|
EPIGRAPHE
«N'importe quel type intelligent peut faire les
choses plus compliquées. Mais il faut du génie pour faire plus
simple. ».
Aristote.
I | P a g e
II | P a g e
EPIGRAPHE I
LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX IV
ABBREVIATION V
VII
IX
INTRODUCTION 1
1. Présentation du sujet 1
2. Motivation et intérêt du sujet 2
3. Problématique et Hypothèse 2
4. Méthodologie 2
CHAP I GENERALITES 4
I.1 Quelques définitions 4
I.2 Propriétés et usage des métaux rares
5
I.3 Le katanguien 7
I.3.1. Stratigraphie 8
I.3.2 Litho-stratigraphie du katanguien 12
I.3.3 La tectonique 17
I.3.4 Métamorphisme 20
I.3.5 Le magmatisme 20
I.3.6 La minéralisation 20
CHAP II LES ASPECTS GENERAUX DES METAUX RARES ET URANIFERES DANS
LE
KATANGUIEN 22
II.1 Minéralisation rencontrée au Katanga
méridional 22
II.1.1 Les formations du substratum 22
II.1.2 Les formations de la couverture 24
II.1.3 Ressources Minières 25
II.1.4 Minéralisation du Groupe Cu-Pb-Zn 26
II.1.4.1.Les Gites du Haut Katanga 26
II.3 Les gisements uranifères 28
II.3.1 Secteur : Luswishi - Kiswishi 32
II.3.2 Secteur : Luishia 33
II.3.3 Secteur: Shinkolobwe 34
II.3.4 Secteur : Swambo Menda 37
III | P a g e
CHAP III POLLUTION DES METAUX RARES ET URANIFERES AINSI QUE
LEURS IMPACTS
SUR L'ENVIRONNEMENT 40
III.1 Impact environnemental et sur la santé humain des
ouvrages d'exploitation d'une mine
d'uranium 40
III.1.1 Mesure de protection 41
III.1.2 Toxicologie 43
III.1.3 Les risques sanitaires 44
III.1.4 Les effets du rayonnement ionisant 44
III.1.5 Les risques liés aux différents
radionucléides 45
III.2 Pollution des métaux rares 48
III.3 Les solutions contre la pollution 52
III.3.1 Les différents problèmes
environnementaux 53
III.3.2 Quelques solutions pour lutter contre les
problèmes environnementaux 53
Suggestion 54
Conclusion 56
BIBLIOGRAPHIE 58
IV | P a g e
LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX
Figure 1 : Les 14 matières premières 5
Figure 2: Domaine d'utilisation 6
Figure 3: arc cuprifère 8
Figure 4: Stratigraphie et Minéralisation du Katanguien
13
Figure 5 : Carte des structures D1 et D3 dans la partie
congolais de l'arc lufilien (Kampuzu et Cailteux
1999) 19
Figure 6 : Représentation géologique de
l'évolution de la ceinture Kibarien 24
Figure 7 : le potentiel Uranifère du Katanga
méridional 28
Figure 8 : secteurs uranifères du haut katanga 31
Figure 9 : secteur uranifère du haut katanga 31
Figure 10 : Cartographie géologique et structurale
(1/500); Prospection radiométrique détaillée 32
Figure 11 : Structure 32
Figure 12 : secteur Luishia 33
Figure 13: secteur shinkolobwe 34
Figure 14 : Shinko 8 coupe géologique 35
Figure 15 : Hématisation des remplissages de fractures
ouverts 36
Figure 16 : Structures souples série tectonisé
38
Figure 17: Ouest série non tectonisé
imperméable 38
Figure 18 : l'altération supergène 39
Figure 19 : Tenues de protection 42
Figure 20: Rivière pollué 50
Figure 21 : principaux pays producteurs de minerais rares
52
Tableau
Tableau 1: Système du katanguien 9
ABBREVIATION
CMN : Calcaire a minerais noirs
SD : Schiste dolomitique
BOMZ : Black ore mineralized zone
RSC : Roche siliceuse cellulaire
RSF : Roche siliceuse feuilletée
D.strat : Dolomie stratifiée
RAT : Roche argilo-Talqueuse
R: Roan
Ku: Kundelungu
Ng: Nguba
Ppm: parties par million
ADN: acide désoxyribonucléique
Cu: Cuivre
Co: Cobalt
U: Uranium
Ag: Argent
Zn: Zinc
Pb: Plomb
Ni: Nickel
VLF : La très basse fréquence, en
anglais Very low frequency
mSv : Millisievert
V | P a g e
VI | P a g e
VII I Page
DEDICACE
Toutes les lettres ne sauraient trouver les mots qu'il
faut...
Tous les mots ne sauraient exprimer la gratitude, L'amour,
le respect, la
reconnaissance...
C'est tout simplement que
Je dédie ce travail
À MES CHERS PARENTS
Aucune dédicace ne saurait exprimer mon respect, mon
amour éternel et ma
considération pour les sacrifices que vous
avez consenti pour mon instruction et mon
bien être.
Je vous remercie pour tout le soutien et l'amour que vous
me portez depuis mon enfance
et j'espère que votre
bénédiction m'accompagne toujours.
Que ce modeste travail soit l'exaucement de vos voeux tant
formulés, le fruit de vos
innombrables sacrifices, bien que je ne
vous en acquitterai jamais assez.
Puisse Dieu, le Très Haut, vous accorder
santé, bonheur et longue vie et faire en sorte
que jamais je ne vous
déçoive.
A MES CHERS ET ADORABLE FRERES ET SOEURS
Patrick Wadila, Bal Fred Wadila, Evan Wadila, Gracia
Wadila, Marco Wadila, Willy
KABEYA, David Wadila, Samuel Wadila, Moise
Wadila, Aaron Wadila, Tehilla Wadila
que j'aime profondément.
En témoignage de mon affection fraternelle, de ma
profonde tendresse et
reconnaissance, je vous souhaite une vie pleine de
bonheur et de succès et que Dieu, le
tout puissant, vous
protège et vous garde.
A MES CHERS COUSINS COUSINES
Veuillez trouver dans ce travail l'expression de mon
respect le plus profond et mon
affection la plus sincère.
A MES AMIS DE TOUJOURS :
Jerry Ngongo, Pascal Munguli, Lauretta Petwe, Vinciane
Kashasha, Nazir Mazez,
Adonniss Kayombo, Franck Kamara
En souvenir de notre sincère et profonde
amitié et des moments agréables que nous
avons passés
ensemble.
VIII | P a g e
IX | P a g e
X | P age
1 | P a g e
INTRODUCTION
Le géologue tiendra une place cruciale dans les
prochaines décennies, car il est directement impliqué dans trois
thématiques d'actualité ayant un impact majeur sur l'avenir de la
société : la gestion des ressources naturelles, l'environnement
et les risques de catastrophes naturelles. L'objectif de la formation de
géologue nous permet de devenir opérationnels dans des domaines
aussi diversifiés que la gestion et l'exploitation du sous-sol (eau,
matières premières, combustibles fossiles), l'étude des
changements climatiques, la protection des ressources en eau ou
l'évaluation du risque associé aux séismes ou
éruptions volcaniques. La formation nécessite donc d'être
très polyvalent, d'avoir une solide formation scientifique
couplée avec une grande rigueur et un brin d'esprit d'aventure. La
formation du géologue est à caractère polyvalent. Elle se
base sur l'enseignement conjoint de plusieurs matières comme la
géologie, la chimie et la biologie. L'étudiant(e) pourra y
développer des compétences dans l'ensemble des sous disciplines
de la géologie, en particulier en pétrographie et
minéralogie, paléontologie, géobiologie et bio
géochimie, sédimentologie et [paléo] climatologie,
géophysique, volcanologie et océanographie.
Dans le domaine de la préservation de l'environnement
les défis sont énormes. Que ce soit l'étude des causes et
des mécanismes des bouleversements climatiques, la recherche
d'énergies durables et économiques, la préservation de la
biodiversité, la décontamination des sols et de l'eau,
l'aménagement durable du territoire, la conception de nouveaux
matériaux, les enjeux sont considérables et concernent toutes les
disciplines scientifiques.
Les scientifiques sont recherchés autant pour leurs
connaissances que pour leurs compétences dans la résolution de
problèmes, leur créativité et leur autonomie dans le
travail. Dès lors, on retrouve des scientifiques à des postes
inattendus ce qui rend difficile de définir un « profil» pour
le diplômé en sciences. En fait, cette difficulté traduit
la richesse des possibilités qu'offre un diplôme en sciences.
1. Présentation du sujet
Le katanguien est un ensemble des formations qui regroupe les
sédiments déposés durant la période qui
sépare l'orogenèse Kibarienne de l'orogenèse Lufilienne,
entre 1300 et 540Ma. En effet c'est sur ces formations portes notre
étude qui s'intitule « les aspects des métaux rares et
uranifères dans le katanguien et leurs effets sur l'environnement
2 | P a g e
2. Motivation et intérêt du
sujet
Le choix de ce sujet est motivé par le souci d'apporter
les réponses sur certaines questions des études entreprises sur
les métaux rares et uranifère Celle-ci consiste à produire
de nouvelles connaissances sur base de faits, d'observations et
d'expériences qui sont reproduites et vérifiées.
Grâce à cette démarche, l'activité des scientifiques
produit de nouvelles connaissances indispensables à la
société pour faire face à des défis majeurs, comme
la protection de l'environnement ou encore l'amélioration de la
santé des populations
3. Problématique et Hypothèse
a) La problématique
Il sera question de savoir quels sont les aspects des
métaux rares et uranifères et leurs effets sur l'environnement et
les effets sur la santé humaine
b) Hypothèse
Concernant les effets des métaux rares et
uranifère sur l'environnement et la santé humain, il y'a
plusieurs effets. En effet, on peut citer plusieurs problèmes
environnementaux causer par les métaux rares et uranifère qui
sont plus ou moins graves comme :
V' La pollution de l'eau
V' La pollution des sols
V' La pollution de l'air
V' Le réchauffement climatique
V' Contamination des espèces (végétales,
animales), par des radioéléments
V' Des tumeurs (caractère mutagène des
radiations)
V' l'apparition des cas d'hypothyroïdisme près des
industries manipulant des produits
radioactive
4. Méthodologie
Pour atteindre ce but, la méthode sera exclusivement
bibliographique et basée sur l'exploitation des articles, des ouvrages
et travaux dirigés notamment les T.F.E
Ainsi, excepter l'introduction et la conclusion, notre travail
est subdivisé de la manière suivante
:
V' Chapitre I. GENERALITES
V' Chapitre II. LES ASPECTS GENERAUX DES METAUX RARES ET
URANIFERES DANS LE KATANGUIEN
3 | P a g e
? Chapitre III. POLLUTION DES METAUX RARES ET URANIFERES AINSI
QUE LEURS IMPACTS SUR L'ENVIRONNEMENT
4 | P a g e
CHAP I GENERALITES
I.1 Quelques définitions
a. Métal : C'est un corps simple
brillant tantôt ductile et malléable comme le fer et l'argent
tantôt cassant comme l'antimoine et le bismuth on le trouve dans les
entrailles de la terre quelque fois pur mais plus souvent uni à d'autres
substances avec lesquelles il forme des oxydes des sulfures ou d'autres
combinaisons chimique
b. Pollution : Diffusion dans
l'environnement d'un produit potentiellement toxique ou de nature à
perturber le fonctionnement d'un biotope
c. Environnement : C'est l'ensemble des
facteurs géologiques pédologiques et climatique
d. Radioactivités :
propriété des corps qui se désintègrent
spontanément comme le radium en dégageant de l'énergie
sous forme de radiations diverses.
e. Millisievert une unité pour de faibles
doses de radioactivité.
Le millisievert est une unité de radioprotection mesurant
la dose de rayonnements reçus qu'ils soient d'origine radioactive ou
proviennent d'autres sources comme les rayons X de la médecine. Il
s'agit généralement d'une dose efficace, dite corps entier, mais
il peut s'agir aussi d'une dose reçue par un tissu ou organe particulier
Le millisievert est l'unité utilisée dans le domaine des
très faibles doses. Par exemple, nous ne sommes pas très
radioactifs en tant qu'êtres humains, mais la dose due à la
radioactivité propre de nos corps, s'élève à 0,25
millisievert ou mSv. Une dose de 1 mSv (1 millisievert) ne
devrait donc pas générer une angoisse excessive. Des effets pour
la santé n'ont été observés qu'au-delà de
100 mSv et il faut des doses de milliers de millisieverts pour conduire
à des lésions pouvant être mortelles à court
terme.
f. Pollution radioactive : Il s'agit de
l'introduction direct ou indirect par l'activité humaine des substances
radioactives dans l'environnement susceptibles de contribuer ou de causer un
danger pour la santé de l'homme des détériorations aux
ressources biologique aux écosystèmes ou aux bien
matériels une entrave à un usage légitime de
l'environnement.
g. Lanthanide : Série chimique
composée de 14 métaux de transition situés entre les
éléments de numéros atomiques 57 à 71
h. Métaux rares : Dite aussi
métaux stratégique. Depuis la fin du 20e siècle, les
métaux stratégiques ont été défini de
manière générale comme des métaux essentiels au
progrès, à la technologie moderne et à l'industrie, mais
susceptibles de pénurie ou de difficultés d'approvisionnement. En
d'autres termes, ce sont des métaux non-substituables, rares.
5 | P a g e
C'est pourquoi leur approvisionnement est actuellement
limité. Dans cette catégorie, on se réfère à
la liste des 14 substances sélectionnées par l'Union
Européenne en juin 2010 dans son rapport intitulé « critical
raw materials for the EU « : l'antimoine, le béryllium, le cobalt,
la fluorine, le gallium, le germanium, le graphite, l'indium, le
magnésium, le niobium, les platinoïdes (6 éléments),
les terres rares (une famille de 17 éléments chimiques), le
tantale, le tungstène. Le niveau de criticité est modulable selon
les spécificités industrielles des pays.
Figure 1 : Les 14 matières premières
I.2 Propriétés et usage des métaux
rares Les métaux rares sont des éléments
plutôt :
V' Tendre
V' Ductiles
V' Malléables
V' Réactifs à des températures
élevées ou lorsqu'ils se présentent sous la forme de
petits
fragments.
6 | P a g e
Figure 2: Domaine d'utilisation
Ces éléments font aujourd'hui partie des
métaux dits stratégiques. Avec des quantités disponibles
considérées comme faibles au vu de leur poids économique,
la demande ne cesse pourtant de croître, notamment en France, dans
l'aéronautique, l'industrie automobile, ou les technologiques de
l'information. Contrairement à ce que leur nom indique, les terres rares
sont plus présentes sur la croûte terrestre que l'or et l'argent.
Entrées dans l'usage commun depuis les années 1970, elles sont
aujourd'hui omniprésentes au sein des objets qui symbolisent le
progrès technologique. Biens de consommation utilisant les métaux
rares
V' Téléphones cellulaires baladeurs processeurs
pièces informatique
V' Ecrans de téléviseurs et d'ordinateurs
V' Véhicules hybrides et véhicules
électriques
V' Super conducteurs
V' Aimants permanents (moteurs électrique)
V' Alliages et superalliages (aéronautique)
V' Instruments chirurgicaux et implants
V' Optique filtres pour rayons x lasers
7 | P a g e
y' Raffinage du pétrole additifs et catalyseurs
y' Verres et céramiques
y' Batteries rechargeables et accumulateurs
y' Eoliennes
y' Cellules photovoltaïques
y' Ampoules lumineuses ultra-efficaces
y' Systèmes de radar et équipements militaires
y' Convertisseurs catalytiques
y' Industrie chimique et industrie nucléaire
I.3 Le katanguien
Le katanguien consiste en une succession de sédiments
déposés durant la période ou une partie de la
période qui a séparé l'orogenèse Kibarien de
l'orogenèse lufilienne. Ces sédiments katanguiens se sont
déposés entre 800 et 500Ma. Ce sont des sédiments à
très grande extension car ils couvrent une grande 1partie de
la Zambie et du Katanga. Le Katanguien affleure au sud de la chaine Kibarienne,
plus précisément au sud, au centre et au Nord du Katanga.
On y distingue :
y' Au Nord, le Katanguien tabulaire comprenant les plateaux de
Biano au Nord-Ouest et de Kundelungu au Nord-Est
y' Au Sud, le Katanguien plissé communément
appelé « arc lufilien » qui part de la Zambie jusqu'à
Kolwezi et en Angola
1 Mendelson, 1961 : Oosterbosch, 1962 ; François et
Meneghel, 1981
8 | P a g e
Figure 3: arc cuprifère
Voilà pourquoi nous allons beaucoup plus se basé
sur sa litho stratigraphie
I.3.1. Stratigraphie
Le système katanguien (1100-540 MA) est un ensemble
regroupant les sédiments déposés durant la période
qui a séparé l'orogenèse kibarienne de l'orogenèse
lufilienne entre 1100 et 540 millions d'années. La subdivision
actuellement admise par le Système katanguien inclut trois super-groupes
: le Roan à la base, le Nguba au milieu et le Kundelungu au sommet.
Cette subdivision est basée essentiellement sur la lithologie et les
niveaux repérés stratigraphiquement représentés par
les deux conglomérats.
Tableau 1: Système du katanguien
9 | P a g e
10 | P a g e
? Subdivision du Katanguien
L'absence de fossiles interdit l'emploi des termes
biostratigraphiqhes malgré certains stromatolithes encore très
anonymes, néanmoins, il est indiqué de mettre à profit
l'existence de deux formations tillitiques très continues qui,
nées de conditions climatiques très spéciales, se sont
certainement déposées partout synchroniquement. Et qui permet de
diviser le Katanguien en 3 Groupes, de bas en haut :
V' Groupe de Roan(R) ;
V' Groupe de Nguba (tillite à la base) ;
V' Groupe de Kundelungu (tillite à la Base).
Le Roan, très dolomitique se distingue aisément
du Nguba et du Kundelungu qui sont à prédominance
terrigènes et le Kundelungu est fortement transgressif par rapport au
Nguba. Les formations Néoprotérozoïque du Katanguien et de
l'Ouest Congolien
? Conglomérat de Base
Le Katanguien repose en discordance sur des ensembles plus
anciens (Kibara, Ubendien) par l'intermédiaire d'un conglomérat.
Le contact entre le Katanguien et le Kibarien suscite de discussions et a
été interprété de plusieurs manières :
V' Discordance angulaire régionale, résultant
d'une transgression continue de la mer katanguienne sur le Kibarien
plissé et érodé (Jamotte et vander Brand, 1932;
François, 1973a) ;
V' Faille d'effondrement d'âge katanguien limitant un
aulacogène vers le nord-ouest ;
V' Faille d'effondrement beaucoup plus récente, post
Karoo limitant un graben vers le Nord-Ouest (Dumont et al, 1997) ;
V' Faille séparant le Kibarien resté autochtone
au Katanguien charrié, (Cailteux, 1991) François (1995) et Lubula
(1975) signalent qu'aucune trace de passage d'une faille (Injections de roches
plastiques, brèches de friction, miroirs de failles, déformations
de couches n'a été observé de part et d'autre du
poudingue. Ainsi ils confirment l'existence d'une discordance angulaire entre
les deux ensembles et que le Katanguien se pose en discordance sur le Kibarien
et non par l'intermédiaire d'une faille.
A. 11 | P a g e
Descriptions pétrographiques
Les études faites par François (1973a) ont
montré que la couche est essentiellement formée par un
conglomérat orthoquartzitique très grossier, massif. Plus de 95%
de roche est constituée de quartzites claires ou gris, massifs ou
finement lité et parfois micro conglomératiques ils sont
sub-arrondis mais médiocrement roulé. Du point de vue
sédimentologie, Lubula (1975) révèle que le poudingue de
N'zilo est un conglomérat de type torrentiel ce qui justifie le
classement médiocre.
B. Age du conglomérat
Comme il s'agit du conglomérat, son âge varie
d'un point à l'autre du bassin de sédimentation,
perpendiculairement aux lignes isotopiques. Surmontant directement par la
tillite de Ng.1.1 base du Nguba il daterait du Roan supérieur.
? Groupe de Roan
Le Groupe de Roan (R) est un ensemble de dolomies plus ou
moins siliceuses et des pélites ou arénites à ciment
dolomitique déposé probablement dans un milieu lagunaire. Son
épaisseur totale pourrait dépasser 1500 m. Il est mal connu car
des brèches micro gréseuses interrompent la succession des
sédiments le long de quelques horizons bien déterminés
parallèlement à la stratification. Ceux-ci permettent de diviser
l'ensemble en quatre unités de haut en bas :
V' Le Sous-Groupe de Mwashya ou R.4 ;
V' Le Sous-Groupe de la Dipeta ou R.3 ;
V' Le Sous-Groupe des mines ou R.2 ;
V' Le Sous-Groupe de R.A.T (roches argilo-Talqueuses) ou
R.1.
En outre, les formations voient leur continuité
latérale interrompue par de nombreuses failles transversales remplies
par le même type de brèche. De ce fait le Roan de l'arc
cuprifère, R.4 excepté, se présente toujours sous forme
d'une méga-brèche, constituée par les
éléments des roches dolomitiques ou dolomitico-détritiques
dont la longueur dépasse le kilomètre, emballés dans une
matrice microgréseuse finement brèchée.
Le Roan n'est représenté que par ses niveaux
supérieurs, on manque totalement le long des massifs de socle
pré-katanguien qui affleurent au Nord-Ouest, au Nord et à l'Est
de l'arc cuprifère (promontoire Kibarien de N'zilo, massif de Fort
Rosebery). Il semble donc s'être déposé dans un vaste
bassin lagunaire bordé au NW et à l'Est par des terres
émergées.
? Sous-Groupe R.1
12 | P a g e
Appelé communément R.A.T lilas (roches
argilo-Talqueuses) ou groupe de Kamoto. Ses formations sont mal connues pour
des raisons suivantes (François ,1973a) :
y' Le R.1 est formé de roches tendres affleurant
malaisément, ainsi présentant de difficulté pour de lever
de surface ;
y' Il se trouve sur les orebodies au-delà des quels on
évite généralement de poursuivre le sondage ;
y' Il est fortement tectonisé ;
y' Sa base étant inconnue, les anticlinaux du Katanga
sont très pincés pour que le sol puisse parvenir à la
surface du sol.
C'est à la Mine de l'Etoile, près de Lubumbashi,
que les sédiments situés sous la base du R.2 ont d'abord
été étudiés. On y signale un ensemble de shale
talqueux et de talc plus ou moins pur, passant vers le bas à des
dolomies blanchâtres parfois oolithiques. Le nom des roches
argilotalqueuses (R.A.T) est alors donné à cette formation, dont
l'épaisseur est évaluée à une centaine de
mètres.
I.3.2 Litho-stratigraphie du katanguien
Actuellement on subdivise le super groupe katanguien en se
basant sur la lithologie et les niveaux repères stratigraphiques
représentés par deux conglomérats ou diamictites. Ces
trois groupes sont :
y' Le Roan a la base
y' Le Nguba
y' Le Kundelungu au sommet
a. Le Roan :
Il est essentiellement à dominance dolomitique, il
affleure dans l'arc lufilien sous forme de
boudes arquées discontinues s'étendant de Kolwezi
jusqu'en Zambie. Il est subdivisé en trois
sous-groupes, qui sont de bas en haut.
13 | P a g e
Figure 4: Stratigraphie et Minéralisation du
Katanguien
Le sous-groupe des roches argilo talqueuse R.A.T ou R.1
:
Ces formations voient leur continuité latérale
interrompue par de nombreuses failles transversales remplies par le même
type de brèche, se présente toujours sous forme d'une méga
brèche, constituée par les éléments des roches
dolomitiques ou dolomitico-détritiques dont la longueur dépasse
le kilomètre emballés dans une matrice micro gréseuse
finement brèchée. On y distingue du siltstone
chlorito-dolomitiques oligistifères, massifs vers le haut, et souvent
vers le bas on les retrouve en lie de vin, fréquemment
brèchifiés et quelques bancs d'arénites
généralement fins.
Le sous-groupe des mines
Ce sous-groupe renferme l'essentiel des minéralisations
cuprocobaltifères et uranifères de l'arc lufilien du Katanga. De
haut en bas, il est subdivisé de la manière suivante :
a) Le R.2.3. ou C.M.N (calcaires à minéraux
noirs) ou encore formation de kambove : à dominance carbonatée ,
formée de deux niveaux :
- le R.2.3.2 : dolomies claires avec bancs de grès fins
chloriteux(épaisseur environ 40m) - le R.2.3.1 : dolomies et shales
dolomitiques plus ou moins carbonés, noirs à gris (30 à
85m)
b) Le R.2.2 ou S.D (schistes dolomitiques) : à dominance
détritique, subdivisé en 3 niveaux : R.2.2.3, R.2.2.2 et R.2.2.1.
Vers le sud, chaque niveau est formé par un horizon de shale argileux
peu dolomitique, plus ou moins carboné, gris foncé à noir,
qui surmonte
14 | P a g e
un horizon de siltstone dolomitique gris ou gris-vert, vers le
nord, présence
d'intercalations de dolomie parfois stromatolithe et d'arkose
dolomitique. Puissance totale : 35 à 90m
c) Le R.2.1 ou la formation de kamoto : à dominance
carbonaté, qui comprend trois niveaux :
- Le R.2.1.3 ou R.S.C (roche siliceuse cellulaire) : dolomie
siliceuse plus ou moins stromatolithe massive, grise (0 à 25m)
- Le R.2.1.2, comprenant les R.S.F (roches siliceuses
feuilletées) et les D.strat (dolomie stratifiées) : dolomie
siliceuses, parfois argileuses, très finement à bien
litées (8 à 12m) - Le R.2.1.1, appelé communément
R.A.T grise :siltstone chlorito-dolomitique massif gris (0,5 à 5m). Ce
dernier pourrait être nommé R.G.I (roche gréseuse
inferieure) car le sigle R.A.T. ne correspond pas à sa composition.
? sous-groupe de Dipeta ou R3
Le R.3 n'a pas été en détail, que dans la
klippe de Kolwezi et dans la région de tenke. C'est près de tenke
qu'il est mieux connu, coincé dans ses contacts avec les sous-groupes
R.2 et R.4
Ces sous-groupe est constitué par une alternance de
formations détritiques (environ 60%) et carbonatées (environ 40%)
très diverses, dont la continuité est interrompu par des failles
que soulignent des brèches micro gréseuses.
Ainsi, il n'a pas été possible d'y
établir une échelle stratigraphique complète, aussi, sa
puissance totale est restée inconnue, elle peut dépasser
1000m.
Les formations détritiques consistent en pélites
gréseuses légèrement dolomitique et oligistifères
de teinte gris violacé vers le bas, auxquelles succèdent des
microgrès psammitiques très peu dolomitiques et
oligistifères de teinte lilas à jaune verdâtre vers le
haut. Elles sont généralement massives, parfois
stratifiées. Les formations carbonatées sont très
diverses. Il s'agit quelques fois de dolomie parfois talqueuse, rarement
à magnésite ou calcaires francs.
On 'observe de nombreux endroits analogues à celui qui
a été défini dans la région de Tenke-Fungurume. Ce
sous-groupe est caractérisé par des horizons de dolomies de
texture, de structure et couleur très diverses, ainsi que par la
présence de talc assez pur, ou de microgrès talqueux. Toutefois,
ces dernières roches n'affleurent pas mais sont plutôt
observées là ou des recherche par petits puits ont
été effectués.
15 | P a g e
François (1973) suggère l'existence de plusieurs
faciès différents, avec une tendance à l'accroissement de
la granularité de certains niveaux terrigènes du sud (Kamoto)
vers le nord (Dikuluwe).
? sous-groupe de R.4 (dit de
Mwashya)
Contrairement aux trois dont il vient d'être question,
le R.4 ne fait pas partie de la méga brèche du Roan. En effet, il
est solidaire de l'ensemble que constituent les groupes de Nguba et Kundelungu.
Cette disposition pourrait avoir été causée par la
dislocation d'un horizon salin épais et continu qui aurait coiffé
le R.3
Le R.4 n'étant que très rarement
minéralisé, n'a pas bénéficié des
études détaillées. Il est observable à
l'état frais dans le cours d'eau, car il occupe des lignes de
crête
On y distingue deux types de formations très
différentes, de haut en bas :
V' Le R.4.2. ou Mwashya supérieur, presque
exclusivement détritique, formé en deux niveaux
1. Le R.4.2.2 (pélitico-carboné) shale argileux
pratiquement non dolomitique, carboné (2 à 10%), noir à
litage millimétrique très régulier,
légèrement pyriteux. Suite à l'altération super
gène, le carbone disparait des shales, dont la teinte devient gris
violacé. Puissance normale : 0 à 150m.
2. Le R.4.2.1 (gréso-dolomitique) : siltstone
dolomitique (environ 35% de carbone), gris clair, à rubanage
régulier. Puissance normale : 0 à 150m ;
V' Le R.4.1 ou Mwashya inferieur, constitué en
majorité par des dolomies plus ou moins siliceuses (5 à 15 SiO2)
parfois talqueuses, massives, stratifiées, grises, avec quelques bancs
d'hématite et à oolithes.
La limite entre les deux formations est arbitrairement
placée là où les horizons dolomitiques d'abord
prépondérants, disparaissent d'une façon quasi-totale pour
faire place à des shales.
b) Le groupe de Nguba (Ng)
Il est composé de deux sous-groupes très
différents :
V' Le sous-groupe de Muombe ou Ng.1 à la base
V' Le sous-groupe de Monwezi ou Ng.2 au sommet
b.1) 16 | P a g e
Le sous-groupe de Muombe (ou encore sous-groupe de
Likasi) ou Ng.1
Il est subdivisé en trois formations, qui sont La
formation Ng.1.1 (grand conglomérat) :2
V' Une mixte contenant dans la partie supérieure un
horizon de poudingues au nord, passant au sud d'une grauwacke à une
pélite ; la puissance augmente du sud vers le nord 100-950m
V' La formation Ng.1.2 : Il s'agit des calcaires et des
dolomies qui sont au sommet, des shales rubanés gris foncés (peu
carbonés), dolomie lenticulaire à la base ; vers le sud, le
faciès carbonaté envahit toute la formation. La puissance diminue
du nord vers le sud : 650-100m
V' La formation Ng.1.3 : ce sont des mudstones massifs gris
acier ou gris violacé devenant de plus en plus grossiers rouges et
stratifiés vers le sud, d'une puissance variant de 120150m au sud.
b.2) Le sous-groupe de Monwezi ou Ng2
On a des grauwackes grises avec des shales subordonnée
au nord de l'arc cuprifère katanguien de 150 à 500m. On rencontre
des siltstones et shales dolomitiques à litages souvent
irréguliers (biseaux) au centre de l'arc, avec deux niveaux, l'un
constitué des siltstones massifs et l'autre des grauwackes grise
à la base dont l'épaisseur est entre 350 et 500m
Au sud, on a les mêmes formations que celles
énumérées précédemment sans grauwackes avec
un horizon carboné noir. L'épaisseur est entre 1400-2200m.
c. Le groupe du Kundelungu (Ku)
Il est essentiellement terrigène. A l'instar du Nguba,
il débute par une mixtite nommé formation Ku.1.1 ou (petit
conglomérat) ou Kyandamu formation en Zambie. Ce sont des siltstones ou
des pélites, plus ou moins dolomitique, avec quelques horizons de roches
carbonatées.
Il est donc constitué de trois sous-groupes qui sont : V'
Sous-groupe des plateaux (Ku.3)
2 François 2006 : Lefèbre, 1973, 1978 ;
17 | P a g e
V' On retrouve ici des arkoses rouges avec horizon de
poudingues dont l'épaisseur est changeante.
V' Sous-groupe de Kiubo (Ku.2)
Deux formations sont connues :
1. Ku.2.2 : les mêmes roches que ceux du Ku.1.3, avec
une puissance de plus ou moins 1500m
2. Ku.2.1 : contenant, à prédominance, des
bancs d'arkoses grossières et un horizon de calcaire à cherts
dans les faciès nord, avec une puissance maximale de 200m.
> Sous-groupe de Kalule (Ku.1) Il comprend
trois formations à savoir :
V' Des siltstones et shales dolomitique plus ou moins
gréseux à litage souvent irrégulier, l'épaisseur de
cette formation est à-peu-près de 350m.
V' Une alternance de macignos micacés en gros bancs
gris verdâtre ou violacés, affleurant parfois en « marsouins
» ainsi que des shales dolomitiques peu ou non micacés à
litage fin à grossier, gris vert ou violacés. Le ciment
carbonaté (dolomite ou calcite) est plus abondant dans les macignos et
shales dolomitiques ;
V' n « calcaire rose » qui est une dolomie
microcristalline assez pure (80-87% de carbonates), rose ou gris clair,
généralement et régulièrement litée, peu
épaisse (5-10m), la fraction de non carbonatée consiste en oxydes
de fer ; quartz et très peu de feldspaths.
I.3.3 La tectonique
Le Katanga, après que ce soient déposer les
groupes de Roan, du Nguba et du Kundelungu, a subit les effets de
l'orogenèse Lufilienne, il a faillé, charrié et
plissé les sédiments selon un arc de direction Est-Ouest dont la
concavité est dirigée vers le nord.
Cette orogenèse s'est déroulée en trois
phases échelonnés (885,680 et 620Ma) que François (1974)
appelle phase Kolweziènne, phase Kundeluguienne et phase
Monweziènne.
La forme arquée de la ceinture cuprifère
Zambien-Katangaise daterait de cette orogenèse Lufilienne qui a
donné naissance aux successions d'anticlinaux et de synclinaux
orientés SE-NW dans la région du dôme granitique de la
Luina et NE-SW vers le NW de Lubumbashi. Cette orogenèse a
subdivisée le Katanga en deux régions bien distinctes qui sont
:
V' Le Nord du Katanga qui a échappé à cette
orogenèse est resté tabulaire
18 | P a g e
y' Le Sud du Katanga a par contre été le
siège d'une tectonique très intense. Le Katanguien s'est
plissé sous forme d'un grand arc de concavité tourné vers
le sud. Le Roan est remonté de la profondeur et a été
extrudé sur le Kundelungu. Il a été plissé,
chevauché, voir charrié, puis disloqué en plusieurs
méga fragments de dimensions variables appelées « ECAILLES
» par les anciens géologues de la Gécamines.
Dans le sud du Katanga aussi tectonisé, on y distingue
trois secteurs aux effets tectoniques inégaux
y' Le secteur SE : La tectonique est simple et
caractérisée par des anticlinaux complets y' Le secteur Centre :
La tectonique est extrusive et les plis déversés vers le sud. Il
s'agit
des régions de Likasi, Fungurume, Kambove, Shinkolobwe ;
y' Le secteur Ouest : La tectonique est extrusive, chevauchante et se termine
par un
charriage. Dans la région de Kolwezi et ses environs.
Première phase (D1)
La première phase, appelée « phase
Kolweziènne », forme des plis et des nappes de charriage à
plan axial orienté vers le nord. Cette phase est survenue à la
fin du dépôt du Ku 2.1 à la suite du glissement vers le
nord de la couverture katanguienne. À cette phase sont associées
des structures à divergence sud autrefois liées à un
second évènement tectonique appelé « phase
Kundeluguienne » de l'orogenèse lufilienne, mais qui sont en fait,
d'après Kampuzu et Cailteux (1999), cités par Mashala (2007), des
replis développés durant la D1 le long de la séquence
katanguienne et spécialement le long de l'avant pays Kibarien. Elle
daterait de 790-750 Ma.
Deuxième phase (D2)
La deuxième phase de l'orogenèse katanguienne
est la « phase Monweziènne ». Elle inclut plusieurs failles
longitudinales successivement réactivées dans le temps. Elle a
produit des intrusions du Roan au sein des axes anticlinaux et failles
secondaires dans les synclinaux. La phase Monweziènne est datée
d'environ 680 et 540 Ma. Ce long intervalle de temps a été
attribué à la migration des failles qui se développaient
séquentiellement du sud au nord et probablement aussi à la lente
vitesse de convergence durant la collision entre les cratons du Congo et du
Kalahari.
Depuis lors, plusieurs auteurs pensaient que ces deux phases
seulement avaient concours à la naissance de l'arc lufilien. Il est
à noter que certains auteurs, dont Kampuzu et Cailteux (1999) ont
introduit une troisième phase qui a également concouru à
la naissance de l'arc lufilien.
19 | P a g e
Troisième phase (D3)
La troisième phase nouvellement introduite par ces
auteurs est le dernier évènement de l'orogenèse
lufilienne. Elle est nommée « phase de Chilatembo » et
marquée par des structures traverses, de type synclinal de Chilatembo,
aux directions majeures de l'arc lufilien (figure 5). Ces déformations
ainsi que la séquence supérieure du Kundelungu (Ku3 ou
sous-groupe de Biano, tableau 1) sont datées de moins de 540Ma, et
relèvent probablement du Paléozoïque inférieur.
Les matérialisations des structures tectoniques de
l'arc lufilien sont présentées dans la figure 3 et le tableau 4
ci-dessus, montrant les différentes phases tectoniques qui ont
donné naissance à l'arc lufilien.
L'arc lufilien renferme presque tous les gîtes
cuprocobaltifères du Katanga et est appelé pour cela « arc
cuprifère ». La bordure sud de l'arc cuprifère se localise
des gîtes discordants cupro-plombo-zincifères. Signalons enfin
qu'entre les zones à plomb-zinc-cuivre et celles à cuivre-cobalt,
apparaissent les minéralisations uranifères à
uranium-cobalt-nickel de Shinkolobwe, Lwambo et Kalongue (François,
1973).
Figure 5 : Carte des structures D1 et D3 dans la partie
congolais de l'arc lufilien (Kampuzu et Cailteux 1999)
20 | P a g e
I.3.4 Métamorphisme
Au Katanga, les manifestations du métamorphisme sont
nombreuses dans les sédiments Katanguiens. On y distingue quatre zones
parallèles de métamorphisme régional dont les iso-grades
définis en Zambie se poursuivent au Katanga. Ces manifestations sont
marquées par la présence de :
V' La zone en biotite et muscovite : Lubumbashi-Kengere
à Musoshi-Kitwe
V' La zone à scoalite-épidote et actinote
: Musoshi-Kitwe à Lombe-Kisanga.
V' La zone à amphibole grenat-disthene :
Lombe-Kisanga à Kolwezi. Le métamorphisme régional, et
dans le groupe des mines en particulier, est relativement faible et ne
dépasse pas le stade de l'anchizone.
Il se produit par des minéraux comme la sericite, le
chlorite et occasionnellement la biotite. Selon NICOLINI (1970), au sud et de
l'Ouest à l'Est.
I.3.5 Le magmatisme
Les indices d'un volcanisme modéré sont souvent
signalés dans le sud Katanga ou affleure le sous-groupe des mines. On
parle d'un volcanisme basique dans le sous-groupe des mines de l'Etoile et
Mwashya des environs de Likasi.
Selon l'auteur, des roches pyroclastiques ont pu être
décrites en détails dans le Mwashya inferieur. La position
stratigraphie des pillow lavas a été déterminée
dans le Roan (R.1) par NGONGO (1976).
On reconnait également des intrusions Kimberlitiques
d'âge crétacé dans le Nguba du plateau de Kundelungu.
Quoi qu'il en soit, il n'apparait aucune relation, au moins
directe, entre ces roches et les minéralisations du sous-groupe des
mines.
I.3.6 La minéralisation
D'après ROBERT, à l'orogenèse lufilienne
serait liées deux types de minéralisations
V' La minéralisation stratiforme à
Cu-Zn de type filonien qui se localise dans le super groupe Kundelungu
inférieur ;
V' Les minéralisations à Cu-Co, U-Ni,
que l'on rencontre dans le super groupe de Nguba depuis 20 ans :
21 | P a g e
Quant à BROWN (1979), il distingue quatre types de
minéralisation dans le sud Katanga qui loge dans le super groupe de
Roan, précisément
Dans le groupe de mine. Ces gisements sont :
V' De type Kamoto V' De type Shinkolobwe V' De type Shituru V' De
type Kipushi3
3 Oosterbosch, 1982 ; François et Cailteux,
1982 ; Cluzel, 1986 Lefèbvre, 1973 et 19751
Cahen, 1954 ; Lepersonne, 1974 ; Kampata, 1993
Kampuzu, 1989
22 | P a g e
CHAP II LES ASPECTS GENERAUX DES METAUX RARES ET
URANIFERES DANS LE KATANGUIEN
II.1 Minéralisation rencontrée au Katanga
méridional
Katanga, il existe des gîtes aurifères,
stannifères, cobaltifères, uranifères et cuprifères
qui sont étroitement liés aux divers cycles
orogéniques.
La minéralisation aurifère se situe dans la
partie supérieure du système antékibarien, alors que la
minéralisation stannifère est liée à
l'orogenèse kibarienne affectant les couches inférieures du
système des Kibara. Elle se trouve surtout là où les
couches kibariennes ont une grande épaisseur.
Pour les minéralisations cuprifères, il y a lieu
d'en distinguer deux sortes :
? les minéralisations cupro-zincifères d'origine
filonienne (post-lufilienne : type Kipushi) ? les minéralisations
cupro-cobaltifères stratiformes et diagénétiques,
liées au système de Roan (type Série des Mines).
II.1.1 Les formations du substratum
a) Le Paléo protérozoïque comprend
:
a.1) Le complexe plissé de la Lukoshi affleure au sud
du craton du Kasaï, représenté par les amphibolites, les
amphiboloschistes, les arkoses, les granites, les pegmatites, les
séricitoschistes, les quartzites, les bancs carbonatés riches en
manganèse.
a.2) La chaine Ubendienne, ces formations affleurent en deux
régions ci-après :
Au Katanga méridional, ses formations se rencontrent au
Sud Est de la province du Katanga et est représenté par : les
quartzites de Muva au niveau des collines Kibwe I, II et III. Les roches
suivantes sont rencontrées : le séricitoschiste, chloritoschiste,
les quartzophyllades et le
Quartzite. Les granitoïdes qui forment le dôme de
Luina, de Mokambo au Katanga et de Konkola à la frontière
RDC-Zambie.
23 | P a g e
b) Le Kibarien d'âge Méso
protérozoïque
La chaine Kibarienne s'étend de 600km de long et de 100
à300km de large, orientée en direction NE de Nzilo au nord de la
ville de Kolwezi jusqu'à Kongolo. Au Burundi, au Rwanda et dans la
province de Kivu; il correspond aux formations Burundienne.
Il est subdivisé en trois groupes à savoir :
Le Kibarien inférieur ou groupe de Mitwaba
(épaisseur 1700m à 3400m) constitué principalement des
phyllades, de conglomérat, de quartzite intra formationnel et de
quartzo-phyllades.
Le Kibarien moyen ou Groupe de Tambo (épaisseur 300 m)
constitué de bas en haut par :
? les quartzites feldspathiques avec les intercalations de
conglomérat ? les phyllades, le quartzo-phyllades et le grès
psammitiques.
Le Kibarien supérieur ou Groupe de Lubudi comprend des
bancs intercalaires d'arkose et de quartzite feldspathique, des phyllades
calcareux et des quartzophyllades. Le Kibarien a été
affecté par 2 phases de déformation D1 et D2 ayant une relation
directe avec les trois cycles magmatiques.
? Le premier cycle pluto-volcanique comprend le complexe
plutonique constitué par les diorites, les monzonites et les
granodiorites.
? Le deuxième cycle comprend les granite calco-alcalins
à amphibole et les leuco granites à 2 micas et à
tourmaline. Les roches basiques et ultrabasiques qui affleurement à
Kansimba sont constituées essentiellement de pyroxénites et de
dunites peuvent être considérées comme un complexe
ophiolitique.
24 | P a g e
Figure 6 : Représentation géologique de
l'évolution de la ceinture Kibarien
c) Le Katanguien d'âge Néo
protérozoïque
Les formations Katanguiennes affleurent de la Zambie jusqu'au
Katanga. Dans la partie méridionale ses formations sont plissées
et ont subi l'orogenèse Lufilienne contrairement dans la partie
septentrionale où elles demeurent subhorizontales.
II.1.2 Les formations de la couverture
La couverture sédimentaire
V' Le Paléozoïque : Il est
représenté par le groupe de Lukunga d'âge
permocarbonifère qui affleure dans la région de Lukunga, de la
Luabo-Lubudi, du Haut Lualaba et de Luapula.
Ce groupe est subdivisé en deux :
? Lukuga inférieur: Formation glaciaire avec des
intercalations marines et des schistes noirs.
? Lukuga supérieur : Argilites, schistes rouge, schiste
gréseux, conglomérat lenticulaire. V' Mésozoïque :
nous avons le Groupe de grès rouges avec des schistes de la
même
couleur qui repose sur le Groupe de Lukunga et affleure dans
la région de Kalemie. V' Cénozoïque : au Katanga les
formations du Cénozoïque sont constituées par les
formations du Kalahari subdivisées de bas en haut par
:
o Série de grès polymorphes d'âge
Paléogène : constituée par un conglomérat
localement à base latéritique, les sables et de
grès tendres.
25 | P a g e
o Série des sables ocre d'âge Néogène
: caractérisé par des sables et de limons éoliens de
couleur ocre. Les roches magmatiques
Dans le Kundelungu où les 1ères pipes
Kimberlitiques furent reconnues en 1908. Celles-ci sont reparties en 2 groupes
alignées sur des fractures globalement N-S. Gr. E: 10 pipes; Gr. W: 14
pipes dont Talala qui compte parmi les plus grands au monde.
Ces pipes sont intrusives dans les formations du Supergroupe de
Kibara (Méso protérozoïque) et du Kundelungu (Néo
protérozoïque).
Des datations préliminaires U/Pb donnent un âge de
32 Ma largement plus jeune que celui des kimberlites de Mbuji Mayi.
II.1.3 Ressources Minières
a) Les métaux de base Cuivre et Cobalt
Le Cuivre est associé au cobalt dans le Katanguien sous
forme de gisement stratiforme dans le Roan (Groupe des Mines, Mwashya, Dipeta)
ou de gisement filonien dans le Kundelungu. Dans un certain gisement ses
métaux sont associe à l'uranium, l'argent et à l'or.
Plomb et Zinc
Se concentrent dans les formations Katanguiennes
singulièrement du Groupe de Nguba sous forme de gisement filonien
associe au cuivre, cadmium, le germanium et l'argent.
Etain, Niobium et Tantale : se rencontrent dans
les pegmatites du Kibarien. Fer : dans les formations du
Mwashya)
Manganèse : dans les niveaux
carbonatés du Lukoshien.
b). Métaux précieux
L'Or : se rencontre dans le gisement alluvionnaire et stratiforme
(Série des mines et Kundelungu) dans le Katanguien, gisement primaire et
éluvionnaire dans le Kibarien, dans le gisement filonien de
l'Ubendien.
c) Substances énergétiques
Le charbon dans les formations du paléozoïque de la
Lukuga à Luena ;
L'uranium dans le Groupe des Mines: Luishia, Shinkolobwe, Sambwa,
Kalungwe ;
26 | P a g e
Les hydrocarbures: Suintements de pétrole sur le lac
Tanganyika ;
La géothermie dans le graben de l'Upemba et le long du
rift du lac Tanganyika.
Les kimberlites du Kundelungu sont pauvres en diamants
(0.3-6.5 cts/1000t) ceux-ci sont de petite taille et de médiocre
qualité.
Néanmoins, les données récentes obtenues
sur les grenats notamment du pipe de Gungwania augure des perspectives
meilleures quant à la présence des diamants de bien meilleure
qualité.
II.1.4 Minéralisation du Groupe
Cu-Pb-Zn
Cette association minérale se manifeste non seulement
dans le Katanguien (Katanga et Zambie), mais aussi dans l'Ouest Congolien
(Bas-Congo, Niari, Angola Septentrional).
La composition minéralogique des gisements peut varier
et, à côté de certains gites de Pb-Zn presque sans Cuivre,
on rencontre de gîtes à Cu et Zn prépondérants.
Certains gîtes de Cuivre seul font partie de ce groupe. Pour ce qui nous
concerne on examinera les gîtes du Katanga et ceux du Bas-Congo.
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