1 La reconnaissance et l'interprétation des roches ferrugineuses en zone tropicale

1.4 La pertinence des prospections géochimiques

a définition des indices

 

Si les connaissances générées à partir des analyses pétrographiques et structurales autorisent à définir des cadres géodynamiques favorables à l'expression de minéralisations, il n'en reste pas moins important que des indices de minéralisations soient mis à jour pour en justifier l'intérêt. Si les cadres géodynamiques sont une vérité à un moment donné de l'état des connaissances, l'histoire de la géologie montre qu'il y a presque toujours un choix dans les arguments dépendants éventuellement d'écoles voire de modes. Donc la perception du cadre est évolutive, quand celui ci doit assurer un statut de "légitimité" à la minéralisation, qu'elle soit indice ou ressource.

 

Par contre la minéralisation est un objet défini par sa composition et sa constitution, qui en font l'intérêt, et dont l'interprétation sera un des enjeux de la vérité géodynamique du moment. La matérialisation superficielle d'une minéralisation est un fait établi par l'observation ou la mesure, la minéralogie ou la géochimie. Dans les climats tropicaux, la caractérisation de cette expression superficielle est souvent un enjeu, avec des mises en œuvre de méthodologies tenant compte des spécificités climatiques de la surface, ou d'une partie d'entre elles. Certes le milieu de surface efface en grande partie les éléments diagnostics habituels, minéralogiques notamment, mais il reste plusieurs formes de mémoires au cours des transformations supergènes.

 

Si la recherche minière s'est orientée vers des méthodes "aveugles" (recherche d'indices indirects ou non affleurants), c'est que les résultats des recherches sur les altérations supergènes ont été peu intégrés et leurs conclusions vite oubliées, sans que les méthodes de prospection n'aient été adaptées. Dans ces conditions, l'expression de la minéralisation, est une auréole géochimique mono ou pluri élémentaire, définie par des valeurs et des contrastes statistiques, affectant des sédiments récents ou des sols, indépendamment des affleurements rocheux.

 

Bien sûr, il semble difficile de créer des indices plus complets et originaux, pétrographiques, minéralogiques et géochimiques, en faisant l'économie des spécificités supergènes tropicales. En conservant les conclusions simples qui ont permis de définir une lithodépendance des altérations et des cuirasses latéritiques, ce qui est le cas le plus général, la recherche peut ne pas être totalement aveugle. Dans cette démarche, si le gîte minéralisé est considéré comme une roche particulière, ses produits d'altération spécifiques, contrastés par rapport à l'encaissant, sont à mettre au centre de la recherche. Ces produits d'altération sont bien connus, notamment par leurs expressions ferrugineuses susceptibles d'être conservées dans la zone climatique. Ce pourrait être une remise à l'ordre du jour de l'observation à condition que les prospecteurs intègrent les roches supergènes, à leur domaine de compétence, y compris ce qui est ferrugineux.

 

b méthodologies des recherches d'indices

 

Le principe des méthodes indirectes, dites aveugles, repose sur la signature géochimique des argiles des sols et des sédiments des cours d'eau, complété par le concept de regolith qui intègre l'ensemble des formations superficielles, tous modes de genèse confondus. Cette démarche semble en partie justifiée pour caractériser les roches alumino-siliciques, car il est connu que le produit d'altération de toutes les roches est la néogenèse en grand d'argiles sl (aluminosilicates hydratés et oxyhydroxydes métalliques). A conditions égales, il y a même une certaine spécificité des évolutions de surface suivant les roches avec des signatures différenciées, qualitatives et quantitatives, minéralogiques et géochimiques.

 

Une première restriction est directement liée à l'objectif même de recherche des signatures secondaires des minéralisations qui sont des roches particulières, aux altérations spécifiques plus définies par des minéraux de fer, que par des argiles.

 

La deuxième restriction touche à l'exclusion fréquente des minéraux du fer dans le choix et la préparation des échantillons, qu'ils soient en roches (cuirasse, carapace) ou constitutifs des gravillons des sols et des sédiments. Rien ne le justifie réellement, qu'une vieille idée de grande mobilité du fer, quand tous les paysages résultent du contraire, et que les oxyhydroxydes de fer font partie du même complexe néogénétique que les argiles ss, dans les altérations générales.

 

Le bilan des méthodes "aveugles" est contrasté dans toute l'Afrique de l'ouest et si les succès sont connus, d'autres approches auraient aussi bien assuré le résultat. La conséquence du choix de la prospection aveugle est qu'avec des cibles aussi indirectes que les argiles, il y a eu des interprétations peu utiles pour l'objectif et des déductions non conformes à la réalité du terrain.

 

Il n'y a pas de logique à chercher les signaux de minéralisation à partir des argiles qui sont rarement typiques de minéralisations sulfurées. Dans l'altération des corps sulfurés, ce qui se forme le plus vite et qui se conserve le plus longtemps est l'oxyhydroxyde de fer, qui est en même temps un bon piège pour toutes sortes d'éléments indicateurs ou caractéristiques.

 

La permanence dans la minéralisation secondaire est assurée par les oxydes et hydroxydes de fer, sous des formes variées, allant jusqu'à la genèse d'une roche ferrugineuse supergène résiduelle, le chapeau de fer. Les minéraux de fer piègent d'une façon peu réversible divers éléments métalliques libérés lors de l'hydrolyse des minéraux métalliques primaires et secondaires et ils sont la mémoire la plus directe de la minéralisation.

 

Les chapeaux de fer sont l'expression banale de l'altération des minéralisations sulfurées et carbonatées, mais ils peuvent être confondus avec des cuirasses latéritiques. Cette constatation m'a conduit à établir une succession de critères permettant une caractérisation différentielle entre les chapeaux de fer et les cuirasses latéritiques à différents stades de la recherche d'indices (Blot, 2004). Un schéma de définitions de critères est proposé, ayant permis de faire la part entre cuirasses et chapeaux de fer, notamment à partir de mes observations togolaises, brésiliennes et burkinabé. Ces critères sont morphologiques, faciologiques, géochimiques, minéralogiques et cristallochimiques (tableau 16).

 

 

Tableau 16  

Critères de distinction entre cuirasses et chapeaux de fer (Blot, 2004)

 

Dans les formations à potentialité reconnue, les formations volcano sédimentaires, il y aurait très probablement à remettre les techniques d'observation au goût du jour, en y introduisant les roches ferrugineuses.

 

Il est sûr aussi que si cette approche ne permet pas de fixer le cadre géodynamique, elle permet néanmoins d'esquisser la définition des caractéristiques des signaux de minéralisations : morphologie de la trace, faciès supergènes de la minéralisation. Suivant cette démarche, au Burkina Faso, l'intérêt métallogènique de Perkoa, Kwademen et Tiébélé aurait pu très bien être mis en évidence sans prospection géochimique préalable. Ailleurs, et particulièrement pour les formations du Protérozoïque supérieur, les perspectives de potentialité n'ont été vraiment prises en compte que tardivement alors que des signes manifestes de minéralisations sulfurées, sous forme de chapeaux de fer au sens le plus large, ont d'abord été définis à partir des affleurements ferrugineux.

 

Il en résulte que chaque corps ferrugineux, distingué de la cuirasse, devrait être considéré comme un signal possible de minéralisation, et c'est chacun de ces signaux qu'il reste à expertiser afin d'en définir l'intérêt. Comme c'est a posteriori que sont presque toujours définis les chapeaux de fer, c'est a posteriori que pourront être précisées de meilleures caractéristiques indicatrices pour la prospection. Celle ci peut raisonnablement être développée, à partir des affleurements ferrugineux, avec de bonnes analyses, avec un bon calage géophysique et des forages intégrant état de surface et propriétés physiques, minéralogiques et géochimiques. D'une autre manière on peut dire que l'approche typologique des affleurements ferrugineux est incontournable. Les méthodes mises en œuvre ici sont complémentaires et s'inscrivent relativement bien dans les schémas morphologiques australiens. D'une façon plus restreinte, la définition géochimique des roches ferrugineuses s'impose du fait de l'évolution qualitative et quantitative des analyses usuelles (Besnus, 1977, Pouit, 1987, Chaurris et Gareau, 1990, Blot, 2004), y compris dans une démarche typologique, mais ne peut se substituer totalement à l'observation.

 

c les terrains de surface

 

Il n'est question ici que d'une dynamique superficielle d'altération des roches, étendue aux enclaves et aux minerais, c'est à dire l'extrapolation des perspectives évoquées par Zeegers et Leprun (1979). Au regard du concept de regolith, cela peut être considéré comme restrictif, car les regolith intègrent toutes les formations superficielles (Smith, 1996, But, Butt et Zeegers, 1992, Butt et al, 2002, Teeuw, 2002). Mais l'importance des terrains superficiels, autres que ceux attribuables sans contestation aux altérations météoriques en place, est rarement précisée. Au Sénégal Oriental, représentant la boutonnière protérozoïque de Kéniéba, les observations effectuées au cours des cartographies régionales des sols, des roches et des formations alluviales, ont été collationnées, montrant que les terrains de transport représentaient de l'ordre de 2 % de la surface, avec des puissances fort limitées (Blot, 1980). Les altérations bien structurées en place ont pu être observées et décrites dans le lit mineur des cours d'eau, y compris dans la Falémé (Blot et Leprun, 1973) et dans le fleuve Sénégal. Au delà de cette région, représentant plus de 20000 km2, les terrains de transport prouvés semblent assez faiblement représentés à l'égard de ce qui peut être attribué au manteau d'altération. Il est certain que les terrains d'altération sont difficiles à identifier, alimentant la passion des débats entre les tenants d'une autochtonie prioritaire des processus d'altération et des matériaux, et ceux pour qui l'allochtonie est la règle tant pour les matériaux que pour les éléments. Ces difficultés sont en grande partie à l'origine de l'extension du concept de regolith, acceptant l'imprécision de la connaissance réelle de la surface, en contradiction avec la typologie proposée par Butt et Smith (figure 7). La matérialisation d'indices de minéralisations existe bien dans la zone tropicale ouest-africaine, par l'intermédiaire des minéraux oxydés du fer et de roches ferrugineuses. Celui-ci est un élément, issu des sulfures et des carbonates, peu voyageur dans les conditions climatiques tropicales. En même temps le fer des minéraux ferromagnésiens des roches alumino-silicatées dominantes, avec l'alumine des silicates, génère des roches alumino-ferrugineuses qui guident beaucoup les paysages par une certaine fossilisation de ceux ci.

 

d convergences entre prospections et observations

 

D'une certaine manière, la mesure aveugle (prospections géochimiques) peut être recoupée par l'observation de l'affleurement indice. Ainsi au Burkina, pour les gîtes et indices de Perkoa, Kwademen et Tiébélé, il existe à la fois des affleurements caractéristiques et des auréoles géochimiques dans les altérations jeunes qui les encaissent. Au Togo, les prospections géochimiques stream sediment et de sol ont validé, a posteriori, le diagnostic de chapeaux de fer. Cependant là encore les altérations encaissantes sont des altérations jeunes, développées après l'érosion des anciennes altérations latéritiques. Aussi bien au Burkina, qu'au Togo, les altérations encaissantes sont relativement peu puissantes, et les minéralisations sulfurées fraîches ont été rencontrées à de faibles profondeurs (15 mètres à Pagala, 45 mètres à Perkoa, 30 mètres à Tiébélé). En ce qui concerne les surfaces couvertes par les vieilles altérations latéritiques, les exemples ouest africains manquent complètement, tant pour les prospections géochimiques, que pour la présence de gîtes minéralisés.

 

A l'échelle continentale, ainsi que Xie Xuejing et al (2004) abordent les prospections géochimiques, les relations entre les anomalies géochimiques et la trace des gîtes minéralisés sont habituelles. Ici, à partir de 37 millions d'analyses sur 6 millions de km2, et un maillage composite sous la notion de blocs, tous les états de surface et tous les climats sont intégrés, et la prospection recoupe l'observation, géographiquement ou génétiquement, de manière concentrique, excentrique, périphérique ou latérale (figure 11). Ainsi, même à cette échelle, il y a une place pour l'observation, d'autant que la relation du gîte avec la prospection géochimique n'est mise en évidence que pour une partie des minéralisations. Ceci vaut encore partiellemnt pour l'or, qui n'est pas forcément sous forme de minéralisation sulfurée, où un peu plus de la moitié des cas montre une bonne concordance entre l'observation et la géochimie (400 cas sur 750 gîtes d'or). La place de terrains de transport n'apparaît pas déterminante, et à toute échelle, l'affleurement spécifique semble la règle, directement ou indirectement relié aux anomalies géochimiques, comme observé à Pagala (Blot et Magat, 1990), Perkoa, Kwademen, Tiébélé....

 

Figure 11

Relations spatiales entre les grands gisements métalliques et la prospection géochimique par bloc (Xie Xuejing and al, 2004)