Ahhh Ggg

7/22/2019 Ahhh Ggg

1/8

Bulletin de l'Institut Scientifique, Rabat, section Sciences de la Terre, 2005, n27, 47-54.

Origine et mode de mise en place de la barytine du gisement

de Bou Ouzzal (Meseta marocaine)

Hasnae EL HNOT&Mohamed ZAHRAOUI

Universit Mohammed V Agdal, Facult des Sciences, Dpartement de Gologie,UFR Gologie applique : Ressources naturelles &Environnement, B.P. 1014, Rabat, Maroc, e-mail : [email protected]; [email protected]

Rsum. Bou Ouzzal est lun des plus importants gisements barytine associe aux oxydes et hydroxydes de fer au Maroc. Cette

minralisation est encaisse dans les schistes et les grs du Cambro-Ordovicien et dans les calcaires du Visen suprieur. Les filonsreprsentent le type de remplissage le plus rpandu. Dans les facis carbonats, ils sont associs aux poches karstiques et aux amas

ferrugineux. Les filons sont du type extensif textures massives, rubanes et brchiques. Ils se sont mis en place au cours d'une phaseextensive NW-SE d'ge triasique. Cette mise en place est attribue une remonte de fluides profonds lors de louverture du systme

lessivant les sries schisto-grseuses et un mlange avec des eaux superficielles faible temprature.

Mots cls : Maroc, Massif hercynien central, barytine, filon, fluides minralisateurs.

Origin and emplacement mode of Bou Ouzzal barite (Moroccan Meseta).

Abstract. Bou Ouzzal is one of the largest barite deposit associated with oxides and iron hydroxides in Morocco. Mineralization occurs in

the Cambrian-Ordovician schists and sandstones and Late Visean limestones. Veins are the most common type of infill. In the carbonatedfacies, they are associated with karsts and ferruginous accumulations. Veins are extensiional and show a massive banded or brecciatedstructures. They were emplaced during a Triassic NW-SE extension. Precipitation of barite is attributed to mixing of deep warm fluidswith surface cold waters.

Key words: Hercynian central massif, Morocco, barite, vein, mineralising fluid.

INTRODUCTION

Le Maroc est lun des principaux pays producteurs debarytine dans le monde, avec une production moyennedenviron 300 000 t/an. Du point de vue tonnage, ceminerai occupe la troisime place parmi ceux produits au

Maroc, mais son faible cours la situe en quatrime position

aprs les phosphates, le plomb et le zinc (Azza 1998).Limportante activit minire est lie lexistence dungrand nombre de gisements exploits rpartis surlensemble du territoire marocain tels que Zelmou dans leHaut Atlas oriental, Ighoud dans les Jbilets occidentales, etSeksaoua dans le Haut Atlas occidental (Huvelin 1980).

Le gisement de Bou Ouzzal, situ lextrmit orientale du

massif hercynien central marocain, 7 km au sud de la villede Khnifra, constitueun gisement barytine associe aux

oxydes et hydroxydes de fer. Cette minralisation est detype filonien et karstique associe des amas ferrugineux.Le gisement se distingue par une grande htrognit etune composition qui peut changer sur de faibles distances,

ce qui rend difficile de dterminer une teneur ponctuelle.Toutefois, les rserves de Bou Ouzzal ont t values

27 MT 42,8% Fe, 9,8% de silice et 14,6% de barytine(Attia & Lakhdari 1962).

Depuis 1922, date de la dcouverte du gisement, les travauxde recherche et dexploration se sont poursuivis de manirecontinue, mais la zone na jamais fait lobjet dune tudedtaille.Cette note dcrit la distribution de la barytine dans

le systme filonien et karstique du gisement de Bou Ouzzalet tente de dterminer ses caractres gochimiques, son

origine et ses conditions de mise en place.

CADRE GEOLOGIQUE

Le gisement de Bou Ouzzal, fait partie de la zonestructurale de transition ou zone de nappe (Fig. 1) dont les

Zone

ouest

J.BaMoussa

zoneouest

5 Km

Rif

HautAt

las

Rabat

150 Km0

1

2

3

4

5

6

7

napp

e

de

Kh

nifra

- 255

- 240

- 260

475465

- 245

- 250

470460

Khnifra

BouO

uzzal

BouG

uergo

ur

ZaouiaAit Ishak

Izdoudne

J.Hadid

IzrouteneAkka Ouzarif

Figure 1. Carte structurale de la rgion de Khnifra (Allary et al.

1976). 1, terrains triasiques ; 2, Permien ; 3, domaineautochtone ; 4, nappe de Khnifra ; 5, contact de base de

nappe ; 6, failles; 7, contours gologiques.

terrains sont reprsents par des dpts autochtones grso-schisteux dge cambro-ordovicien, surmonts endiscordance par des calcaires transgressifs du Visensuprieur (Fig. 2). Ces facis carbonats fracturs etaffects par la dissolution constituent lencaissant

principal de la minralisation de Bou Ouzzal. Les dptsallochtones sont constitus de facis grso-schisteux dgeordovicien suprieur. Ces deux ensembles, plisss et

schistoss au cours de lorogense hercynienne, sontsurmonts par les terrains autuniens reprsents par desdpts continentaux rouges du bassin de Khnifra,

constitus essentiellement de conglomrats passes

7/22/2019 Ahhh Ggg

2/8

H. El Hnot & M. Zahraoui Barytine de Bou Ouzzal

48

Age Log Lithologie Epaisseur

(m)

Minralisations

associes

Facis grso-conglomratiques

intercalations dargilites

abondantes

Formation dtritique

conglomrats dominants et

passes argilo-sableuses

Calcaires ferrugineux

passes dolomitiques

Argilites

Formations conglomratiques

grossires

Rhyolites andsites et

cinrites

Conglomrats avec les grs

et les argilites

Calcaires bioclastiques

Conglomrats de base

Schistes et quartzites

10

150

350 520

250 650

Trias

Permien

Visensuprieur

Cambro-

Ordovicien

Filonienne : Ba

Filonienne : Ba

Filonienne : Ba, Fe

Filonienne : Ba, Fe, Qz

Karstique : Ba, Fe

Amas ferruginneux : Ge, Hz

500

20 150

40

10

Figure 2. Colonne stratigraphique des terrains de Bou Ouzzal et minralisations associes (colonne dchelle variable).Ba, barytine ; Ge, goethite ; He, hmatite ; Qz, quartz.

de grs et de siltites (El Wartiti 1990), intercales deroches volcaniques calco-alcalines synsdimentaires(Youbi et al. 1995). Ces terrains sont surmonts par lesdpts triasiques du domaine moyen-atlasique, constitusdargiles et dvaporites intercales de coules basaltiques(Charroud et al. 1996, Ouarhache 2002).

La dformation hercynienne au niveau de Bou Ouzzal est

lorigine dune structure anticlinale majeure daxe NNE-SSW (Allary et al. 1976). Des chevauchements tardi-

schisteux mettent en contact les schistes de lOrdoviciensuprieur sur les calcaires du Visen suprieur. Enfin, desfailles affectent les formations palozoques de Bou Ouzzal

et se prolongent dans les terrains autuniens. Ltude desstructures cassantes au niveau de Bou Ouzzal nous a permisde mettre en vidence le caractre polyphas de la

dformation (El Hnot 2002). Ces accidents pr-existants

jouent essentiellement en failles dcrochantes lors desphases compressives sechelonnant du Westphalien-Stphanien au Permien, et rejouent en failles normales lorsde lextension NW-SE dge vraisemblablement triasique,marquant linstallation des bassins syn-rift (El Hnot 2002).

MORPHOLOGIE DU CORPS MINERALISE ET

RELATION AVEC LENCAISSANT

Les minralisations de Bou Ouzzal sont encaissesessentiellement dans les calcaires du Visen suprieur, maisaussi dans les schistes et les quartzites du Cambro-

Ordovicien (Figs 2 et 3). Les filons reprsentent le type deremplissage le plus rpandu. Ils stendent sur plusieurskilomtres et remplissent les plans de faille de direction N-

S NE-SW. Dans les calcaires, les filons sont d'extension

7/22/2019 Ahhh Ggg

3/8


49

Calcaires (Visen suprieur)

Conglomrats (Visen suprieur)

Schistes et grs (Ordovicien suprieur)

Schistes et quartzites (Cambro-ordovicien)

Failles

Filons

Tiaouinine

BouOuz

zal

BouGu

ergour

500 m

Tizra

Tajm

out

Oued Srou

475473 477

1109

1179

1024

Si Hadda961

1019

847Akrab

n'ou

Nasser

- 255

- 250

- 245

Figure 3. Localisation du systme filonien de Bou Ouzzal.

Localisation dans la figure 1.

plurimtrique dcamtrique et se subdivisent par endroitsen plusieurs filonnets discontinus de puissanceinframtrique. Ces filons s'largissent et formentfrquemment des godes. Dans ces calcaires, laminralisation est galement localise dans des poches

karstiques de dimensions variant de quelques centimtres quelques mtres. Ils se dveloppent en bordure des filonsinframtriques et traduisent leur relation avec lafracturation et la dissolution.

Outre le remplissage filonien et karstique, des amasferrugineux rsultant de loxydation des masses

initialement sidritiques (Attia & Lakhdari 1962) se

localisent essentiellement dans les niveaux carbonats duVisen suprieur. Ces amas reposent avec un contact francsur les termes sous-jacents constitus par les schistes et lesgrs cambro-ordoviciens et les conglomrats de base duVisen suprieur. Les amas, forms doxydes et

hydroxydes de fer, prsentent des passages argileuxfrquents et ne montrent aucune zonalit avec les

accumulations barytiques (El Hnot 2002). Leur forme estirrgulire, les contacts sont diffus et le facis continu deminerai ferrugineux passe aux calcaires encaissants parlintermdiaire dun calcaire ferrugineux. Ce mineraiferrugineux est un dpt primaire dont la remobilisationdonne naissance aux dpts secondaires associs la

barytine aussi bien au niveau des filons que des karsts.Dans les formations schisteuses et quartzitiques du Cambro

- Ordovicien, les filons sont souvent troits, d'extension

hectomtrique, pontes franches (Fig. 4).

Dans les conglomrats du Permien, une dizaine de km au

nord du gisement, la minralisation se limite quelquesfilonnets d'extension plurimtrique, de direction ENE-WSW E-W et de puissance dcimtrique. Le passage desfilons aux facis conglomratiques est trs net.

TYPES DE BARYTINE

ET MINERAUX ASSOCIES

Lexamen des occurrences minralises montre que la

barytine prsente diffrents aspects, couleurs et nuances,lies limprgnation en oxydes de fer, qui ont permis de

dfinir plusieurs types (El Hnot 2002).

Dans les filons et les karsts, la plus rpandue est une

barytine blanche cristaux lamellaires, plans de clivagebien individualiss. Une barytine massive ou faiblementcristallise de couleur rose y est souvent rencontre. Aumicroscope, la barytine massive est en cristaux tabulaires

ou arborescents gristres jauntres avec de finesinclusions ferrugineuses rougetres.

Au niveau des remplissages karstiques et des godes, une

barytine cristallise en forme de rosettes est frquente. Unevarit mamelonne rose a t observe au niveau des videsde dissolution. Les cristaux sont de forme arborescente ouen ventails accols les uns aux autres avec des inclusionsferrugineuses.

De petits cristaux automorphes de barytine grise sontrarement rencontrs au voisinage de certains filons.

Une barytine de substitution est frquente sous forme depetites plages parpilles dans les calcaires limites

diffuses. Au microscope, elle montre un groupement decristaux gristres fibreux, de petite taille, et s'entrecoupantentre eux. Ils sont lis des masses ferrugineuses arrondiesrougetres.

Enfin, une varit a t distingue dune part dans lesbrches tectoniques traduisant lexistence dune phase defracturation postrieure la minralisation, et dautre partdans des brches deffondrement o la barytine est lie au

type ruban. Ces brches deffondrement tmoigneraientdune ouverture filonienne lie la dissolution des faciscarbonats.

Ltude macroscopique et microscopique de la barytine nepermet pas de distinguer entre la barytine filonienne et labarytine karstique.

Les oxydes et les hydroxydes de fer, reprsents parlhmatite et la goethite, forment des amas ferrugineuxremplissant souvent les fractures tardives affectant la

barytine. Lhmatite, de couleur brune rouge cerise, seprsente en agrgats, en nodules ou massive. La goethite

est brune noire, clat semi-mtallique, surface lisse etse prsentant souvent en mamelons, mais aussi en masses texture massive et structure fibreuse.

Les carbonates sont reprsents par la sidrite et l'ankriteassocies la calcite. La chalcopyrite est intimement lieaux dpts ferrugineux en petites masses, ou en

dissminations dans des veines d'ankrite. Le quartz seprsente par endroits aux limites des filons de barytine en

petits cristaux millimtriques.

7/22/2019 Ahhh Ggg

4/8


50

Barytine lamellaire blanche

Barytine massive rose

Barytine mamelonne

Liser ferrugineux

10 cm


Barytine lamellaire

blanche

Barytine mamelonne

Calcaire ferrugineux

50 cm

Barytine lamellaire blanche


Schistes ferrugineux

10 cm

Brche lments dencaissant

baignant dans un ciment ferrugineux

Alternance de goethite et

de barytine massive rose

Barytine massive finement

cristallise

10 cm

Barytine massive

rose

Barytine crte

Schistes ferrugineux

20 cm

Barytine massive

rose

Quartzites

15 cm

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

Figure 4. Diffrents types de remplissage obsrvs dans les filons de Bou Ouzzal (a, b, c, e, f) et dans les cavits karstiques (d).

TEXTURES DU MINERAI

Dans les calcaires du Visen suprieur, les filons montrentsouvent une texture rubane. Cette texture est dueessentiellement plusieurs gnrations de dpt o lapremire est reprsente souvent par la barytine massive

rose et la deuxime par la barytine blanche en cristauxlamellaires (Fig. 4a), la barytine mamelonne (Fig. 4b) et labarytine crte (Fig. 4c). Ces dpts sont associs des

oxydes et hydroxydes de fer en inclusions ou en lisersmarquant le passage d'une gnration une autre.

Comme les filons, les cavits prsentent une texture de typeruban. A partir de lencaissant sobserve une barytinemassive rose qui longe le contour de la cavit. Cette varit

est suivie par une barytine lamellaire ou en rosette, dont lataille des cristaux augmente vers le centre, et est associe

quelques inclusions ferrugineuses (Fig. 4d).

Dans les schistes et quartzites, la caisse filonienne prsentedeux aspects distincts : vers les bordures, un dpt feuillet alternance de barytine massive rose et de goethitefibreuse, et un dpt de barytine massive et lamellaire au

centre du filon (Fig. 4e). Ces rubans de barytine sontspars par des fissures remplissage ferrugineux, danslesquelles baignent des cristaux de barytine. Les pontes dufilon portent souvent des stries indiquant un jeu dcrochant

dextre. Ce type de remplissage marquerait un rubanementpar lamination.

Outre la texture rubane, apparat une texture massive, sansrubanement, constitue par une seule gnration de dpt

barytine rose (Fig. 4f). Elle se dveloppe au niveau desfilons dpaisseur centimtrique et dextension mtrique,traversant les facis schisteux, carbonats ouconglomratiques.

DONNEES GEOCHIMIQUES

Le minerai barytique

Les analyses chimiques ralises ont permis de dterminerla teneur en lments majeurs et traces de la barytine deBou Ouzzal (Tab. I). Le choix des chantillons a t bassur le type de barytine (rose, blanche ou grise) et sur le

corps minralis (filonien ou karstique) lchelle dusecteur tudi.

Lensemble des chantillons montre une teneur assezleve en baryum (50,81% 57,68%). Sa distribution nepermet pas de distinguer entre les diffrents types de

barytine.

La barytine grise reflte un enrichissement en solutionsferrifres ou mangansifres. Sa teneur en baryum est

7/22/2019 Ahhh Ggg

5/8


51

Tableau I. Analyses chimiques de la barytine de Bou Ouzzal (B, Barytine lamellaire blanche ; R, Barytine massive rose ; M, barytinemamelonne ; G, barytine grise).

Type Ba Sr Ca Fe Mg Al Na Pb Ag Si Mn K F Zn

1 B 54,87 1,51 0,22 1,11 0,11 0,19 0,29 24 4,4 < 0,05 < 0,01 < 0,05 < 0,01 < 5

2 B 53,77 1,62 0,25 1,6 0,23 0,19 0,21 5 0,5

4 B 53,94 1,46 0,29 2,36 0,07 0,15 0,15 40 0,5 < 0,05 0,12 < 0,05 < 0,01 < 56 B 56,02 1,37 0,21 0,62 0,05 0,14 0,23 40 3,4 < 0,05 < 0,01 < 0,05 < 0,01 < 5

7 B 55,17 1,69 0,22 0,05 0,13 0,19 0,2 5 0,5

9 B 56,18 1,19 0,22 0,5 0,04 0,14 0,16 24 3 < 0,05 0,02 < 0,05 < 0,01 < 5

11 B 54,34 1,48 0,26 1,13 0,12 0,27 0,16 5 0,5

14 B 54,76 1,82 0,26 0,11 0,28 0,29 0,19 5 0,5

3 R 57,19 0,57 0,23 0,08 0,05 0,17 0,19 32 0,5 < 0,05 < 0,01 < 0,05 < 0,01 < 5

5 R 56,65 0,23 0,26 0,04 0,15 0,24 1,04 16 0,5 1,15 < 0,01 < 0,05 < 0,01 < 6

8 R 52,61 0,43 0,22 3,19 0,15 0,32 0,61 5 0,5

10 55,71 0,83 0,28 0,18 0,45 0,25 0,22 5 0,5

15 R 54,33 0,47 0,25 0,47 0,05 0,59 0,19 48 0,5 1,39 < 0,01 0,14 < 0,01 < 5

16 R 57,68 0,28 0,22 0,04 0,05 0,15 0,22 20 0,5 < 0,05 < 0,01 < 0,05 < 0,01 < 5

17 R 56,01 0,29 0,22 0,14 0,12 0,31 0,2 5 0,5

13 M 57,35 0,35 0,24 0,1 0,08 0,15 0,37 20 0,5 < 0,05 < 0,01 < 0,05 < 0,01 < 5

12 G 50,81 1,5 0,24 4,73 0,05 0,22 0,13 28 0,5 0,33 0,37 < 0,05 < 0,01 18

faible, celle en fer et en manganse est plus leve quau

niveau des autres chantillons.

La barytine massive rose encaisse dans la srie schisto-grseuse montre des teneurs leves en Si, Al et K, quireflte lapport de micas et de silice partir de lencaissant.

Le strontium de la barytine varie de 0,23% 1,82%. Cetlment permet de distinguer deux sous-populations : l'une valeurs qui fluctuent entre 0,23% et 0,83% et qui

correspond une barytine rose massive ou faiblementcristallise en remplissage filonien ou dans les vides dedissolution ; l'autre avec des teneurs qui varient entre 1,19%et 1,82% correspondant une barytine bien cristallise,blanche ou grise, filonienne ou karstique.

Sur la base de la teneur en Sr, il nexiste aucune distinctionclaire entre la barytine filonienne et karstique. Lesdiffrences qui apparaissent concernent la structure de la

barytine et ne refltent pas le type de remplissage.

Les roches encaissantes

Les analyses chimiques des roches schisteuses et

carbonates prleves en dehors des zones minralises envue d'valuer la teneur initiale de lencaissant en baryum,

ont montr une anomalie importante en baryum, dont lesteneurs varient de 1025 1692 ppm dans les schistes et de69 125 ppm dans les calcaires (Tab. II). Lencaissantconstitue donc une source ventuelle de baryum par

lessivage des schistes et en partie des calcaires.

INTERPRETATION DES

STRUCTURES OBSERVEES

Lensemble des donnes ptrographiques et minralogiquesnous a amens distinguer deux formations au niveau de

Bou Ouzzal : une formation ferrugineuse, en amas au sein

des calcaires visens, et une formation barytine, enremplissage des filons et des karsts qui constituent despiges structuraux favorables la prcipitation de labarytine, avec une remobilisation des oxydes et hydroxydes

de fer et leur dpt tardif en filonnets ou en inclusions. Ces

minralisations barytiques et ferrugineuses qui neprsentent aucune zonalit apparente pourraient tre lersultat de deux ensembles mtallogniques diffrents misen place en deux temps.

Les filons sont orients paralllement des faillesrgionales tardi-hercyniennes, de direction submridienne NE-SW. Lanalyse de la fracturation au niveau des pontesa permis de mettre en vidence un jeu extensif normal qui afavoris louverture des fractures, puis leur remplissage par

la barytine lors de lextension NW-SE dge syn post-triasique, voire jurassique (El Hnot 2002).

Les textures intrafiloniennes observes Bou Ouzzal sont

domines par des rubanements par encrotement, quitmoigneraient du dpt de barytine associ des

ouvertures successives selon une distension oriente NW-SE, dans un systme caractre pulsatif. Le facis lamintmoignerait de minralisations dposes dans desouvertures prcoces lies cette extension NW-SE et qui

ont enregistr un jeu dcrochant dextre postrieur la miseen place de la minralisation. La texture massive

dveloppe au niveau des filons marque des zones ouvertures constantes (Jebrak 1984), lies au mmesystme distensif. La prsence de brches deffondrementintrafiloniennes et la frquence des godes traduisent des

dpts dans un contexte distensif. Dans certaines caisses

filoniennes, la prsence de plans barytiques stris signifieque la mise en place de la minralisation a t suivie desrejeux pendant la phase post-triasique.

7/22/2019 Ahhh Ggg

6/8


52

Tableau II. Analyses chimiques des schistes (S1-S4) et des calcaires (C1-C4) de Bou Ouzzal.

S1 S2 S3 S4 C1 C2 C3 C4

SiO2 59.8 61.53 58.8 60.2 6.7 6.3 5.96 4.98

TiO2 0.85 0.9 0.79 0.81 0.06 0.02 0.05 0.09

Al2O3 17.8 18.2 16.25 17.4 1.86 1.98 1.26 0.99

Fe2O3 7.9 7.5 9.8 8.56 1.96 1.8 2.3 1.6

MnO 0.07 0.1 0.12 0.09 0.2 0.14 0.19 0.2

MgO 2.3 2.56 2.35 1.8 18.87 17.6 18.69 16.9

CaO 0.5 0.95 0.7 0.59 26.28 29.6 25.9 30.5

Na2O 2.5 1.57 1.26 2.22 < <

Documents

Ahhh Ggg