Module M236 - La Prospection Géochimique

Module M236 - Techniques d'exploration des substances utiles

• Chapitre 4 : La prospection géochimique
• Responsable: Pr. Samira MAKHOUKHI

La logique de la Recherche Minière

• Phase Stratégique
  • Maille: kilométrique
  • Surface prospectée: 500 à 2500 km²
• Phase Tactique
  • Maille: hectométrique
  • Surface prospectée: 10 à 250 km²
  • Reconnaissance d'indices: <5 km²
• Phases Géologie, Géochimie, Géophysique
  • Méthodes: aéroportées (Mag., E.Mag., radiométrie, Magnétisme, gravimétrie, électrique, électromagnétique, sismique, radiométrie), Cartographie
  • Prélèvements à maille fixe (Roche)
  • Analyses des cuttings
  • Analyses des carottes
  • Géologie des carottes
  • Géochimie des roches
  • Géochimie alluvionnaire
  • Géochimie sol
  • Stream- sédiment
  • Prospection marteau
  • échantillonnage
  • Prospection alluvionnaire

Chapitre IV - La Prospection Géochimique

• Introduction

  • Pourquoi la prospection géochimique ?
    • Gisements cachés (plus de 75% souterrains)
    • Problèmes d'altération
  • La géochimie:
    • Étude des caractéristiques chimiques des matériaux géologiques (roches, minéraux, sols, alluvions, sédiments et eau).
    • Les gisements libèrent de petites quantités d'éléments dans l'air, le sol, l'eau et les plantes environnantes avec des concentrations plus élevées à proximité du gisement.

• Méthodologie de la prospection géochimique:

  • Collecte de matériaux : sol, sédiment de ruisseau, végétaux, eau, gaz...
  • Analyses chimiques
  • But : Définir des zones présentant un potentiel de concentration minérale

• Un levé géochimique: - Prélèvements méthodiques de roches, sols, sédiments, eau et végétation dans une zone choisie pour mesurer l'abondance des éléments. - Les teneurs sont exprimées en parties par million (ppm) et reportées sur une carte pour identifier les roches possédant des anomalies chimiques. - Permet de détecter des variations d'abondances, indication potentielle de présence de gîtes minéraux

• Place de la Géochimie dans l'exploration minière: - Méthode de recherche indirecte - Méthode rapide et peu onéreuse - Guide d'orientation vers les cibles - Peut déboucher directement sur un indice minéralisé (sols et roches).

• Deux types d'anomalies:

  • Formationnelles (concentration d'un élément donné dans une strate/couche, sans intérêt économique).
  • Provoquées par la dispersion d'éléments chimiques à partir du gîte primaire (intérêt économique).

• Dispersion des métaux:

  • Primaire: liée à la mise en place de la concentration minérale.
  • Secondaire: liée aux phénomènes d'altération superficielle (mécanique ou chimique).
  • Quatre principaux types de prospection sont utilisés à différentes échelles (Alluvionnaire, Stream-sédiment, Sol, Roche).

• Principaux types de prospection géochimique (exemples):

  • Alluvionnaire: Détection de minéraux lourds et résistants à l'altération (ex: wolframite, scheelite, or).
  • Stream-sédiment: Transport de particules fines dans les cours d'eau.
  • **Géochimie au sol:**Recherche des anomalies secondaires dans les sols (principalement pour les gisemnts enfouis).

• Principe, Limites, Exemples liés à la Prospection géochimique au sol:

• Principe : Sélection du site d'échantillonage en fonction de critères hydrogéologiques et de concentration de minéraux lourds.

• Limites: Application favorisée dans les milieux secs ou à écoulement occasionnel

• Ex: Zones à forte couverture, zones désertiques, zones avec forte végétation.

• Avant les prélèvements (échantillonnage) :

  • Connaissance de la nature et des types d'horizons des sols, densités et profondeur des points de prélèvement selon les conditions locales du secteur étudié.

• Analyses des échantillons : - Analyse des éléments métalliques recherchés. - Analyse effectuées par spectrométrie d'absorption atomique (élément par élément) ou spectrométrie de masse (plusieurs éléments simultanément). - Interaction entre éléments, effect des dispersions

• Origine de l'anomalie:

  • 2ème étape : échantillonnage des sols en se basant sur une maille bien étudiée (ex: 250 m * 250 m)
  • But : rechercher la source non altérée du gisement
  • Exception : Gisement profond, absence d’indices en surface, absence de relation avec la circulation et altération.

• Anomalie primaire et secondaire:

  • Auréole secondaire: altération du gisement en granulats dispersés dans le sol - mécanique et chimique.
  • Auréole primaire: dans la roche mère non altérée, pas de dispersion.

• Relation avec la végétation:

  • Analyse des cendres pour détecter l'anomalie liée à la minéralisation et à son altération

• Analyses des eaux:

  • Libération de métaux sous forme ionique (suite l'oxydation)
  • Echantillonnage des eaux de sources
  • Transport sous forme ionique
  • Effet de l’environnement sur les teneurs, exemples de précipitation

• Mobilité des métaux:

  • Analyse géochimique des gisements sulfurés (Pb-Zn-Cu-Ag-Ni-Co) et leur influence avec les conditions climatiques (équatoriale, tempéré, silicaté, carbonaté).
    • Effet de dispersion et reprécipitation liés aux conditions environnementales (temps, climat/humidité).

• Conclusion:

  • La prospection géochimique est qualitative et non quantitative.
  • La sélection des indices dépend des environnements (teneur au sol, eau, végétaux, stream sédiments et sols).

• Exercices

  • Prélèvements terrain/analyse-coupes de résultats-interprétation.