation guidée par des isothermes de refroidissement concentriques, tandis que leur marges doléritiques sont moins facilement altérées et peuvent être encore fraîche.

IV.7. Les veines de quartz :

Les veines de quartz blanc de large environ 3 cm sont une commune fonctionnalité et semblent être concentrés dans un réseau de la veine à l'intérieur et drainant dans le schiste à biotite.

Les veines sont généralement pliées et boudinées et semblent avoir formé lors de la déformation ductile. Un grand nombre des nervures sont parallèles à la foliation dans la roche encaissante mais certaines veines recoupent la foliation à des angles élevés.

Les veines sont couramment en surimpression par étapes ultérieures résultant des précipitations de minéraux hydrothermaux dans les fractures au sein du quartz.

Dans quelques exemples où l'or visible a été observé dans les veines il semble être hébergé dans les fractures.

Dans quelques endroits, les veines ont été atténués et des sites entre les segments de veine rempli par des phases hydrothermales, y compris les sulfures, grenat et biotite.

Type 1 Dominante	massif de quartz a couleur gris foncé et gris-crème; rarement	Parallèle, sub-parallèle et à faible angle de foliation. Dominante moins de 25 mm
	laminé; recristallisé. Peut afficher	de large, mais jusqu'à 500mm.
	des domaines dans lesquels le	Transposition naissante et le pliage.
	quartz est gris ou crème.	Commune dans Felsite.
Type 2	Quartz massif gris foncé;	forte angle de foliation et à fort pendage.
	recristallisé.	dégrossi et effilée; << généralement discontinue et 1m. Étroite (<50mm).
		Rarement déformé. Présent dans toutes les lithologies
Type 3	Gris foncé et crème quartz massif.	Ensemble de la veine sub-horizontale;
	Rarement laminés et bandes -	effilée, veines discontinues développés
	généralement grossièrement où présente.	localement dans toutes les lithologies.

Localement parallèle, mais afficher dominante faible discordance d'angle par rapport à la foliation. ils représentent la majeure partie des veines minéralisées en tant Piment et West Branch.

Figure 35: Veine de quartz plissée accompagnant la progradation de la déformation syn-métamorphique.

Ceux-ci se sont développés à un angle élevé à la foliation, localement comme paires conjuguées. Ce groupe forme un ensemble minier est Piment et West Branch.

Veines à faible pendage qui ont modéré à discordance angulaire élevée par rapport à la foliation. Les éléments individuels vont à l'échelle de la petite et discontinue dans West Branch, où ils semblent être rares, au «grand» avec veine longueurs jusqu'à 10m de plus dans la zone Piment où ils ont été cartographiés dans BIM et SVC unités.

Chapitre V :

Etude métallogénique de la West Branch

VI. Les contextes géologiques des gisements aurifères

Les gisements de type aurifères se présentent sous différents contextes géologiques, du plus communément rencontré, au moins rencontré dans le monde, nous avons des gisements du type : Orogénique (38%), Porphyrique (24%), Witwatersrand (10%), faible sulfuration épithermale (10%), origine sédimentaire (8%), Forte sulfuration épithermale (5%), autres type de gisements (5%).

Figure 38: Répartition des gisements aurifères selon le mode de dépôts (Brett.D, rapport, 2011).

VII. Les gisements d'or orogéniques.

Les grands gisements du type or orogénique se forment dans la fenêtre métamorphique schiste vert à amphibolite en contexte de raccourcissement dans les systèmes accrétionaires.

Les fluides minéralisant précipitent dans des pièges structuraux essentiellement contrôlés par le système tectonique compressif qui se traduit par l'apparition de zones de cisaillements, et de systèmes plissés, ses environnements sont généralement associée à un système d'avant arc et plus principalement au prisme d'accrétion, adjacent au système cisaillant, surtout si l'événement a une dimension crustal.

Figure 39 : Contexte géodynamique des gisements aurifères. (Brett.D, rapport, 2011).

Figure 40 : Diagramme traçant les conditions de minéralisation de l'or dans les systèmes

V.8. Model génétique du gisement de Tasiast (West Branch)

Le gisement de Tasiast est encaissé dans des roches vertes et fabriqué à partir des circulations fluides liées à des réactions métamorphiques pro-gardant et à une remise en équilibre thermique des terrains volcano-sédimentaires lors du processus d'accrétion accompagnant la subduction. Ces fluides ont emprunté de grandes failles de socle traduites par les grands couloirs de cisaillements.

Au cours de ce parcours, ils ont dissous divers éléments, dont l'or, disséminé dans les assemblages volcano-sédimentaires les roches intermédiaires.

Apres l'ouverture du bassin en système trans-tensionnel senestre (édifiant les grands bassins présents à Tasiast), les failles vont être réactivées en système trans-pressionnel dextre.

Les contraintes accumulées dans le système vont se relâcher préférentiellement à l'interface entre les sédiments et les roches volcaniques, là ou le contraste rhéologique est le plus élevés, localisant la déformation essentiellement dans les sédiments. Ce système principalement compressif est responsable de toute l'histoire amenant la minéralisation aurifère et non aurifère de la structure Ouest.

Dans un premier temps, le système en faille inverse va drainer des fluides hydrothermaux qui vont altérer nos sédiments argileux pour formés ces unités de sédiments exhalatif avec des assemblages minéralogique à silice-albite-sericite-biotite-chlorite accompagnée également de banc massif de sulfure (pyrite>pyrrhotite) non aurifères.

Contemporainement à cet événement, des fluides d'altération vont modifier la minéralogie originelle des lithologies présente à West Branch, soit par une intense silicification ayant affecté la totalité des unités, ou par l'altération BST (Biotite+Pyrite+veine de quartz) principalement rencontrés dans les diorites à quartz.

La première phase de remplissage de cette zone minéralisée se fait par la mise en place des veines de quartz massive V1 (sub-parallèl au plan S0, donc subparallèle au plan de cisaillement), Ces veines V1 sont également accompagnées de « splays » venant s'ouvrir perpendiculairement à la S0 et la S2 (dans des fentes d'extension),

La deuxième phase de déformation se fait par la remonté des fluides carbonatés qui vont être accompagné de la minéralisation de biotite et de chlorite. Cet événement est responsable de la minéralisation en or de la structure ouest. Ces veines carbonaté V2 vont amener la minéralisation de sulfure (pyrite, chalcopyrite, arsénopyrite, sphalerite et d'or natif) et se mettre parallèle au plan S2 et S0. Les fluides carbonaté sont drainés par les plans de et diffusés ensuite dans les plans de foliations adjacent à la zone de cisaillement.

La minéralisation de l'or étant principalement contrôlée par la minéralisation de la pyrrhotite.

Cette minéralisation se focalisera dans la zone de cisaillement, englobant les diorites à quartz, mais également en périphérie des veines de quartz et dans les petites craquelures ouvertes dans les V1 lors de la déformation progressive de la zone. Cet événement est postérieur à l'altération BST car nous avions vu précédemment que les fluides carbonatés recoupé l'altération à Biotite, Pyrite. Et est également postérieures aux veines V1 car ce sont elle qui vont amener la minéralisation de sulfure et d'or natif en périphérie des veines V1 (dans la zone d'influence des fluides minéralisant). Les veines de carbonate ne constituent que la plomberie amenant les fluides minéralisant mais sont généralement faiblement minéralisé

Une dernière phase de déformation va se traduire par la minéralisation des veines V3 perpendiculaire à la foliation, venant recouper les V2. Riche en biotite automorphe (#177; carbonate#177; sulfures).

y' La déformation est le principal facteur qui va permettre le drainage des fluides
minéralisateurs à travers les unités encaissantes ainsi que la création de pièges structuraux.

y' Les zones de cisaillements constituent la plomberie principale par laquelle les fluides sont drainés.

y' Le raccourcissement régional très plissé, qui se manifeste par un complexe chevauchant, est caractéristique des systèmes orogénique aurifères.

y' La minéralisation d'or se fait lorsque le pic de déformation et de métamorphisme maximal est atteint, en fin d'épisode de raccourcissement de la zone.

V.9. Type de minéralisation et zones minéralisées

A West Branch, la minéralisation est encaissée dans des volcanites intermédiaires (IVC) située dans le coeur de l'antiforme, mais aussi au niveau de son flanc inverse. Ces deux zones ont subi une forte altération hydrothermale avec des assemblages de type GST (Biotite Grainat-Actinlite#177;Magnetite), mais aussi à biotite-amphibole carbonate-quartz-pyrite-pyrrhotite #177; magnétite #177; grenat (BST).

De plus des veines encaissées dans ces zones fortement altérées sont aussi aurifères. Encore une fois, le contrôle lithologique et structural est plus qu'évident dans ce style de minéralisation :

Les fluides hydrothermaux sont drainés au niveau des cisaillements et piégés dans les zones déformées perméables (zones des charnières), dans une lithologie particulière. La minéralisation atteint une profondeur verticale d'au moins 740 mètres.

La minéralisation aurifères se retrouve dans les veines de quartz, carbonate, le long des plans de foliation, mais également disséminé dans les roches encaissantes.

La minéralisation aurifère dans la Zone West Branch est hébergée au sein de roches métamorphiques qui semblent représenter une séquence de roches volcaniques et volcano-sédimentaires mafiques à compositions felsiques.

Le caractère peralumineux le schiste à biotite et schiste verte à biotite pourrait indiquer qu'un composant de pélitique est également présent dans ces roches.

La minéralisation se produit dans une série d'étapes hydrothermales surimpression qui étaient initialement contrôlée par la foliation dominante dans les roches encaissantes et ensuite par ruptures fragiles.

Les étapes 4 et 5 semblent être les principaux événements de minéralisation d'or.

Etape 4 semble être zonée à biotite dominant dans les encaissantes riches en biotite et actinolite #177; grenat souvent dominant dans les encaissantes amphibole-grenat.

Cela implique similaire température de formation pour les roches encaissantes et les altérations / minéralisation.

Le caractère essentiellement de l'or uniquement de la minéralisation est compatible avec le transport de l'or principalement sous forme de complexes bi-sulfures et du caractère riche en carbonate des points de la modification d'une composition fluide riche en CO2.

Dans la zone de West branche, les veines de quartz sont développées dans les zones les plus proches de la zone de cisaillement. Ces veines sont accompagnées d'une grande altération qui

caractérise les faciès de schistes verts. Les figures suivantes (Figure. 41 et 42) montrent la position de la zone de cisaillement avec la zone minéralisée.

Figure 42: Le développement des veines de quartz dans la zone de cisaillement à West Branche

V.10. Interpolation des analyses Au

Les données des analyses géochimiques ont été interpolées sur le logiciel GEOSOFT pour ressortir une grille spatiale sans extrapolation. La figure 43 ci-dessous montre d'ores et déjà une distribution des teneurs en Au suivant des directions conformes à celles des structures régionales.

Conclusion générale

L'Archéen de la dorsale Réguibat se caractérise du point de vue lithologique par la présence d'un socle ancien formé de gneiss et des granitoïdes ainsi que par les ceintures de roches vertes et les formations de fer rubanées (BIF) plus récentes. Du point de vue tectonique, les formations granito-gneissiques anciennes se caractérisent par une déformation précoce plicative suivie par une tectonique diapirique responsable de la mise en place de structure de type « mantled gneiss dôme ». Cette évolution tectonique s'accompagne d'un métamorphisme essentiellement catazonal développé à l'Ouest et évoluant vers l'Est dans le faciès amphibolite. Cet épisode est suivi d'une rétromorphose généralisée dans les faciès schistes verts.

La région de Tasisat se distingue des autres régions archéennes par ses nombreuses ceintures de roches vertes.

La ceinture la plus complète est celle d'Aouéouat formée par l'association de faciès très variés et diversifiés par leur lithologie comme par leur origine. Il s'agit de roches sédimentaires, volcano-sédimentaires et volcaniques. Les roches volcaniques sont d'affinité tholéïtique et leur contexte géotectonique est de type arc insulaire (El Hadj, 2002). Le faciès basique correspond à des gabbros, à des microgabbros et/ou à des basaltes métamorphisés dans le faciès amphibolite. Les roches de composition intermédiaire correspondent à des granodirites.

Les formations d'Aouéouat , et plus largement celles de Tasiast, sont affectées par une déformation à comportement ductile-cassant globalement liée à un régime compressif E-W à NW-SE.

Les structures relevées semblent avoir été acquises consécutivement à deux phases de déformation D1 et D2

La minéralisation aurifère est le résultat d'un processus hydrothermal lié à la circulation des fluides hydrothermaux guidés par les structures acquises lors de la déformation régionale majeure.

Les formations de granodiorite jouent le rôle de pièges lithologiques à la minéralisation aurifère et sulfureuse. Cette relation peut être expliquée par l'interaction des fluides porteurs de la minéralisation avec l'encaissant.

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Liste des figures :

Figure 1 : Carte localisant de la mine de Tasiast, en Mauritanie (Rapport Kinross, 2014). 2

Figure 2 : Carte des subdivisions du territoire de Tasiast d'après les permis d'exploration (Rapport

Figure 5 : La carte du craton Ouest Africain, (modifié d'après Abdivall.T,1994) 9

Figure 7 : Carte simplifiée de la dorsale Réguibat(modifiée d'après Abdivall. T, 1994) 12

Figure 8 : Carte géologique de la partie Archéenne de la dorsale Réguibat avec les ceintures des

roches vertes (British Geological Survey, 2004) 14
Figure 9: Carte géologique régionale de la région de Tasiast (modifiée d'après la carte de Chamie

2003) 17
Figure 10: Carte lithologique de Tasiast présente les différentes ceintures de roches vertes,

(modifiée). 19
Figure 11: Carte des différentes unités litho-stratigraphiques et des structures régionales sur le

Figure 14 : Représentation schématique des zones minéralisées au sein des unités géologiques

structurées à Piment et West Branch. BIM: Banded Iron Magnetite (Kévin.C, 2012); 26

Figure 17: Carte Lithologique de la fosse West Branch réalisé sur logiciel Surpac. 30

Figure 18: Interprétation structural de la coupe 2272000 N. (Gillian. B, et al, 2013) 32

Figure 19: modèle lithologique et structurale de la zone West Branch généré sur Leapfrog. 33

Figure 20: Granodiorites intrusive (GDI), récolté dans la fosse West Branch. 36

Figure 22: Association de pyrite et de l'or dans le Granodiorites intrusive. GX10 37

Figure 23 : Photographies des deux types de diorite observées au microscope et à la loupe binoculaire. A gauche, cliché observé au microscope en lumière polarisée non analysée (LPNA), au centre, au microscope en lumière polarisée et analysée (LPA), et à droite, à la loupe binoculaire

(lumière réfléchie). 37
Figure 24: Les roches acides : Felsite schisteuse à chlorite et biotite à droite, et à gauche de felsite a

Figure 27: Lame mince de Felsite (FVC), 3.0 mm. Muscovite accentuât la foliation de roche,. Le veine de quartz parallèle à la foliation de mica, et constitué surtout de plagioclasse (Ressel. M,

Figure 28: Sédiment volcan-clastic (SVC), avec beaucoup de grenat et de chlorite à l'oeil nu. 42

Figure 33: Photographies d'une dolérite vue au microscope optique et à la loupe binoculaire. ____ 45

Figure 34: Les veine de quartz sub-parallele à la foliation 47
Figure 35: Veine de quartz plissée accompagnant la progradation de la déformation syn-

Figure 38: Répartition des gisements aurifères selon le mode de dépôts (Brett.D, rapport, 2011). _ 49

Figure 39 : Contexte géodynamique des gisements aurifères. (Brett.D, rapport, 2011). 50
Figure 40 : Diagramme traçant les conditions de minéralisation de l'or dans les systèmes

Figure 42: Le développement des veines de quartz dans la zone de cisaillement à West Branche

Liste des tableaux :

Tableau 2: Résumé des structures rencontré à West Branch (Gillian.B, et al, 2013). 33

L’étude pétro- métallogénique du gisement d’or de Tasiast, Mauritanie (fosse west Branch).