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S T A G E G R O U P E

METHODOLOGIE DE LA RECHERCHE MINIERE

2° SESSION

R A P P O R T

AOUT-SEPTEMBRE 1979

BICHARA SaidBOUHDADI S.TOUIL Omar

79 SGN 647 CO

SOMMAIRE

Remerciements

INTRODUCTIONI - Présentation du B . R . G . M .II - Objet du stage

RAPPORT TECHNIQUEIII - Géologie

1 - Situation2 - Géologie régionale3 - Géologie locale4 - Etude des filons de Soulobres5 - Conclusion

IV - Géochimie

V - Géophysique1 - Susceptibilité magnétique2 - Conductivité électrique3 - Polarisation électrique4 - Conclusion

VI - Visites

VII - Conclusion

Annexe des planches

REMERCIEMENTS

Nous tenons à remercier le B.R.G.M. qui a permis l'organi-

sation du stage groupé sur la méthodologie de la recherche minière, parti-

culièrement :

- Monsieur NAPIAS, chef du service Coopération,

- Monsieur CHAUSSIER, SGN/CO, responsable du stage,

- Monsieur VERNET, DSO, chargé de l'encadrement permanentdu stage.

Nos remerciements vont aussi ä tous les cadres scientifi-

ques et techniques qui ont animé les différents exposés :

MM. LETALLENETLAMBOLEZ

Mme PREVOSTEAUMM. BRETON

CAIASCANVICBATTUTMICHARDROUZAUDCOHEN-ALLOROMARINOBORS1ERURBAIN?

GMXGPHDOCBSSGMXGEOMATDSODSOMINDAGMGADEMDI

- INTRODUCTION -

I - PRESENTATION DU B.R.G.M.

Le Bureau de recherches géologiques et minières est unétablissement public français ä caractère industriel et commercial.

Ses activités sont orientées essentiellement vers troisobjectifs :

- une meilleure connaissance du sous-sol français ou étranger,

- la recherche et la mise en exploitation de nouveaux gisementsen France et dans le monde,

- la participation à l'aménagement du territoire national fran-çais, ainsi qu'au développement du Tiers-Monde pour une meilleure utili-sation du sol et du sous-sol.

Le B.R.G.M. dispose par ailleurs d'un service Formation-Coopération, chargé dans le cadre de la coopération entre la France etdivers pays à l'organisation des stages de formation ou de perfectionne-ment à l'intention de cadres ou d'étudiants étrangers.

L'organisation du B.R.G.M. reflète ses différentes branchesd'activités, sa structure interne, les objectifs qu'il s'est assigné (voirorganigramme, fig. 1).

II - OBJET DU STAGE.

Le stage groupé sur la méthodologie de la recherche minière,d'une durée de 8 semaines (2 semaines à Orléans, 4 semaines à Millau et2 semaines à Orléans) a pour but essentiel l'initiation à la pratique de laprospection minière depuis la phase de recherche des indices jusqu'à lamise en exploitation.

La première semaine du stage fut consacrée à une série d'ex-posés concernant l'ensemble des techniques et des méthodes mises à la dis-position du géologue minier (voir programme du stage).

- RAPPORT TECHNIQUE -

Ill - GEOLOGIE.

' ~ §ÍtHEÍÍ2S (voir fig. 2,3 et 4).

Le Bassin des Causses est situé au Sud-Est du MassifCentral. Il est limité au Nord par le massif de Margeride, à l'Estpar le massif granitique des Cévennes, au Sud par la Montagne Noireet les monts de Lacaune, enfin à l'Ouest par le Rouergue.

2 - Géologie_régionale.

La série stratigraphique va du Stephanien moyen aujurassique supérieur.

Le Stephanien est représenté par du matériel de déchar-ge dans de petits bassins.

Le pevnvíen, occupant des surfaces relativement grandes,est représenté par des pelites et grès rouges qui constituent un bonpiège pour l'uranium.

Le tri-as est essentiellement conglomératique et gréseuxavec :

- des lentilles de silex,- un faciès de gypses et d'anhydrite,- un faciès de marne et d'argile rouges et vertes,- des dolomies lagunaires.

Le lias :- l'hettangien : dolomies fines et blanches,- le sinemurien : calcaires et dolomies,.- le lotharingien inférieur : calcaire oolithique passant aux

marnes avec présence de chaille, sans ciment avec des débris de coquilles,- le lotharingien supérieur : calcarenite avec des débris de

toutes sortes à ciment marneux,- le carixien : calcarénites à entroques et à glauconie verte,- le domérien : marne,- le toarcien : à la base, il est représenté par des schistes

cartons passant à des marnes avec des intercalations calcaires,- l'aalénien : calcaire marneux.

Le Dogger :- le bajocien inférieur : calcaire à chaille,- le bajocien supérieur : calcaire oolithique,- le bathonien inférieur : calcaire, calcaire marneux et marnes

avec niveaux noirs de lignite,

~ ^e bathonien supérieur : dolomies,

Au sud de Millau, des variations notables affectent lasérie. Ces variations sont mises en relief par les coupes type "sambu-guède" et "pas de Gavatches" (voir fig. 5).

Du point de vue structural, diverses directions affectentle bassin :

- des directions WNW - ESE (dites armoricaines),

- des directions SSW - NNE (dites cévenoles).

Des mouvements épirogéniques ont marqué le milieu de lapériode lotharingienne, s'accompagnant de 1'emersion des marges du bas-sin, qui a donné lieu à des phénomènes de karstification (voir fig. 11),de dolomitisation et d'érosion. Des fentes de dessication soulignent lesarrêts de sédimentation.

Les minéralisations affectent particulièrement les niveauxlotharingien et carixien en relation avec l'évolution paléogéographiquede la flexure cévenole.

3 - Géologie_locale.

Durant notre stage sur le terrain, nous nous sommes intéres-sés à la région située au SW de Millau (voir fig. 4 ) .

Les terrains dominants appartiennent à l'hettangien (li)et au lotharingien (I2) • Le contact entre ces deux formations est soitnormal, soit anormal (faille). A l'est du domaine, affleure le carixien(I3) pouvant reposer en contact anormal sur le toarcien (li,).

Une coulée basaltique plus récente (quaternaire) reposesur le lotharingien au niveau d'Azinière. Le basalte est exploité en car-rière et traité in situ pour la fabrication de graviers.

Un autre affleurement de dimension beaucoup plus modesteapparaît au niveau du ravin des Fouzals.

D'autre part, la région est jalonnée par un réseau defailles dont certaines sont minéralisées, en particulier au niveau deSoulobres (voir fig. 6, 7 et 8).

Ces filons apparaissent sous la forme de crêtes siliceusesà l'Ouest de Millau dans les terrains attribués à l'hettangien (de Creis-seils à Azinières, près du village de Soulobres). On peut les diviser entrois groupes :

- le filon Galès-Babouning,- le filon des Fons,

- le filon Gales Lavadous (fig. 9). Il se matérialise par troiscrêtes quartzeuses de 800 m de longueur qui apparaissent entre le ravinde Lavadous au Sud, et celui des Vais au Nord. Cette extension en fait laplus importante structure filonienne de la région avec une minéralisationsur une puissance de l'ordre de 50 m, essentiellement constituée de galèneà gangue quartzeux barytique.

Une galerie de recherche à Brocuéjouls a été creusé poursuivre le prolongement en profondeur du filon (voir fig. 10).

A la suite de la prospection au marteau et aux réactifs,une campagne géochimique tactique, ainsi que des sondages percutants,ont été effectués. Ils ont montré l'importance des minéralisations desfilons de Soulobres, minéralisation essentiellement de barytine et galène.

IV - GEOCHIMIE.

Après avoir fait une géologie d'observation et reconnu lesdifférents faciès du secteur, on s'est fixé un itinéraire pour la pros-pection géochimique stratégique dans le secteur de St-Beauzély (la régionde Soulobres ne permettant pas de faire des prélèvements de ruisseaux).On devait prélever 7 échantillons de stream-sédiments le long des ruis-seaux, leurs confluents à partif du village Estalane au point 875, jus-qu'au pont sur lequel passe le chemin qui mène à St Beauzély au point 591(voir carte St Beauzély n° 5-6).

Chaque échantillon prélevé (environ 2 kg) est numéroté etmis dans un sac accompagné d'une fiche de prélèvement situant l'environ-nement géologique (voir exemplaire fig. 12). L'ensemble des échantillonsest envoyé au laboratoire pour la préparation et l'analyse.

Les plans d'échantillonnage de chaque groupe sont réunisen un seul (voir fig. 13). D'autres prélèvements fictifs ont été adjointsau plan d'échantillonnage, de façon à avoir la densité requise en pros-pection stratégique (3 à 4 échantillons au km2). Sur la base des résultatsde l'analyse, des cartes de report des teneurs en éléments recherchés (Pb,Zn) sont établies. On dresse ensuite des histogrammes (voir fig. 14 et 15).La phase suivante consiste à tracer les courbes d'isoteneurs qui mettenten relief les anomalies géochimiques (voir fig. 16 et 17).

Ensuite, on a préparé l'itinéraire pour la prospection géo-chimique tactique Ie long d'une ligne de base de direction N 365 g, avecune maille de 100 m x 50 m. Il s'agit dans ce cas d'échantillons de solprélevés à la tarrière. On procède de la même façon qu'en prospectionstratégique pour l'établissement des courbes d'isoteneurs pour les élémentsPb et Zn (voir fig. 18 et 19).

10

Conclusion.

La phase la plus délicate en prospection géochimique con-siste en l'interprétation des résultats. En effet, une anomalie géochi-mique n'est pas toujours liée à une minéralisation, il peut s'agir d'ano-malies formationnelles ou de pollution (Cu dans les vignes, déchetsd'usine, etc...). D'autre part, si la méthode de prospection géochimiqueprésente l'avantage d'être moins coûteuse, l'attente des résultats desanalyses peut constituer un inconvénient vis à vis de la géophysique quipermet grâce au relevé direct des mesures d'établir les cartes d'anoma-lies au fur et à mesure de l'avancement des travaux.

V - GEOPHYSIQUE.

Durant cette semaine, les matinées ont été consacrées àl'exposé des différentes méthodes géophysiques applicables sur le sol pourla prospection minière, les après-midi à l'application sur le terrain dequelques méthodes. Ainsi, nous avons pu utiliser les méthodes mesurantles paramètres physiques suivants :

- susceptibilité magnétique,- conductivité électrique,- polarisatibilité électrique.

Cette méthode permet de repérer les roches contenant descorps magnétiques, leur forme et d'approcher leur composition. La mesureest effectuée par un magnétomètre. Nous avons pu utiliser le magnétomètreà precession de protons. Le principe de cet appareil consiste à envoyerun courant dans la bobine contenant des protons. Les ions H+ s'oriententalors dans le champ magnétique créé par ce courant. Dès qu'on arrête lecourant, les protons tournent pour revenir en position du champ magnéti^-que terrestre. C'est cette fréquence de precession que l'on mesure et quiest fonction de l'intensité du champ magnétique dont la valeur est luedirectement sur l'appareil. Les valeurs lues sont ensuite corrigée en te-nant compte de la "dérive diurne" dont la courbe de variation est établieà partir de mesures relevées sur un point de base à intervalles de tempsréguliers (voir fig. 20). Ensuite, on établit un profil magnétique enportant en abscisses les distances, et en ordonnées les valeurs corrigéesdu champ magnétique. Cette méthode a été appliquée sur les basaltesd'Azinières (voir fig. 21).

physique :

2 - Conductivité électrique.

Deux types de méthodes permettent de mesurer ce paramètre

- méthode électromagnétique,- méthode électrique.

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a) méthode électromagnétique.

Nous avons utilisé la méthode d'émission "V.L.F.". L'ap-pareil utilisé est un VLF EM 16 Géonics. Il s'agit d'un système électro-magnétique utilisant des émissions radios destinées aux sous-marinsémises par les marines nationales.

L'onde électromagnétique est caractérisée en particulierpar le vecteur magnétique, ce dernier s'incline de façon à être parallèleà la face la plus conductrice d'un corps conducteur présent dans le sol(amas sulfuré par exemple) .

L'appareil indique l'inclinaison par la tg de l'angle dformé par la verticale et la normale au vecteur magnétique. On orientel'appareil jusqu'à extinction du signal émis. Ceci est réalisé lorsque lesolénoïde est en couplage minimum (voir fig. 22).

Exploitation des résultats. Sur un graphique, on représentela fonction tgot = f (distances), cependant la courbe obtenue ne permetpas de bien visualiser les anomalies électromagnétiques.

C'est pour cela qu'on pratique la "méthode Fraser" qui con-siste en une dérivation et un lissage de la courbe precedence. On obtientalors un profil VLF : chaque conducteur est mis en évidence par une por-tion positive de la courbe associée à deux branches négatives (voir fig.23). D'autre part, lorsque plusieurs profils sont réalisés, on peut éta-blir des courbes d'isovaleurs en reportant les valeurs dérivées et lisséesde l'inclinaison sur la carte (voir fig. 24).

b) méthode électrique.

La méthode électromagnétique présente l'inconvénient d'êtresensible aux perturbations dues à la présence de corps conducteurs para-sites (lignes téléphoniques, électriques, etc...).

On pallier à cet inconvénient en adjoignant une résistanceau VLF EM 16 Géonics, on obtient alors le VLF EM R 16 Géonics qui utiliseles vecteurs magnétiques et électriques de l'onde. On a alors la lecturedirecte de la valeur p de la résistivité, ainsi que le déphasage i ~ 2entre les vecteurs magnétique et électrique :

I V E I 2p = — y — K (w) cte dépendant de la fréquence.

Les valeurs de p sont alors reportées sur un graphique. Pourmieux visualiser les anomalies, on dérive et on lisse la courbe précéden-te (voir fig. 25).

électricjue.

Ce paramètre est mesuré par des méthodes électriques quiconsistent à mesurer des potentiels électriques à la surface du sol. Cespotentiels peuvent être soit :

- d'origine naturelle -»• polarisation spontanée (PS),- d'origine artificielle •*• polarisation provoquée (PP) .

12

Nous n'avons pu utiliser sur le terrain, au niveau deThérondels que la première méthode (PS). Le principe en est le suivant :la différence de potention d'oxydo-réduction entre les eaux de surface etles eaux profondes provoque un effet de pile qui crée une ddp que l'onmesure à l'aide d'un millivoltmètre à haute impédance d'entrée (voir fig.26).

Exploitation des résultats. Sur un graphique, on reporteles valeurs des potentiels en fonction de la distance. Ces valeurs sontcorrigées pour obtenir une courbe des potentiels filtrés (fig. 27).

A Thérondels, nous avons relevé les mesures de potentielet de résistivité sur un même profil de direction N 70g. Ceci permet dereporter les profils PS et VLF sur le même graphique et de comparer leurévolution simultanée dans l'espace (fig. 27).

La montée de la courbe VLF qui coïncide avec la chute de lacourbe PS, indique la présence d'une faille ou d'un autre contact anormal.D'autre part, lorsque plusieurs profils PS sont réalisés, on peut établirdes cartes d'iso-PS (fig. 28).

A - Conclusion.

Si les méthodes géophysiques appliquées au sol sont faci-les à mettre en oeuvre et peu coûteuses, il existe des méthodes aéropor-tées qui sont par conséquent plus coûteuses, d'où l'importance pour uneutilisation rationnelle de la géophysique en prospection minière de tenircompte des apports techniques de chaque méthode en fonction du coût qu'ellenécessite.

l/ï - VISITES.

La dernière semaine du stage fut consacrée à la visitede chantiers, de laboratoires et de quelques services scientifiques ausein de la DSGN à Orléans.

Ainsi nous avons pu visiter un chantier de forage àPessens. A Bertholène, nous avons pu visiter les galeries de recherchede la future mine d'uranium. A Montmaur (DSO), Monsieur Rouzaud nous aexposé les différentes phases de la préparation des échantillons (stream-sédiments et prélèvement de sol) qui ont lieu dans son laboratoire.D'autres travaux sont effectués au sein de cette ferme-laboratoire,notamment l'analyse de la fluorine dans les eaux, et la reconnaissancedes minéraux de fonds de bâtées par la loupe binoculaire.

De retour à Orléans, nous avons visité successivement :

- le département Informatique où sont traitées les différentesinformations concernant la géophysique, la géochimie, l'organisation ad-ministrative et financière, etc..

13

- le département de Minéralurgie et les halles de traitementde minerais et d'ordures ménagères qui lui sont rattachées,

- le département Minéralogie-Géochimie-Analyses (MGA) dotéd'un matériel de haute technicité permettant de faire des analyses multi-éléments, ainsi que l'étude de la disposition de la minéralisation pourle compte du département de la minéralurgie,

- au département des Arts Graphiques, nous avons pu suivre lesdifférentes étapesqui précèdent à la réalisation d'une carte géologiquesous sa forme définitive.

Enfin un aperçu sur l'économie minière nous a été présentépar Monsieur Urbain.

l/II - CONCLUSION.

Durant ce stage, nous avons pu suivre les différentes pha-ses d'une prospection minière. Nous avons retenu que les observations desurface effectuées par le géologue minier sur le terrain doivent êtreassociées aux résultats des prospections géochimique et/ou géophysique.

Les apports de ces différentes disciplines sont complémen-taires et concourrent au même but : la découverte de nouveaux gisements.

- ANNEXE VES PLANCHES -

PROSPECTIONET EXPLOITATIONMINIERES CONSEIL D'ADMINISTRATION

Comité de directionPRESIDENCE

INFRASTRUCTURE GEOLOGIQUERECHERCHE SCIENTIFIQUE

AMENAGEMENTENVIRONNEMENT

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Date : £ 8 / 8 / 79

N°

B. R. G. M . Préleveur : Grouped.

Division Zone Identificateur

Séd, ruisseaux 0Sol sur alluvions 1Sol en fond de vallon 2Sol 3

Zone non cultivée 0Zone cultivée . 1

N°. feuilleau 1/50 000

Marécageabsence 0présence 1

Code géol.simplifié

OBSERVATIONS^ : ' .- Débit du cours d'eau : normal, en crue, à sec, ...- Couleur du prélèvement : noirâtre, brunâtre, rougeâtre, grisâtre, blanchâtre, .- Ecran : sables, argiles, loess, moraines, ...- Zone ferruginisée, silicifiée, ... ' ' .- Travaux miniers, carrières, remblais, usines, vieilles ferrailles, ...- Vignes, vergers, céréales, prés, forêts, ...

En cas prélèvements sols :•Ep&iscew : sol squelettiqua, sol normal, sol épais.Profondeur du prélèvement : 3.0. cm

CoordonnéesLambert

(facultatives)

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