SIG» DES Liées UC volcanisme MIOCENE DE TIFRAOUINE

CARTOGRAPHIE ET ANALYSE SPATIALE SOUS « SIG » DES
MINERALISATIONS LIEES AU VOLCANISME MIOCENE DE
TIFRAOUINE (ALGERIE NORD-OCCIDENTALE)
(Ould Taleb Zohra-Ouibrahim1, BenaliHanafi2Belmouhoub Abdelkader3et Medini Said4)
1 Laboratoire de Ressources Minérales et Energétiques, FHC, Université M’Hamed Bougara
de Boumerdès, 35000Algérie. E. mail : [email protected]
2 LMMA, Université des sciences et de la technologie Houari Boumediene USTHB Alger
3 Université Abou Bekr Belkaid Tlemcen
4 Université d'Oran Es-Sénia
Résumé
Le massif magmatique tertiaire de Tifraouine se situe dans le partie ouest de la zone externe
du domaine tello-rifain des Maghrébides qui forme la portion africaine de la chaîne alpine. Il
est constitué de deux assises volcaniques ; la première, basale, est formée par une alternance
d’andésites à amphibole et biotite et des pyroclastites andésitiques, alors que la seconde, au
sommet, est constituée par des andésites à pyroxène.
La minéralisation polymétallique principale est de type veinulée, elle est encaissée
essentiellement dans les andésites à pyroxènes affectées par une forte carbonatation.
Toutes ces roches et leurs minéralisations associées ont fait l'objet de plusieurs études
(Belmouhoub, 2004; Benali, 2007 ; Medini, 2010 et ORGM, 1989-1992-1994-2000). Les
données recueillies sont stockées et gérées par un SIG sous forme d’une base de données.
La base de données de Tifraouine présenté dans cette étude est un travail de regroupement des
objets géoréférencés (géodatabase) avec leurs attributs. La vue donne l’aspect graphique, la
table d’attributs l’aspect descriptif ; le Système d’Information Géographique «SIG» relie
l’aspect graphique à l’aspect descriptif. L’aspect graphique de la base de données élaborée
correspond à la carte géologique interactive de Tifraouine (Ould Taleb-Ouibrahim, 2013);
l’aspect descriptif correspond aux données géochimiques et lithologiques des sondages.
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L’analyse des teneurs géochimiques permet la réalisation des cartes thématiques de plomb,
zinc, cuivre, or et argent de Tifraouine, celle-ci montrent la nature de leur distribution. Elle
permet d’une part, la mise en évidence des métallotectes structuraux tels que les failles
régionales NW-SE et les caldeiras, et d’autre part, l’existence d’une zonalité géochimique du
zinc dans la partie centrale et du cuivre dans la partie Nord du volcan de Tifraouine.
Mots clés: Tifraouine, Nord algérien, volcanisme miocène, minéralisation, GIS, base de
données
Géologie
Le massif volcanique de Tifraouine se situe à une quarantaine de Kilomètres au Sud Ouest de
la ville d’Oran, et à 35 Kms environ au Nord Est d’Ain Temouchent. Il se localise dans le
complexe structural essentiellement allochtone et appartient à la zone tello rifaine du domaine
externe des Maghrébides (Fig.1).
Fig.1: Esquisse structurale du Nord algérien (réalisé à partir de Ciszak 1993).
L’ensemble allochtones est constitué d’un socle paléozoïque et/ou mésozoïque surmonté en
discordance par une couverture néogène (P. Guardia, 1975; M. Megartsi, 1985; R.Ciszak,
1993).
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Fig.2: Carte géologique simplifiée du Sahel d’Oran (réalisée à partir de la carte de Guardia, 1975).
Le socle paléozoïque est représenté par le horst du Dj. El Akhal, qui occupe la portion NordEst du secteur d’étude (Fig.2). Ces formations plus anciennes affleurent en fenêtre, au sein des
formations miocènes post-nappes. Elles dessinent un horst à cœur dévonien, orienté N60-70°
et affecté par des failles transversales de direction N140-160°. Les formations magmatiques
miocènes se localisent sur le prolongement occidental du horst du Dj. El Akhal. Elles se
développent sur une grande superficie et composent le massif volcanique de Tifraouine.
Postérieurement à sa formation, le volcan de Tifraouine a été affecté par une série d’accidents
tectoniques lui donnant une structure circulaire en caldeiras. Dans l’ensemble, le volcan est
constitué de deux structures circulaires emboîtées: une structure externe de 9Km de diamètre
renfermant un indice à Cu-Au de Dj Touila et une structure interne de 2.5-3Km de diamètre
renfermant un autre indice à Cu de Oued Chadia.
Les roches éruptives qui recoupent en s’épanchant sur les terrains du premier cycle postnappe sont représentées par des andésites (70%), rhyolites (20%) et des dacites (10%) mises
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en place au cours de la phase tortonienne Elles apparaissent sous forme de coulées, de
pyroclastites ainsi que de corps subvolcaniques (Benali, 2007).
Elles sont constituées par deux assises volcaniques: l’une à la base formée par une alternance
d’andésites à amphibole et pyroclastites andésitiques, la seconde assise est constituée par des
andésites à pyroxènes. Elles sont souvent affectées par des altérations hydrothermales qui
consistent en une séricitisation, silicification, carbonatation, ainsi qu’une argilisation (H.
Benali, 2007).
- La séricitisation est l’altération rencontrée dans les parties profondes des sondages. Elle est
souvent accompagnée par la formation de biotite hydrothermale et parfois de chlorite. Les
séricites se développent au dépend des plagioclases qui sont totalement ou partiellement
remplacés.
- La silicification se traduit par l’augmentation de la proportion du quartz secondaire et affecte
tous les niveaux des sondages. Elle se manifeste aussi par la formation du quartz
microgranulaire qui remplit les veinules associées à la calcite
- La carbonatation affecte tous les niveaux des sondages, elle se manifeste sous plusieurs
formes : i) une calcite microsparitique produit d’altération de plagioclases ; ii) une calcite
sparitique rencontrée dans les veinules et qui accompagne souvent le quartz et la
minéralisation ; iii) Une calcite/ankérite sous forme de rhomboèdres.
- L’argilisation est l’altération la plus superficielle, elle se manifeste par l’altération des
plagioclases. Macroscopiquement, elle présente un aspect pulvérulent de kaolinite et au
microscope en amas cryptocristallins.
La minéralisation est présente dans les parties riches en carbonates, elle est encaissée dans les
andésites à pyroxènes et partiellement dans les dacites (A. Belmouhoub, 2004 ; Kolli et al.
2005 ; H. Benali, 2007). Elle apparaît sous trois types morphologiques principaux : disséminé,
bréchique avec un aspect massif et en veinules sécantes.
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L’association minérale est à dominante de chalcopyrite, de pyrite et de magnétite avec
occasionnellement de l’or natif et présence de galène et de sphalérite. Cette association
englobe en fait deux paragenèses distinctes (O. Kolli & al. 2005): la première paragenèse
moins fréquente, se présente sous forme de dissémination et de petits niveaux d’amas massifs
bréchifiés. Elle est composée de magnétite, oligiste, pyrrhotite, pyrite chalcopyrite. Elle
correspond probablement au type amas sulfuré. La deuxième paragenèse, plus importante, est
composée de pyrite, chalcopyrite, marcasite, melnicovite, sphalérite, galène, est associée à
une fissuration hydrothermale minéralisée de type épithermal (Benali, 2007).
Les composantes d’un SIG
L'information géographique possède une double composante:
1. Une composante graphique: elle présente la forme et la localisation de l’objet, sous forme
graphique (Fig. 3).
2. Une composante attributaire : elle désigne les caractéristiques qualitatives et quantitatives
de l’objet localisé.
Les données sont stockées et gérées sous forme de table d’attributs. La géométrie de ces
entités est figurée dans la colonne « SHAPE »; chaque ligne horizontale correspond à une
entité et la colonne « OBJECT » correspond à l’identifiant qui sert de lien entre les données
graphiques et les donnée alphanumériques.
Fig. 3: Présentation des composantes graphique et attributaire du SIG.
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La référence géographique
Pour que les couches soient superposables, il faut qu’elles aient une même référence
géographique. Pour le gisement de Tifraouine, cette référence spatiale correspond à celle de la
région de l’Ouest algérien « NORD SAHARA 1959 UTM Zone 30» (Z. Ould TalebOuibrahim, 2013).
Structure de la géodatabase de Tifraouine
Le type de base de données utilisé correspond à la géodatabase personnelle d’ArcGis 9.3. La
géodatabase de Tifraouine contient un jeu de classes d’entités ou dataset, des classes d’entités,
des classes d’objets et un fichier Raster. Tous ces éléments sont créés, importés et stockés
dans l’interface « ArcCatalog ».
•
La géodatabase : Avant de créer la géodatabase, nous allons nous connecter au dossier
qui l’accueillera. On clique droit sur la nouvelle connexion puis on choisit dans le menu
contextuel «New» puis « personnel Géodatabase». La base de données est créée
automatiquement avec l’extension « mdb» qui signifie métadatabase.
•
Jeux de classes d’entités (Dataset) : regroupe des classes hétérogènes d’entités ayant une
même référence spatiale et des tables d’attributs différentes. Les principales étapes de
création d’une « Dataset » sont :
-
Création de la Dataset dans la géodatabase.
-
Détermination de sa référence spatiale.
•
Classe d’entités ou couche : c’est un ensemble d’entités ayant un même type de
géométrie et une même table d’attributs. Les différentes étapes de création d’une classe
d’entités sont:
-
Création de la nouvelle classe d’entités dans la Dataset.
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-
Sélection de son type de géométrie. Le type polygone correspond aux formations
géologiques, le type polyligne aux failles, limites littorales et oueds et le type point aux
sondages de Tifraouine.
-
Détermination des champs de la table d’attributs.
•
Les classes d’objets (tables) : elles sont importées dans la géodatabase à partir des
fichiers de format « xls ». Elles se caractérisent par un ensemble de champs qui correspondent
aux données lithologiques et géochimiques des sondages lesquels seront joints à la table
d’attributs de la couche des sondages par l’option de « Jointure ».
•
Le fichier Raster : c’est l’image scannée de la carte géologique JPG de Tifraouine au
1/10 000, sur laquelle les différentes classes d’entités sont éditées.
Le fichier Raster contient des symboles, des annotations et des toponymes qui aident à
identifier les objets (entités). L'intégration de ces objets dans le SIG nécessite de disposer des
points de calage qui permettront d'établir une relation entre le repère de la carte et le repère de
travail du SIG. Pour cette raison, on lui donne la même référence spatiale que la Dataset.
A la fin de la création des différents éléments composant la géodatabase de Tifraouine, sa
structure finale se présente comme suit (fig. 4) :
Fig.4: Structure finale de la géodatabase deTifraouine.
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• Edition des classes d’entités de la géodatabase
L’Edition de toute les classe d’entités est effectuée dans l’interface « ArcMap » ; elle est
réalisée par les étapes suivantes:
-
Ajout du fichier raster qui comporte les entité à éditer.
-
Ajout de la classe d’entités à éditer.
-
Zoom sur les entités à éditer.
-
Démarrage de l’édition à l’échelle 1/1000 en utilisant l’option « Editor ».
1. Edition des classes d’entités de type « Polygone et polylignes »
Les attributs des entités polygones sont introduits dans la table d’attributs de leur couche au
fur et à mesure de leur édition; ils représentent la nature et l’âge des formations géologiques.
Les classes d’entités polylignes ne possèdent pas d’attributs ; celle des oueds possède une
table avec un seul champ qui correspond à leurs noms.
2. Edition des classes d’entités de type « Point »
Les classes d’entités de type point correspond aux couches des sondages deTifraouine dont les
attributs correspondent respectivement aux coordonnées XY, aux données géochimiques et
lithologiques et aux moyennes de Pb, Zn, Cu, Au et Ag des sondages. Les entités de type
points sont éditées par l’option « Tools /Add XY Data ».
3. Jointures des classes d’entités de type point
Les jointures permettent d’obtenir la liaison entre les entités et leurs attributs. Elles sont
réalisées pour les classes d’entités dont le nombre de champs est supérieur à 20. Dans la
géodatabase deTifraouine, seule la couche des données géochimiques des sondages possède
une jointure. Elle présente une table d’attributs ayant soixantaine de champs relatifs aux
intervalles échantillonnés. Les étapes de réalisation des jointures sont les suivantes :
-
Ajout de la feuille xls relative aux coordonnées géographiques XY des sondages.
-
Edition de la couche des coordonnées XY des sondages par l’option « Tools XY Data ».
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-
Ajout de la feuil xlsx des données géochimiques des sondages.
-
Jointure des données géochimiques par l’option « Joins and Relates » à la table d’attributs
de la couche « XY des sondages » éditées.
La présentation des différentes tables d’attributs des couches de sondages est la suivante :
Fig.5:Tables d’attributs des sondages deTifraouine.
A la fin d’édition des différentes classes d’entités, la base de données de Tifraouine montre
l’aspect graphique suivant (fig.6) :
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Fig. 6 : Aspect graphique de la géodatabase de Tifraouine
L’analyse thématique
L’analyse thématique est effectuée en fonction des moyennes des teneurs de Pb-Zn-Cu-Au et
Ag des sondages deTifraouine. Elles est réalisée en trois étapes :
1. Calcul des moyennes géochimiques de Pb-Zn-Cu en % et, Au-Ag en g/t, pour chaque
sondage deTifraouine.
2. Edition des couches relatives à la distribution des teneurs de Pb-Zn-Cu-Au-Ag, par
l’option « Tools / XY Data».
3. Symbologie des différentes teneurs par l’option « Graduated symbol».
L’aspect graphique des couches éditées est représenté par les cartes thématiques des
figures 7, 8, 9, 10, et 11.
Fig. 7 : Distribution des teneurs de plomb de Tifraouine.
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Fig. 8 : Distribution des teneurs de zinc de Tifraouine.
Fig. 9 : Distribution des teneurs de cuivre de Tifraouine.
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Fig. 10 : Distribution des teneurs d'argent de Tifraouine.
Fig. 11 : Distribution des teneurs de l'or de Tifraouine.
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Interprétation de l’analyse thématique
Les cartes thématique de Tifraouine montrent la répartition des teneurs géochimiques de PbZn-Cu-Au et Ag contrôlées par les failles N140°- 160°. Ces dernières présentent une direction
où se sont produits les principaux épanchements volcaniques et se sont mis en place les
indices de Touila et de Chadia (H. Benali, 2007).
A. Partie centrale du massif
1. Le sondage CH-6 situé à l’intersection des failles N140°- 160° et des failles transversales
présentent les teneurs les plus élevées de plomb, de zinc et de cuivre (Fig. :7, 8 et 9).
2. Les teneurs de plomb et de zinc sont les plus élevées du massif et présentent des teneurs
irrégulières. On en déduit donc, une répartition zonale de plomb et de zinc.
3. Les teneurs d’or et d’argent sont absentes (Fig. 10 et 11).
4.
Le sondage S17 placé à l’extérieur de la caldeira et les sondages S7,S8,CH-4,CH-5, S38
et S25 se trouvant loin des failles N140°- 160° sont stériles (Fig. :7, 8 et 9). Ils montrent
que les caldeiras et les failles régionales N140° sont des excellents guides de prospection.
B. Partie Nord du massif (indice Chadia)
1. Les teneurs de plomb sont très variables ; d’une part, les faibles teneurs de plomb
comprises entre 0,032% - 0,24% tels que S28, S1 et S3se trouvent à l’Ouest de la faille
régionale ; d’autre part, les très faibles teneurs comprises entre 0,002% - 0,032% se
répartissent régulièrement de part et d’autre de cette faille(Fig.7).Il existe donc deux
générations de plomb à faible teneurs. La première à faibles teneurs et la deuxième à très
faible teneurs.
2. Le zinc présente les plus faibles teneurs comprises entre 0,0045% et 0,014% qui se
répartissent régulièrement de part et d’autre des failles régionales N140° (Fig.8). Le zinc
est donc postérieur à la fracturation
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3. Les teneurs de cuivre sont très variables. D’une part, les teneurs élevées (0,1% à 0,56%)
se répartissent régulièrement de part et d’autres des failles régionales N140° telles que
S23-S28-S10-S11 et S20; d’autre part, les plus faibles teneurs (0,0065% à 0,034%) tels
que S5, et S13, se localisent à l’Est de la faille N140°, alors que les teneurs les plus
élevées S24 et S26 ( 0,56% à 1,42%) se trouvent à l’Ouest de ces failles (Fig.9). Il existe
donc deux générations de cuivre à teneurs élevées.
4. Les teneurs d’or et l’argent se répartissent régulièrement de part et d’autre de la
fracturation majeure. Néanmoins, les teneurs de l’or sont plus fréquentes que celles de
l’argent (Fig.10 et 11).
En conclusion, l’analyse thématiques montre que les teneurs de Pb-Zn-Cu-Au-Ag,
présentent deux phases de dépôt séparées par une fracturation majeure N140°-160° .
- La première phase correspond au dépôt des teneurs élevées de plomb, de zinc et de cuivre
dans la partie centrale, et de faibles teneurs de plomb dans la partie Nord; elle correspondrait
au type amas sulfurés synvolcaniques (Benali, 2007).
- La deuxième phase se distingue dans la partie Nord par les teneurs élevées de cuivre et or
accompagnées d’argent, ainsi que par des faibles teneurs de plomb et de zinc ; elle
correspondrait au type filons post-volcaniques épithermal (Benali, 2007) .
Références
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l’Algérie: Typologie, pétrologie, cadre géodynamique, et implications métallogéniques. Thèse
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15
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l’Oranie Nord Occidentale. Relations structurales et paléogéographiques entre le Rif externe,
le Tell et L’avant-pays atlasique. Thèse Sc. Univ. Nice, 286 p
Kolli O., Belmouhoub A. & Benali H., 2005. Caractérisation minéralogique et texturale de la
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Ouest algérien). 1st International Conference on the Geology of the Tethys, Cairo University,
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Louni-Hacini, A., 2002. La transition du magmatisme calco-alcalin au magmatisme alcalin
dans l’Oranie (Algérie nord occidentale). Thèse Doct. Etat, U. S. T. H. B., Alger. 210 P
Megartsi, M., 1985. Le volcanisme Mio-Plio-quaternaire de l’Oranie nord occidentale. Thèse
de Doct. Etat, Univ. Alger, 296 P
Ould Taleb-Ouibrahim, Z. 2013. Elaboration et analyse des bases de données sous SIG des
minéralisations polymétalliques liées au volcanisme miocène du Nord-Ouest algérien
(M’Sirda et Tifraouine). Thèse Doct. Es Sc. UMBB. , Boumerdes (Algérie). 150P.
Ould Taleb-Ouibrahim Z .; Benali H. ; Medini S. & Belmouhoub A. (2013). Developing a
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M’Sirda volcanic province, Northwest Algeria. Arabian Journal of Geosciences. ISSN 18667511.Volume 7. Number 6
Rapports internes ORGM
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liés au volcanisme du Nord Ouest algérien .
Belmouhoub, A; et Titov, E., 1995. Projet d’inventaire régional des polymétaux liés au
volcanisme du littoral Oranais ; 7P
Strzelecki, R., 1989. Rapport sur les résultats des travaux de prospection des polymétaux
associés au volcanisme dans le Nord-Ouest Algérien (Région de M’Sirda) ; 6Planches, 43P
Titov, E., 1992. Rapport final sur les résultats des travaux de prospection des polymétaux
associés au volcanisme, effectués dans le massif de M’Sirda Nord Ouest algérien ; 7Planches,
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