CHAPITRE III : ETUDE PETROGRAPHIQUE, GEOCHIMIQUE ET
MINERALOGRAPHIQUE
III.1. INTRODUCTION
Après les travaux de terrain présentés
dans le précédent chapitre, nous avions effectué certains
travaux de laboratoire dans le but d'atteindre les objectifs poursuivis par ce
travail.
Une vingtaine d'échantillons ont été
sélectionnés pour les différents travaux ; dont 7 pour la
confection des lames minces et 4 pour les sections polies à l'atelier
des coupes minces de la Mention Géosciences de l'université de
Kinshasa, et 10 autres pour passer aux analyses géochimiques au
CRENK.
Ainsi, ce chapitre est principalement axé sur trois
aspects qui sont : l'aspect pétrographique, l'aspect géochimique
et l'aspect métallographique.
III.2. DESCRIPTIONS PETROGRAPHIQUES
Ces descriptions ont été faites à l'aide
d'un microscope polarisant à lumière transmise ; cela à la
fois en lumière polarisée non analysée (LPNA) et en
lumière polarisée analysée (LPA).
III.2.1. Echantillon KM10
Macroscopiquement, il s'agit d'une roche massive de coloration
blanchâtre à gris foncé, les minéraux
présentent un alignement fruste. Les composants essentiels sont le
quartz, les micas et l'orthose (Photo 1).
25
Photo 1 : Echantillon KM10
Au microscope la roche présente une foliation fruste,
mise en évidence par l'alignement des paillettes de biotite de teinte
brune en LPA et LPNA. Ces paillettes s'intercalent entre les cristaux de quartz
de teinte brune (LPA) et incolore (LPNA). Ces cristaux de quartz sont fins
à moyennement grossiers, généralement xénomorphes ;
certains sont affectés par des craquelures. Par endroits, la roche
renferme des petits cristaux xénomorphes des minéraux opaques
(Photo 2). La roche est une migmatite.
Photo 2 : Lame mince de l'échantillon KM10
(Migmatite)
26
III.2.2. Echantillon KM18
Macroscopiquement, il s'agit d'une roche massive, de
coloration grise à gris foncé, de granulométrie
grossière, et présente une schistosité à peine
perceptible. Les minéraux clairs sont largement
représentés. Elle est composée essentiellement de quartz
et feldspaths accompagnés de grenat rose pâle (Photo 3).
Photo 3 : Echantillon KM18
Au microscope la roche présente un rubanement confus,
souligné par l'alternance des bandes constituées des cristaux
moyens de quartz de forme allongée, de teinte blanche ou grise (LPA) et
incolore (LPNA) mélangé avec des cristaux moyens sub-automorphes
de plagioclase à macle polysynthétique (LPA) et incolore (LPNA)
avec des bandes constituées de biotite en voie de chloritisation.
Comme minéraux accessoires, on a des oxydes opaques
(Photo 4). La roche est un granite gneissique.
27
Photo 4 : Lame mince de l'échantillon KM18 (Granite
gneissique)
III.2.3. Echantillon KM 20
A l'oeil nu, la roche présente un aspect massif, une
coloration rose. Les composants essentiels paraissent être le feldspath
rose, que nous supposons être l'orthose, et le quartz ; on reconnait
également la présence de plagioclase et d'un minéral
foncé (Photo 5).
Photo 5 : Echantillon KM20
28
Au microscope la roche présente une texture
porphyroblastique mise en évidence par la présence des
porphyroblastes de quartz de teinte blanche à grise (LPA) et incolore
(LPNA).
Ces porphyroblastes présentent des craquelures ; entre
ces porphyroblastes, se glissent des cristaux moyens xénomorphes et
sub-automorphes de quartz et de feldspaths alcalins lessivés.
Localement, la roche renferme des cristaux sub-automorphes des minéraux
opaques (Photo 6). La roche est un granite.
Photo 6 : Lame mince de l'échantillon KM20
(Granite)
III.2.4. Echantillon KM29
Du point de vue macroscopique, il s'agit d'une roche massive,
de coloration rose à sombre, avec des tâches grisâtres. De
granulométrie moyenne à fine, la roche présente une
foliation peu exprimée. Certains minéraux sont rosâtres
(orthose) d'autres sont clairs (quartz) accompagnés des paillettes de
micas (Photo 7).
29
Photo 7 : Echantillon KM29
Au microscope la roche présente une schistosité
mise en évidence par l'alignement des paillettes de biotite de teinte
brune (LPA) et (LPNA) en intercalation entre les cristaux de quartz. Ces
cristaux sub-automorphes à xénomorphes présentent des
teintes blanches ou grises (LPA) et incolore (LPNA). Les espaces laissés
entre eux sont comblés par des petits cristaux xénomorphes de
quartz (Photo 8). La roche est un granite gneissique.
Photo 8 : Lame mince de l'échantillon KM29 (Granite
gneissique)
30
III.2.5. Echantillon KM32
Macroscopiquement, il s'agit d'une roche massive, de couleur
noire avec des tâches roses. De granulométrie moyenne à
fine, la roche présente une foliation fruste. Les composants essentiels
sont le quartz, les micas et l'orthose (Photo 9).
Photo 9 : Echantillon KM32
Au microscope la roche présente une schistosité
fruste, soulignée par l'alignement des paillettes de biotite de teinte
brune (LPA et LPNA). Ces paillettes s'intercalent entre les cristaux de quartz
et de feldspaths très lessivés. Ces cristaux de quartz sont fins,
moyens à grossiers ; généralement xénomorphes.
Localement la roche renferme des petits cristaux xénomorphes des
minéraux opaques (Photo 10). Il s'agit d'un granite gneissique.
31
Photo 10 : Lame mince de l'échantillon KM32 (Granite
gneissique)
III.2.6. Echantillon KM37»
Sur le plan macroscopique, la roche est massive, de coloration
blanchâtre à grisâtre. De granulométrie
grossière à moyenne, la roche présente une foliation
fruste. Les composants essentiels sont le quartz, les micas et l'orthose (Photo
11).
Photo 11 : Echantillon KM37»
Au microscope la roche présente une texture
porphyroblastique. Elle est mise en évidence par les porphyroblastes
xénomorphes et sub-automorphes de quartz de teinte blanche ou grise
(LPA) et incolore (LPNA).
32
Ces porphyroblastes sont entourés par des cristaux
généralement xénomorphes de quartz de taille moyenne entre
lesquelles s'intercalent parfois des petites aiguilles orientées de
biotite de teinte brune (LPA), et brun clair en LPNA (Photo 12). La roche est
un granite gneissique.
Photo 12 : Lame mince de l'échantillon KM37»
(Granite gneissique)
III.2.7. Echantillon KM42
Macroscopiquement, la roche est massive, de coloration
noirâtre. La roche est majoritairement à minéraux grossiers
; minéraux agencés en bandes claires contenant du quartz et du
feldspath alternant avec des bandes foncées qui sont constituées
des minéraux ferromagnésiens (Photo 13).
33
Photo 13 : Echantillon KM42
Au microscope la roche présente une texture
blastomylonitique, mise en évidence par une mosaïque des fins
cristaux de quartz entourant des gros cristaux de quartz de forme
allongée de teinte blanche ou grise (LPA) et incolore (LPNA). Ils sont
orientés suivant une même direction surtout soulignée par
des sections de biotite en voie d'altération en chlorite. On y note
aussi la présence des minéraux opaques (Photo 14). La roche est
un gneiss mylonitique.
Photo 14 : Lame mince de l'échantillon KM4 (Gneiss
mylonitique)
34
III.3. OBSERVATIONS MINERALOGRAPHIQUES
Cette section présentera les différentes
espèces minérales, notamment métallifères que
renferment certains échantillons ayant présenté des oxydes
opaques lors des observations au microscope pétrographique à
lumière transmise.
III.3.1. Echantillon KM10
Au microscope, la section polie KM10, présente une
gangue renfermant des cristaux xénomorphes d'hématite de teinte
gris clair (LRA) et (LRNA) à côté des cristaux
allongés de magnétite de teinte gris sombre (LRA) et (LRNA) et
des cristaux jaune clair de pyrite (Photo 15).
Photo 15 : Section polie de l'échantillon
KM10
III.3.2. Echantillon KM20
L'échantillon KM20, présente une gangue
englobant des cristaux isolés d'hématite de teinte gris clair
(LRA) et (LRNA), ainsi que des cristaux de magnétite de teinte gris
noirâtre (LRA) et (LRNA). Ces cristaux sont xénomorphes (Photo
16).
35
Photo 16 : Section polie de l'échantillon
KM20
III.3.3. Echantillon KM29
La section polie KM29, présente une gangue gris clair
renfermant des amas allongés des pyrites de teinte jaunâtre (LRA)
et (LRPNA) ainsi que des cristaux isolés d'hématite de teinte
gris clair (LRA) et (LRNA) (Photo 17).
Photo 17 : Section polie de l'échantillon KM2
36
III.3.4. Echantillon KM39
La section polie KM39 présente au microscope une gangue
renfermant une dissémination de petits amas informe d'or, de couleur
jaune-d 'or (LPA) et (LRNA).
Photo 18 : Section polie de l'échantillon KM39
37
III.4. SYNTHESE DES OBSERVATIONS MACROSCOPIQUES ET
MICROSCOPIQUES
Après analyses macroscopiques et microscopiques, nous
avons identifié les ensembles lithologiques et facies qui appartiennent
aux familles des roches magmatiques et métamorphiques.
Les caractéristiques pétrographiques nous ont
permis de montrer que les roches rencontrées dans notre zone
d'étude comprennent le granite, le granite gneissique, la migmatite et
le gneiss mylonitique se trouvant dans la zone d'endommagement d'une faille
majeure de notre zone d'étude. Les observations
minéralographiques nous ont permis quant à elles, de mettre en
évidence la présence d'hématite, de magnétite, de
pyrite et de l'or.
Sur base des résultats des toutes ces analyses, nous
avons pu établir l'esquisse géologique de notre région
d'étude (Figure 6), basée aussi sur des coupes géologiques
sectorielles suivant des itinéraires (Figure 3 à 5) ; Une des
coupes géologiques sectorielles étant considérée
comme coupe synthétique, car ayant traversé l'ensemble de
lithofaciès de la région (Figure 4).
III.4.1. Coupes géologiques sectorielles
Ces coupes ont été élaborées sur
base de différents itinéraires parcourus lors du levé
géologique.
a. Premier itinéraire
Cet itinéraire est orienté NW-SE traverse les
lithofaciès suivants : le granite (stations : KM11, KM11', KM12, KM13,
KM14, KM20) et le granite gneissique (stations : KM15, KM16, KM17, KM18, KM19,
, KM21, KM22, KM23, KM24, KM25, KM26, KM27, KM27', KM28, KM29, KM29') (Figure
3).
38
Figure 3 : Coupe géologique suivant
l'itinéraire 1
b. Deuxième itinéraire
Le second itinéraire d'orientation NW-SE traverse tous
les lithofaciès rencontrés dans notre zone d'étude, qui
sont : le granite (stations : KM06, KM08, KM08', KM10, KM34',KM36, KM37, KM38,
KM39, KM40 et KM41 ), le granite gneissique (stations : KM34 et KM35 ), la
migmatite (stations : KM01, KM02 , KM03, KM 09, KM10' et KM10» ) et le
gneiss mylonitique (stations : KM04, KM05, KM05', KM07, KM37' et KM42 ) ; et
fait office de coupe géologique synthétique de la région
cible(Figure 4).
Figure 4 : Coupe géologique suivant
l'itinéraire 2
C. troisième itinéraire
Cet itinéraire orienté NW-SE traverse
essentiellement le granite gneissique (stations : KM30, KM31, KM32, KM32' et
KM33)(Figure 5).
39
Figure 5 : Coupe géologique suivant
l'itinéraire 3
40
Figure 6 : Esquisse géologique de la zone
d'étude
41
III.5. RESULTATS D'ANALYSE GEOCHIMIQUES
Nous présentons dans cette section les résultats
des analyses géochimiques des échantillons de roches
ramenés du terrain. Dix échantillons ont été soumis
à ces analyses effectuées par la méthode
spectrométrie de fluorescence X (XRF) au CRENK. Le tableau 2
présente les teneurs en éléments majeurs et en
éléments en traces des échantillons analysés, par
ailleurs illustrés sur les histogrammes (Figure 7 et 8) et sur les
diagrammes des aires (Figure 9 et 10).
42
Tableau 2 : Teneurs en éléments
majeurs et éléments en trace des échantillons des
roches
Eléments majeurs
(%)
|
Echantillons
|
Granite
|
Migmatite
|
Granite gneissique
|
Gneiss
mylonitique
|
KM 08'
|
KM 20
|
KM 39
|
KM 10'
|
KM 18
|
KM 26
|
KM 29
|
KM 32
|
KM 36
|
KM 42
|
SiO2
|
68,96
|
66,56
|
68,15
|
59,81
|
66,45
|
66,19
|
66,30
|
63,88
|
44,21
|
68,45
|
Al2O3
|
5,95
|
5,81
|
6,77
|
10,51
|
14,39
|
11,91
|
9,6
|
9,71
|
6,61
|
6,01
|
Fe2O3
|
3,72
|
2,67
|
1,99
|
3,23
|
3,94
|
1,3
|
1,86
|
3,14
|
1,58
|
2,13
|
CaO
|
1,66
|
0,57
|
2,75
|
2,38
|
2,37
|
1,59
|
2,28
|
2,88
|
1,73
|
2,05
|
MgO
|
0,87
|
0,19
|
X
|
0,63
|
0,15
|
0,23
|
0,39
|
1,04
|
0,37
|
0,19
|
Na2O
|
0,9
|
1,18
|
1,18
|
1,48
|
0,88
|
1,57
|
1,39
|
1,41
|
0,83
|
0,83
|
K2O
|
1,59
|
2,22
|
2,67
|
1,91
|
3,64
|
2,96
|
2,75
|
0,17
|
1,36
|
1,65
|
P2O5
|
0,02
|
0,07
|
0,07
|
0,02
|
0,06
|
0,05
|
0,08
|
0,17
|
0,06
|
0,09
|
Eléments en trace (ppm)
|
S
|
0,09
|
X
|
0,07
|
0,01
|
0,01
|
X
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
Cl
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
0,02
|
Ti
|
0,52
|
0,13
|
0,28
|
0,49
|
0,51
|
0,14
|
0,25
|
0,56
|
0,25
|
0,53
|
43
V
|
0,01
|
X
|
X
|
X
|
X
|
X
|
X
|
0,01
|
X
|
0,01
|
Cr
|
0,02
|
X
|
X
|
X
|
X
|
X
|
X
|
0,01
|
X
|
0,02
|
Mn
|
0,03
|
0,04
|
0,01
|
0,02
|
0,05
|
0,01
|
0,02
|
0,02
|
0,02
|
0,01
|
Cu
|
0,01
|
X
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
X
|
X
|
0,01
|
X
|
X
|
Zn
|
0,09
|
0,07
|
0,04
|
0,13
|
0,02
|
0,04
|
0,05
|
0,08
|
0,04
|
0,02
|
Rb
|
0,01
|
X
|
0,01
|
0,01
|
X
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
Sr
|
0,03
|
X
|
0,05
|
0,05
|
0,02
|
0,04
|
0,04
|
0,05
|
0,03
|
0,02
|
Ba
|
0,04
|
0,06
|
0,07
|
X
|
0,03
|
0,08
|
0,08
|
0,04
|
0,05
|
0,03
|
Ce
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
X
|
X
|
0,01
|
0,02
|
0,01
|
X
|
X
|
Zr
|
0,03
|
0,12
|
0,02
|
0,05
|
0,03
|
0,01
|
0,03
|
0,04
|
0,02
|
0,02
|
Au
|
0.060
|
0,080
|
0,18
|
ND
|
0,090
|
X
|
0,030
|
0,030
|
0,050
|
0,21
|
ND : Non mesuré ;
X : En dessous de la limite inférieure de
détection.
44
Ces compositions chimiques appellent le commentaire
ci-après :
- Les teneurs élevées en SiO2
dans nos différents échantillons, confirmant le caractère
acide des roches étudiées ;
- Les teneurs en Al2O3 dans le granite sont
comprises entre 5,81 et 6,77% ; tandis qu'elles sont plus élevées
dans le granite gneissique. Ce fait peut se justifier par la présence
plus marquée des feldspaths dans le granite gneissique, étant
donné que dans ces métamorphites, en plus des feldspaths
hérités du protolithe magmatique, s'ajoutent ceux
synthétisés pendant le métamorphisme (Eskola, 1920 ;
Winkler, 1973);
- Les teneurs modérées en Fe2O3
et en MgO sont dues essentiellement au faible fractionnement des
minéraux mafiques (amphibole et pyroxène), et à
l'oxydation importante qui touche la roche (formation de l'hématite
secondaire) dans nos différents échantillons (Figure 7 et 9) ;
- Quant aux oligo-éléments, il
faut noter la présence très remarquable de Ti dans tous les
échantillons analysés ; il est suivi par l'or dont les traces
sont importantes notamment dans les échantillons KM39 et KM42 (Figure 8
et 10).
Figure 7 : Histogramme d'évolution des teneurs des
éléments majeurs
45
Teneurs des éléments majeurs (%)
KM 08' KM 20 KM 39 KM 10' KM 18 KM 26 KM 29 KM 32 KM 36 KM 42
70
60
50
40
30
20
10
0
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O P2O5
46
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
KM 08' KM 20 KM 39 KM 10' KM 18 KM 26 KM 29 KM 32 KM 36 KM 42
S Cl Ti V Cr Mn Cu Zn Rb Sr Ba Ce Zr Au
Teneurs des éléments en trace (ppm)
Figure 8 : Histogramme d'évolution des teneurs des
éléments en trace
47
|
KM 08'
|
|
|
KM 20
|
|
|
KM 39
|
|
|
KM 10'
|
|
|
KM 18
|
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
CaO
|
MgO
|
Na2O
|
CaO
|
MgO
|
Na2O
|
CaO
|
MgO
|
Na2O
|
CaO
|
MgO
|
Na2O
|
CaO
|
MgO
|
Na2O
|
K2O
|
P2O5
|
|
K2O
|
P2O5
|
|
K2O
|
P2O5
|
|
K2O
|
P2O5
|
|
K2O
|
P2O5
|
|
|
KM 26
|
|
|
KM 29
|
|
|
KM 32
|
|
|
KM 36
|
|
KM 42
|
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3 SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
CaO
|
MgO
|
Na2O
|
CaO
|
MgO
|
Na2O
|
CaO
|
MgO
|
Na2O
|
CaO
|
MgO
|
Na2O CaO
|
MgO
|
Na2O
|
K2O
|
P2O5
|
|
K2O
|
P2O5
|
|
K2O
|
P2O5
|
|
K2O
|
P2O5
|
K2O
|
P2O5
|
|
Figure 9 : Diagrammes en aires montrant la distribution des
teneurs des éléments majeurs de différents
échantillons
48
Zn
Cu Mn
Cr
V
|
KM 08'
Ba Ce Zr Au S
Rb Sr Cl
|
Zr
|
Ce
|
Au
Ba
|
KM 20
Cl
Zn
|
Ti
Mn
|
Zr Ce
Ba
|
Au
Sr
|
Rb
|
|
KM 39
S
|
Cl
Ti
|
|
Ti
|
|
|
|
|
Zn
|
Cu Mn
|
Zn
|
KM 10'
Zr AuS Cl
Sr
Rb
|
Ba Sr
Zn
|
KM 18
Au S Cl
Zr
|
Ba
|
|
KM 26
Ce Zr Cl
|
Ti
|
|
|
Cu
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Mn
|
|
|
|
|
|
|
Cu
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Mn
|
Ti
|
|
|
Sr
|
|
|
|
|
Ti
|
|
|
|
|
|
Rb
|
|
|
|
Zn
|
Mn
|
|
|
|
|
|
|
|
Ba
Sr Rb Zn
Mn Cr
Zr
V
Au
KM 42
S Cl
Ti
Figure 10 : Diagrammes en aires présentant la
distribution des éléments en trace des différents
échantillons
49
Ba
Sr
Rb
|
Zr
Ce
Zn
|
KM 29
Au S Cl
Mn
|
Ti
|
Sr
Rb Zn
Cu Mn
CrV
|
KM 32
Ce Zr Au S Cl
Ba
Ti
|
Ba
Sr Rb
Zn
|
Zr
Mn
|
KM 36
Au S Cl
Ti
|
|
|
|
50
III.6. ETAT D'ALTERATION DES ROCHES
Afin d'éclaircir les possibles effets
d'altération dû soit au métamorphisme et à la
déformation, soit aux conditions météoriques, la
mobilité des éléments se marque par le tracé des
éléments majeurs en fonction de K2O, MgO, Na2O et CaO. Pour
pouvoir caractériser et estimer quantitativement l'état
d'altération d'une roche, différents indices d'altérations
peuvent être utilisés.
Dans ce travail, nous avons utilisé l'indice
d'altération hydrothermale (AI) basé sur l'équation
arithmétique (Ishikawa et al., 1976) :
Cet indice permet, par l'évaluation de la
mobilité du Mg, K, Ca et Na, de caractériser l'altération
hydrothermale. Plus d'indice se rapproche de 100, plus le niveau
d'altération de la roche est élevé et inversement (Tableau
3).
Ce tableau révèle que les échantillons
KM18, KM20 et KM29 sont ceux qui ont l'indice d'altération le plus
significatif.
Tableau 3 : Indice d'altération des
différents échantillons de roches
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KM 08'
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KM 20
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KM 39
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KM 10'
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KM 18
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KM 26
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KM 29
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KM 32
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KM 36
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KM 42
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AI
(%)
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49
|
57,9
|
40,4
|
39,6
|
53,8
|
50,2
|
46,1
|
22
|
40,3
|
38,9
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Sur base des résultats du tableau 3, nous avons
tracé le diagramme ci-dessous, représentant graphiquement
l'évolution de l'altération de nos différents
échantillons (Figure 11).
Figure 11 : Profil d'altération hydrothermale (AI) de
nos échantillons
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Diagramme AI
KM 08' KM 20 KM 39 KM 10' KM 18 KM 26 KM 29 KM 32 KM 36 KM 42
52
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