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Etude géologique du secteur me Makwacha-Kifukula, aspect cartographique, pétrographique, structural et géochimique

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par Darsaint; Herve Badibanga Kamilongo; Kanyaba Mulopwe
Université de Lubumbashi - Bac+3 2016
  

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V.7 Conditions paléoaltéritiques

Les conditions d'altération chimique des roches sources ont certaineùent un impact sur la composition des sédiments qui en résultent.

C'est ainsi que Nesbitt et Young (1982) ont introduit l'indice chimique d'altération (CIA en anglais) en vue d'estimer l'altération des roches sources en produits argileux secondaires. Cet indice utilise les proportions molaires suivant la formule ci-après :

CIA = [A1203/(A1203 + Ca0 + ??a20+K20)]

Précisons que les valeurs de CIA proches de 50% pour les feldspaths frais, varient de 70 a 75% pour la moyenne des shales (Taylor et McLennan, 1985 ; Fedo et al., 1996), réflétant ainsi la composition des silicates phylliteux tels que les illites,les muscovites et les smectites comme minéraux d'altération. Une intense altération peut fournir des indices allent jusqu'à des valeurs proches de 100% correspondant à des minéraux de type kaolinite, chlorite et gibbsite.

Sur le diagramme ci-dessus (Figure V.33 ), presque tous les points représentatifs de la composition des roches étudiées se positionnent suivant une plage plus ou moins parallèle à l'axe A1203-(??a20+ Ca0), jusqu'à l'intersection de l'axe (A1203-K20) dans le voisinage des points correspondants a la composition théorique respectives des illites et muscovites. Cette droite recoupe

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l'axe Plg-Fk au point où le rapport plagioclase-feldspath potassique est d'environ 72%, indiquant une probable provenance à partir des roches granitoidiques.

Les valeurs calculées de CIA varient entre 53% et 76% , avec une moyenne de 65% indiquant que les roches sources des sédiments du secteur de Makwacha-Kifukula on été soumises aux conditions moyennement altérantes caractérisées probablement par :

? Soit un relief plus ou moins abrupt ayant favorisé beaucoup plus l'altération mécanique que chimique, mais qui aurait évolué vers un relief à pentes faibles ;

? Soit un climat peu altérant à faible température et forte humidité comme en climat tempéré actuel.

De toutes les facons, l'altération des roches sources a atteint le stade de la formation des micas (illite) pour la plus grande partie de nos échantillons.

Figure V.33 : Diagramme montrant les conditions paléoaltéritiques d'après Nesbitt et Young (1984, 1989) in

Rollinson (1993)

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V.8 Conclusion partielle

L'étude géochimique de différentes formations de la région de Makwacha a permis de mettre en évidence la distribution des éléments chimiques dans ces trois formations, à savoir : les shales, les grès argileux (wackes) et les grès.

En effet, en ce qui concerne cette distribution des éléments en fonction de la lithologie nous pouvons retenir que :

· Le silicium est abondant dans les grès et cette quantité tend à diminuer lorsqu'on passe dans les grès argileux puis dans les shales.

Le titane montre ce même comportement c'est-à-dire qu'il est abondant dans les grès et moins abondant dans les shales, ce qui s'explique par une forte résistance à l'altération des grès.

· L'aluminium montre un comportement opposé à celui du silicium. Sa teneur est faible dans les grès et elle augmente au fur et à mesure qu'on passe aux grès argileux puis aux shales. Cela est dû à la présence des minéraux phylliteux. Le phosphore présente aussi ce même comportement.

· Le fer montre un comportement assez stable dans toutes les formations observées. La variation de sa teneur n'est pas grande. Le magnésium présente également ce même comportement.

· Le calcium et le potassium montrent un comportement opposé dans les trois formations. La teneur en calcium diminue suite au phénomène d'altération.

De l'approche géochimique des éléments majeurs des formations du secteur de Makwacha-Kifukula, nous retiendrons comme traits essentiels : les caractères siliceux marqués par des teneur élevée en silice dans toutes les formations.

En ce qui concerne les éléments en trace, nous pouvons conclure que :

· Ces éléments ne varient pas en fonction de la lithologie, c'est-à-dire que les fortes ainsi que les faibles concentrations s'altenrnent dans toutes les formations (shale, grès argileux et grès).

· Ces éléments ne varient pas en fonction des oligo-éléments. L'évolution des éléments majeurs n'influence pas celle des éléments en trace.

· Ils montrent des courbes très désordonnées.

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CONCLUSION GENERALE

A l'issue de cette étude qui a porté sur la géologie du secteur de Makwacha-Kifukula, nous pouvons retenir les conclusions suivantes:

Du point de vue cartographique

Le secteur de Makwacha-Kifukula est constitué essentiellement des formations détritiques principalement siliciclastiques. Ces formations sont constituées d'une alternance des shales, des grès argileux et des grès appartenant au Mwashya supérieur. L'ensemble de ces roches observées ont tendance à subir une silicification car toutes les cassures et les joints de stratification sont remplis par les cristaux de quartz néogènes. Une carte géologique à l'échelle de 1/10000 a été établie, elle montre la distribution spatiale de toutes ces formations.

Du point de vue structural

Les formations du secteur de Makwacha-Kifukula ont été soumises à des contraintes tectoniques qui les ont plissées et fracturées.

Le traitement des données relatives aux plans de stratification et aux plans de cassures a permis de tirer les remarques suivantes :

? Les couches présentent une direction préférentielle moyennne de N135°E; les coupes géologiques établies ont dévoilé une structure plissée ;

? Quant aux plans de cassures, ils sont préférentiellement orientés N65°E ;

? Le traitement des données sur canevas stéréographiques nous a permis de déterminer le tenseur de contrainte compressif.

Du point de vue pétrographique et métallogénique

L'analyse pétrographique a permis de caractériser un certain nombre des roches dont les shales, les grès argileux et grès. Toutes ces roches, ont comme minéraux essentiels le quartz, minéraux phylliteux dont la séricite ainsi que les minéraux opaques et les traces de feldspaths ;

Quant à la métallographie, elle a montré que ces roches contenaient comme minéraux des proportions plus ou moins importantes d'oxydes de fer (goethite et hématite). Certaines autres associations minérales ont été également mises en évidence, il s'agit notamment de la pyrite, la chalcopyrite ainsi que de la malachite.

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Du point de vue géochimique, nous pouvons rétenir que :

? La classification géochimique de ces sédiments détritiques a confirmé la nomenclature déterminée par voie pétrographique, à savoir que le secteur de Makwacha-Kifukula était constitué des shales, des grès argileux ou wackes ainsi que des litharénites.

? La détérmination de l'origine des sédiments sur base de la composition chimique a montré que ces formations tirent probablement leur origine des roches sédimentaires recyclées provenant des grès ou quartzites sédimentaires et des roches granitoidiques.

? Le contexte géodynamique de mise en place de ces sédiments serait du type marge continentale active ou arc insulaire continental.

? L'étude des conditions paléoaltéritiques montre que les formations qui affleurent dans le secteur de Makwacha-Kifukula ont pour roches-sources des granitoïdes ou des sédiments silicoclastiques récyclés.

? Les valeurs d'indice d'altération chimique (CIA) calculées indiquent que les formations de ce secteur étaient soumises aux conditions moyennement altérantes sous contrôle d'un relief plus ou moins abrupt qui a favorisé une altération mécanique aux dépens d'une altération chimique.

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BIBLIOGRAPHIE

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"Qui vit sans folie n'est pas si sage qu'il croit."   La Rochefoucault