Chapitre 2 Méthodologie générale
1. Présentation du site et échantillonnage
1.1 Contexte géologique des massifs de Niquelândia et Barro Alto
C’est en raison de leurs ressources potentielles en nickel que les géologues ont initialement
porté leur attention sur les massifs ultramafiques du Brésil et notamment sur les complexes
ultramafiques de Niquelândia et de Barro Alto (Goiàs). Ces massifs ont été découverts il y a
plus de 60 ans et font partie des plus importants gisements de nickel existants (Pecora 1944).
Durant le dernier quart du 20
èmesiècle, plusieurs études portant sur la géologie et l’altération
de ce massif et plus particulièrement sur la formation des altérites riches en Ni du massif de
Niquelândia ont été menées (Felicissimo 1968 ; Andrade et Botelho 1974; Bosio et al. 1975;
Trescases et al. 1981; Colin et al. 1985; Decarreau et al. 1987; Melfi et al. 1988; Colin et al.
1990; de Oliveira et al. 1992).
Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer la formation des unités ultramafiques :
un corps composite fait de deux complexes d’âge distinct (Danni et al. 1982) ; un complexe
unique stratiforme de type Bushveld (Rivalenti et al. 1982 ). Dans les deux hypothèses la
formation du massif peut être comparée a celui de Bushveld (Afrique du sud) car il est
constitué par une grande intrusion ignée dans la croûte terrestre qui a été inclinée et érodée et
qui affleure maintenant autour de ce qui semble être le bord d’un craton (craton de São
Francisco à l’Est et craton de l’Amazonie à l’Ouest) (Figure 2-1).
Les complexes ultramafiques de Niquelândia et de Barro Alto, font ainsi partie d’un ensemble
aligné selon un axe SSW-NNE d’âge mésoprotérozoïque (Ferreira-Filho et al. 1994). Le
massif intrusif de Niquelândia affleure selon une zone étirée de 40 sur 20 kilomètres au
Nord-Est de la ville de Niquelândia tandis que le massif de Barro Alto, plus au Sud, affleure sur une
centaine de kilomètres de long pour 20 kilomètres de large. Ces deux massifs s’insèrent dans
un ensemble plus large de trois massifs ultramafiques avec celui de Canabrava (Figure 2-1).
Figure 2-1 : Carte géologique régionale de situation des massifs de Niquelândia et Barro Alto
(Pimentel et al. 2006)
1.2 Géomorphologie et climat
Les complexes de Niquelândia et de Barro Alto consistent en une succession de collines et de
vallées dont les altitudes sont comprises entre 750 et 1100 m et qui surplombent une large
plaine partiellement recouverte par un lac. Le climat est tropical, caractérisé par des
précipitations annuelles comprises entre 1400 et 1700 mm et une saison humide allant de
décembre à mars. La température moyenne est comprise entre 18 et 22°C.
1.3 Végétation
La végétation caractéristique de la région est le « Cerrado », la savane Brésilienne, qui s’étend
sur 204 millions d’hectares du territoire brésilien. Il existe divers types de Cerrado selon la
densité de végétation présente (Figure 2-2) : le « Cerradão », une forêt assez dense avec des
arbres de 10-15 m ; le « Cerrado típico », une savane arborée ; le « Campo sujo », une savane
arbustive et le « Campo limpo », une steppe herbacée avec de rares arbustes. L’existence des
différents types de Cerrado est intimement liée aux variations de faciès lithologiques et au
climat local.
Figure 2-2 : Végétation de type "Cerrado" : étendue et diversité (d’après Ribeiro et al. (1983) modifié)
En ce qui concerne le massif du Niquelândia on observe sur les gabbros une végétation de type
« Cerradão » ou « Cerrado típico », alors que sur les roches ultrabasiques (dunite et
pyroxénite) se développe plutôt une végétation de type « Campo limpo » ou « Campo sujo »
(Figure 2-2).
1.4 Echantillonnage
Le massif de Niquelândia est exploité depuis 30 ans pour le nickel et le cobalt par deux
compagnies minières : Anglo American’s Codemin et Votorantim Metais, avec des
productions respectives de l’ordre de 25 000 et 6 000 t de nickel par an. Un projet minier sur
le massif de Barro Alto a également été initié fin 2006 par la société Anglo Americana avec
l’ouverture d’une mine et la construction d’une usine pouvant produire 36 000 t de nickel par
an prévu pour début 2010.
Deux principaux types de minerais ont été identifiés selon leur localisation dans le profil
d’altération à savoir : le minerai garniéritique enrichi en phyllosilicates près de la roche mère
ultramafique, et le minerai limonitique enrichi en oxydes de fer dans les niveaux supérieurs du
profil d’altération (Figure 2-3). L’exploitation de ces minerais va générer des piles de stériles
composées de limonite et de garniérite ayant des teneurs en Ni trop faibles ou des
compositions élémentaires inadéquates pour pouvoir être intégrées dans le procédé
métallurgique.
Le Tableau 2-1 présente les teneurs de coupure pour les deux types de minerais exploités
(données Anglo American et Votorantim). Ainsi au niveau de la mine de Niquelândia on va
retrouver au niveau des stériles des matériaux pouvant contenir jusqu’à 1,3 % de Ni tandis
qu’au niveau de la mine de Barro Alto les stériles ne contiennent pas plus de 0,9 % de Ni.
Tableau 2-1 : Teneurs de coupure des minerais exploités sur les massifs de Niquelândia et Barro Alto
(en % massique)
Type de stérile Niquelândia Barro Alto Limonitique Ni < 0,55 % Fe > 25 % Ni < 0,9 % 30 % SiO2 7 % MgO 40 % Fe Garniéritique Ni < 1,3% Fe < 25 % Ni < 0,9 % 45 % SiO2 10 % MgO 25 % Fe
Au niveau du massif de Niquelândia une différenciation très nette entre les deux types de
minerais (garniérite et limonite) est remarquable, différenciation non transposable au site de
Barro Alto où la phase garniérite pure est rarement mieux visible que sur la photo présentée
dans la Figure 2-3.
Zone Garnieritique Zone Limonitique Barro Alto 02 2008 Zone Garnieritique Zone Limonitique Niquelandia 03 2007 Horizon de surface LIMONITE acide GARNIERITE basiqueRoche mère : péridotite, serpentine, dunite Oxydes de fer Silicates Nickel 4 m 5 m 12 m