CHAPITRE III: ANALYSE ET INTERPRETATION DES RESULTATS

Dans ce chapitre, nous présentons les résultats obtenus tout en les discutant, En premier lieu, il ya une étude gitologique, suivie d’une étude pétrographique (observation sur terrains et lames minces) et enfin une étude structurale.

III.1. APPROCHE GITOLOGIQUE

En périphérie du secteur étudie quelques gites ont fait objet d’une exploitation stannifère artisanale, par exemple les sites de MUHINGA, CHAMINYAGO, MAHAMBA ,TSHOSHO et KACHUBA situes à des différentes distances du centre de Nzibira.

Etant un terrain métamorphique ; les gisements filoniens de Nzibira dont les filons sont parallèles à So et S1 , Ces filons de Quartz formés à haute température contiennent le tungstène à l’état de wolframite très souvent accompagnée de cassitérite en quantité variable, des minéraux métalliques et des sulfures encaissés dans les grès, schistes qui sont toujours en intercalation.

L’altération en bordure des veines et au niveau des épontes est très poussée suite au climat régnant dans la région, et cette altération affecte plus les schistes graphiteux car ils ont un degré d’altérabilité élevée. Les données gitologiques mettant en évidence les différentes informations retrouvées sur chaque site sont bien représentées dans la partie annexe (Tableaux 2 ,3,4,5,6 ,7 et 8)

III.2. APPROCHE PETROGRAPHIQUE

Etant donné l’épaisseur du mort terrain qui couvre les unités lithologiques de la région suite à une forte précipitation, il n’y a presque pas d’affleurements dans notre secteur. Afin d’étudier la géologie du secteur de Nzibira, quelques affleurements retrouvés dans les lits des rivières, sur certaines collines et dans les puits d’exploitation artisanale nous ont conduits à atteindre nos objectifs sur terrain.

Figure 06 : Carte d’affleurement

Le secteur d’étude renferme différents types des roches dont les schistes graphiteux, grès, greisens et les intrusions magmatiques acides.

Il y existe différents types de grès : ceux rougeâtres et d’autres jaunâtres. Cela dépend de la composition minéralogique de chaque grès.

Les grès jaunâtres s’avèrent plus altérés que les grès rougeâtres, raison pour laquelle leur lame mince n’a pas été confectionnée car difficile de trouver un échantillon frais.

Toutes ces formations sont traversées par des filons de quartz, certains de ces derniers étant minéralisés en cassitérite et d’autres ne l’étant pas.

III.2.1 Aspect macroscopique

Les schistes graphiteux

Ces schistes affleurent un peu partout dans la région, on les retrouve dans plusieurs localités, telles que Muhinga et Chaminyago et représentent environ 70% des affleurements de la région.

Ils sont traversés par des filons de quartz mineralisés en cassiteriteet à certains endroits, ils sont intrudés par des roches magmatiques composés en majorité des minéraux noirs et des minéraux brillants.

Figure 07 : affleurement de schiste graphiteux intruidé par une roche magmatique(MUHINGA)

Les grès

Comme dit précédemment, les grès observés sur terrain sont de deux types : les grès de couleur rouge et les grès de couleur jaune. Les grès rougeâtres sont plus abondants et possèdent une granulométrie plus élevées que les grès jaunâtres, moins abondants et à granulométrie fine.

Ces formations représentent environ X% des affleurements de la région et intercalent les schistes graphiteux.

Ils affleurent en bancs d’environ 5 à 25 cm d’épaisseur et ce ne sont que les grès rougeâtres qui sont intruidés par des roches magmatiques acides riches en quartz.

Figure 08 : Fillon de quartz encaissé dans le grès rougeâtre

Ils sont traversés par des filons de quartz non minéralisés en cassitérite, mais à certains endroits, ces filons sont remplis de sulfures comme la pyrite.

Ces grès sont souvent fracturés, et ces fractures favorisent la circulation des eaux entrainant une altération plus poussée donnant ainsi un sol sableux avec des petits fragments de quartz.

Les greisens

Les greisens affleurant à la colline CHUNVI et se présente sous forme des bancs d’environ 25cm d’épaisseur, riche en quartz environ 30%, des minéraux jaunâtres brillants et des minéraux noirâtres sous forme des baguettes : la tourmaline.

Ils intercalent les schistes graphiteux et sont traversés par des filons de quartz blancs qui ne sont ni oxydés ni minéralisés.

Figure 09 : un greisen renfermant un filon de Quartz

Description des specimens :

Le schiste graphiteux :

La couleur de l’échantillon varie du gris au noir et présente un débit facile en feuillet

Les minéraux ne sont pas visibles à l’œil nu, néanmoins la couleur prouve qu’ils sont essentiellement constitués du graphite, mais aussi ces roches tachent les doigts au touché.

Les grès :

Ils sont essentiellement constitués du quartz et du feldspaths. Ces minéraux sont visibles et sont de taille millimétrique. Le ciment est siliceux et de couleur rougeatre(oxyde de fer).

Les intrusions magmatiques :

Ce roches sont essentiellement mélanocrates cependant,l’échantillon provenant de l’intrusion encaissé dans les grès rougeatres contient des grains de quartz.

Les filons de quartz :

Ils sont essentiellement composés de quartz, cependant le spécimen provenant des schistes graphiteux est riche en cassitérite tandis que celui provenant des grès est souvent riche en minéraux sulfureux.

III.2.2. Aspect microscopique

orientation

fld

[1]

fld

SS5 : Filon de quartz renfermant la cassitérite

SS6 : Un greisen

Qz : quartz, fld :feldspath, bt : biotite, pl : plagioclase, ox : oxyde de fer,S : sulfure, Sn : cassitérite, Si :sillimanite

Au microscope, plusieurs de roches observées présentent une texture grenue. Les minéraux sont en contact étroit les uns avec les autres.

Le quartz :

Le quartz est xénomorphe (60-65%) apparaissant sous forme des plages limpides, à extinction roulante et en amas entre les autres cristaux faisant penser à la cristallisation tardive du quartz.

Le feldspath : Les feldspaths sont sub automorphes (environ 20%). Ils ont un aspect sale et ne sont en aucun cas maclés.
La biotite : Elle est de couleur brune et sub automorphe. Elle se trouve rarement au contact avec les quartz mais surtout au contact avec les feldspaths. Notons aussi la présence des plagioclases mais en faible proportion
Les minéraux accessoires et secondaires : La cassitérite est la plus abondante. Elle ne se trouve que au côté du quartz. C’est aussi le cas des sulfures. La sillimanite quant à elle, s’est développée au contact entre les grès et les roches intrusives et les oxydes se développent entre les quartz et les feldspaths.

Après cette étude pétrographique, il est observé que c’est seuls les schistes graphiteux qui contiennent les filons de quartz minéralisés.

III.3. ETUDE STRUCTURALE

Pour la prise de nos mesures structurales sur le terrain, la méthode Dip right a été utilisée et dont son principe d’utilisation est bien illustré dans la méthodologie.

III.3.1 La schistosité

C’est une structure planaire qui est créée par un cisaillement pur provoquant un aplatissement et un litage minéralogique, la schistosité est la structure la plus dominante dans notre secteur d’étude et qui est parallèle aux plans de stratification et elle est surtout observée dans les schistes graphiteux. Avec les données structurales de la schistosité reprises dans (Tableau 9 :annexe),Nous avons pu identifier une orientation préférentielle de S1 en plotant nos mesures sur le canevas de Schmidt Ces plans de schistosité de direction NNE-SSW ont un pendage variant 40ÌŠ et 45ÌŠ, 50ÌŠ et 55ÌŠ avec une direction variant entre 28ÌŠ et 38ÌŠ (figure a et b)

a) b) c) d)

Figure 10 a) cyclo gramme , b) direction préférentielle c) pendage moyen et d) distribution des pôles

III.3.2 Fractures sèches et filons

Les différentes formations géologiques observé sur terrain sont affectées par des différentes structures planaires et linéaires (So et S1, fractures) montrant qu’il y a eu des déplacements. Nos données des filons et cassures récoltée sur terrain reprises dans le tableau ci-dessous nous ont permis de faire une interprétation structurale du secteur d’étude.

MESURES DES FILONS ET CASSURES

STATIONS	PENDAGE	DIRECTION	TYPE	OBSERVATIONS
COLLINE KATCHUBA	70	54	FILON	Oxydé en fer dans les schistes avec comme épaisseur 14cm
COLLINE NYABULENDE	54	260	JOINT	Dans les schistes graphiteux
IDEM	56	202	FILON	Peu minéralisé avec une épaisseur de 4,4cm
IDEM	70	228	FILON	Filon dans les schistes, ép. 6,9cm
COLLINE MUHINGA	72	28	FILON	Epaisseur 21cm, filon en grande partie oxydé riche en mx noirs brillants. A certains endroits ces filons traversent les schistes graphiteux et sont remontés par des intrusions de couleur noire.
IDEM	62	10	CASSURE	Dans les schistes graphiteux
IDEM	60	82	CASSURE	Dans les grès rougeâtre
IDEM	48	238	FILON	Filon riche en minéraux noirs brillants verts et des oxydes de fer
IDEM	60	122	FILON	Filon oxydé avec un ep. 43cm dans les schistes graphiteux
	62	250	filon	Ep. 3,6cm
	84	282	filon	Ep. 3cm
	20	354	filon	Abondance des oxydes de fer et des minéraux avec comme ép. 6cm
IDEM	52	350	cassure	grès rougeâtre
	88	282	idem	Idem
	60	218	idem	Idem
	28	80	Filon	Ep.4cm, filon dans les Grès rougeâtre
IDEM	74	126	Cassure
IDEM	70	140	cassure
COLLINE MULUNGA	56	128	filon	Peu oxydé encaissé dans les Grès rougeâtre
IDEM	68	100	cassure	grès rougeâtre
	58	98	cassure	Idem
	70	218	IDEM	Idem
	68	220	filon	Encaissé dans les Grès et peu oxydé avec comme ep.5cm
	48 70 76	102 96 290	Filon Filon filon	Ep. 75cm, 8cm et 14cm filons encaissés dans les grès avec peu d’oxyde de fer et des minéraux noirs. Les grains de quartz sont de tailles centimétriques accolés les uns des autres
	64	278	cassure	Grès rougeâtre
	60	278	filon	Ep. 35cm dans les blocs des Grès rougeâtre
	86	84	filon	Ep. 3cm dans le graphiteux riche en minéraux noirs
	80	290	filon	Ep.13cm, avec comme diamètre des grains 4cm encaissé dans les Grès rougeâtre
IDEM	70	276	cassure
	78	12	filon	Ep . 3cm
	80	48	idem
	40	38	Filon	Filon oxydé se présentant sous forme rubanée séparé par des bancs de minéraux noirs d’environ 2cm dans les Grès rougeâtre
	70	276	cassure	Grès rougeâtre
	86	98	idem	Idem
	62 82	70 84	Filons	2 filons oxydés avec d’ep. 16cm et 12cm
	72	290	cassure	Grès rougeâtre
COLLINE CHUNVI	82 24 44	120 150 104	Cassure Filon filon	Plusieurs cassures et filons dans les grès blanchâtre

Tableau 1 : Tableau des mesures structurales des filons et cassures

Pour comprendre la mise en place de ces veines enfin de conceptualiser un modèle structural pour notre secteur d’étude, les contraintes tectoniques ont été abordées par la formation des plusieurs fractures d’orientation et d’origine diverses.

Ces fractures crées par les déformations D1 et D2 ont donné des structures ayant des orientations NE- SW et NW- SE. Nos filons sont la preuve d’une déformation cassante et se sont mis en place dans les zones de faiblesse (joints de stratification, cassures) se trouvant presque dans toutes les lithologies.

Les contraintes s’étant appliqué dans notre zone d’étude ont laissé deux types de marqueurs structuraux :

les cassures sèches
les filons (cassures remplies)

Ici nous allons pouvoir mettre en évidence les relations entre les simples contraintes ayants mis en place ces structure et leur remplissage.

Les cassures sèches :

Nous avons pu mettre en évidence 2 catégories de cassures suivant leurs orientations :

Les cassures orientées ESE-WNW :

a) b) c)

Figure 12 : a) plan des pôles, b) pendage ,c) stereonet

Ces cassures de direction ESE-WNW ont un pendage fort, et leur orientation préférentielle est de 85/193

Les cassures orientées NE-SW :

a) b) c)

Figure 13: a) plan des pôles, b) pendage ,c) stereonet

Ces cassures de direction NNE-SSW ont un pendage fort, et leur orientation préférentielle est de 87/097.

Les filons (cassures remplies):

Nous avons pu mettre en évidence 2 catégories de filons suivant leurs orientations :

Les filons orientés ESE-WNW:

a) b) c)

Figure 14 : a) plan des pôles, b) pendage ,c) stereonet

Ces filons de direction ESE-WNW ont un pendage fort, et leur orientation préférentielle est de 77/189

Les filons orientés NE-SW

a) b) c)

Figure 14 : a) plan des pôles, b) pendage ,c) stereonet

Ces filons de direction NE-SW ont un pendage fort, et leur orientation préférentielle est de 88/312.

Nous remarquons de ce fait que les deux catégories de filons ont deux orientations distinctes entrecroisées (ESE-WNW et NE-SW), tous comme les cassures sèches (ESE-WNW et NNE-SSW), alors puisque les deux orientations de marqueurs structuraux sont toutes affectés par la minéralisation filonienne, nous pouvons donc déduire que le fluide minéralisateur n’a pas eu d’orientation préférentielle pendant la minéralisation, d’où ces marqueurs structuraux servent simplement de lieu de stockage de la minéralisation et ne guide donc pas la minéralisation dans une seule orientation fixe

Contraintes

Dans la région il y eut une évolution continue des phénomènes minéralisateurs, cette évolution fut le fait de la rotation progressive de la contrainte compressive maximale sigma1(D1 et D2 ) qui ont pivoté d’une orientation à une orientation.

Lorsqu’il ya la présence des fluides hydrothermaux sur pressurisés imposant des grandes contraintes et favorisant la fracturation dans une roche, il faut que la pression des fluides soit au moins égale ou supérieure à la contrainte principale minimale sigma 3 plus la résistance en tension de la roche T : P Fluide > ou = σ3 + T ( Kerrich 1989 in S. Maisonneuve).

La mise en place de ces marqueurs structuraux est due à 2 contraintes, l’un donnant lieu aux structures (cassures et filons) d’orientation ESE-WNW et l’autre les NE-SW

Figure 15 : Deux tenseurs de contraintes

Comme le montre ses deux tenseurs de contraintes, qui sont structuralement opposées, soit un σ1 102/28 contre un σ1 031/031, nous remarquons donc que la contrainte ayant donné naissances aux structures ESE-WNW est donc presque perpendiculaire à celle ayant donné naissance aux NE-SW, ceci traduit donc deux compressives : une phase de σ1 ESE-WNW ayant conduit à une ouverture NNE-SSW σ3 360/22 et une autre phase de σ1 NE-SW σ1 031/031 ayant conduit à une ouverture SE-NW σ3 122/01.

D’où ces deux contraintes ont conduit à un mouvement extensif, c’est de cette extension qu’a profité le fluide minéralisateur pour la mise en place de filons dans les deux orientations de structures. Ainsi, nous constatons qu’il n’y a aucun contrôle structural de la minéralisation ;car les filons à cassitérite ont plusieurs orientations et donc le fluide minéralisateur n’avait pas de direction préférentielle.

III .4. CARTOGRAPHIE

Les données de lever géologique réalisées sur terrain couplées avec les données pétrographiques ont permis de confectionner une carte géologique à l’échelle de 1 : 10 000 ainsi qu’une carte d’affleurement

Deux coupes géologiques ont été effectuées afin de connaitre la structure des formations géologiques.

Figure 16: Carte géologique du secteur d’étude

SS1 : Echantillon de schiste graphiteux

SS2 : Echantillon d’une roche magmatique intrusive

SS3 : Echantillon d’un filon de quartz renfermant la pyrite

SS4A et SS4B : Echantillon d’une intrusion(SS4B) en contact avec un grès rougeâtre(SS4A)

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