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INTRODUCTION A LA
PROSPECTION MINIERE
Par Dieudonné Minyem
REPUBLIQUE DU CAMEROUN
Paix-Travail-Patrie
-------------
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR
-------------
UNIVERSITE DE MAROUA
--------------
I INSTITUT DES MINES ET DES INDUSTRIES PETROLIERES
--------------
REPUBLIC OF CAMEROON
Peace-Work-Fatherland
-------------
MINISTRY OF HIGHER EDUCATION
-------------
THE UNIVERSITY OF MAROUA
-------------
THE INSTITUTE OF MINES AND PETROLEUM INDUSTRIES
-------------
DEPARTEMENT DES MINES ET CARRIERES B.P. 46 Maroua
Tél. : 22 29 28 52
Fax : 22 29 31 12
DEPARTMENT OF MINES AND QUARRIES
Introduction à la prospection
minière
CHAPITRE I: PRESENTATION SOMMAIRE DE L’INDUSTRIE
MINIERE (pourquoi explorer les ressources minières?)
CHAPITRE II: ELEMENTS DE GITOLOGIE (ou se cachent les
ressources minières?)
CHAPITRE III: EXPLORATION MINIERE (comment explorer les
gisements miniers?)
CHAPITRE IV: INTRODUCTION A L’EVALUATION DES
GISEMENTS (comment évaluer un gisement minier?)
CHAPITRE V: METIER DE GEOLOGUE MINIER (quel travail fait
le géologue minier?)
Introduction à la prospection
minière
chapitre I
Présentation sommaire de l’Industrie
minière
(pourquoi explorer les ressources minières?)
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-1- Importance du Monde Minéral pour l’Homme
 Depuis la nuit des
temps,
L’exploration pour
découvrir et
utiliser de
nouvelles
ressources
minérales a
marqué l’évolution
de l’Humanité:
 Âge de la pierre
taillée;
 Âge de la pierre
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-1- Importance du Monde Minéral pour l’Homme
 Aujourd'hui, l’importance du monde minéral pour
nous se trouve accrue car toutes nos activités, au
quotidien, sont basées sur les ressources
naturelles :
 Agropastoral et alimentation: fertilisants,
machines agricoles,…;
 Santé: produits pharmaceutiques, équipements
médicaux,…;
 Génie civil: matériaux de construction,
équipements domestiques, …;
 Industries diverses: matériels de communication,
cosmétiques…;
 Transports: motos, voitures, trains, avions, …;
 Énergie: hydroélectricité, géothermie,
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-1- Importance du Monde Minéral pour l’Homme
 Lampe à filament incandescent qui
brille:
 Verre de l’ampoule: silice, soude,
calcaire, charbon et sel gemme;
 Filament: tungstène;
 Supports du filament: molybdène;
 Fils électriques: cuivre et nickel;
 Fusible: alliage nickel-manganèse-
cuivre-silice;
 Douille: alliage cuivre-zinc ou aluminium;
 Attaches: molybdène;
 Gaz dans l’ampoule: mélange azote-
argon;
 Origine de l’énergie: gaz; carburant;
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-1- Importance du Monde Minéral pour l’Homme
 Si une seule de ces
choses manque,
l’ampoule ne peut briller.
 les ressources minières
sont au centre de
l’économie mondiale, et
tant l’Humanité vivra, la
course pour trouver de
nouvelle ressource se
poursuivra.
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-2- Diversité des ressources minières
 Aujourd’hui, la quasi-totalité des éléments du tableau
périodiques sont utilisés dans divers procédés industriels.
 Les ressources minières peuvent être classées en trois grands
groupes:
 Métaux:
• Précieux: or, argent, palladium, platine,…;
• Non précieux: nickel, cobalt, cuivre, zinc, fer, aluminium,
uranium…;
 Non-métaux:
• Pierres précieuses: diamant, émeraude, saphir, rubis, topaze,
grenat,…;
• Minéraux industriels: sel gemme, quartz, calcite, talc, rutile,
…;
• Matériaux de construction: sable, gravier, calcaire, argile,
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-2- Diversité des ressources minières
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-3- Production des ressources minières dans le Monde
 La production
mondiale des
ressources minières
est régie par deux
facteurs:
 La croissance de la
population mondiale:
• La production croit
avec la croissance
démographique;
• C’est le fait des
pays en voie de
développement: cas
de la chine avec
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-3- Production des ressources minières dans le Monde
 L’augmentation du niveau de
vie des populations:
• La production croit avec le
niveau de vie;
• c’est le fait des pays en voie
de développement: cas de la
chine avec une croissance
économique de 8% en 2003;
• C’est le fait des pays
développés:
 environ 16% de la population
mondiale ;
 Consomment 70% de l’Al, du
Cu et du Ni; 58% du pétrole;
48% du gaz naturel et 37%
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-3- Production des ressources minières dans le Monde
 Les besoins toujours
croissants en ressources
minières motivent la
production, selon la loi de
l’offre et de la demande;
 Certains facteurs peuvent
faire varier la production:
 Disponibilité de l’énergie;
 Guerre;
 Emergence ou instabilité des
pays;
 Catastrophe naturelle ou
financière
 Protection de l’Environnement;
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-3- Production des ressources minières dans le Monde
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-4- Opérateurs du secteur minier
 Deux grands groupes d’opérateurs
interviennent dans le secteur minier:
 Opérateurs d’exploration et de production;
ce sont les opérateurs principaux:
• Etats:
 Pays développés: produisent pour se
développer industriellement;
 Pays en voie de développement: produisent
pour vendre avant d’envisager leur
développement.
• Privés:
 Artisans: produisent pour vendre;
 Compagnies:
- Produisent pour vendre;
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-4- Opérateurs du secteur minier
 Opérateurs d’appui; ils
soutiennent et viabilisent le
secteur minier:
• Organismes de crédit:
 Caisses d’épargne et de
crédit;
 Banques;
 Bourses.
• Compagnies d’assurance et de
réassurance;
• Instances juridiques:
 Etatiques
 Sous régionales;
 mondiales.
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-5- Marché des ressources minières
 Des marchés mondiaux existent pour les substances à forte
valeur marchande et à faible coût de transport, et qui sont
recherchées de par le Monde (or, argent, métaux de base,
diamant).
 Dans ces marchés:
 Toute fluctuation dans une partie du Monde influe sur le
Monde entier;
 Achat et vente se font dans des locaux spécialisés;
 Seuls les membres agrées et respectant les conventions
opèrent;
 Tous les opérateurs sont en communication de par le Monde.
 Les principaux marchés mondiaux sont:
 La London Metal Exchange (LME): métaux de base;
 La London Bullion Market: or et argent;
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-5- Marché des ressources minières
 Les forces qui déterminent les cours des ressources minérales
au quotidien sont:
 L’offre et la demande, équilibre qui peut être influencé par :
• Développement technologique; et substitution (cas du Ti et du
Pb);
• Découverte de nouveaux gisements;
• Recyclage de produits;
• Catastrophe naturelle;
• Crise économique;
• Guerre;
• Instabilité ou émergence des états;
• Grève dans l’Industrie, etc.
 L’action gouvernementale qui peut se manifester par:
• Création d’un cadre attrayant pour les affaires;
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-5- Marché des ressources minières
• Autres décisions politiques, socio-économiques ou
environnementales.
 L’action des ONG;
 En général, les fluctuations de prix dépendent des orientations
de l’économie mondiale (cas de la décision prise par l’OPEC en
1973);
 Cependant ces fluctuations diffèrent selon le type de
ressource:
 Pour les métaux:
• Très fréquentes et rapides (parfois plusieurs en une journée);
• Très difficiles à prévoir.
 Pour les minéraux industriels:
• Plus rares et lentes;
• Le prix d’un même minéral varie selon les utilisations;
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-5- Marché des ressources minières
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-6- Cadre juridique de l’activité minière
 Sur le plan juridique, l’activité minière est encadrée par deux
groupes de lois:
 Les lois des Etats:
• Lois minières:
 Codes miniers;
 Textes d’application des codes miniers
• Lois connexes:
 Lois de finances;
 Codes des investissement;
 Codes des impôts;
 Codes domaniaux;
 Lois sur l’Environnement.
 Conventions relevant de l’Organisation Mondiale du Commerce
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-6- Cadre juridique de l’activité minière
 Les litiges miniers sont réglés par diverses juridictions au cas
où un arrangement à l’amiable n’est pas possible:
 Tribunaux des Etats;
 Tribunaux régionaux des affaires (cas du tribunal de
l’OHADA);
 Tribunaux mondiaux (cas du tribunal international des affaires
de La Haye).
 Pour le cas du Cameroun, l’Etat est l’unique propriétaire du
sous-sol; les titres miniers qu’il délivre sont les suivants:
 Permis (activité industrielle)
• Permis d’exploration;
• Permis d’exploitation.
 Autorisation (activité artisanale)
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-6- Cadre juridique de l’activité minière
 Les transactions sur les titres miniers sont autorisées et bien
encadrées par le Code Minier est ses décrets d’application
 En général le scénario est le suivant:
 Les petites compagnies (compagnies juniors pauvres et peu
connues) acquièrent des permis d’exploration et se lancent
dans l’exploration jusqu’au stade « prospect »;
 Lorsque le prospect est découvert, les juniors peuvent:
• S’associer à d’autres juniors (joint-venture) pour poursuivre
les activités;
• Se faire phagocyter par les séniors (comme Anglo Gold,
Barrick Gold ou Anglo American Platinum);
• Vendre leur permis d’exploration à un sénior qui ira au stade
« gisement »
 Lorsque le gisement est découvert, les séniors subissent le
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-7- Importance de l’industrie minière pour un Etat
 Les Etats ont besoin des ressources minières pour:
 Assurer le bien-être de leurs populations;
 Accroitre le niveau de vie de leurs populations;
 Assurer leur développement économique;
 Accroitre leur puissance dans le Monde.
 les pays développés sont aussi des pays de très grande
tradition minière;
 Pour ces pays à économie équilibrée, il y a une corrélation
positive entre la superficie et l’industrie minière;
 Cas du Canada, pays développé:
 Le Canada est la deuxième masse en superficie du Monde;
 En 2006, son industrie minière produisait plus de 44Md de
dollars, soit 8% de son PIB;
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-7- Importance de l’industrie minière pour un Etat
 En effet:
 Le Canada est le premier producteur mondial de Zn, potasse
et Uranium;
 Le Canada et le deuxième producteur mondial de Ni, S et
amiante;
 Le Canada est le troisième producteur mondial de Cu et Al;
 Le Canada est le quatrième producteur mondial d’or;
 En 1995, les dépenses d’exploration canadiennes ont atteint
750 M de dollars;
 En 1995, l’industrie minière canadienne employait 341.000
personnes.
 Grâce à ses ressources minières, le Canada jouit d’une très
importante avance technologique qui se traduit par:
 L’implication des sociétés canadiennes dans plus de 7300
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-7- Importance de l’industrie minière pour un Etat
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-7- Importance de l’industrie minière pour un Etat
 Ce schéma canadien est le même
que pour les autres pays développés
(USA, Australie, Russie, Afrique
du Sud, … dont le niveau de vie, le
rayonnement et la puissance ne
sont plus à démontrer;
 Ceci est sans doute le résultat du
budget de plus en plus croissant
que ces états allouent à
l’exploration minière.
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-7- Importance des ressources minières pour un Etat
 Cas du Cameroun, pays en voie de développement:
 La superficie est de 373 000km2;
 Les ressources minières sont importantes et diversifiées;
• Métaux: Al, Fe, Ni, Co, Sn, Mn, Au, Pt, Pd, Sb, Cu, Zn, Ti,
As, Ag, Hg, Ni, Ta, U, REE;
• Non métaux:
 Éléments: Na, K, Ca, Mg, C, P, N, S, F, Cl, Br, I;
 Minéraux:
- Industriels: quartz, calcite, halite, potasse, natron, talc,
micas, sulfates, phosphates, disthène, zircon, graphite,
bentonite, pyrophyllite, asbestes, gypse, argiles, feldspaths,
feldspathoÏdes, magnétite, rutile;
- Précieux: diamant, saphirs, rubis, émeraude, aigue-marine,
Chap I Présentation sommaire de
l’industrie minière
I-7- Importance des ressources minières pour un Etat
 Matériaux de construction: sable, gravier, ballast, moellons,
argiles, calcaire, pouzzolanes, marbres;
 Pierres ornementales: granite, marbre, gneiss, basalte,
quartzite, gabbro;
 Eaux minérales;
 Sources thermales;
• Ressources énergétiques:
 Combustibles fossiles: pétrole, gaz naturel, houille, lignite;
 Hydroélectricité;
 Géothermie.
 Malgré ces importantes ressources, le secteur minier du
Cameroun reste artisanal et sa contribution au PIB reste
insignifiante, et pour causes:
 Exploration minière insuffisante;
Introduction à la prospection
minière
chapitre II
Eléments de gîtologie
(où se cachent les ressources minières?)
Chap II Eléments de gîtologie
II-1- Définitions
 Minéralisation: présence dans les roches des minéraux
d’intérêt. Peut être:
 Massive;
 Disséminée.
 Occurrence ou indice: minéralisation dont l’importance connue
est faible
 Indiquerait la présence de minéralisations plus importantes à
proximité;
 Serait la portion affleurante d’un gisement plus profond.
 Gîte minéral (mineral deposit): amas de minéralisations ayant
un potentiel économique, à priori. Est caractérisé par son
facteur de concentration
 Facteur de concentration: taux d’enrichissement d’un gîte en
un élément autrement dit, le rapport entre sa teneur
d’exploitation et son clarke.
 Clarke: teneur moyenne d’un élément dans la croûte terrestre.
Chap II Eléments de gîtologie
II-1- Définitions
 Minerai (ore): minéral ou agrégat de minéraux qui peut être
extrait, concentré et commercialisé avec profit. Le minerai
peut contenir:
 Un minéral industriel;
 Une substance chimique;
 Une source d’énergie.
 Gangue ou stérile: minéraux sans intérêt economique d’un
minerai.
 Gisement (ore deposit): dépôt de minerai, soit une masse de
substance minérale (ou amas de minéralisations) qui peut être
exploitée avec profit:
 L’exploitabilité du gisement est fonction :
• Du tonnage: quantité de minerai dans le gisement;
• De la teneur: qualité du minerai dans le gisement;
• De l’ingénierie minière: méthode de minage du gisement;
Chap II Eléments de gîtologie
II-1- Définitions
 L’importance de ces variables peut changer en fonction des
conditions:
• Economiques (cas du marché de l’or dans les années 70 à 80);
• Sociales (cas des guerres);
• Politiques (cas des révolutions);
• Technologiques (cas de la découverte des nouveaux procédés,
…);
 Mine : installation industrielle pour exploiter un gisement.
 Métallotecte: caractéristique géologique qui semble avoir joué
un rôle dans la formation ou la localisation d’un gisement:
 Le métallotecte peut être:
• Géologique (lithologie, stratigraphie, structure locale ou
régionale, …);
• Géophysique (spécificités électriques, gravimétriques,
radiométriques …);
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
 Quatre principaux types de processus sont
à l’origine de minéralisations:
 Les processus magmatiques:
• Cristallisation fractionnée: Gîtes des
intrusions litées (cas du complexe du
Bushveld et du Great Dyke: Cr, PGE, Fe-
Ti-V, Ni-Cu, …);
• Ségrégation magmatique:
 Gîtes pegmatitiques (REE-Be-U-Li-Cs-Ta
ou REE-Li-Nb-Y-F ou U);
 Gîtes de pierres précieuses (diamant,
saphir, émeraude, rubis, topaze, …);
 Gîtes de sulfures (Fe-Ni-CU);
 Gîtes d’oxydes (Fe-Ti).
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
 Les processus sédimentaires:
• L’altération météorique ou météorisation :
 accumulations absolues:
- Latérites nickélifères (ex: ;
- Latérites cobaltifères;
- Latérites plombifères;
- Latérites zincifères;
 Accumulations relatives:
- bauxites;
- Latérites aurifères;
- Latérites nickélifères (ex: ;
- Gîtes de gemmes éluvionnaires;
- Gîtes de talc;
- Gîtes d’hydroxydes, carbonates, sulfates, …).
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
• L’érosion, le transport, la sédimentation et la diagenèse :
 Gîtes d’alluvions modernes ou actuelles:
- Alluvions aurifères ;
- Alluvions gemmifères;
- Alluvions disthénifères;
- Alluvions ritulifères,…;
 Gîtes d’alluvions fossiles ou anciennes (placers):
- Placers aurifères;
- Placers diamantifères;
- Placers titanifères,…
 Précipitation chimique
- Gîtes de carbonates (ex: ;
- Gîtes de Fe, Mn, Ba, Cu-Pb-Zn;
- Gîtes de perles;
- Gîtes de sulfates, phosphates…).
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
 Les processus métamorphiques:
font jouer la circulation des
fluides métamorphiques pour
transporter et déposer les
minéralisations:
 Gîtes orogéniques (lode):
- Dans l’épizone (faciès des
schistes verts: Hg, Hg-Sb,
Au-Sb,…) ;
- Dans la mésozone (faciès des
amphibolites: Au-As-Te,…);
- Dans la catazone (Au-As, …);
 Gîtes anorogéniques:
- BIF (Fe);
- GIF (Fe);
- Skarns (Au, Cu, Co, Fe, Ag,
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
 Les processus
hydrothermaux:
• les fluides hydrothermaux
sont des eaux chaudes qui
contiennent en solution:
 Des sels: Na, K, Ca,…;
 Des gaz: H2S, CO2, CH4, …;
 Des métaux: Cu, Zn, Fe,
Au, Ag,…
• Les fluides hydrothermaux
ont plusieurs origines:
 Eaux magmatiques;
 Eaux métamorphiques;
 Eaux connées;
 Eaux météoriques;
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
• L’écoulement des fluides
hydrothermaux dans la
croûte est fonction de la
perméabilité des roches.
• les forces qui entrainent
l’écoulement souterrain de
ces fluides sont:
 Les différences de densité
(flottabilité, convection);
 Les gradients de pression
d’origine:
- tectonique;
- Magmatique;
- Métamorphique;
- Sédimentaire.
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
• La précipitation des minéraux à partir des fluides
hydrothermaux est liée aux phénomènes suivants:
 Mélange des fluides ascendants et descendants;
 Ebullition ou immiscibilité des fluides;
 Echanges entre les fluides et les roches;
• Ces processus sont conditionnées par les variations graduelles
de température, pression, pH et oxydo-réduction.
• Les échanges entre fluides et roches sont appelés altérations:
 Altération épithermale ou géologique ou subsolidus ou
métasomatique:
- Silicification :(Au, Ag, …);
- Albitisation (Nb, Ta, U,…), microclinisation (Au, Ag, Hg, ...);
- Tourmalinisation (Sn, W, Mo, Au, Ag, …);
- Greisenification (Sn, W, Mo, Zn, AU, AG, …), Carbonatisation
(Au, …);
- Pyritisation (Au, Ag, U, As, …)
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
 Altération hydrothermale au sens strict:
- Lessivage (bauxites, latérites nickélifères, latérites
zincifères, …);
- Phyllitisation (Cu, Pb, Zn, Mo,…);
- Argillisation; (Au, Ag,…);
- Propyllisation
- Formation des chapeaux de fer ou gossans
Chap II Eléments de gîtologie
II-2- Processus de minéralisation
Chap II Eléments de gîtologie
II-3- Classification sommaire des gîtes
 Les modèles constituent des catégories qui servent à la
classification des gîtes minéraux, et leur utilisation améliore
nos chances lors de l’exploration de nouveaux gîtes:
 Ce sont les outils de base pour la préparation des campagnes
de prospection
 Ils doivent toujours être utilisés à bon escient, car ils
conditionnent notre attitude de prospecteur.
 Deux groupes principaux de modèles sont employés en
prospection minière:
 Les modèles descriptifs:
• Sont basés sur l’étude descriptive des gisements;
• Rassemblent les observations communes les plus fréquentes
pour une classe de gîtes;
• Les observations géologiques, géophysiques et géochimiques
Chap II Eléments de gîtologie
II-3- Classification sommaire des gîtes
 Les modèles génétiques:
• Sont basés sur la connaissance du mode de
formation des gîtes;
• Offrent le meilleur outil pour concevoir une
campagne de prospection.
• Ont cependant des limites car:
 Ils sont uniquement basés sur des gîtes déjà
découverts;
 Notre compréhension du mode de formation est
généralement incomplète;
 Les modèles changent au gré des découvertes
scientifiques;
 Tous les gîtes d’une classe diffèrent plus ou
moins du modèle.
• Restent cependant les plus efficaces si utilisés
Chap II Eléments de gîtologie
II-3- Classification sommaire des gîtes
 Pour une approche prévisionnelle de l’exploration, il est
préférable d’opter pour une classification génétique complétée
par les modèles descriptifs
 Gisements magmatiques:
• Gisements des intrusions litées (Cr, PGE, Fe-Ti-V, Ni-Cu,…);
• Gisements des laves mafiques(Ni-Cu-PGE,…);
• Gisements des pegmatites (REE-Be-U-Li-Cs-Ta, REE-Li-Nb-
Y-F, U,…),…
 Gisements hydrothermaux mixtes (magmatiques ou
sédimentaires):
• Gisements du type Copperbelt (Cu, Co,…)
• gisements du type SEDEX (Cu, Pb, Zn, Ba,…);
• Gisements des skarns (Cu, Mo, W, Pb, Zn, Fe, Sn,…);…
 Gisements sédimentaires:
• Gisements du type MVT (Zn-Pb-Cu);
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 Diamant:
 Ressources recherchées: diamant,
gemmes.
 Formations hôtes:
• Kimberlites et lamproïtes;
• Placers.
 Processus: fusion fractionnée.
 Forme:
• Kimbertites et lamproïtes: cheminées
de diatrèmes en forme de cônes, dykes
ou sills;.
• Placers: stratiformes.
 Localisation spatiale:
• Kimberlites et lamproïtes: intrudées
dans des cratons archéens anciens
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 Diamant:
 Age:
• Kimberlites et lamproïtes:
protérozoïque à cénozoïque;
• Placers: protérozoïque à cénozoïque.
 Métallotectes:
• Géologiques:
 Craton ancien stable;
 Intersection de linéaments;
 Minéraux lourds indicateurs(diam,
MgIlm, CrDi, MgCrPyr, Chr, …)
• Géophysiques:
 Anomalies magnétiques circulaires;
 Anomalies de conductivité élevées.
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 Ni-Cu-EGP
 Ressources recherchées: Ni, Cu, EGP,
…
 Formations hôtes:
• Komatiites;
• Sills ultramafiques à mafiques;
• Astroblèmes.
 Processus: ségrégation magmatique.
 Forme:
• Lentilles de sulfures massifs;
• Sulfures disséminés en intercumulus.
 Distribution:
• Komatiites: dépressions
topographiques;
• Sills:
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 Ni-Cu-EGP
• Astroblèmes:
 Zone marginale de l’impact;
 Dykes dans la roche sous jacente.
 Métallotectes:
• Géologiques:
 Coulée de komatiites;
 Plancher océanique archéen;
 Plate forme continentale;
 Ceinture métamorphique,…
• Géochimiques: anomalies de Ni-Cu-EGP dans les
sédiments.
• Géophysiques:
 Anomalies gravimétriques et magnétiques positives;
 Anomalie de résistivité négative.
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 Porphyres à Cu, Mo, W, Sn (très gros
gisements à faible teneur)
 Ressources recherchées: Cu, Sn, Mo,
W,…
 Formations hôtes:
• Ceintures orogéniques:
• Intrusions mafiques porphyriques;
• Zones d’altération.
 Processus: altération hydrothermale
• Propylitique (à épidote ou chlorite);
• Argillique (à argile);
• Séricitique (à séricite, quartz, pyrite);
• Potassique (à feldspath potassique
biotite).
 Forme: Grains disséminés, Veinules et
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 Porphyres à Cu, Mo, W, Sn (très gros gisements à faible
teneur)
 localisation spatiale
• Ceintures orogéniques:
• Intrusions felsiques les plus différenciées;
 Age: précambrien à cenozoïque
 Métallotectes:
• Géologiques:
 Ceinture orogénique;
 Complexe intrusif felsique;
 Zone d’altération hydrothermale
• De télédétection (variations de végétation);
• Géochimique (anomalies positive en Cu, Au, Mo, As, Cd, Mn,
Pb, Zn,…);
• Géophysiques:
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 Sulfures massifs volcanogènes (SMV)
 Ressources recherchées: Cu, Zn, Pb, Au, Ag, Sn Cd, Sb, Bi,…
 Formations hôtes:
• basaltes calco-alcalins des fonds océaniques;
• Tholéites d’arcs insulaires.
 Processus: hydrothermalisme des fonds océaniques (fumeurs
noirs)
 Forme : généralement, édifice pseudovolcanique constitué de:
• Cheminée d’altération minéralisée;
• Épanchements hydrothermaux alentours minéralisés.
 Localisation spatiale
• Dorsales de bassins d’arrière arc (type Chypre);
• Zones de convergence (type Kuroko);
• Rift sur marge continentale (type Besshi);
• Édifices volcaniques sous-marins (type Noranda).
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 Sulfures massifs volcanogènes (SMV)
 Métallotectes:
• géologiques;
 Dorsale de bassin d’arrière arc ;
 Zone de convergence de plaques;
 Rift sur marge continentale ;
 Édifice volcanique sous-marin
 Cheminée d’altération.
• Géophysiques:
 Méthodes magnétiques;
 Méthodes électromagnétiques.
• Géochimiques:
 Anomalie positive en Fen Sn Cu, Zn,…
 Présence de Au, Ag, Hg, Cd, In,…
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 SEDEX
 Ressources recherchées: Pb, Zn, Ba,
Ag, …
 Formations hôtes:
• Roches sédimentaires clastiques;
• Roches sédimentaires carbonatées.
 Processus: hydrothermalisme dans les
roches sédimentaires.
 Forme: lentilles tabulaires superposées
 Localisation spatiale:
• Bassin sédimentaire intracratonique;
• Bassin sédimentaire épicratonique.
 Age: tous âges.
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 SEDEX
 Métallotectes:
• Géologiques:
 Bassin de roches sédimentaires
clastiques à carbonatées;
 Tectonique stable ou en extension;
 Failles synsédimentaires.
• Géophysiques:
 Méthode des résistivités;
 Méthode de la polarisation
provoquée.
• Géochimique: anomalie positive en
Mn, Fe, Pb, Zn, As, Ba, S.
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 Filons de quartz aurifère
 Ressources recherchées: Au, Ag.
 Formations hôtes:
• Roches plutoniques des ceintures
orogéniques;
• Roches métamorphiques des ceintures
orogéniques .
 Processus: hydrothermalisme profond.
 Forme: tabulaire (filonienne)
 Localisation spatiale:
• Failles majeures;
• Failles inverse connexes;
• Intersection des failles;
• Veines d’extension subhorizontales.
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 Filons de quartz aurifère
 Métallotectes:
• Géologiques
 Ceinture orogénique archéene à
phanérozoïque;
 Zone de faille crustale;
 Frontière entre blocs tectoniques;
 Faille inverse subsidiaire
 Minéralogie: Qz, Carb, Tou, Sch, Au, Pyr,
Chalc,…
 Altération des épontes: Carb, Sér, Ab,
Tou.
• Géochimique (anomalie positive en As, Sb,
Hg, Te, Au, Cu, Pb, Zn, W, Bi, B).
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 Au-Ag type épithermal
 Ressources recherchées: Au,
Ag.
 Formations hôtes: roches
volcaniques de composition
andésitique à rhyolitique
 Processus: épithermalisme.
 Forme: tabulaire (filonienne).
 Localisation spatiale:
complexes filonniens dans les
caldéras.
 Age: contemporain ou
légèrement plus jeune que les
volcanites hôtes.
Chap II Eléments de gîtologie
II-4- Principaux types de gîtes
 Au-Ag type épithermal
 Métallotectes:
• Géologiques:
 Régionaux:
- zone de subduction;
- Volcanisme felsique à intermédiaire.
 Locaux:
- Caldéra;
- Complexe filonien associé.
• Minéralogique: Au, Ag natifs, sulfosels, Pyr, Gal, Chalc, Cov,
Sphal,…
• Altérologiques: altération argillique fréquente.
• Géochimique: anomalie positive en Au, Ag, Hg, As, Tl, Sb,
Pb-Zn-Cu.
• Géophysiques:
Introduction à la prospection
minière
chapitre III
Exploration minière
(Comment explorer les gisements miniers?)
Chap III Exploration minière
III-1- Etapes d’un projet minier( 5 étapes )
 Le développement d’un projet minier comporte 5
grandes étapes qui peuvent être subdivisées en
plusieurs éléments
 Exploration: en vue de découvrir et évaluer les
minéralisations; évaluer une minéralisation, c’est
définir approximativement:
• Sa teneur (concentration des substances
recherchées);
• Son tonnage (volume de minéralisation).
 Mise en valeur: en vue d’étudier sa faisabilité,
base de la décision d’investissement; il faut
caractériser le gîte avec précision par rapport à:
• Sa teneur;
• Son tonnage;
• Sa qualité métallurgique ie le type de mineraie ;
Chap III Exploration minière
III-1- Etapes d’un projet minier
 Développement: en vue de préparer l’exploitation du gisement;
il s’agit de :
• Construire les voies d’accès au gisement;
• Construire les infrastructures minières;
• Prendre les précautions environnementales.
 Exploitation: il s’agit de:
• Extraire le minerai;
• Transporter le minerai;
• Stocker le minerai.
 Restauration: il s’agit de restaurer l’environnement du
gisement après exploitation
Chap III Exploration minière
III-2- Démarche générale en exploration minière
 La prospection minière est une entreprise particulièrement
risquée. En effet:
 Les chances de découvrir un gisement sont généralement
minimes;
 Elle mobilise d’impressionnants moyens financiers.
 La bonne prospection est menée de façon réaliste.
 L’on est obligé de progresser par phases successives.
 Au terme de chaque phase, un examen critique des données
techniques, économiques et financières s’impose: il faut
obligatoirement apprécier le rapport risque encouru/profit
espéré à la lumière des résultats obtenus sur le terrain.
 La décision d’arrêter ou de poursuivre l’exploration en dépend.
 En cas de poursuite: un nouvel objectif sera défini et les
moyens de l’atteindre seront évalués.
 Au fur et à mesure que l’on progresse: les décisions
deviennent lourdes de conséquences et, dans tous les cas, il
Chap III Exploration minière
III-3- Méthodes d’exploration et validité des résultats
 A toutes les étapes de la prospection minière, la décision de
continuer ou d’arrêter dépend, avant toute autre
considération, des données:
 Géologiques;
 Gîtologiques;
 Minéralogiques qualitatives (teneurs) et quantitatives
(dimensions) recueillies sur le terrain.
 Dans un programme de prospection, l’on prévoit d’utiliser telle
méthode ou telle autre pour:
 rechercher les points d’accrochage;
 Contrôler les points d’accrochage;
 Reconnaitre les corps minéralisés découverts;
 Evaluer les gisements mis en évidence.
 Il est très important de choisir les méthodes adéquates, mais
il faut aussi que chaque méthode d’exploration soit appliquée
avec un soin extrême: ce sont les résultats obtenus à travers
Chap III Exploration minière
III-4- Le géologue minier: qui est-il?
 Le géologue minier est un professionnel de la Mine dont le
métier a pour finalité la découverte et l’évaluation des
gisements.
 C’est au géologue minier qu’est confiée la responsabilité des
travaux de prospection: du simple examen d’affleurements ou
de la moindre batée, jusqu’à l’évaluation d’un gisement.
 Le géologue minier est avant tout un géologue qui, certes,
connait les méthodes de prospection.
 Cependant Il ne peut être spécialiste en tout, maitrisant tous
les appareils les plus sophistiqués, mais il doit pouvoir gérer un
programme d’exploration dans tous ses aspects.
 Notamment, il doit être capable, sans se substituer aux
autres spécialistes:
 De bien orienter et contrôler leur travail;
 De compléter les données recueillies par eux sur le terrain,
 Dans tous les cas, il doit scrupuleusement assurer:
Chap III Exploration minière
III-4- Le géologue minier: Que fait-il?
 L’Ingénieur de conception géologue ou géologue minier:
 Est le patron des prospecteurs miniers.
 Il est Chef de projet, autrement dit, il dirige une campagne
d’exploration minière du début à la fin.
 L’ingénieur des travaux d’exploration minière ou prospecteur
minier est comme l’adjoint de l’Ingénieur géologue:
 Il est le patron des aides prospecteurs.
 Il dirige une ou plusieurs équipes de prospection minière.
 Par valorisation des acquis de l’expérience en entreprise, il
peut gravir des échelons:
• pour diriger une phase de projet;
• Pour atteindre le grade de chef de projet
 L’Aide prospecteur est un technicien supérieur en prospection
minière:
 Il seconde le prospecteur minier dans une équipe de
prospection.
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Un programme d’exploration minière comporte cinq phases:
 Phase I: Approche du sujet;
 Phase II: Recherche des points d’accrochage;
 Phase III: Contrôle des points d’accrochage;
 Phase IV: Identification des corps minéralisés;
 Phase V: Evaluation du gisement
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase I: Approche du sujet:
 Objectifs:
• apprécier l’intérêt minier de la région;
• contrôler le cadre géologique régional;
• identifier les sujets intéressants;
• faire une première sélection régionale.
 Activités:
• Documentation:
 Technique;
 Juridique.
• gîtologie prévisionnelle régionale( étude géologique permet de
déterminer ce qu’on peut trouver sur le lieu),
• aperçu économique;
• analyse cartographique et satellitaire,
• « raids » de reconnaissance géologique .
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase I: Approche du sujet:
 Méthodes:
• recherche bibliographique,
• cartographie et géomatique,
• prospection au marteau;
 Échelle: très petite (< 1/200.000)
 Surface concernée: très grande, tout le Permis (≈ 1.000km2)
 besoins:
• matériels et financiers: peu importants;
• Besoins humains: peu importants (géologue minier,
géomaticien, prospecteur minier);
 Durée: quelques semaines;
 Décision finale: rétention des zones d’intérêt ou abandon du
reste.
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase II: Recherche des points d’accrochage.
 Objectifs:
• localisation des secteurs à indices et anomalies;
• approche typologique des minéralisations;
• choix des méthodes pour la prospection tactique( petite
surface );
• réduction importante de la surface à explorer.
 Activités:
• Géomatique;
• prospection stratégique de terrain( prospection à grande
surface );
• esquisse géologique;
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase II: Recherche des points d’accrochage.
 Méthodes:
• prospection au marteau (roches),
• Prospection alluvionnaire (sédiments et fonds de batées),
• Prospection éluvionnaire (sols),
• Prospection géochimique à large maille (sur fonds de batée),
• Prospection géophysique aéroportée (magnétométrie,
radiométrie)..
 Échelle de travail: petite à moyenne (1/50.000 à 1/200.000);
 Surface à couvrir: moyenne à grande (50km2 à 500km2)
 besoins:
• matériels et financiers: assez importants;
• humains: assez importants (géologues miniers, géomaticien,
géophysicien);
 Durée: quelques semaines à quelques mois;
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase III: Contrôle des points d’accrochage.
• Objectifs:
• définition des cibles,
• classement des cibles par ordre d’intérêt,
• estimation des premières teneurs,
• sélection des cibles pour reconnaissance approfondie;
 Activités:
• géomatique,
• cartographie géologique détaillée,
• étude typologique,
• levé topographique sommaire,
• prospection tactique,
• sondages,
• pré-étude économique d’orientation,
• prospection géophysique au sol, premier regard géostatistique;
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase III: Contrôle des points d’accrochage.
 Méthodes:
• prospection au marteau: pétrographie,
• structurales,
• minéralogie
• sédimentologie approfondies sur roches et alluvions,
• géochimie à maille serrée sur roches, alluvions et éluvions
(puits ou tranchées),
• géophysique au sol
• magnétisme,
• électromagnétisme,
• potentiels induits,
• potentiels spontanés,
• résistivité,
• gravimétrie, radiométrie.
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase III: Contrôle des points d’accrochage.
 Échelle de travail: grande (1/5.000 à 1/20.000);
 Surface à couvrir: moyenne à grande (5km2 à 50km2)
 besoins:
• matériels et financiers: assez importants;
• Besoins humains: assez importants (géologue minier,
géomaticien, pétrographe, structuraliste, sédimentologue,
géochimiste, géophysicien, géostatisticien);
 Durée: quelques mois;
 Décision finale:
• rétention des cibles, et poursuite du projet,
• rejet ou mise des cibles en protefeuille,,
• vente du permis ou
• recherche de partenaires
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase IV: Reconnaissance des corps minéralisés.
 Objectifs: mise en évidence d’un PORSPECT
• définition des enveloppes des corps,
• détermination de la forme du volume, de la structure et de la
disposition des corps sur le terrain,
détermination des premières fourchettes du couple
Tonnage/teneur,
• première approche environnementale,
• première approche économique chiffrée;
 Activités:
• levé topographique;
• sondages diamant (carottés) et percutants (destructifs);
• Pétrographie;
• Analyse structurale;
• Minéralogie;
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase IV: Reconnaissance des corps minéralisés.
• calculs géostatistiques;
• synthèse géologique;
• essais de valorisation;
• étude d’impact environnemental sommaire;
 Méthodes:
• Sondages;
• Pétrographie;
• Structurale;
• Minéralogie;
• Géochimie;
• géophysique de sondage;
• Diagraphies;
• géophysique de développement;
• techniques environnementales.
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase IV: Reconnaissance des corps minéralisés.
 Échelle de travail: très grande, plans (1/500 à 1/5.000);
 Surface à couvrir: très petite (0,5km2 à 2km2)
 Besoins:
• matériels et financiers: très importants;
• humains: assez importants: (géologues miniers, géomaticien,
pétrographe, structuraliste, géochimiste, hydrogéologue,
ingénieur procédés, ingénieur du génie civil,
environnementaliste, géophysicien, géostatisticien,
économiste);
 Durée: quelques mois à une année;
 Décision finale:
• gisement à évaluer ou mis en protefeuille;
• vente du permis ou recherche de partenaires.
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase V: Evaluation du gisement.
 Objectifs: MISE EN EVIDENCE D’UN GISEMENT
• calcul des réserves,
• resserrement des fourchettes pour le couple tonnage/teneur,
• mise au point du traitement,
• choix de la méthode d’exploitation,
• étude de rentabilité,
• étude d’impact environnemental détaillée;
 Activités:
• sondages diamant systématiques,
• travaux miniers dont certains préparatoires à l’exploitation,
• calculs géostatistiques,
• géomatique,
• essais semi-industriels de traitement,
• études de faisabilité.
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase V: Evaluation du gisement
 Méthodes:
• sondages,
• géochimie,
• géophysique de sondage,
• diagraphies,
• géophysique de développement,
• techniques environnementales,
• ingénierie des procédés,
• calculs économiques
 Échelle de travail: plans (1/200 à 1/1.000);
 Surface à couvrir: très petite (1ha à quelques km2)
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase V: Evaluation du gisement.
 Besoins:
• matériels et financiers: très importants;
• humains: très importants:
 géologues miniers,
 géomaticien, sondeurs miniers,
 pétrographe,
 structuraliste,
 géochimiste,
 hydrogéologue,
 ingénieur procédés,
 ingénieur du génie civil,
 environnementaliste,
 géostatisticien,
 minéralurgiste,
Chap III Exploration minière
III-5- Phases de prospection minière
 Phase V: Evaluation du gisement.
 juriste,
 économiste,
 sociologue,
 Comptable
 Médécin.
 Durée: quelques mois à plusieurs années;
 Décision finale:
• mise en exploitation du gisement
• mise en portefeuille.
Chap III Exploration minière
III-6- Stades de prospection minière
 Les différentes phases étudiées peuvent être regroupées en
stades de prospection.
 Un stade de prospection correspond à un certain nombre
d’opérations selon l’état d’avancement du programme:
 Le stade des opérations stratégiques: Détermination des
points d’accrochage;
 Le stade des opérations tactiques: Contrôle des points
d’accrochage;
 Le stade des opérations ponctuelles(très petite surface ):
Evaluation du gisement.
Chap III Exploration minière
III-5- Stades de prospection minière
 Stade des opérations stratégiques : prospection générale.
 Phases de prospection: phase I et phase II;
 Compagnies intéressées: Etat et petites compagnies;
 Décision finale: abandon ou poursuivre tout seul.
 Stade des opérations tactiques: étude des indices.
 Phases de prospection: phase III;
 Durée maximale: quelques mois;
 Compagnies intéressées: compagnies moyennes à grandes;
 Décision finale: vente ou partenariat recommandé si poursuite.
 Stade des opérations ponctuelles: estimation du gisement.
 Objectif : évaluation du gisement;
 Phases de prospection: phase IV + phase V;
 Compagnies intéressées: très grandes compagnies;
multinationales;
 Décision finale: mise en exploitation ou en porte feuille selon
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-1- Objectifs d’un programme
 Le but de tout programme d’exploration est la découverte de
nouveaux gisements;
 Se basant sur des considérations économiques ou
conjoncturelles, tout programme d'exploration doit viser:
 Soit un type de commodité ou substance ;
 Soit une région délimitée;
 Soit les deux.
 L’on peut aussi opter pour une exploration régionale tous
azimuts communément surnommée en anglais "grass root".
 Une fois déterminée la commodité et/ou la région d'intérêt,
un programme d'exploration est conçu: c’est le CONCEPT
minier.
 Le concept est basé sur les connaissances géologiques du
concepteur:
 Dans le cas d’un gîte particulier: le géologue se base sur un
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-2- Exemple: principales caractéristiques économiques et industrielles
de l’or du cuivre et du zinc
 L’or:
 Est chimiquement inerte;
 A une conductivité thermique et une conductivité électrique
élevées;
 A une malléabilité et une réflectivité élevées;
 Est utilisé dans différents domaines:
• Bijouterie;
• Électronique;
• Dentisterie;
• Décoration et arts…
 Sa valeur marchande est très forte;
 Le traitement du minerai est très peu cher
 Sa consommation industrielle diminue lorsque son prix
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-2- Exemple: principales caractéristiques économiques et industrielles
de l’or du cuivre et du zinc
 Le cuivre:
 C’est le métal le plus utilisé dans la fabrication de bien
industriels et de consommation;
 Il a les meilleures conductivités thermique et électrique après
l'argent;
 Il est utilisé dans de multiples alliages métalliques (bronze:
Cu-Sn; laiton: Cu-Zn), ainsi que dans des produits comme les
fongicides;
 Sa valeur marchande est moyenne;
 Le procédé de traitement du minerai, peu cher, comporte:
• La flottation (concentration à 5 à 30% Cu);
• La fusion (concentration à 99.5% Cu);
• L’électrolyse (Concentration à 99.9% Cu).
 Le prix a baissé dans les années 80 à cause de:
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-2- Exemple: principales caractéristiques économiques et industrielles
de l’or du cuivre et du zinc
 Le cuivre:
 La demande du cuivre:
• Diminue dans les pays industrialisés car:
 l'infrastructure électrique et de communication y est
développée;
 le cuivre tend à y être remplacé par la fibre optique.
• Augment dans les pays en voie de développement car ils ont
encore leurs infrastructures de communication à installer.
 Le zinc:
 Il est utilisé:
• pour les alliages (laiton);
• comme protection contre la corrosion;
• dans l'industrie de la peinture
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 Le choix des méthodes dépend des commodités recherchées et
de la phase de prospection
 les moyens de l’entreprise sont certainement un facteur
limitant
 L’étude des gîtes minéraux fait appel à l’ensemble des
disciplines des Sciences de la Terre, aussi bien sur le terrain
qu’en laboratoire:
 Sur le terrain:
• Objectifs principaux:
 Déterminer la nature des minéralisations;
 Déterminer la géométrie des minéralisations( couche,
disséminé, plissé )
 Déterminer les relations spatiales des minéralisations avec
l’encaissant;
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 En laboratoire:
• Objectifs principaux:
 Faire la description détaillée des objets géologiques et
miniers;
 Déterminer la nature des paragénèse ie l’ensemble des
minéraux qui se sont formés au meme momment que la roche
);
 Déterminer la chronologie absolue des minéralisations;
 Comprendre la genèse des concentrations.
• Méthodes:
 Traitement statistique des données structurales;
 Pétrographie détaillée;
 Minéralogie détaillée, notamment des minéraux lourds
(minéragraphie);
 Géochimie approfondie (majeurs, traces, REE);
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 les méthodes de prospection sont divisées en cinq groupes:
 Les méthodes de prospection géologique ou prospection au
marteau;
 Les méthodes de prospection alluvionnaire;
 Les méthodes de prospection géochimique;
 Les méthodes de prospection géophysique;
 Les méthodes de forage.
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 La prospection au marteau ou géologique
 Principe: Utiliser la géologie des formations pour rechercher
les gisements
 Concerne toutes les commodités
 Intervient lors des phases I, II, et III avec des objectifs
différents selon la phase;
 L’échelle d’exploration peut être:
• Régionale (cas de la phase I) avec les caractéristiques
suivantes:
 Cartes de base: topographique et géologique à petite échelle;
 Objectifs principaux:
- Vérification des unités lithostructurales préalablement
identifiées;
- Vérification des zones d'altération préalablement identifiées;
- Découverte d’unités lithostructurales jusque là inconnues
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 La prospection au marteau
• Locale (cas des phases II et III) avec les caractéristiques
suivantes:
 Cartes de base: topographique ou géologique agrandie à
l’échelle de la propriété pour planifier et effectuer des
traverses;
 Objectifs généraux:
- Cartographier les zones minéralisées de façon détaillée;
- Servir de support aux travaux de prospection géochimique et
géophysique.
 Méthodes: méthodes d’exploration systématiques sur grille.
- Réalisation sur traverses (suivants des layons);
- Réalisation des tranchées;
- Décapage de la partie non minéralisée qui recouvre la
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 La prospection au marteau
 Contenu du rapport de prospection au marteau:
• Titres miniers;
• Localisation et accès à la propriété ie les coordonnées
géographiques ;
• Travaux effectués avec coûts;
• Géologie régionale;
• Description des lithologies;
• Analyse structurale;
• Types de gîtes rencontrés;
• Localisation et description détaillée des indices de
minéralisations;
• Résultats d’analyses chimiques préliminaires (le cas échéant);
• Interprétation gîtologique et identification des métallotectes;
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 La prospection alluvionnaire
 Principe: utiliser les minéraux lourds pour rechercher le
gisements
 Elle concerne les commodités rencontrées dans les alluvions,
les colluvions et les formations littorales;
 Elle intervient dans toutes les phases avec des objectifs
différents selon la phase;
 L’échelle d’exploration peut être:
• Régionale (stratégique) avec pour caractéristiques:
 But: rechercher les points d’accrochage ou indices;
 Méthodes: échantillonnage et lavage des alluvions généralement
en aval des affluents et sous affluents du collecteur principal=
fleuve.
• Générale ou volante (tactique) avec pour caractéristiques:
 But: contrôler et étudier des points d’accrochage.
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 La prospection alluvionnaire
• Locale (ponctuelle) avec pour caractéristiques:
 But: recueillir toutes les données nécessaires à l’étude de
faisabilité et à l’exploitation du gisement, notamment:
- délimiter précisément le forme du gîte et ses parties les plus
riches,
- Déterminer la position du niveau piézométrique;
- Déterminer le profil topographique de substratum;
- Faire une étude granulométrique du minerai
 Méthodes: échantillonnage et lavage des alluvions et colluvions
en maille serrée dans les indices avérés du bassin versant ou
de la terrasse.
 Le matériel de prospection le plus utilisé est: GPS, boussole,
marteau, pelles, seaux, quarteur, cordes, harnais, batées,
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 La prospection alluvionnaire
 Contenu du rapport de prospection alluvionnaire:
• Titres miniers;
• Localisation et accès à la propriété;
• Travaux effectués avec coûts;
• Géologie régionale;
• Description des lithologies;
• Analyse structurale;
• Commodités explorées;
• Localisation et description détaillée des indices de
minéralisations;
• Résultats d’analyses chimiques préliminaires (le cas échéant);
• Évaluation des indices;
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 La prospection géochimique
 Définitions de base:
• Clarke: abondance moyenne d’un élément dans la croute;
• Bruit de fond géochimique: Teneur normale d’un élément dans
une roche:
 Régional: totalement naturel
 Local: influencé par l’activité humaine.
• Zone de concentration anomale ou zone anomalique ou anomalie
d’un élément: zone dans laquelle la concentration en cet
élément diffère considérablement du bruit de fond
géochimique. Peut être:
 Primaire ou secondaire;
 Positive ou négative.
• Teneur moyenne d’exploitation d’un élément: teneur à laquelle
il peut être exploité avec profit.
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 La prospection géochimique
 Principe: utiliser la chimie des formation pour rechercher les
gisements;
 Concerne toutes les commodités;
 Intervient surtout dans les phases II, III et IV de
l’exploration;
 Elle peut être stratégique, mais surtout tactique
 Pour une campagne de prospection géochimique l’on procède
comme suit:
• Définir les concepts de base;
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 La prospection géochimique
 Contenu du rapport de prospection géochimique:
• Résumé;
• Introduction;
• Géologie régionale (synthèse courte);
• Géologie de la propriété;
• Travaux réalisés;
• Résultats et discussion;
• Conclusions et recommandations;
• Bibliographie
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 La prospection géophysique
 Principe: utilise diverses propriétés physiques du sol et de la
roche pour découvrir des zones minéralisées sous la surface.
 Les champs physiques utilisés sont:
• champs naturels (magnétique, gravitationnel, électrique,
radioactif)
• champs induits par des émetteurs (polarisation…).
 Les levés sont: aéroportés (avion, hélicoptère) ou au sol et en
forage.
 Concerne: les commodités caractérisées par des propriétés
physiques particulières;
 L’anomalie recherchée: représente une différence dans les
propriétés physiques entre:
• la minéralisation et la roche encaissante;
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 La prospection géophysique
 La forme et l'intensité de l'anomalie trouvée seront fonction
de sa dimension, de sa forme et de sa profondeur par rapport
à la pénétration de la méthode.
 Intervient: surtout dans les phases III et IV de l’exploration
 Elle peut être stratégique, mais surtout tactique
 Pour une campagne de prospection géochimique l’on procède
comme suit:
• Définir les concepts de base;
• Réaliser les travaux sur le terrain ;
• Exploiter les résultats obtenus sur le terrain;
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 La prospection géophysique
 Les principales méthodes géophysiques utilisées sont:
• Les méthodes gravimétriques: permettent d’explorer les
substances en fonction de la densité des minerais ie la gravité
g augmente : anomalie gravimetrique positive;
• Les méthodes électriques et électromagnétiques: permettent
d’explorer les substances en fonction des propriétés
électriques ou électromagnétiques;
• Les méthodes magnétiques: permettent d’explorer les
substances en fonction des propriétés magnétiques des
minerais;
• Les méthodes sismiques: permettent d’explorer les substances
en fonction de l’élasticité des roches;
• Les méthodes radiométriques: permettent d’explorer les
substances en fonction des propriétés radioactives des
minerais;
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 La prospection géophysique
 Contenu du rapport de prospection géophysique:
• Résumé;
• Introduction;
• Géologie régionale (synthèse courte);
• Géologie de la propriété;
• Travaux réalisés;
• Résultats et discussion;
• Conclusions et recommandations;
• Bibliographie
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 Les forages d’exploration en dernier lieu
 Principe: lorsque les forages sont effectués de manière
judicieuse, ils permettent de délimiter une minéralisation de
façon précise.
 Concerne: les minéralisations organisées en corps plus ou moins
profonds;
 Intervient: essentiellement dans la phase V (opérations
ponctuelles)
 L’élaboration d’une campagne de forage dépend:
• De la localisation des cibles;
• De la forme des cibles;
• De l’orientation des cibles;
• De la profondeur des cibles;
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 Les forages d’exploration
 Il existe deux principaux type de forages:
• Forages destructifs:
 Principes:
- utilisation d’un outil qui percute les roches (percutants);
- Utilisation d’un outil qui ronge les roches en tournant (rotatifs)
 Profondeur maximale atteinte: faible
 Effets sur les roches: destructifs;
 Échantillons récoltés: copeaux ou cuttings;
 Faisabilité: faciles et rapides;
 Coûts: faibles.
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 Les forages d’exploration
 Il existe deux principaux type de forages:
• Forages non destructifs ou forages carotté ou forages au
diamant:
 Principe: utilisation d’un outil creux et serti de diamants qui
tourne et creuse les roches;
 Profondeur maximale atteinte: très grande (peut dépasser les
5000m);
 Effets sur les roches: non destructifs;
 Échantillons récoltés: carottes;
 Faisabilité: difficiles et lents;
 Coûts: très élevés.
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 Les forages d’exploration
 L’élaboration d’une campagne de forages passe par les étapes
suivantes:
• Concept;
• Devis;
• Surveillance des forages et évaluation des résultats;
• Travaux supplémentaires.
Chap III Exploration minière
III-6- Programme d’exploration minière
III-6-3- Méthodes de prospection minière
 Les forages d’exploration
 Il existe trois principaux type de forages:
• Forages percutants:
 Principe: utilisation d’un marteau mécanique qui percute les
roches;
 Profondeur maximale atteinte: faible
 Effets sur les roches: destructifs;
 Échantillons récoltés: copeaux ou cuttings;
 Faisabilité: faciles et rapides;
 Coûts: faibles.
• Des moyens de l’entreprise.
• champs naturels (magnétique, gravitationnel, électrique,
radioactif)
• champs induits par des émetteurs (polarisation…).
Chap III Exploration minière
III-2- Programme d’exploration minière
III-6-3- Compilation des données existantes
 L’élaboration d’un programme d’exploration minière, de la
définition des objectifs au concept, est basée sur la collecte
des données existantes. Ceci est vrai pour:
 L’exploration régionale;
 L’exploration locale.
 Ceci se fait en consultant des banques de données disponibles
dans:
 Les archives nationales;
 Les services géologiques nationaux;
 Les bibliothèques diverses…
Chap III Exploration minière
III-3- Programme d’exploration minière
 Le concept est basé sur les connaissances géologiques du
concepteur:
 Dans le cas des gîtes minéraux: c’est un modèle de gîte qui
décrit les caractéristiques essentielles et accidentelles des
gisements recherchés.
 Dans le cas de l'exploration régionale, le géologue doit garder
à l'esprit les multiples types de minéralisations qu'il peut
s'attendre à trouver dans la région, plutôt que de rechercher
un type d'indications
Introduction à la minéralogie
DEUXIEME PARTIE
COMPOSITION CHIMIQUE DES MINERAUX
Chapitre III
Notions fondamentales
Chapitre IV
Minéraux silicatés
Chapitre V
Minéraux non silicatés
Chapitre VI
Reconnaissance macroscopique
des minéraux

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  • 1. INTRODUCTION A LA PROSPECTION MINIERE Par Dieudonné Minyem REPUBLIQUE DU CAMEROUN Paix-Travail-Patrie ------------- MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ------------- UNIVERSITE DE MAROUA -------------- I INSTITUT DES MINES ET DES INDUSTRIES PETROLIERES -------------- REPUBLIC OF CAMEROON Peace-Work-Fatherland ------------- MINISTRY OF HIGHER EDUCATION ------------- THE UNIVERSITY OF MAROUA ------------- THE INSTITUTE OF MINES AND PETROLEUM INDUSTRIES ------------- DEPARTEMENT DES MINES ET CARRIERES B.P. 46 Maroua Tél. : 22 29 28 52 Fax : 22 29 31 12 DEPARTMENT OF MINES AND QUARRIES
  • 2. Introduction à la prospection minière CHAPITRE I: PRESENTATION SOMMAIRE DE L’INDUSTRIE MINIERE (pourquoi explorer les ressources minières?) CHAPITRE II: ELEMENTS DE GITOLOGIE (ou se cachent les ressources minières?) CHAPITRE III: EXPLORATION MINIERE (comment explorer les gisements miniers?) CHAPITRE IV: INTRODUCTION A L’EVALUATION DES GISEMENTS (comment évaluer un gisement minier?) CHAPITRE V: METIER DE GEOLOGUE MINIER (quel travail fait le géologue minier?)
  • 3. Introduction à la prospection minière chapitre I Présentation sommaire de l’Industrie minière (pourquoi explorer les ressources minières?)
  • 4. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-1- Importance du Monde Minéral pour l’Homme  Depuis la nuit des temps, L’exploration pour découvrir et utiliser de nouvelles ressources minérales a marqué l’évolution de l’Humanité:  Âge de la pierre taillée;  Âge de la pierre
  • 5. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-1- Importance du Monde Minéral pour l’Homme  Aujourd'hui, l’importance du monde minéral pour nous se trouve accrue car toutes nos activités, au quotidien, sont basées sur les ressources naturelles :  Agropastoral et alimentation: fertilisants, machines agricoles,…;  Santé: produits pharmaceutiques, équipements médicaux,…;  Génie civil: matériaux de construction, équipements domestiques, …;  Industries diverses: matériels de communication, cosmétiques…;  Transports: motos, voitures, trains, avions, …;  Énergie: hydroélectricité, géothermie,
  • 6. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-1- Importance du Monde Minéral pour l’Homme  Lampe à filament incandescent qui brille:  Verre de l’ampoule: silice, soude, calcaire, charbon et sel gemme;  Filament: tungstène;  Supports du filament: molybdène;  Fils électriques: cuivre et nickel;  Fusible: alliage nickel-manganèse- cuivre-silice;  Douille: alliage cuivre-zinc ou aluminium;  Attaches: molybdène;  Gaz dans l’ampoule: mélange azote- argon;  Origine de l’énergie: gaz; carburant;
  • 7. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-1- Importance du Monde Minéral pour l’Homme  Si une seule de ces choses manque, l’ampoule ne peut briller.  les ressources minières sont au centre de l’économie mondiale, et tant l’Humanité vivra, la course pour trouver de nouvelle ressource se poursuivra.
  • 8. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-2- Diversité des ressources minières  Aujourd’hui, la quasi-totalité des éléments du tableau périodiques sont utilisés dans divers procédés industriels.  Les ressources minières peuvent être classées en trois grands groupes:  Métaux: • Précieux: or, argent, palladium, platine,…; • Non précieux: nickel, cobalt, cuivre, zinc, fer, aluminium, uranium…;  Non-métaux: • Pierres précieuses: diamant, émeraude, saphir, rubis, topaze, grenat,…; • Minéraux industriels: sel gemme, quartz, calcite, talc, rutile, …; • Matériaux de construction: sable, gravier, calcaire, argile,
  • 9. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-2- Diversité des ressources minières
  • 10. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-3- Production des ressources minières dans le Monde  La production mondiale des ressources minières est régie par deux facteurs:  La croissance de la population mondiale: • La production croit avec la croissance démographique; • C’est le fait des pays en voie de développement: cas de la chine avec
  • 11. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-3- Production des ressources minières dans le Monde  L’augmentation du niveau de vie des populations: • La production croit avec le niveau de vie; • c’est le fait des pays en voie de développement: cas de la chine avec une croissance économique de 8% en 2003; • C’est le fait des pays développés:  environ 16% de la population mondiale ;  Consomment 70% de l’Al, du Cu et du Ni; 58% du pétrole; 48% du gaz naturel et 37%
  • 12. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-3- Production des ressources minières dans le Monde  Les besoins toujours croissants en ressources minières motivent la production, selon la loi de l’offre et de la demande;  Certains facteurs peuvent faire varier la production:  Disponibilité de l’énergie;  Guerre;  Emergence ou instabilité des pays;  Catastrophe naturelle ou financière  Protection de l’Environnement;
  • 13. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-3- Production des ressources minières dans le Monde
  • 14. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-4- Opérateurs du secteur minier  Deux grands groupes d’opérateurs interviennent dans le secteur minier:  Opérateurs d’exploration et de production; ce sont les opérateurs principaux: • Etats:  Pays développés: produisent pour se développer industriellement;  Pays en voie de développement: produisent pour vendre avant d’envisager leur développement. • Privés:  Artisans: produisent pour vendre;  Compagnies: - Produisent pour vendre;
  • 15. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-4- Opérateurs du secteur minier  Opérateurs d’appui; ils soutiennent et viabilisent le secteur minier: • Organismes de crédit:  Caisses d’épargne et de crédit;  Banques;  Bourses. • Compagnies d’assurance et de réassurance; • Instances juridiques:  Etatiques  Sous régionales;  mondiales.
  • 16. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-5- Marché des ressources minières  Des marchés mondiaux existent pour les substances à forte valeur marchande et à faible coût de transport, et qui sont recherchées de par le Monde (or, argent, métaux de base, diamant).  Dans ces marchés:  Toute fluctuation dans une partie du Monde influe sur le Monde entier;  Achat et vente se font dans des locaux spécialisés;  Seuls les membres agrées et respectant les conventions opèrent;  Tous les opérateurs sont en communication de par le Monde.  Les principaux marchés mondiaux sont:  La London Metal Exchange (LME): métaux de base;  La London Bullion Market: or et argent;
  • 17. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-5- Marché des ressources minières  Les forces qui déterminent les cours des ressources minérales au quotidien sont:  L’offre et la demande, équilibre qui peut être influencé par : • Développement technologique; et substitution (cas du Ti et du Pb); • Découverte de nouveaux gisements; • Recyclage de produits; • Catastrophe naturelle; • Crise économique; • Guerre; • Instabilité ou émergence des états; • Grève dans l’Industrie, etc.  L’action gouvernementale qui peut se manifester par: • Création d’un cadre attrayant pour les affaires;
  • 18. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-5- Marché des ressources minières • Autres décisions politiques, socio-économiques ou environnementales.  L’action des ONG;  En général, les fluctuations de prix dépendent des orientations de l’économie mondiale (cas de la décision prise par l’OPEC en 1973);  Cependant ces fluctuations diffèrent selon le type de ressource:  Pour les métaux: • Très fréquentes et rapides (parfois plusieurs en une journée); • Très difficiles à prévoir.  Pour les minéraux industriels: • Plus rares et lentes; • Le prix d’un même minéral varie selon les utilisations;
  • 19. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-5- Marché des ressources minières
  • 20. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-6- Cadre juridique de l’activité minière  Sur le plan juridique, l’activité minière est encadrée par deux groupes de lois:  Les lois des Etats: • Lois minières:  Codes miniers;  Textes d’application des codes miniers • Lois connexes:  Lois de finances;  Codes des investissement;  Codes des impôts;  Codes domaniaux;  Lois sur l’Environnement.  Conventions relevant de l’Organisation Mondiale du Commerce
  • 21. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-6- Cadre juridique de l’activité minière  Les litiges miniers sont réglés par diverses juridictions au cas où un arrangement à l’amiable n’est pas possible:  Tribunaux des Etats;  Tribunaux régionaux des affaires (cas du tribunal de l’OHADA);  Tribunaux mondiaux (cas du tribunal international des affaires de La Haye).  Pour le cas du Cameroun, l’Etat est l’unique propriétaire du sous-sol; les titres miniers qu’il délivre sont les suivants:  Permis (activité industrielle) • Permis d’exploration; • Permis d’exploitation.  Autorisation (activité artisanale)
  • 22. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-6- Cadre juridique de l’activité minière  Les transactions sur les titres miniers sont autorisées et bien encadrées par le Code Minier est ses décrets d’application  En général le scénario est le suivant:  Les petites compagnies (compagnies juniors pauvres et peu connues) acquièrent des permis d’exploration et se lancent dans l’exploration jusqu’au stade « prospect »;  Lorsque le prospect est découvert, les juniors peuvent: • S’associer à d’autres juniors (joint-venture) pour poursuivre les activités; • Se faire phagocyter par les séniors (comme Anglo Gold, Barrick Gold ou Anglo American Platinum); • Vendre leur permis d’exploration à un sénior qui ira au stade « gisement »  Lorsque le gisement est découvert, les séniors subissent le
  • 23. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-7- Importance de l’industrie minière pour un Etat  Les Etats ont besoin des ressources minières pour:  Assurer le bien-être de leurs populations;  Accroitre le niveau de vie de leurs populations;  Assurer leur développement économique;  Accroitre leur puissance dans le Monde.  les pays développés sont aussi des pays de très grande tradition minière;  Pour ces pays à économie équilibrée, il y a une corrélation positive entre la superficie et l’industrie minière;  Cas du Canada, pays développé:  Le Canada est la deuxième masse en superficie du Monde;  En 2006, son industrie minière produisait plus de 44Md de dollars, soit 8% de son PIB;
  • 24. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-7- Importance de l’industrie minière pour un Etat  En effet:  Le Canada est le premier producteur mondial de Zn, potasse et Uranium;  Le Canada et le deuxième producteur mondial de Ni, S et amiante;  Le Canada est le troisième producteur mondial de Cu et Al;  Le Canada est le quatrième producteur mondial d’or;  En 1995, les dépenses d’exploration canadiennes ont atteint 750 M de dollars;  En 1995, l’industrie minière canadienne employait 341.000 personnes.  Grâce à ses ressources minières, le Canada jouit d’une très importante avance technologique qui se traduit par:  L’implication des sociétés canadiennes dans plus de 7300
  • 25. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-7- Importance de l’industrie minière pour un Etat
  • 26. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-7- Importance de l’industrie minière pour un Etat  Ce schéma canadien est le même que pour les autres pays développés (USA, Australie, Russie, Afrique du Sud, … dont le niveau de vie, le rayonnement et la puissance ne sont plus à démontrer;  Ceci est sans doute le résultat du budget de plus en plus croissant que ces états allouent à l’exploration minière.
  • 27. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-7- Importance des ressources minières pour un Etat  Cas du Cameroun, pays en voie de développement:  La superficie est de 373 000km2;  Les ressources minières sont importantes et diversifiées; • Métaux: Al, Fe, Ni, Co, Sn, Mn, Au, Pt, Pd, Sb, Cu, Zn, Ti, As, Ag, Hg, Ni, Ta, U, REE; • Non métaux:  Éléments: Na, K, Ca, Mg, C, P, N, S, F, Cl, Br, I;  Minéraux: - Industriels: quartz, calcite, halite, potasse, natron, talc, micas, sulfates, phosphates, disthène, zircon, graphite, bentonite, pyrophyllite, asbestes, gypse, argiles, feldspaths, feldspathoÏdes, magnétite, rutile; - Précieux: diamant, saphirs, rubis, émeraude, aigue-marine,
  • 28. Chap I Présentation sommaire de l’industrie minière I-7- Importance des ressources minières pour un Etat  Matériaux de construction: sable, gravier, ballast, moellons, argiles, calcaire, pouzzolanes, marbres;  Pierres ornementales: granite, marbre, gneiss, basalte, quartzite, gabbro;  Eaux minérales;  Sources thermales; • Ressources énergétiques:  Combustibles fossiles: pétrole, gaz naturel, houille, lignite;  Hydroélectricité;  Géothermie.  Malgré ces importantes ressources, le secteur minier du Cameroun reste artisanal et sa contribution au PIB reste insignifiante, et pour causes:  Exploration minière insuffisante;
  • 29. Introduction à la prospection minière chapitre II Eléments de gîtologie (où se cachent les ressources minières?)
  • 30. Chap II Eléments de gîtologie II-1- Définitions  Minéralisation: présence dans les roches des minéraux d’intérêt. Peut être:  Massive;  Disséminée.  Occurrence ou indice: minéralisation dont l’importance connue est faible  Indiquerait la présence de minéralisations plus importantes à proximité;  Serait la portion affleurante d’un gisement plus profond.  Gîte minéral (mineral deposit): amas de minéralisations ayant un potentiel économique, à priori. Est caractérisé par son facteur de concentration  Facteur de concentration: taux d’enrichissement d’un gîte en un élément autrement dit, le rapport entre sa teneur d’exploitation et son clarke.  Clarke: teneur moyenne d’un élément dans la croûte terrestre.
  • 31. Chap II Eléments de gîtologie II-1- Définitions  Minerai (ore): minéral ou agrégat de minéraux qui peut être extrait, concentré et commercialisé avec profit. Le minerai peut contenir:  Un minéral industriel;  Une substance chimique;  Une source d’énergie.  Gangue ou stérile: minéraux sans intérêt economique d’un minerai.  Gisement (ore deposit): dépôt de minerai, soit une masse de substance minérale (ou amas de minéralisations) qui peut être exploitée avec profit:  L’exploitabilité du gisement est fonction : • Du tonnage: quantité de minerai dans le gisement; • De la teneur: qualité du minerai dans le gisement; • De l’ingénierie minière: méthode de minage du gisement;
  • 32. Chap II Eléments de gîtologie II-1- Définitions  L’importance de ces variables peut changer en fonction des conditions: • Economiques (cas du marché de l’or dans les années 70 à 80); • Sociales (cas des guerres); • Politiques (cas des révolutions); • Technologiques (cas de la découverte des nouveaux procédés, …);  Mine : installation industrielle pour exploiter un gisement.  Métallotecte: caractéristique géologique qui semble avoir joué un rôle dans la formation ou la localisation d’un gisement:  Le métallotecte peut être: • Géologique (lithologie, stratigraphie, structure locale ou régionale, …); • Géophysique (spécificités électriques, gravimétriques, radiométriques …);
  • 33. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation  Quatre principaux types de processus sont à l’origine de minéralisations:  Les processus magmatiques: • Cristallisation fractionnée: Gîtes des intrusions litées (cas du complexe du Bushveld et du Great Dyke: Cr, PGE, Fe- Ti-V, Ni-Cu, …); • Ségrégation magmatique:  Gîtes pegmatitiques (REE-Be-U-Li-Cs-Ta ou REE-Li-Nb-Y-F ou U);  Gîtes de pierres précieuses (diamant, saphir, émeraude, rubis, topaze, …);  Gîtes de sulfures (Fe-Ni-CU);  Gîtes d’oxydes (Fe-Ti).
  • 34. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation
  • 35. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation
  • 36. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation
  • 37. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation
  • 38. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation  Les processus sédimentaires: • L’altération météorique ou météorisation :  accumulations absolues: - Latérites nickélifères (ex: ; - Latérites cobaltifères; - Latérites plombifères; - Latérites zincifères;  Accumulations relatives: - bauxites; - Latérites aurifères; - Latérites nickélifères (ex: ; - Gîtes de gemmes éluvionnaires; - Gîtes de talc; - Gîtes d’hydroxydes, carbonates, sulfates, …).
  • 39. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation
  • 40. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation • L’érosion, le transport, la sédimentation et la diagenèse :  Gîtes d’alluvions modernes ou actuelles: - Alluvions aurifères ; - Alluvions gemmifères; - Alluvions disthénifères; - Alluvions ritulifères,…;  Gîtes d’alluvions fossiles ou anciennes (placers): - Placers aurifères; - Placers diamantifères; - Placers titanifères,…  Précipitation chimique - Gîtes de carbonates (ex: ; - Gîtes de Fe, Mn, Ba, Cu-Pb-Zn; - Gîtes de perles; - Gîtes de sulfates, phosphates…).
  • 41. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation
  • 42. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation  Les processus métamorphiques: font jouer la circulation des fluides métamorphiques pour transporter et déposer les minéralisations:  Gîtes orogéniques (lode): - Dans l’épizone (faciès des schistes verts: Hg, Hg-Sb, Au-Sb,…) ; - Dans la mésozone (faciès des amphibolites: Au-As-Te,…); - Dans la catazone (Au-As, …);  Gîtes anorogéniques: - BIF (Fe); - GIF (Fe); - Skarns (Au, Cu, Co, Fe, Ag,
  • 43. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation
  • 44. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation
  • 45. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation  Les processus hydrothermaux: • les fluides hydrothermaux sont des eaux chaudes qui contiennent en solution:  Des sels: Na, K, Ca,…;  Des gaz: H2S, CO2, CH4, …;  Des métaux: Cu, Zn, Fe, Au, Ag,… • Les fluides hydrothermaux ont plusieurs origines:  Eaux magmatiques;  Eaux métamorphiques;  Eaux connées;  Eaux météoriques;
  • 46. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation • L’écoulement des fluides hydrothermaux dans la croûte est fonction de la perméabilité des roches. • les forces qui entrainent l’écoulement souterrain de ces fluides sont:  Les différences de densité (flottabilité, convection);  Les gradients de pression d’origine: - tectonique; - Magmatique; - Métamorphique; - Sédimentaire.
  • 47. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation
  • 48. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation • La précipitation des minéraux à partir des fluides hydrothermaux est liée aux phénomènes suivants:  Mélange des fluides ascendants et descendants;  Ebullition ou immiscibilité des fluides;  Echanges entre les fluides et les roches; • Ces processus sont conditionnées par les variations graduelles de température, pression, pH et oxydo-réduction. • Les échanges entre fluides et roches sont appelés altérations:  Altération épithermale ou géologique ou subsolidus ou métasomatique: - Silicification :(Au, Ag, …); - Albitisation (Nb, Ta, U,…), microclinisation (Au, Ag, Hg, ...); - Tourmalinisation (Sn, W, Mo, Au, Ag, …); - Greisenification (Sn, W, Mo, Zn, AU, AG, …), Carbonatisation (Au, …); - Pyritisation (Au, Ag, U, As, …)
  • 49. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation  Altération hydrothermale au sens strict: - Lessivage (bauxites, latérites nickélifères, latérites zincifères, …); - Phyllitisation (Cu, Pb, Zn, Mo,…); - Argillisation; (Au, Ag,…); - Propyllisation - Formation des chapeaux de fer ou gossans
  • 50. Chap II Eléments de gîtologie II-2- Processus de minéralisation
  • 51. Chap II Eléments de gîtologie II-3- Classification sommaire des gîtes  Les modèles constituent des catégories qui servent à la classification des gîtes minéraux, et leur utilisation améliore nos chances lors de l’exploration de nouveaux gîtes:  Ce sont les outils de base pour la préparation des campagnes de prospection  Ils doivent toujours être utilisés à bon escient, car ils conditionnent notre attitude de prospecteur.  Deux groupes principaux de modèles sont employés en prospection minière:  Les modèles descriptifs: • Sont basés sur l’étude descriptive des gisements; • Rassemblent les observations communes les plus fréquentes pour une classe de gîtes; • Les observations géologiques, géophysiques et géochimiques
  • 52. Chap II Eléments de gîtologie II-3- Classification sommaire des gîtes  Les modèles génétiques: • Sont basés sur la connaissance du mode de formation des gîtes; • Offrent le meilleur outil pour concevoir une campagne de prospection. • Ont cependant des limites car:  Ils sont uniquement basés sur des gîtes déjà découverts;  Notre compréhension du mode de formation est généralement incomplète;  Les modèles changent au gré des découvertes scientifiques;  Tous les gîtes d’une classe diffèrent plus ou moins du modèle. • Restent cependant les plus efficaces si utilisés
  • 53. Chap II Eléments de gîtologie II-3- Classification sommaire des gîtes  Pour une approche prévisionnelle de l’exploration, il est préférable d’opter pour une classification génétique complétée par les modèles descriptifs  Gisements magmatiques: • Gisements des intrusions litées (Cr, PGE, Fe-Ti-V, Ni-Cu,…); • Gisements des laves mafiques(Ni-Cu-PGE,…); • Gisements des pegmatites (REE-Be-U-Li-Cs-Ta, REE-Li-Nb- Y-F, U,…),…  Gisements hydrothermaux mixtes (magmatiques ou sédimentaires): • Gisements du type Copperbelt (Cu, Co,…) • gisements du type SEDEX (Cu, Pb, Zn, Ba,…); • Gisements des skarns (Cu, Mo, W, Pb, Zn, Fe, Sn,…);…  Gisements sédimentaires: • Gisements du type MVT (Zn-Pb-Cu);
  • 54. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  Diamant:  Ressources recherchées: diamant, gemmes.  Formations hôtes: • Kimberlites et lamproïtes; • Placers.  Processus: fusion fractionnée.  Forme: • Kimbertites et lamproïtes: cheminées de diatrèmes en forme de cônes, dykes ou sills;. • Placers: stratiformes.  Localisation spatiale: • Kimberlites et lamproïtes: intrudées dans des cratons archéens anciens
  • 55. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  Diamant:  Age: • Kimberlites et lamproïtes: protérozoïque à cénozoïque; • Placers: protérozoïque à cénozoïque.  Métallotectes: • Géologiques:  Craton ancien stable;  Intersection de linéaments;  Minéraux lourds indicateurs(diam, MgIlm, CrDi, MgCrPyr, Chr, …) • Géophysiques:  Anomalies magnétiques circulaires;  Anomalies de conductivité élevées.
  • 56. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  Ni-Cu-EGP  Ressources recherchées: Ni, Cu, EGP, …  Formations hôtes: • Komatiites; • Sills ultramafiques à mafiques; • Astroblèmes.  Processus: ségrégation magmatique.  Forme: • Lentilles de sulfures massifs; • Sulfures disséminés en intercumulus.  Distribution: • Komatiites: dépressions topographiques; • Sills:
  • 57. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  Ni-Cu-EGP • Astroblèmes:  Zone marginale de l’impact;  Dykes dans la roche sous jacente.  Métallotectes: • Géologiques:  Coulée de komatiites;  Plancher océanique archéen;  Plate forme continentale;  Ceinture métamorphique,… • Géochimiques: anomalies de Ni-Cu-EGP dans les sédiments. • Géophysiques:  Anomalies gravimétriques et magnétiques positives;  Anomalie de résistivité négative.
  • 58. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  Porphyres à Cu, Mo, W, Sn (très gros gisements à faible teneur)  Ressources recherchées: Cu, Sn, Mo, W,…  Formations hôtes: • Ceintures orogéniques: • Intrusions mafiques porphyriques; • Zones d’altération.  Processus: altération hydrothermale • Propylitique (à épidote ou chlorite); • Argillique (à argile); • Séricitique (à séricite, quartz, pyrite); • Potassique (à feldspath potassique biotite).  Forme: Grains disséminés, Veinules et
  • 59. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  Porphyres à Cu, Mo, W, Sn (très gros gisements à faible teneur)  localisation spatiale • Ceintures orogéniques: • Intrusions felsiques les plus différenciées;  Age: précambrien à cenozoïque  Métallotectes: • Géologiques:  Ceinture orogénique;  Complexe intrusif felsique;  Zone d’altération hydrothermale • De télédétection (variations de végétation); • Géochimique (anomalies positive en Cu, Au, Mo, As, Cd, Mn, Pb, Zn,…); • Géophysiques:
  • 60. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  Sulfures massifs volcanogènes (SMV)  Ressources recherchées: Cu, Zn, Pb, Au, Ag, Sn Cd, Sb, Bi,…  Formations hôtes: • basaltes calco-alcalins des fonds océaniques; • Tholéites d’arcs insulaires.  Processus: hydrothermalisme des fonds océaniques (fumeurs noirs)  Forme : généralement, édifice pseudovolcanique constitué de: • Cheminée d’altération minéralisée; • Épanchements hydrothermaux alentours minéralisés.  Localisation spatiale • Dorsales de bassins d’arrière arc (type Chypre); • Zones de convergence (type Kuroko); • Rift sur marge continentale (type Besshi); • Édifices volcaniques sous-marins (type Noranda).
  • 61. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  Sulfures massifs volcanogènes (SMV)  Métallotectes: • géologiques;  Dorsale de bassin d’arrière arc ;  Zone de convergence de plaques;  Rift sur marge continentale ;  Édifice volcanique sous-marin  Cheminée d’altération. • Géophysiques:  Méthodes magnétiques;  Méthodes électromagnétiques. • Géochimiques:  Anomalie positive en Fen Sn Cu, Zn,…  Présence de Au, Ag, Hg, Cd, In,…
  • 62. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  SEDEX  Ressources recherchées: Pb, Zn, Ba, Ag, …  Formations hôtes: • Roches sédimentaires clastiques; • Roches sédimentaires carbonatées.  Processus: hydrothermalisme dans les roches sédimentaires.  Forme: lentilles tabulaires superposées  Localisation spatiale: • Bassin sédimentaire intracratonique; • Bassin sédimentaire épicratonique.  Age: tous âges.
  • 63. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  SEDEX  Métallotectes: • Géologiques:  Bassin de roches sédimentaires clastiques à carbonatées;  Tectonique stable ou en extension;  Failles synsédimentaires. • Géophysiques:  Méthode des résistivités;  Méthode de la polarisation provoquée. • Géochimique: anomalie positive en Mn, Fe, Pb, Zn, As, Ba, S.
  • 64. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  Filons de quartz aurifère  Ressources recherchées: Au, Ag.  Formations hôtes: • Roches plutoniques des ceintures orogéniques; • Roches métamorphiques des ceintures orogéniques .  Processus: hydrothermalisme profond.  Forme: tabulaire (filonienne)  Localisation spatiale: • Failles majeures; • Failles inverse connexes; • Intersection des failles; • Veines d’extension subhorizontales.
  • 65. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  Filons de quartz aurifère  Métallotectes: • Géologiques  Ceinture orogénique archéene à phanérozoïque;  Zone de faille crustale;  Frontière entre blocs tectoniques;  Faille inverse subsidiaire  Minéralogie: Qz, Carb, Tou, Sch, Au, Pyr, Chalc,…  Altération des épontes: Carb, Sér, Ab, Tou. • Géochimique (anomalie positive en As, Sb, Hg, Te, Au, Cu, Pb, Zn, W, Bi, B).
  • 66. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  Au-Ag type épithermal  Ressources recherchées: Au, Ag.  Formations hôtes: roches volcaniques de composition andésitique à rhyolitique  Processus: épithermalisme.  Forme: tabulaire (filonienne).  Localisation spatiale: complexes filonniens dans les caldéras.  Age: contemporain ou légèrement plus jeune que les volcanites hôtes.
  • 67. Chap II Eléments de gîtologie II-4- Principaux types de gîtes  Au-Ag type épithermal  Métallotectes: • Géologiques:  Régionaux: - zone de subduction; - Volcanisme felsique à intermédiaire.  Locaux: - Caldéra; - Complexe filonien associé. • Minéralogique: Au, Ag natifs, sulfosels, Pyr, Gal, Chalc, Cov, Sphal,… • Altérologiques: altération argillique fréquente. • Géochimique: anomalie positive en Au, Ag, Hg, As, Tl, Sb, Pb-Zn-Cu. • Géophysiques:
  • 68. Introduction à la prospection minière chapitre III Exploration minière (Comment explorer les gisements miniers?)
  • 69. Chap III Exploration minière III-1- Etapes d’un projet minier( 5 étapes )  Le développement d’un projet minier comporte 5 grandes étapes qui peuvent être subdivisées en plusieurs éléments  Exploration: en vue de découvrir et évaluer les minéralisations; évaluer une minéralisation, c’est définir approximativement: • Sa teneur (concentration des substances recherchées); • Son tonnage (volume de minéralisation).  Mise en valeur: en vue d’étudier sa faisabilité, base de la décision d’investissement; il faut caractériser le gîte avec précision par rapport à: • Sa teneur; • Son tonnage; • Sa qualité métallurgique ie le type de mineraie ;
  • 70. Chap III Exploration minière III-1- Etapes d’un projet minier  Développement: en vue de préparer l’exploitation du gisement; il s’agit de : • Construire les voies d’accès au gisement; • Construire les infrastructures minières; • Prendre les précautions environnementales.  Exploitation: il s’agit de: • Extraire le minerai; • Transporter le minerai; • Stocker le minerai.  Restauration: il s’agit de restaurer l’environnement du gisement après exploitation
  • 71. Chap III Exploration minière III-2- Démarche générale en exploration minière  La prospection minière est une entreprise particulièrement risquée. En effet:  Les chances de découvrir un gisement sont généralement minimes;  Elle mobilise d’impressionnants moyens financiers.  La bonne prospection est menée de façon réaliste.  L’on est obligé de progresser par phases successives.  Au terme de chaque phase, un examen critique des données techniques, économiques et financières s’impose: il faut obligatoirement apprécier le rapport risque encouru/profit espéré à la lumière des résultats obtenus sur le terrain.  La décision d’arrêter ou de poursuivre l’exploration en dépend.  En cas de poursuite: un nouvel objectif sera défini et les moyens de l’atteindre seront évalués.  Au fur et à mesure que l’on progresse: les décisions deviennent lourdes de conséquences et, dans tous les cas, il
  • 72. Chap III Exploration minière III-3- Méthodes d’exploration et validité des résultats  A toutes les étapes de la prospection minière, la décision de continuer ou d’arrêter dépend, avant toute autre considération, des données:  Géologiques;  Gîtologiques;  Minéralogiques qualitatives (teneurs) et quantitatives (dimensions) recueillies sur le terrain.  Dans un programme de prospection, l’on prévoit d’utiliser telle méthode ou telle autre pour:  rechercher les points d’accrochage;  Contrôler les points d’accrochage;  Reconnaitre les corps minéralisés découverts;  Evaluer les gisements mis en évidence.  Il est très important de choisir les méthodes adéquates, mais il faut aussi que chaque méthode d’exploration soit appliquée avec un soin extrême: ce sont les résultats obtenus à travers
  • 73. Chap III Exploration minière III-4- Le géologue minier: qui est-il?  Le géologue minier est un professionnel de la Mine dont le métier a pour finalité la découverte et l’évaluation des gisements.  C’est au géologue minier qu’est confiée la responsabilité des travaux de prospection: du simple examen d’affleurements ou de la moindre batée, jusqu’à l’évaluation d’un gisement.  Le géologue minier est avant tout un géologue qui, certes, connait les méthodes de prospection.  Cependant Il ne peut être spécialiste en tout, maitrisant tous les appareils les plus sophistiqués, mais il doit pouvoir gérer un programme d’exploration dans tous ses aspects.  Notamment, il doit être capable, sans se substituer aux autres spécialistes:  De bien orienter et contrôler leur travail;  De compléter les données recueillies par eux sur le terrain,  Dans tous les cas, il doit scrupuleusement assurer:
  • 74. Chap III Exploration minière III-4- Le géologue minier: Que fait-il?  L’Ingénieur de conception géologue ou géologue minier:  Est le patron des prospecteurs miniers.  Il est Chef de projet, autrement dit, il dirige une campagne d’exploration minière du début à la fin.  L’ingénieur des travaux d’exploration minière ou prospecteur minier est comme l’adjoint de l’Ingénieur géologue:  Il est le patron des aides prospecteurs.  Il dirige une ou plusieurs équipes de prospection minière.  Par valorisation des acquis de l’expérience en entreprise, il peut gravir des échelons: • pour diriger une phase de projet; • Pour atteindre le grade de chef de projet  L’Aide prospecteur est un technicien supérieur en prospection minière:  Il seconde le prospecteur minier dans une équipe de prospection.
  • 75. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Un programme d’exploration minière comporte cinq phases:  Phase I: Approche du sujet;  Phase II: Recherche des points d’accrochage;  Phase III: Contrôle des points d’accrochage;  Phase IV: Identification des corps minéralisés;  Phase V: Evaluation du gisement
  • 76. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase I: Approche du sujet:  Objectifs: • apprécier l’intérêt minier de la région; • contrôler le cadre géologique régional; • identifier les sujets intéressants; • faire une première sélection régionale.  Activités: • Documentation:  Technique;  Juridique. • gîtologie prévisionnelle régionale( étude géologique permet de déterminer ce qu’on peut trouver sur le lieu), • aperçu économique; • analyse cartographique et satellitaire, • « raids » de reconnaissance géologique .
  • 77. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase I: Approche du sujet:  Méthodes: • recherche bibliographique, • cartographie et géomatique, • prospection au marteau;  Échelle: très petite (< 1/200.000)  Surface concernée: très grande, tout le Permis (≈ 1.000km2)  besoins: • matériels et financiers: peu importants; • Besoins humains: peu importants (géologue minier, géomaticien, prospecteur minier);  Durée: quelques semaines;  Décision finale: rétention des zones d’intérêt ou abandon du reste.
  • 78. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase II: Recherche des points d’accrochage.  Objectifs: • localisation des secteurs à indices et anomalies; • approche typologique des minéralisations; • choix des méthodes pour la prospection tactique( petite surface ); • réduction importante de la surface à explorer.  Activités: • Géomatique; • prospection stratégique de terrain( prospection à grande surface ); • esquisse géologique;
  • 79. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase II: Recherche des points d’accrochage.  Méthodes: • prospection au marteau (roches), • Prospection alluvionnaire (sédiments et fonds de batées), • Prospection éluvionnaire (sols), • Prospection géochimique à large maille (sur fonds de batée), • Prospection géophysique aéroportée (magnétométrie, radiométrie)..  Échelle de travail: petite à moyenne (1/50.000 à 1/200.000);  Surface à couvrir: moyenne à grande (50km2 à 500km2)  besoins: • matériels et financiers: assez importants; • humains: assez importants (géologues miniers, géomaticien, géophysicien);  Durée: quelques semaines à quelques mois;
  • 80. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase III: Contrôle des points d’accrochage. • Objectifs: • définition des cibles, • classement des cibles par ordre d’intérêt, • estimation des premières teneurs, • sélection des cibles pour reconnaissance approfondie;  Activités: • géomatique, • cartographie géologique détaillée, • étude typologique, • levé topographique sommaire, • prospection tactique, • sondages, • pré-étude économique d’orientation, • prospection géophysique au sol, premier regard géostatistique;
  • 81. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase III: Contrôle des points d’accrochage.  Méthodes: • prospection au marteau: pétrographie, • structurales, • minéralogie • sédimentologie approfondies sur roches et alluvions, • géochimie à maille serrée sur roches, alluvions et éluvions (puits ou tranchées), • géophysique au sol • magnétisme, • électromagnétisme, • potentiels induits, • potentiels spontanés, • résistivité, • gravimétrie, radiométrie.
  • 82. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase III: Contrôle des points d’accrochage.  Échelle de travail: grande (1/5.000 à 1/20.000);  Surface à couvrir: moyenne à grande (5km2 à 50km2)  besoins: • matériels et financiers: assez importants; • Besoins humains: assez importants (géologue minier, géomaticien, pétrographe, structuraliste, sédimentologue, géochimiste, géophysicien, géostatisticien);  Durée: quelques mois;  Décision finale: • rétention des cibles, et poursuite du projet, • rejet ou mise des cibles en protefeuille,, • vente du permis ou • recherche de partenaires
  • 83. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase IV: Reconnaissance des corps minéralisés.  Objectifs: mise en évidence d’un PORSPECT • définition des enveloppes des corps, • détermination de la forme du volume, de la structure et de la disposition des corps sur le terrain, détermination des premières fourchettes du couple Tonnage/teneur, • première approche environnementale, • première approche économique chiffrée;  Activités: • levé topographique; • sondages diamant (carottés) et percutants (destructifs); • Pétrographie; • Analyse structurale; • Minéralogie;
  • 84. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase IV: Reconnaissance des corps minéralisés. • calculs géostatistiques; • synthèse géologique; • essais de valorisation; • étude d’impact environnemental sommaire;  Méthodes: • Sondages; • Pétrographie; • Structurale; • Minéralogie; • Géochimie; • géophysique de sondage; • Diagraphies; • géophysique de développement; • techniques environnementales.
  • 85. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase IV: Reconnaissance des corps minéralisés.  Échelle de travail: très grande, plans (1/500 à 1/5.000);  Surface à couvrir: très petite (0,5km2 à 2km2)  Besoins: • matériels et financiers: très importants; • humains: assez importants: (géologues miniers, géomaticien, pétrographe, structuraliste, géochimiste, hydrogéologue, ingénieur procédés, ingénieur du génie civil, environnementaliste, géophysicien, géostatisticien, économiste);  Durée: quelques mois à une année;  Décision finale: • gisement à évaluer ou mis en protefeuille; • vente du permis ou recherche de partenaires.
  • 86. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase V: Evaluation du gisement.  Objectifs: MISE EN EVIDENCE D’UN GISEMENT • calcul des réserves, • resserrement des fourchettes pour le couple tonnage/teneur, • mise au point du traitement, • choix de la méthode d’exploitation, • étude de rentabilité, • étude d’impact environnemental détaillée;  Activités: • sondages diamant systématiques, • travaux miniers dont certains préparatoires à l’exploitation, • calculs géostatistiques, • géomatique, • essais semi-industriels de traitement, • études de faisabilité.
  • 87. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase V: Evaluation du gisement  Méthodes: • sondages, • géochimie, • géophysique de sondage, • diagraphies, • géophysique de développement, • techniques environnementales, • ingénierie des procédés, • calculs économiques  Échelle de travail: plans (1/200 à 1/1.000);  Surface à couvrir: très petite (1ha à quelques km2)
  • 88. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase V: Evaluation du gisement.  Besoins: • matériels et financiers: très importants; • humains: très importants:  géologues miniers,  géomaticien, sondeurs miniers,  pétrographe,  structuraliste,  géochimiste,  hydrogéologue,  ingénieur procédés,  ingénieur du génie civil,  environnementaliste,  géostatisticien,  minéralurgiste,
  • 89. Chap III Exploration minière III-5- Phases de prospection minière  Phase V: Evaluation du gisement.  juriste,  économiste,  sociologue,  Comptable  Médécin.  Durée: quelques mois à plusieurs années;  Décision finale: • mise en exploitation du gisement • mise en portefeuille.
  • 90. Chap III Exploration minière III-6- Stades de prospection minière  Les différentes phases étudiées peuvent être regroupées en stades de prospection.  Un stade de prospection correspond à un certain nombre d’opérations selon l’état d’avancement du programme:  Le stade des opérations stratégiques: Détermination des points d’accrochage;  Le stade des opérations tactiques: Contrôle des points d’accrochage;  Le stade des opérations ponctuelles(très petite surface ): Evaluation du gisement.
  • 91. Chap III Exploration minière III-5- Stades de prospection minière  Stade des opérations stratégiques : prospection générale.  Phases de prospection: phase I et phase II;  Compagnies intéressées: Etat et petites compagnies;  Décision finale: abandon ou poursuivre tout seul.  Stade des opérations tactiques: étude des indices.  Phases de prospection: phase III;  Durée maximale: quelques mois;  Compagnies intéressées: compagnies moyennes à grandes;  Décision finale: vente ou partenariat recommandé si poursuite.  Stade des opérations ponctuelles: estimation du gisement.  Objectif : évaluation du gisement;  Phases de prospection: phase IV + phase V;  Compagnies intéressées: très grandes compagnies; multinationales;  Décision finale: mise en exploitation ou en porte feuille selon
  • 92. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-1- Objectifs d’un programme  Le but de tout programme d’exploration est la découverte de nouveaux gisements;  Se basant sur des considérations économiques ou conjoncturelles, tout programme d'exploration doit viser:  Soit un type de commodité ou substance ;  Soit une région délimitée;  Soit les deux.  L’on peut aussi opter pour une exploration régionale tous azimuts communément surnommée en anglais "grass root".  Une fois déterminée la commodité et/ou la région d'intérêt, un programme d'exploration est conçu: c’est le CONCEPT minier.  Le concept est basé sur les connaissances géologiques du concepteur:  Dans le cas d’un gîte particulier: le géologue se base sur un
  • 93. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-2- Exemple: principales caractéristiques économiques et industrielles de l’or du cuivre et du zinc  L’or:  Est chimiquement inerte;  A une conductivité thermique et une conductivité électrique élevées;  A une malléabilité et une réflectivité élevées;  Est utilisé dans différents domaines: • Bijouterie; • Électronique; • Dentisterie; • Décoration et arts…  Sa valeur marchande est très forte;  Le traitement du minerai est très peu cher  Sa consommation industrielle diminue lorsque son prix
  • 94. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-2- Exemple: principales caractéristiques économiques et industrielles de l’or du cuivre et du zinc  Le cuivre:  C’est le métal le plus utilisé dans la fabrication de bien industriels et de consommation;  Il a les meilleures conductivités thermique et électrique après l'argent;  Il est utilisé dans de multiples alliages métalliques (bronze: Cu-Sn; laiton: Cu-Zn), ainsi que dans des produits comme les fongicides;  Sa valeur marchande est moyenne;  Le procédé de traitement du minerai, peu cher, comporte: • La flottation (concentration à 5 à 30% Cu); • La fusion (concentration à 99.5% Cu); • L’électrolyse (Concentration à 99.9% Cu).  Le prix a baissé dans les années 80 à cause de:
  • 95. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-2- Exemple: principales caractéristiques économiques et industrielles de l’or du cuivre et du zinc  Le cuivre:  La demande du cuivre: • Diminue dans les pays industrialisés car:  l'infrastructure électrique et de communication y est développée;  le cuivre tend à y être remplacé par la fibre optique. • Augment dans les pays en voie de développement car ils ont encore leurs infrastructures de communication à installer.  Le zinc:  Il est utilisé: • pour les alliages (laiton); • comme protection contre la corrosion; • dans l'industrie de la peinture
  • 96. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  Le choix des méthodes dépend des commodités recherchées et de la phase de prospection  les moyens de l’entreprise sont certainement un facteur limitant  L’étude des gîtes minéraux fait appel à l’ensemble des disciplines des Sciences de la Terre, aussi bien sur le terrain qu’en laboratoire:  Sur le terrain: • Objectifs principaux:  Déterminer la nature des minéralisations;  Déterminer la géométrie des minéralisations( couche, disséminé, plissé )  Déterminer les relations spatiales des minéralisations avec l’encaissant;
  • 97. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  En laboratoire: • Objectifs principaux:  Faire la description détaillée des objets géologiques et miniers;  Déterminer la nature des paragénèse ie l’ensemble des minéraux qui se sont formés au meme momment que la roche );  Déterminer la chronologie absolue des minéralisations;  Comprendre la genèse des concentrations. • Méthodes:  Traitement statistique des données structurales;  Pétrographie détaillée;  Minéralogie détaillée, notamment des minéraux lourds (minéragraphie);  Géochimie approfondie (majeurs, traces, REE);
  • 98. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  les méthodes de prospection sont divisées en cinq groupes:  Les méthodes de prospection géologique ou prospection au marteau;  Les méthodes de prospection alluvionnaire;  Les méthodes de prospection géochimique;  Les méthodes de prospection géophysique;  Les méthodes de forage.
  • 99. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  La prospection au marteau ou géologique  Principe: Utiliser la géologie des formations pour rechercher les gisements  Concerne toutes les commodités  Intervient lors des phases I, II, et III avec des objectifs différents selon la phase;  L’échelle d’exploration peut être: • Régionale (cas de la phase I) avec les caractéristiques suivantes:  Cartes de base: topographique et géologique à petite échelle;  Objectifs principaux: - Vérification des unités lithostructurales préalablement identifiées; - Vérification des zones d'altération préalablement identifiées; - Découverte d’unités lithostructurales jusque là inconnues
  • 100. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  La prospection au marteau • Locale (cas des phases II et III) avec les caractéristiques suivantes:  Cartes de base: topographique ou géologique agrandie à l’échelle de la propriété pour planifier et effectuer des traverses;  Objectifs généraux: - Cartographier les zones minéralisées de façon détaillée; - Servir de support aux travaux de prospection géochimique et géophysique.  Méthodes: méthodes d’exploration systématiques sur grille. - Réalisation sur traverses (suivants des layons); - Réalisation des tranchées; - Décapage de la partie non minéralisée qui recouvre la
  • 101. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  La prospection au marteau  Contenu du rapport de prospection au marteau: • Titres miniers; • Localisation et accès à la propriété ie les coordonnées géographiques ; • Travaux effectués avec coûts; • Géologie régionale; • Description des lithologies; • Analyse structurale; • Types de gîtes rencontrés; • Localisation et description détaillée des indices de minéralisations; • Résultats d’analyses chimiques préliminaires (le cas échéant); • Interprétation gîtologique et identification des métallotectes;
  • 102. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  La prospection alluvionnaire  Principe: utiliser les minéraux lourds pour rechercher le gisements  Elle concerne les commodités rencontrées dans les alluvions, les colluvions et les formations littorales;  Elle intervient dans toutes les phases avec des objectifs différents selon la phase;  L’échelle d’exploration peut être: • Régionale (stratégique) avec pour caractéristiques:  But: rechercher les points d’accrochage ou indices;  Méthodes: échantillonnage et lavage des alluvions généralement en aval des affluents et sous affluents du collecteur principal= fleuve. • Générale ou volante (tactique) avec pour caractéristiques:  But: contrôler et étudier des points d’accrochage.
  • 103. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  La prospection alluvionnaire • Locale (ponctuelle) avec pour caractéristiques:  But: recueillir toutes les données nécessaires à l’étude de faisabilité et à l’exploitation du gisement, notamment: - délimiter précisément le forme du gîte et ses parties les plus riches, - Déterminer la position du niveau piézométrique; - Déterminer le profil topographique de substratum; - Faire une étude granulométrique du minerai  Méthodes: échantillonnage et lavage des alluvions et colluvions en maille serrée dans les indices avérés du bassin versant ou de la terrasse.  Le matériel de prospection le plus utilisé est: GPS, boussole, marteau, pelles, seaux, quarteur, cordes, harnais, batées,
  • 104. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  La prospection alluvionnaire  Contenu du rapport de prospection alluvionnaire: • Titres miniers; • Localisation et accès à la propriété; • Travaux effectués avec coûts; • Géologie régionale; • Description des lithologies; • Analyse structurale; • Commodités explorées; • Localisation et description détaillée des indices de minéralisations; • Résultats d’analyses chimiques préliminaires (le cas échéant); • Évaluation des indices;
  • 105. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  La prospection géochimique  Définitions de base: • Clarke: abondance moyenne d’un élément dans la croute; • Bruit de fond géochimique: Teneur normale d’un élément dans une roche:  Régional: totalement naturel  Local: influencé par l’activité humaine. • Zone de concentration anomale ou zone anomalique ou anomalie d’un élément: zone dans laquelle la concentration en cet élément diffère considérablement du bruit de fond géochimique. Peut être:  Primaire ou secondaire;  Positive ou négative. • Teneur moyenne d’exploitation d’un élément: teneur à laquelle il peut être exploité avec profit.
  • 106. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  La prospection géochimique  Principe: utiliser la chimie des formation pour rechercher les gisements;  Concerne toutes les commodités;  Intervient surtout dans les phases II, III et IV de l’exploration;  Elle peut être stratégique, mais surtout tactique  Pour une campagne de prospection géochimique l’on procède comme suit: • Définir les concepts de base;
  • 107. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  La prospection géochimique  Contenu du rapport de prospection géochimique: • Résumé; • Introduction; • Géologie régionale (synthèse courte); • Géologie de la propriété; • Travaux réalisés; • Résultats et discussion; • Conclusions et recommandations; • Bibliographie
  • 108. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  La prospection géophysique  Principe: utilise diverses propriétés physiques du sol et de la roche pour découvrir des zones minéralisées sous la surface.  Les champs physiques utilisés sont: • champs naturels (magnétique, gravitationnel, électrique, radioactif) • champs induits par des émetteurs (polarisation…).  Les levés sont: aéroportés (avion, hélicoptère) ou au sol et en forage.  Concerne: les commodités caractérisées par des propriétés physiques particulières;  L’anomalie recherchée: représente une différence dans les propriétés physiques entre: • la minéralisation et la roche encaissante;
  • 109. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  La prospection géophysique  La forme et l'intensité de l'anomalie trouvée seront fonction de sa dimension, de sa forme et de sa profondeur par rapport à la pénétration de la méthode.  Intervient: surtout dans les phases III et IV de l’exploration  Elle peut être stratégique, mais surtout tactique  Pour une campagne de prospection géochimique l’on procède comme suit: • Définir les concepts de base; • Réaliser les travaux sur le terrain ; • Exploiter les résultats obtenus sur le terrain;
  • 110. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  La prospection géophysique  Les principales méthodes géophysiques utilisées sont: • Les méthodes gravimétriques: permettent d’explorer les substances en fonction de la densité des minerais ie la gravité g augmente : anomalie gravimetrique positive; • Les méthodes électriques et électromagnétiques: permettent d’explorer les substances en fonction des propriétés électriques ou électromagnétiques; • Les méthodes magnétiques: permettent d’explorer les substances en fonction des propriétés magnétiques des minerais; • Les méthodes sismiques: permettent d’explorer les substances en fonction de l’élasticité des roches; • Les méthodes radiométriques: permettent d’explorer les substances en fonction des propriétés radioactives des minerais;
  • 111. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  La prospection géophysique  Contenu du rapport de prospection géophysique: • Résumé; • Introduction; • Géologie régionale (synthèse courte); • Géologie de la propriété; • Travaux réalisés; • Résultats et discussion; • Conclusions et recommandations; • Bibliographie
  • 112. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  Les forages d’exploration en dernier lieu  Principe: lorsque les forages sont effectués de manière judicieuse, ils permettent de délimiter une minéralisation de façon précise.  Concerne: les minéralisations organisées en corps plus ou moins profonds;  Intervient: essentiellement dans la phase V (opérations ponctuelles)  L’élaboration d’une campagne de forage dépend: • De la localisation des cibles; • De la forme des cibles; • De l’orientation des cibles; • De la profondeur des cibles;
  • 113. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  Les forages d’exploration  Il existe deux principaux type de forages: • Forages destructifs:  Principes: - utilisation d’un outil qui percute les roches (percutants); - Utilisation d’un outil qui ronge les roches en tournant (rotatifs)  Profondeur maximale atteinte: faible  Effets sur les roches: destructifs;  Échantillons récoltés: copeaux ou cuttings;  Faisabilité: faciles et rapides;  Coûts: faibles.
  • 114. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  Les forages d’exploration  Il existe deux principaux type de forages: • Forages non destructifs ou forages carotté ou forages au diamant:  Principe: utilisation d’un outil creux et serti de diamants qui tourne et creuse les roches;  Profondeur maximale atteinte: très grande (peut dépasser les 5000m);  Effets sur les roches: non destructifs;  Échantillons récoltés: carottes;  Faisabilité: difficiles et lents;  Coûts: très élevés.
  • 115. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  Les forages d’exploration  L’élaboration d’une campagne de forages passe par les étapes suivantes: • Concept; • Devis; • Surveillance des forages et évaluation des résultats; • Travaux supplémentaires.
  • 116. Chap III Exploration minière III-6- Programme d’exploration minière III-6-3- Méthodes de prospection minière  Les forages d’exploration  Il existe trois principaux type de forages: • Forages percutants:  Principe: utilisation d’un marteau mécanique qui percute les roches;  Profondeur maximale atteinte: faible  Effets sur les roches: destructifs;  Échantillons récoltés: copeaux ou cuttings;  Faisabilité: faciles et rapides;  Coûts: faibles. • Des moyens de l’entreprise. • champs naturels (magnétique, gravitationnel, électrique, radioactif) • champs induits par des émetteurs (polarisation…).
  • 117. Chap III Exploration minière III-2- Programme d’exploration minière III-6-3- Compilation des données existantes  L’élaboration d’un programme d’exploration minière, de la définition des objectifs au concept, est basée sur la collecte des données existantes. Ceci est vrai pour:  L’exploration régionale;  L’exploration locale.  Ceci se fait en consultant des banques de données disponibles dans:  Les archives nationales;  Les services géologiques nationaux;  Les bibliothèques diverses…
  • 118. Chap III Exploration minière III-3- Programme d’exploration minière  Le concept est basé sur les connaissances géologiques du concepteur:  Dans le cas des gîtes minéraux: c’est un modèle de gîte qui décrit les caractéristiques essentielles et accidentelles des gisements recherchés.  Dans le cas de l'exploration régionale, le géologue doit garder à l'esprit les multiples types de minéralisations qu'il peut s'attendre à trouver dans la région, plutôt que de rechercher un type d'indications
  • 119. Introduction à la minéralogie DEUXIEME PARTIE COMPOSITION CHIMIQUE DES MINERAUX