Fiche de révision : Exploration minière et cartographie

📋 Plan du Cours

1. Terminologie minière fondamentale
2. Classification des gîtes minéraux
3. Facteurs de formation des gîtes
4. Phases et préparation de l’exploration
5. Coordonnées géographiques des permis
6. Coordonnées et zonage UTM
7. Échelles et découpage cartographique
8. Télédétection et photo-interprétation
9. Satellites et radar géologique
10. Méthodes de prospection géophysique
11. Prospection géologique au marteau
12. Description et cartographie des affleurements
13. Prospection géochimique et échantillons
14. Layonnage et grille de prospection
15. Prospection alluvionnaire
16. Contrôle tactique des anomalies
17. Sondages et échantillonnage
18. Réserves et continuité minéralisée

📖 1. Terminologie minière fondamentale

🔑 Notions clés & Définitions

• Prospection minière : Ensemble les opérations ou méthodes allant de la recherche du premier indice à la découverte et à l’évaluation d’un gisement, qu’il soit profond, de surface ou de sub-surface.
• Minerai : Ensemble de minéraux ou de roches contenant une substance utile en quantité suffisante pour justifier une exploitation, ou des minéraux dont au moins un possède une valeur marchande ou économique.
• Gisement : Gîte contenant une ou plusieurs substances utiles en quantité suffisante pour être exploité avec profit dans les conditions économiques du moment.
• Géologie minière : Science qui étudie l’ensemble des ressources minérales de l’écorce terrestre et comprend l’exploration minière, l’exploitation minière, ainsi que le traitement et la valorisation des minerais.
• Gîte : Concentration anormale de substances utiles au sein d’une roche.
• Stérile : Ensemble des minéraux ou roches sans substance utile, ou dont la teneur reste sous le seuil d’exploitation, ainsi que les matériaux non récupérés d’un gisement.

★ À maîtriser

• L’objectif principal de l’exploration minière est de découvrir un gisement et d’en déterminer la forme géométrique, les dimensions, la teneur, le tonnage et la profondeur.

• La planification de la recherche minière répond à trois questions : que rechercher, où rechercher et comment chercher.

Compléments

📐 Formule - La relation présentée entre les constituants est $\text{Minerai} = \text{Substance utile} + \text{Gangue}$.

💡 Astuce mémo

Minerai exploitable, stérile non récupéré

📖 2. Classification des gîtes minéraux

★ À maîtriser

📌 Les gîtes minéraux sont classés ici en gîtes endogènes, liés aux roches magmatiques et métamorphiques, et gîtes exogènes, liés à la mise en place des roches sédimentaires.

• Les gîtes de ségrégation magmatique comprennent :

  • Les gîtes orthomagmatiques formés au sein de la roche magmatique
  • Les gîtes pneumatolitiques résultant des premières échappées de matières volatiles
  • Les gîtes hydrothermaux résultant de la cristallisation ou de la précipitation de solutions chaudes ou de gaz

• Les gîtes détritiques ou alluvionnaires résultent de la concentration mécanique de fragments minéraux arrachés aux roches par altération; les placers et les sables noirs littoraux en sont des exemples.

Compléments

• Les gîtes métamorphiques résultent de la recristallisation d’une roche encaissante préexistante sous l’effet du métamorphisme de contact ou du métamorphisme général et sont généralement localisés dans ses auréoles.

• Les gîtes d’origine chimique et biochimique résultent du transport et de la précipitation d’éléments dissous dans l’eau et comprennent notamment des évaporites et des concentrations de fer, manganèse, plomb-zinc, cuivre et uranium.

• Les gîtes résiduels résultent de l’altération sur place d’une protolithe et s’enrichissent par concentration de minéraux insolubles ou par mise en solution puis redéposition d’éléments, comme dans la bauxite.

💡 Astuce mémo

Endogène formé en profondeur, exogène lié aux roches sédimentaires

📖 3. Facteurs de formation des gîtes

🔑 Notions clés & Définitions

• Métallotecte : Structure géologique capable de concentrer et de piéger une minéralisation.
• Advection : Circulation des fluides dans un seul sens.
• Convection : Circulation répétée des mêmes fluides et mécanisme essentiellement thermique.

★ À maîtriser

• Quatre facteurs interviennent dans la formation d’un gîte :

  • Une source minéralisatrice
  • Un transport ou une migration
  • Un dépôt ou magasin
  • Un piège ou réservoir

• La précipitation peut être déclenchée par :

  • Une variation de température
  • Une variation de pression
  • Une interaction entre le fluide et la roche encaissante
  • Un mélange de fluides

Compléments

• La mobilisabilité d’un élément dépend du minéral qui le porte : l’uranium peut être lessivé dans un granite selon que son porteur est notamment la monazite, très stable, ou l’uraninite, susceptible d’être solubilisée.

📌 Dans un système clos, la faible perméabilité réduit la mobilité des éléments et ne génère pas de nouvelles concentrations minérales, même si de nouveaux minéraux économiques peuvent former des gisements.

📌 Dans un système semi-ouvert, le transport des éléments est épisodique, et la précipitation du quartz vers 3 km peut cimenter les roches, piéger des fluides et contribuer au piégeage du pétrole en profondeur.

💡 Astuce mémo

Source → transport → dépôt → piège

📖 4. Phases et préparation de l’exploration

★ À maîtriser

• Les ressources minières comprennent les matières premières minérales énergétiques ou non énergétiques, réparties entre combustibles minéraux, minerais métalliques et minerais non métalliques.

• Les structures favorables comprennent :

  • Les filons de quartz
  • Les structures faillées et silicifiées
  • Les fractures transversales à une fracture régionale
  • Les intersections de dykes
  • Les charnières d’anticlinaux
  • Les périphéries de contacts géologiques
  • Les couloirs de cisaillement
  • Les stockwerks
  • Les zones péri-plutoniques

• Les phases de l’exploration minière sont :

  • La phase stratégique ou prospection générale
  • La phase tactique
  • La phase ponctuelle ou systématique

📌 À l’exception de la première phase, chaque phase d’exploration est engagée en fonction des résultats de la phase précédente et fait l’objet d’une réflexion et d’une décision.

• La phase stratégique parcourt l’ensemble du permis à large maille afin de recueillir des données géologiques, structurales et hydrogéologiques, d’apprécier l’intérêt minier régional, de définir le contexte géostructural et de repérer les zones anomales.

• La préparation d’une campagne d’exploration requiert des documents administratifs et juridiques, scientifiques et techniques.

Compléments

• Les combustibles minéraux se classent selon leur état :

  • Solides : charbon et schiste bitumineux
  • Liquides : pétrole
  • Gazeux : gaz naturel

• Les minerais métalliques sont répartis en familles :

  • Métaux ferreux : fer, manganèse, chrome, nickel, tungstène, cobalt et molybdène
  • Métaux non ferreux : cuivre, zinc, aluminium, étain, mercure et antimoine
  • Minerais nobles : or, argent et palladium
  • Minerais radioactifs : uranium, thorium, potassium et strontium
  • Métaux légers : lithium, magnésium et rubidium
  • Minerais rares : niobium, tantale et zirconium

• La phase stratégique comprend l’étape d’approche du sujet et l’étape de recherche d’indices et d’anomalies.

• Les documents administratifs et juridiques cités sont :

  • Le décret d’attribution du permis de recherche
  • Le code minier et les codes de l’eau, du foncier et de l’environnement
  • L’ordre de mission
  • Les lettres des autorités à présenter aux chefs de village

📖 5. Coordonnées géographiques des permis

🔑 Notions clés & Définitions

• Longitude : Ligne imaginaire qui joint le pôle Nord au pôle Sud; les longitudes sont mesurées à partir du méridien de Greenwich.
• Latitude : Ligne imaginaire qui joint l’Est et l’Ouest; les latitudes sont mesurées à partir de l’équateur.
• Degré carré : Surface délimitée par deux longitudes entières consécutives et deux latitudes entières consécutives, formant un carré de 1° de côté.

📝 Points essentiels

• Les longitudes vont de 0° à 180° Ouest et de 0° à 180° Est, et la Côte d’Ivoire est comprise entre 3° Ouest et 8° Ouest.

• Les latitudes vont de 0° à 90° Nord et de 0° à 90° Sud, et la Côte d’Ivoire est comprise entre 5° Nord et 10° Nord.

• En coordonnées géographiques décimales, les longitudes Ouest et Est portent respectivement les signes − et +, tandis que les latitudes Nord et Sud portent respectivement les signes + et −.

📖 6. Coordonnées et zonage UTM

★ À maîtriser

• Le système UTM définit un point par deux distances exprimées en mètres : l’Easting (E) et le Northing (N), à partir du système de coordonnées géographiques.

• La zone UTM s’étend entre 180°W et 180°E et entre 84°N et 80°S ; au-delà de cette bande, les zones polaires utilisent le système UPS.

• L’axe des Easting comprend 60 bandes verticales de 6° de longitude, numérotées de 1 à 60 d’ouest en est à partir du méridien de longitude 180°.

• La Côte d’Ivoire se situe dans les bandes UTM verticales 29 et 30, séparées par la longitude 6°W.

• La Côte d’Ivoire se situe dans les bandes horizontales UTM N et P, séparées par la latitude 8°N.

• Une zone UTM est nommée en associant le numéro de sa bande verticale à la lettre de sa bande horizontale ; la Côte d’Ivoire est couverte par les zones 29N, 30N, 29P et 30P.

📐 Formule - Pour les exercices, la conversion d’une longitude en Easting est calculée par $E_p=(L_{\max}-L_p)\times110\,000$, où $L_{\max}$ est la longitude maximale de la zone UTM et $L_p$ celle du point.

📐 Formule - Pour les exercices, la conversion d’une latitude en Northing est calculée par $N_p=(l_p-l_{\min})\times110\,000$, où $l_{\min}$ est la latitude minimale de la zone UTM et $l_p$ celle du point.

Compléments

• Chaque bande verticale UTM est autonome et ses valeurs d’Easting varient de 0 m à 660 000 m.

• Les bandes horizontales UTM sont définies par intervalles de 8° de latitude et numérotées du sud vers le nord par des lettres majuscules ; A et B désignent l’UPS sud, Y et Z l’UPS nord, I et O sont omises, et les autres lettres désignent les 20 bandes horizontales.

• Chaque bande horizontale UTM est autonome et ses valeurs de Northing varient de 0 m à 880 000 m, sauf dans la bande X.

📌 Les formules de conversion géographique-UTM sont destinées aux exercices en classe ; sur le terrain, le GPS effectue le passage entre systèmes par manipulation et fournit des résultats présentés comme fiables et corrects.

📖 7. Échelles et découpage cartographique

★ À maîtriser

• Dans le découpage de la Côte d’Ivoire, une carte d’un degré carré est à l’échelle 1/200 000 et mesure 110 000 m de côté.

• Chaque carte au 1/100 000 se subdivise en quatre cartes de 15′ de côté, soit 27 500 m, à l’échelle 1/50 000 ; un degré carré comprend ainsi 16 cartes au 1/50 000.

Compléments

• La numérotation des feuilles au 1/100 000 utilise les chiffres 1, 2, 3 et 4 disposés de gauche à droite en commençant par le bas ; celle des feuilles au 1/50 000 utilise les lettres minuscules a, b, c et d dans le même ordre.

📌 Une carte au 1/200 000 porte le nom de son degré carré, une carte au 1/100 000 associe ce nom à son numéro, et une carte au 1/50 000 associe le nom du degré carré, le numéro de la carte au 1/100 000 et sa lettre.

💡 Astuce mémo

200 000 → quatre feuilles au 100 000 → seize feuilles au 50 000

📖 8. Télédétection et photo-interprétation

🔑 Notions clés & Définitions

• Photo-interprétation : Décodage visuel de photos aériennes par identification des objets au moyen de leur signature propre et attribution d’une signification à ces objets.
• Télédétection : Ensemble des techniques qui acquièrent des images afin d’obtenir des informations sur la surface terrestre sans contact direct avec celle-ci.

★ À maîtriser

• La télédétection repose sur l’interaction entre une source d’énergie, une cible terrestre et un vecteur ou une plateforme équipée d’un capteur, qui mesure le rayonnement provenant de la cible.

📌 En télédétection passive, le Soleil éclaire la cible, tandis qu’en télédétection active, l’énergie est fournie par un émetteur embarqué sur le satellite.

• Le spectre électromagnétique comprend le visible, de 390 à 700 nm, l’ultraviolet, en deçà de 390 nm, et l’infrarouge, au-delà de 700 nm.

• Une partie du rayonnement diffusé par l’atmosphère atteint le capteur sans avoir touché la surface terrestre et s’ajoute au rayonnement réfléchi par cette surface.

• La restitution du relief en photogéologie repose sur deux prises de vue d’une même scène réalisées depuis deux points de vue différents ; le couple forme un stéréogramme observé au stéréoscope pour percevoir le relief en trois dimensions.

• L’analyse des photographies aériennes repose sur quatre critères :

  • La tonalité, liée à l’intensité de la réflectance lumineuse
  • La couleur, liée au spectre visible
  • La texture, constituée de petits éléments homogènes de même radiométrie
  • La structure, correspondant à l’agencement spatial des textures

Compléments

• La lumière visible se compose des couleurs suivantes :

  • Violet : 390 à 450 nm
  • Bleu : 450 à 490 nm
  • Vert : 490 à 580 nm
  • Jaune : 580 à 600 nm
  • Orange : 600 à 620 nm
  • Rouge : 620 à 700 nm

• L’atmosphère terrestre comprend cinq couches superposées :

  • La troposphère
  • La stratosphère
  • La mésosphère
  • La thermosphère
  • L’exosphère

• En télédétection visible et proche infrarouge, le rayonnement traverse l’atmosphère pour atteindre la cible, puis le rayonnement terrestre traverse à son tour l’atmosphère avant d’atteindre le capteur.

• L’interprétation des images permet de :

  • Délimiter les ensembles lithologiques
  • Déterminer des traits tectoniques
  • Mettre en évidence des anomalies
  • Étudier l’évolution du paysage

💡 Astuce mémo

Le rayonnement diffusé par l’atmosphère s’ajoute à celui réfléchi par la surface

📖 9. Satellites et radar géologique

🔑 Notions clés & Définitions

• Radar géologique : Explore les couches superficielles en utilisant la propagation et la réflexion d’ondes électromagnétiques de haute fréquence.

★ À maîtriser

• Le radar géologique émet dans le sol des impulsions de 50 MHz à 1 GHz ; à une interface entre deux milieux de constantes diélectriques différentes, une partie de l’énergie est réfléchie et l’autre pénètre plus profondément, puis les ondes réfléchies sont captées en surface et reproduites en temps réel.

Compléments

• Les satellites Landsat 4, 5 et 7 évoluent à une altitude moyenne de 705 km sur des orbites quasi polaires inclinées de 98,2° ; ils effectuent une révolution en 98,6 minutes, soit 14,5 révolutions par jour, et leur cycle orbital dure 16 jours.

• Le programme Landsat, programme américain d’observation de la surface terrestre, est le plus ancien et ses satellites sont lancés depuis juillet 1972.

• Le programme SPOT, initié par la France à la fin des années 1970, a commencé sa mise en orbite en février 1986, et SPOT 5 a été mis en orbite le 4 mai 2002.

• Les satellites SPOT évoluent à 820 km d’altitude sur des orbites quasi polaires inclinées de 98,7° ; leur période de révolution est de 101,4 minutes et leur cycle orbital dure 26 jours.

• Les applications du radar géologique comprennent :

  • La détection de cavités
  • L’archéologie
  • Le génie civil
  • La pédologie

• La résolution d’un capteur satellitaire correspond à la taille de ses pixels, qui varie selon le satellite et sa génération ; la taille du pixel indique la performance du satellite.

📖 10. Méthodes de prospection géophysique

★ À maîtriser

• La prospection gravimétrique détecte les variations de densité des terrains et corrige les mesures des effets non géologiques, notamment les corrections à l’air libre, de plateau, du relief, de latitude et instrumentale.

• La prospection magnétique mesure les composantes du champ magnétique terrestre et leurs variations locales liées aux différences de susceptibilité magnétique des terrains et des roches ; la mesure au point est comparée à celle d’une station de référence au même instant.

• La méthode électrique mesure en surface l’intensité et la différence de potentiel entre les électrodes, puis utilise leur rapport pour calculer la résistivité des terrains sous-jacents.

📌 Les traînés électriques produisent des profils et des cartes de résistivités apparentes, tandis que les sondages électriques déterminent la succession verticale des résistivités.

• La prospection sismique produit une onde de choc par une source d’ébranlement, telle qu’un coup de masse, une explosion de dynamite ou un camion vibreur ; l’onde se propage dans le sous-sol, où elle peut être réfléchie, réfractée ou guidée, puis ses vibrations sont enregistrées en surface.

• La désintégration radioactive produit des rayonnements α, β et γ ; les rayonnements α et β sont absorbés par l’air, tandis que le rayonnement γ, pénétrant, peut être capté.

📌 Les résultats géophysiques peuvent être présentés sous forme de profils, graphes ou courbes en cloche pour déterminer les paramètres d’un gisement, ou sous forme de courbes d’isovaleurs ou d’isoteneurs constituant une carte d’anomalie pour identifier les formations géologiques.

Compléments

• Les applications de la gravimétrie comprennent :

  • La détermination des épaisseurs de vallées fossiles
  • La détection de cavités
  • L’archéologie
  • La géologie minière
  • L’hydrogéologie

• La prospection magnétique utilise deux magnétomètres synchronisés, l’un fixé à la station de référence et l’autre déplacé par l’opérateur le long des profils.

• Les applications de la prospection magnétique comprennent :

  • La géologie minière
  • La géologie pétrolière
  • La cartographie géologique
  • L’hydrogéologie

• Les applications de la méthode électrique comprennent :

  • La quantification des volumes de terrains
  • La détection d’intrusions salées
  • La cartographie des résistivités apparentes

• Les géophones sont utilisés dans les dispositifs légers de prospection sismique pour analyser les réfractions des ondes.

• La sismique permet de :

  • Repérer la profondeur du substratum
  • Repérer des intrusions
  • Déterminer la compacité des terrains

• La mesure du rayonnement γ au-dessus des affleurements renseigne sur la géologie et la présence de minerais radioactifs.

• Les instruments radiométriques mentionnés sont :

  • Le gammamètre, peu utilisé en prospection au sol
  • Le scintillomètre, qui détecte les rayons gamma
  • Le spectromètre, qui sépare les photons gamma selon leur énergie pour U238, Th232 et K40

• Les applications radiométriques comprennent :

  • La cartographie géologique
  • La gîtologie
  • La recherche minière
  • Les études environnementales

📖 11. Prospection géologique au marteau

🔑 Notions clés & Définitions

• Prospection au marteau : Ou prospection de reconnaissance, phase initiale de l’exploration qui consiste à rechercher sur le terrain des indices de minéralisation dans les formations géologiques à l’aide d’un marteau de géologue.

• Déclinaison magnétique : Différence d’angle entre le nord magnétique et le nord géographique, exprimée par DM = NM − NG.

★ À maîtriser

• La fiche de description d’un affleurement précise :

  • La localisation de l’affleurement par GPS
  • Le mode de gisement
  • L’extension de l’affleurement
  • Les faciès pétrographiques
  • Les directions, pendages et pitch des éléments structuraux
  • Les minerais observés
  • Les indices de minéralisation

• Les échantillons prélevés lors de la prospection au marteau doivent être représentatifs de l’affleurement.

• La boussole mesure l’azimut d’une structure planaire ou linéaire, le pendage d’une structure planaire, le plongement d’une structure linéaire et le pitch d’une structure linéaire.

📌 Le nord géographique est l’axe reliant les pôles et parallèle aux méridiens, tandis que le nord magnétique est indiqué par l’aiguille de la boussole et varie dans le temps et l’espace.

📌 La correction de la boussole consiste à faire coïncider le nord magnétique avec le nord géographique en faisant basculer l’aiguille d’un angle correspondant à la déclinaison magnétique ; une boussole calibrée indique le nord géographique, contrairement à une boussole non calibrée qui indique le nord magnétique.

• La prospection géologique commence par subdiviser le permis en secteurs avant les travaux de terrain, puis par rechercher les affleurements à l’aide d’enquêtes auprès des villageois et de cartes ou photographies aériennes, en vérifiant que les matériaux signalés sont bien des affleurements rocheux.

Compléments

• Les quatre méthodes de prospection sont :

  • La prospection géophysique, qui met en évidence les discontinuités magmatiques et estime la forme
  • La prospection géologique ou au marteau, qui recherche les indices de minéralisation dans les formations géologiques
  • La prospection géochimique, qui recherche les anomalies dues à la concentration, à la combinaison
  • La prospection alluvionnaire ou minéralogique, qui sépare par lavage densimétrique les minéraux lourds des échantillons

• À la fin d’une mission de prospection, les anomalies soupçonnées sont classées par ordre de priorité et font l’objet d’investigations pendant la phase tactique.

• Le matériel de terrain comprend :

  • Le matériel de prise de notes
  • Le matériel de positionnement ou d’orientation
  • Le matériel de mesure
  • Le matériel de sécurité
  • Le matériel de prélèvement
  • Le matériel d’observation
  • Le matériel de conditionnement
  • Le matériel divers

• Les précautions d’utilisation de la boussole sont :

  • La calibrer selon la déclinaison magnétique de la zone
  • Retirer tout objet métallique
  • Se tenir à une hauteur convenable pour les mesures sur un affleurement basique ou ultrabasique
  • La placer horizontalement pour mesurer une direction
  • La placer verticalement pour mesurer un pendage ou un plongement

• En Afrique de l’Ouest, la déclinaison magnétique est comprise entre 5°W et 15°W.

• Le GPS est un instrument mondial de positionnement et de navigation fonctionnant grâce à des satellites émetteurs lancés sur orbite par les États-Unis, qui contrôlent seuls la précision de l’appareil.

• Les précisions indiquées pour les GPS Garmin sont : Garmin 84, ±100 m ; Garmin 75, ±50 m ; Garmin 45, ±25 m ; Garmin 24, ±10 m ; Garmin 12, ±5 m ; Garmin Etrex ou série Csx, ±3 m.

📌 Les cuirasses latéritiques sont à proscrire lors de la recherche d’affleurements pour la prospection au marteau.

📖 12. Description et cartographie des affleurements

★ À maîtriser

• La description d’un affleurement porte sur :

  • sa localisation
  • son mode
  • son extension
  • sa pétrographie
  • sa structurale

• L’échantillonnage d’un affleurement se fait après sa description, dans une partie saine ou peu altérée de la roche, et l’échantillon doit être représentatif de tout l’affleurement.

• La carte d’affleurements est réalisée en superposant un calque à la carte topographique utilisée pour reporter les données de terrain.

📌 Une esquisse géologique délimite approximativement les roches de même nature pétrographique regroupées, tandis qu’une carte géologique les délimite exactement à partir de mesures effectuées sur le terrain.

Compléments

• Les échantillons d’affleurement sont numérotés selon une séquence prédéfinie par le géologue, tenant compte du secteur et du nombre d’échantillons.

• La carte d’affleurements reporte : la position exacte des affleurements et leur nom symbolisé, les cours d’eau éventuels, les pistes ou les routes, les villages ou campements, les éléments structuraux mesurés sur les affleurements décrits

📖 13. Prospection géochimique et échantillons

★ À maîtriser

• Les échantillons prélevés sont : des échantillons de sol, des échantillons de roche, des échantillons d’alluvion, c’est-à-dire de sédiments des cours d’eau

• La préparation peut comprendre :

  • le concassage
  • le broyage
  • le débourbage
  • le séchage
  • le tamisage

• L’analyse d’un échantillon utilise des réactifs spécifiques pour isoler la substance utile des impuretés et effectue des dosages pour en déterminer la teneur.

Compléments

• La lithogéochimie analyse la roche saine, la pédogéochimie analyse le sol et la géochimie alluvionnaire analyse les alluvions, également désignées par le terme technique anglais « stream sediment ».

📖 14. Layonnage et grille de prospection

🔑 Notions clés & Définitions

• Layon : Sentier rectiligne d’environ un mètre de large, ouvert en brousse pour des travaux de recherche et permettant de quadriller une zone.

• Grille de prospection : Comprend un layon de base et des layons transverses, et se caractérise par une dimension et une maille.

★ À maîtriser

📌 Le layon de base est parallèle à la direction générale des formations ou structures géologiques en phase stratégique, ou à celle des anomalies soupçonnées en phase tactique, tandis que les layons transverses sont perpendiculaires au layon de base.

📌 Dans une grille de prospection, la distance entre deux layons transverses consécutifs doit toujours être supérieure au pas d’échantillonnage.

• En pédogéochimie, le prélèvement de sol résiduel se fait dans l’horizon B, environ 50 cm sous la couche humifère, et la masse prélevée est comprise entre 200 g et 500 g.

Compléments

• Dans l’exemple de grille, la dimension est de 2000 m × 1000 m et la maille est de 500 m × 250 m ; la première valeur de la maille correspond à l’écart entre layons transverses et la seconde au pas d’échantillonnage.

• La conception d’une grille prend en compte : le point origine, la direction générale des structures géologiques ou des anomalies soupçonnées, l’aire à couvrir, la maille et la dimension de la grille, les techniques d’ouverture des layons : chaînage, débroussaillage, piquetage et jalonnage

📐 Formule - Le nombre de layons transverses est calculé par $N_{LT}=\frac{L_{LB}}{D}+1$, où $L_{LB}$ est la longueur du layon de base et $D$ la distance entre deux layons transverses consécutifs.

• Les coordonnées d’un point de prélèvement peuvent être absolues, déterminées au GPS, ou arbitraires, établies dans un référentiel à partir de la numérotation du layon transverse et de la station de référence.

📐 Formule - Le nombre d’échantillons par layon transverse est calculé par $N_{échantillons/LT}=\frac{L_{LT}}{pas\ d’échantillonnage}$.

📐 Formule - Le nombre total d’échantillons est calculé par $N_{total}=N_{LT}\times N_{échantillons/LT}$.

📖 15. Prospection alluvionnaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Prospection alluvionnaire : Consiste à prélever des échantillons d’alluvions et à les séparer par lavage densimétrique pour en extraire les minerais lourds.
• Alluvions : Accumulations de sédiments dans les cours d’eau, généralement déposées dans les thalwegs.

★ À maîtriser

• Le granoclassement vertical des alluvions place à la base les rudites de diamètre supérieur à 2 mm, au-dessus les arénites de diamètre compris entre 0,2 mm et 2 mm, puis au sommet les lutites de diamètre inférieur à 0,2 mm.

• La zone des graviers dans les rudites est le niveau minéralisé présentant le plus grand intérêt pour la prospection alluvionnaire.

• Les zones d’intérêt pour rechercher les minerais lourds sont particulièrement les rives convexes des méandres, où l’alluvionnement est important, et les puits y sont implantés pour extraire les graviers destinés à la batée ou au sluice.

Compléments

• Les minerais lourds recherchés comprennent :

  • l’or
  • le diamant
  • la pyrite
  • la chalcopyrite
  • la wolframite
  • l’arsénopyrite

• Les dépôts alluvionnaires dépendent principalement de : la vitesse d’écoulement ou du débit du cours d’eau, la courbure du méandre, la pente du lit

📌 Au-delà d’un mètre de profondeur, les graviers ne sont plus considérés comme intéressants pour la prospection alluvionnaire.

💡 Astuce mémo

Dans les alluvions, les rudites lourdes se déposent sous les arénites, elles-mêmes sous les lutites.

📖 16. Contrôle tactique des anomalies

🔑 Notions clés & Définitions

• Phase tactique : Deuxième phase de l’exploration minière ; elle contrôle les points d’accrochage découverts et circonscrits en phase stratégique sur une aire plus réduite et vise à définir, sélectionner et hiérarchiser les cibles.

★ À maîtriser

• Une tranchée vise à intercepter, voire circonscrire, l’horizon minéralisé et à vérifier l’extension latérale et horizontale de la minéralisation.

• Un puits permet de déterminer l’évolution verticale et l’épaisseur de la minéralisation dans le profil d’altération.

Compléments

• La phase tactique comprend une étape de contrôle des indices ou anomalies, menée par des techniques au sol et des techniques approfondies, notamment le fonçage de tranchées et de puits.

• Les tranchées et les puits sont foncés sur les layons transverses, au point de prélèvement présentant le top d’anomalie, correspondant à une forte auréole de dispersion géochimique.

• Une tranchée est foncée en section rectangulaire, mesure 0,75 m de largeur et 2,10 m à 4,10 m de profondeur, et sa longueur varie selon la minéralisation.

• La représentation d’une tranchée est une coupe longitudinale qui conserve le parallélisme sur sa longueur et précise la face observée, ou regard, afin de déterminer son orientation.

• Les coordonnées d’une tranchée sont exprimées par X, le layon transverse où elle se trouve, Y, la distance entre le layon de base et son début suivie du domaine géologique, et Z, la distance entre le layon de base et sa fin suivie du domaine géologique.

💡 Astuce mémo

La tranchée vérifie l’extension latérale ; le puits vérifie l’évolution verticale.

📖 17. Sondages et échantillonnage

🔑 Notions clés & Définitions

• Phase ponctuelle : Dernière phase de l’exploration minière ; elle est la plus longue et la plus coûteuse, et aboutit à définir l’enveloppe de la minéralisation et à réaliser une première estimation économique du gisement.
• Sondage : Forage permettant d’apprécier l’évolution verticale de la minéralisation en grande profondeur et de déterminer la nature, l’épaisseur et la pente des couches du sol.
• Log de sondage : Représentation verticale de la succession des couches lithologiques en fonction de la profondeur, élaborée après examen pétrographique des carottes par passe d’échantillonnage.

★ À maîtriser

• La phase ponctuelle comprend une étape de reconnaissance du corps minéralisé par sondages, qui identifie notamment la nature pétrographique de la roche encaissante, puis une étape d’estimation des réserves du corps minéralisé.

📌 Le sondage RC, ou destructif, fournit des échantillons broyés ou sous forme de débris, tandis que le sondage DD, ou carotté, fournit des échantillons cylindriques appelés carottes.

Compléments

• Un sondage vise à recouper verticalement la minéralisation en profondeur, et son implantation est guidée par le pendage du corps minéralisé ; pour un pendage subvertical, l’angle d’inclinaison du sondage est de 45°.

• Avant d’implanter un sondage, il faut établir la carte des tranchées et corréler la minéralisation, lever la topographie des tranchées et en réaliser les coupes, relever direction et pendage, positionner le forage sur la carte, le reporter sur la coupe longitudinale et préparer son piquetage et sa plateforme.

• Les dents du trépan sont choisies selon la roche à forer : le diamant industriel est utilisé pour les roches saines compactes, les hammers pour la latérite et les blades pour les altérites.

• Les tiges métalliques de sondage citées sont BQ (36,5 mm), BQ3 (33,5 mm), NQ (47,6 mm), NQ3 (45,1 mm), HQ (63,5 mm) et HQ3 (61,1 mm).

• 🔄 Le sondage RC fonctionne ainsi : l’air est injecté dans la tige métallique, l’air ramollit la roche et facilite son broyage, la circulation inverse aspire les débris dans la tige, les débris sont recueillis dans des sachets ou sacs

• Lors du quartage d’échantillons RC, le premier lot est ensaché, numéroté et envoyé au laboratoire, le deuxième lot, de masse supérieure, est conservé comme témoin, et le troisième lot, de masse deux fois supérieure aux deux premiers, est décrit et tamisé pour examiner le refus à la loupe et laver le passant afin d’examiner le concentré.

• En sondage DD, de l’eau injectée refroidit la roche, puis le trépan rotatif la coupe en continu et permet de récupérer les carottes en surface.

• Les carottes DD sont rangées de gauche à droite en commençant par leur tête ; les passes sont séparées par des taquets portant leur longueur et la profondeur atteinte, et les caisses sont identifiées par le prospect, le numéro et l’année du sondage, le numéro de caisse, les côtes de début et de fin de passe et la profondeur du sondage.

• Après description, les carottes DD sont coupées en deux parties égales, dont une moitié est envoyée au laboratoire et l’autre est conservée comme témoin.

• La plateforme de sondage décrite pour les travaux de terrain mesure 8 m², soit 4 m × 2 m, et accueille la logistique de sondage.

• Le piquet indique :

  • le nom du prospect
  • la date et le numéro du sondage
  • l’orientation ou l’azimut du sondage
  • l’inclinaison du sondage
  • la profondeur du sondage

💡 Astuce mémo

RC : débris broyés ; DD : carottes cylindriques.

📖 18. Réserves et continuité minéralisée

🔑 Notions clés & Définitions

• Zone d’influence : Zone s’étendant jusqu’à mi-distance des trous voisins ou des lignes voisines situées immédiatement en amont et en aval ; l’échantillon prélevé y représente le gisement sur la surface conventionnelle autour du point de prélèvement.

★ À maîtriser

📐 Formule - Le volume du gravier est calculé par $V_g=S_g\times E_g$ et le volume du stérile par $V_s=S_s\times E_s$, où S désigne la surface et E l’épaisseur correspondantes.

📐 Formule - La teneur moyenne du gravier est calculée par $T_{mg}=\frac{\sum S_i e_i t_i}{\sum S_i e_i}$, où S est la surface, e l’épaisseur et t la teneur du gravier.

📐 Formule - Le tonnage du minerai est calculé par $T_m=v\times d$, où v est le volume du gisement et d sa densité.

📐 Formule - La quantité de substances utiles est calculée par $QSU=T_{mg}\times T_m=T_{mg}\times v\times d$.

Compléments

• Les méthodes citées sont :
  • la méthode des rectangles
  • la méthode des trapèzes
  • la méthode des zones
  • la méthode des courbes d’isoteneurs