LES MINÉRALISATIONS AURIFÈRES
II- LES PARAGENÈSES MINÉRALES
Les formations birimiennes de Frandi-Boboti comprennent un ensemble méta-sédimentaire et un ensemble magmatique. Les événements post-magmatiques qui les affectent sont accompagnés de circulations de fluides minéralisateurs avec dépôt de silice et de carbonate ainsi que le développement de paragenèses minérales sulfurées. Dans ce paragraphe, nous n’affecterons pas aux minéraux des indices (I, II, III) relatifs aux différentes phases de paragenèses. Ces indices sont indiqués dans le paragraphe III et le tableau 6, résumant les différentes paragenèses et compositions pétrographiques des roches.
2.1- L’ensemble sédimentaire
L’ensemble sédimentaire est constitué de pélites, grauwackes, grès, conglomérats, quartzites, et carbonates (cipolins) affectés par un métamorphisme épizonal devant localement mésozonal.
Les pélites (K11) montrent une alternance d’horizons turbiditiques et d’horizons pélitiques francs (figure 5.4a). Elles sont constituées pour l’essentiel de séricites, d’opaques et de quartz dans un ciment quartzo-argileux. Les niveaux franchement pélitiques sont à granulométrie fine. Les opaques y sont assez abondants (~20%) et montrent des grains souvent étirés N20°, parallèlement à la direction de la schistosité majeure (S2) (figures 5.4a,f). Les niveaux turbiditiques à grains plus grossiers, sont assez riches en quartz, les opaques y sont disposés suivant le litage primaire S0 (figures 5.4a,f). En général, ces opaques sont composés essentiellement de pyrite, magnétite et hématite.
Les paragenèses minérales sont disséminées sous forme de stockwerks. La paragenèse disséminée est constituée de carbonates, opaques, séricite, quartz et parfois de tourmaline.
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Figure 5.5 : (a) Grauwackes montrant un plissement P2b enregistré par une veine V2b riche en tourmaline (Tm) (observation dans un plan horizontal x-z de déformation). (b) Veines de quartz V2b recoupées par une veine de quartz V2c orientée N130°. (c) Les veines sont composées de quartz, pyrite, chalcopyrite (Ch) et or. (d) Fentes de tension et veines V3 remplies de quartz lié à l’hydrothermalisme tardif de la phase de déformation D3. (e) Veines V3 recoupant la schistosité S2 et microplissées en dextre. (f) Projection à aires égales (hémisphère inférieur) de l’orientation des pôles des veines (V1, V2a, V2b, V2c, V3) dans le secteur d’étude (n=112). Tc: fente de tension, Ox: oxyde.
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La roche est par ailleurs recoupée par un important stockwerk constitué de plusieurs familles de veines (V): (i) Les V1, orientées N70°-90° parallèlement à la S1, sont parfois plissées et boudinées par la déformation D1 (figures 5.4c,f). Elles sont essentiellement constituées de quartz. (ii) Les V2 sont soit orientées N0°-20°, parallèlement à la S2 et parfois disposées "en échelon" (V2b), soit orientées NW-SE (V2c) ou plissées par la déformation D2b (V2a) (figures 5.4a,b,e). Elles sont essentiellement constituées de quartz avec quelques grains de carbonate, biotite et opaques (pyrite, magnétite). (iii) Les V3, orientées N45°-110°, recoupent la schistosité S2 et sont parfois microplissées en dextre (figures 5.4d ; 5.5e). Elles sont constituées essentiellement de séricite ou parfois de quartz, avec quelques biotites et pyrites. Les carbonates (cipolins) (K6) présentent deux paragenèses principales. Une paragenèse disséminée dans la roche, constituée de calcite, quartz, pyrite et arsénopyrite (figures 5.5a,b). La seconde paragenèse, localisée dans des veines V2b orientées N0°-20°, est constituée de calcite, quartz, séricite, pyrite et chalcopyrite (figure 5.6a).
Les grauwackes (D8, D9) présentent un ciment séricito-siliceux, localement imprégné d’oxydes, dans lequel diffuse une première paragenèse à séricite, quartz, albite, carbonate, tourmaline et opaques (pyrite, hématite, magnétite, pyrrhotite) (figure 5.6c). La roche est traversée par un stockwerk avec des veines V2a, V2b et V3. Les veines V2a, plissées et boudinées (figure 5.5a), sont remplient essentiellement de tourmaline, quartz et opaques (pyrite et magnétite). Les V2b sont linéaires ou "en échelon", constituées de chlorite, carbonate, quartz, albite, pyrite et magnétite (figures 5.6c,d). Les V2b sont associées à des veines V3 orientées N45°, essentiellement constituées de séricite, chlorite, biotite, albite, quartz, pyrite, pyrrhotite, magnétite et hématite (figures 5e,f). Les opaques sont subautomorphes, étirées dans la direction N45° de la schistosité S3. Ils sont essentiellement composés de pyrite avec des inclusions de pyrrhotite et des bordures partiellement transformées en magnétite (figures 5e,f).
Les grès tourmalinisés (K13, D19) ont une paragenèse primaire diffuse, constituée de quartz, tourmaline (vert sombre cryptocristalline), séricite et d’opaques est perceptible au fond de la lame (figures 5.7a,d). Le stockwerks recoupant cette paragenèse primaire comporte plusieurs familles de veines. Les V2borientées N350° à N10° sont constituées de quartz, de tourmaline cryptocristalline, séricite, magnétite, arsénopyrite, pyrite et or en inclusion dans la pyrite (figures 5.5c ; 5.7a).
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Figure 5.6: (a) Carbonates montrant des lentilles pélitiques plissées et des opaques (pyrite, hématite) qui sont
grossièrement orientés suivant la direction NS des veines V2b. (b) Opaques (Chalcopyrite) disséminés dans des cristaux de calcite, dans la gangue (Ga) des carbonates. (c) Grauwackes composés de cristaux de quartz, feldspath, séricite, calcite et opaques (pyrrhotite, pyrite, magnétite, hématite). (d) Veine V2b orientée NS dans les grauwackes à quartz, carbonate, feldspaths, opaques (pyrite, magnétite). (e) Veines V3 orientée N45° dans les grauwackes à quartz, carbonate, séricite, feldspath et traces d’hématite. (f) Pyrite montrant souvent des inclusions de pryrrhotite et des bordures transformées en magnétite. Les microphotos a, b et c, d, e sont observées respectivement dans les plans XY et XZ.Fp : feldspath, Ab : albite.
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Figure 5.7 : Grès et conglomérats tourmalinisés (observations plans XZ). (a) Grès tourmalinisés recoupés par
des veines de quartz V2b parallèles à la schistosité S2, soulignée par l’étirement de fins cristaux de quartz dans une matrice à tourmaline cryptocristalline. (b) Pyrite contenant des inclusions micrométriques d’or dans une veine de quartz V2b. (c) Grès tourmalinisés avec des veines de quartz V2c, contenant de l’or libre et recoupant des veines de quartz V2b. (d) Grès tourmalinisés avec des veines de quartz V2b, parallèles à la schistosité S2 et recoupées par des veines de quartz V3 orientées N70°-90°. (e) Conglomérats tourmalinisés montrant des cristaux sub-arrondis à angulaires dans une matrice à tourmaline cryptocristalline. (f) Conglomérats tourmalinisés avec des veines de quartz V2b, parallèles à la schistosité S2, et recoupées par des veines de quartz V3.
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Des veines (V2c) à quartz, pyrite, magnétite et or libre, orientées N130°-140° (figure 5.7c), recoupent et décalent les veines V2b (figures 5.5b ; 5.7c). Les veines V2b sont aussi recoupées et décalées en dextre par des V3 orientées N45°-110° (figures 5.5a,e), composées essentiellement de quartz avec quelques pyrites et magnétites (figure 5.7d).
Les grès tourmalinisés sont associés à des conglomérats tourmalinisés qui sont pauvres en opaques notamment les sulfures (figure 5.7e). Les conglomérats tourmalinisés (K16, K19) sont parfois traversés par des veines de quartz V2 et V3 sans minéralisation (figure 5.7f).
Les quartzites sont riches en pyrite contenant parfois des inclusions de tourmaline
cryptocristalline (figures 5.8a,b,c). On y observe accessoirement des hydroxydes de fer qui sont secondaires (figure 5.8d). La roche est recoupée par plusieurs types de veines (figures 5.8c,d) : (i) des veines V2b à quartz, plagioclase, sulfures (pyrite essentiellement), magnétite provenant de la déstabilisation de la pyrite et or inclus dans la pyrite altérée (figures 5.8c,d) ; (ii) des veines V3, orientées N70°, recoupant en dextre les V2b et contenant du quartz, de la pyrite et des hydroxydes de fer (figure 5.8d).
2.2- L’ensemble magmatique
L’ensemble magmatique comprend une association complexe de roches volcaniques et hypovolcaniques (andésites, brèches volcaniques, rhyodacites, microdiorites) et de roches plutoniques (granodiorites).
Les andésites (D50, D51) présentent des modifications post-magmatiques de carbonatation, chloritisation, albitisation et épidotisation. Elles montrent une mésostase assez abondante et riche en opaques (essentiellement pyrite), dans laquelle se détachent des microlites de plagioclases et des aiguilles d’amphiboles (figure 5.9a). La paragenèse diffuse est à albite, amphibole, chlorite, pyrite (figures 5.9a,b). Elle est recoupée par des veines (V2b) orientées N0°-10° à quartz, chlorite, carbonate, albite, amphibole, opaques (figure 5.9c). Des V3 orientées EW peu ou pas plissées, à quartz, chlorite, carbonate, amphibole, opaques et épidote, recoupent la schistosité S2(figure 5.9d). Les opaques sont composés essentiellement de pyrite avec quelques magnétites (figures 5.9b,d).
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Figure 5.8 : (a) Quartzites avec des cristaux de quartz à extinction ondulante et des opaques contenant parfois
des inclusions de tourmaline dans une faible matrice à tourmaline et séricite cryptocristallines. (b) Les opaques correspondent à de la pyrite et quelques magnétites allongées suivant la direction de la schistosité S2. (c) Veine V2b à quartz, pyrite, chalcopyrite, magnétite, hématite, et or inclus dans la pyrite altérée (observation au microscope à réflexion). (d) Veines de quartz V2b recoupées et décalées en dextre par des veines V3 orientées N70°-90° à quartz, pyrite, arsénopyrite (Ap), et traces d’oxydes (Ox). Les observations sont faites suivant le plan XZ.
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Figure 5.9: Minéralisation dans les roches volcaniques. (a) Andésite à enclave doléritique (En) et minéraux
opaques. (b) Ces opaques (essentiellement de pyrite) sont étirés suivant la direction de la schistosité majeure S2. (c) Veine V2b, à quartz (Qz), chlorite (Cl), albite (Ab) et amphibole (Am) recoupant les andésites. (d) Pyrite (Py) concentrée suivant la direction de la schistosité majeure S2 dans les andésites. (e) Veines V3 orientée EW à chlorite, sphène (Sp) et opaques recoupant la schistosité S2. (f) Rhyodacites à mésostase séricitisée et carbonatée avec des phénocristaux de feldspaths séricitisés, quartz, biotite (Bi), recoupée par une veine V2 riche en chlorite (Cl). Fd : feldspath ; Ga : gangue ; Pl : plagioclase ; Se: séricite. Les observations des microphotos (a, b, c, e, f) sont faites suivant le plan XZ.
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Dans les rhyodacites, la mésostase cryptocristalline est séricitisée, carbonatisée et légèrement silicifiée. Elle est riche en opaques qui se présentent sous forme de cristaux xénomorphes à sub-automorphes de taille variable. Des veines V2b, orientées NS constituées essentiellement de chlorite, séricite et quartz, recoupent localement la roche (figure 5.9f).
Les microdiorites (K10, K8, K9, D45, K18) sont généralement albitisés. On y distingue une paragenèse diffuse à albite, biotite, quartz, carbonate, opaques (pyrite, chalcopyrite, magnétite), ainsi qu’un stockwerk avec différents types de veines (figures 5.10a,b): (i) V2b
orientées N0°-20° à séricite, quartz, carbonate, opaques, biotite (figure 5.10b); (ii) V2c
orientées NW-SE à chlorite, carbonate, quartz, albite, tourmaline, opaques (figure 5.10c); (iii) V3 orientées EW à parfois peu plissées à amphibole, séricite, quartz, albite, pyrite, chalcopyrite.
Les roches plutoniques, essentiellement constituées de granodiorites (K7, D28), sont intrusives dans les métasédiments et les volcanites basiques. Elles forment des amas de plutons allongés suivant la direction NS parallèlement à la schistosité majeure S2, depuis Boboti jusqu'à Frandi (figure 5.1a). La roche présente une fabrique planaire dans les zones de cisaillement. Certains cristaux de feldspaths sont altérés en séricite et carbonate (figures 5.10d,e). Les sulfures sont rares dans la granodiorite. Ils sont plutôt localisés dans des veines V2b orientées N0°-20° situées dans les métasédiments micaschisteux, au contact de la granodiorite (figures 5.10d,e). Ces veines sont aussi, riches en chlorite, séricite, quartz, feldspath, carbonate, pyrite, chalcopyrite (figure 5.10e). La granodiorite est localement recoupée et décalée par les failles NW-SE senestres (figure 5.10f).
Le tableau 6 résume la pétrographie, les paragenèses minérales et les différents types de veines associées aux roches du secteur. On distingue une paragenèse disséminée et/ou stratiforme et des stockwerks sous forme de veines de différentes générations contenant des paragenèses légèrement différentes ou parfois similaires. La paragenèse diffuse et stratiforme est à quartz, tourmaline, séricite, carbonate, associée à des minéraux accessoires (albite, pyrite, magnetite, or). La seconde paragenèse est principalement à quartz, carbonate, séricite, opaques (pyrite, magnétite, chalcopyrite, or), chlorite, albite et tourmaline. La troisième paragenèse est plus hétérogène, elle peut être à quartz, amphibole, séricite, chlorite, carbonates, pyrite, or, magnétite et hématite.
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Figure 5.10: (a) Microdiorite à texture porphyrique avec de grosses baguettes d’albite allongées suivant la
schistosité S2 dans une mésostase microcristalline composée de feldspath, quartz, chlorite, amphibole. Des veines V3 recoupent la schistosité S2. (b) Veine V2b, parallèle à la schistosité S2 dans les microdiorites. (c) Veines microplissées senestre V2c, à chlorite contenant quelques opaques et séricite dans une microdiorite. (d) Contact entre micaschiste et granodiorite marqué par une forte concentration d’opaques (pyrite, pyrrhotite, magnétite) le long de veines V2b. (e) Carbonate pauvre en sulfures au contact d’une granodiorite. Les opaques (pyrite, pyrrhotite, magnétite) sont plutôt concentrés dans les veines V2b des micaschistes voisins (reconnus en microscopie à réflexion). (f) Granodiorite intrusive dans les carbonates, affectée par une faille senestre relative au stade tardif de la déformation D2. Fk : feldspath.
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Ces observations, en microscopies à réflexion et optique, soulignent une meilleure concentration des sulfures minéralisés (pyrite±chalcopyrite±or) dans les pélites, grès tourmalinisés, quartzites ainsi que dans les veines (V2 et V3) traversant ces faciès. Les rhyodacites et andésites montrent parfois de bonne concentration en sulfures (pyrite et chalcopyrite) dans les veines (V2 et V3) à silice, carbonate, chlorite (figures 8b,d). Par ailleurs, les pélites et les quartzites constituent également l’encaissant du gisement de Loulo (Mali), situé à une dizaine de kilomètres au NE du secteur d’étude (Dommanget et al., 1993).