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HAL Id: tel-01900948 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01900948 Submitted on 22 Oct 2018 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Etude métallogénique du district aurifère de Syama (Mali) : analyse comparative de gisements situés sur une même structure lithosphérique éburnéenne yollande Traoré To cite this version: yollande Traoré. Etude métallogénique du district aurifère de Syama (Mali) : analyse comparative de gisements situés sur une même structure lithosphérique éburnéenne. Minéralogie. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2017. Français. NNT : 2017TOU30087. tel-01900948 THÈSE En vue de l'obtention du DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE Délivré par l’Université Toulouse III – Paul Sabatier Discipline ou spécialité : Géologie et métallogénie JURY DR Michel Grégoire GET, UPS,Toulouse Examinateur Pr. Anne-Sylvie Andre-Mayer G2R, ENSG, Univ. Lorraine, Nancy Rapporteur MC Luc Barbanson ISTO, Orléans Rapporteur Pr. Didier Béziat GET, UPS,Toulouse Directeur de thése Pr. Mamadou Lamine Bouaré USTT Bamako Directeur de thése Dr Luc Siebenaller GET, UPS,Toulouse Invité Ecole doctorale : Sciences de l’Univers, de l’Envirronnement et de L’Espace (SDU2E) Unité de recherche : Géosciences Environnement Toulouse (GET) Directeur(s) de Thèse : Didier Beziat (directeur de thèse), Mamadou Lamine Bouaré (co-directeur de thèse) Présentée et soutenue par Dasso Yollande TRAORE Le 23 Juin 2017 Titre : Etude métallogénique du district aurifère de Syama (Mali): analyse comparative de gisements situés sur une même structure lithosphérique éburnéenne. THÈSE En vue de l’obtention du DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE Délivré par : Université Toulouse 3 Paul Sabatier (UT3 Paul Sabatier) Cotutelle internationale avec : Université des Sciences, des Techniques et des Technologies de Bamako (USTTB) Présentée et soutenue par : Dasso Yollande TRAORE Le : 23 Juin 2017 Titre : Etude métallogénique du district aurifère de Syama (Mali): analyse comparative de gisements situés sur une même structure lithosphérique éburnéenne. École doctorale et discipline ou spécialité : ED SDU2E : Sciences de la Terre et des Planètes Solides Unité de recherche : Géosciences Environnement Toulouse (UMR CNRS-IRD-CNES 5563) Directeur (s) de Thèse : Didier Béziat : Professeur à l’Université Paul Sabatier Mamadou Lamine Bouaré : Professeur à l’Université des Sciences, des Techniques et des Technologies de Bamako Rapporteurs : Anne-Sylvie André-Mayer : Rapporteur (Professeur à l’Université de Lorraine) Luc Barbanson : Rapporteur (Maître de Conférences à l’Université d’Orléans) Autres (s) membre (s) du jury : Michel Grégoire : Président du jury (Directeur de Recherche CNRS) Luc Siebenaller : Invité (ONG-D « Le Soleil dans la Main » asbl, 48, Duerfstrooss, L-9696 Winseler, Luxembourg) ii iii Remerciements Cette thèse a été un travail de longue haleine. Je n’y suis pas arrivée toute seule ! Je tiens à remercier toutes les personnes qui ont été impliquées de près ou de loin à sa réalisation. Je remercie tout d’abord mes Directeurs de thèse : Mark Jessell avec qui j’ai commencé cette thèse et qui a bien voulu me donner ma chance. Ensuite, je dis un grand merci au Pr Didier Béziat qui m’a dirigé jusqu’à la fin de la thèse, merci aussi à toute l’équipe de Métallogénie du Get : Stefano Salvi, Guillaume et Loïs. J’exprime ma gratitude à Pierre Debat pour les corrections et les conseils pertinents qu’il a apporté à ce document. Merci à toi Luc pour ta disponibilité ; merci au Pr Mamadou Lamine Bouaré. Je voudrais aussi remercier Jérome Ganne, Lenka Baratoux, Clare Desplats. Je suis reconnaissante envers le programme de formation des Formations pour leur appui financier et aussi au programme Waxi à travers Resolute Mining pour les facilités d’accès à la mine de Syama. J’en profite pour dire un grand merci à tous les ingénieurs géologues, techniciens, manœuvres et chauffeurs, et à tous les travailleurs de la mine qui m’ont aidé sur le terrain. Durant mes séjours au GET j’ai sollicité de nombreuses personnes: je voudrais ici dire merci à Philippe, Sophie, Thierry, Jean François, Anne-Marie et Christiane des services Microsonde, MEB, Atelier lames minces et Infographie. Merci à tous les amis qui ont rendu agréable mon séjour toulousain : Chi, Yu, Lan, Cuong, Balla, N’tji, Ouodiouma, Mamadou, Caroline, Erwan et Bénédicte, Maria Francesca, Yuan, Kinan, Pascal, Bérenger. Je remercie mes collègues de la FST particulièrement ceux du Département des Sciences de la Terre pour leur encouragement. Merci à mes amies et complices de tous les jours : Koro, Bintou, Aminatou. Enfin un grand merci à ma famille particulièrement à mes parents, à Charles et Sylvie qui se sont occupés de ma fille Maria Catherine durant mes absences. Merci à toi mon époux André pour ta patience et ton appui moral. iv v Résumé Cette thèse correspond à une étude comparative détaillée de trois gisements aurifères birimiens (~ 2 Ga) du craton ouest africain (Syama, Tabakoroni et Tellem), situés sur la ceinture de Bagoé au Mali. Cette dernière se présente comme un dispositif linéaire orienté NS. Elle est formée par des séries volcaniques tholéiitiques (basaltes) et calco-alcalines (andésites-dacites, lamprophyres, microgranite), des séries sédimentaires (argilites, microgrès et conglomérat) et volcano-sédimentaires. Ces formations sont affectées par une intense schistosité à fort pendage ouest associée à un métamorphisme de faciès schistes verts et par de grands accidents méridiens équivalents des grands accidents NS à NNE-SSW se développant parfois sur des centaines de km à travers le COA et interprétés comme des accidents transpressifs (Feybesse et al., 2006 et autres). La ceinture de Bagoé présente donc toutes les caractéristiques des ceintures au sein desquelles se développent un certain nombre de gisements aurifères du COA. L’étude structurale montre que les grands accidents rejouent au cours de l’orogenèse éburnéenne, les déformations évoluant dans le temps d’un régime ductile (mylonitisation synmétamorphique) à un régime ductile-fragile puis fragile (bréchification, formation d’une série de veines d’épaisseur millimétrique à centimétrique). Ces veines se recoupent mutuellement; elles ne sont pas orientées et sont donc la résultante d’un aplatissement pur sans direction privilégiée d’étirement lié à un raccourcissement régional ESE-WNW. La minéralisation se concentre dans les roches où les structures de déformation fragile sont les plus développées (basaltes et métasédiments bréchifiés, microgranite à Tellem) et se développe préférentiellement en bordure des veines. Les sulfures majeurs (pyrite à Syama et pyrite + arsénopyrite à Tabakoroni et Tellem) sont zonés avec : i) un cœur arsénifère riche en inclusions d’albite, d’ankérite et de rutile (accessoirement pyrrhotite); ii) une bordure limpide, globalement moins arsénifère que le coeur mais présentant une fine zonation avec des alternances de zones riches en As et de zones pauvres en As. Le cœur correspondrait à une première génération de cristallisation et la bordure à une surcroissance unique ou complexe. L’or se présente sous forme d’or invisible inclus dans le réseau cristallin des sulfures, de petits grains individualisés en inclusion dans les sulfures, souvent accompagnés de sulfoantimoniures, notamment la tétraédrite et la chalcostibite, et d’or libre associé au quartz. Les pyrites arsénifères et les arsénopyrites des gisements de la ceinture de Bagoé sont parmi les plus riches en or invisible de tous les gisements d’or de l’Afrique de l’Ouest et tout à fait comparables à ceux de la ceinture d’Ashanti au Ghana (Oberthür et al., 1997b). vi La relation entre séquences de structures et séquences de minéralisation permet d’envisager un modèle de dépôt et d’évolution de la minéralisation décalé du modèle de « fault-valve » proposé par Sibson et Scott (1998). Les conditions thermiques de la minéralisation estimées à partir des données sur les inclusions fluides (Syama) couplées avec la composition des arsénopyrites (Tabakoroni et Tellem) font apparaître des températures de cristallisation plus faibles à Syama (~ 250°C) qu’à Tabakoroni (270-300°C) et surtout qu’à Tellem (310-380°C). Ces différences peuvent expliquer la présence unique de pyrite et l’abondance des sulfoantimoniures à Syama. Elles sont possiblement en relation avec le niveau de mise en place de la minéralisation celui-ci étant plus profond à Tellem et Tabakoroni qu’à Syama. Les gisements de la ceinture de Bagoé diffèrent des gisements de la partie occidentale du Mali (Yatéla – Sadiola, Loulo, Kalana et Morila) qui affleurent au sein de séries essentiellement métasédimentaires. Cette différence de nature lithologique se retrouve dans la composition des pyrites qui se démarquent des pyrites des autres gisements sud-maliens. Mots-clés: Paléoprotérozoique, Mali, Or orogénique, Craton Ouest Africain, Pyrite, Arsénopyrite vii Abstract This thesis presents a comparative study of the Syama, Tabakoroni and Tellem gold deposits, located in the N-S trending Bagoé greenstone belt of Mali. Such belts are common in the West African Craton (WAC) and are often host to gold deposits. The sedimentary basins of Ngopoléné of Sikoro bound the Bagoé belt to the East and West, respectively. Main rock units include volcanic tholeiitic (basalt) and calco-alkaline (andesite-dacite) volcanic series, spessartite-type lamprophyres, sedimentary (argillites, micro- and conglomerate) and volcano- sedimentary layers. During the Eburnian orogeny, all formations were affected uploads/Geographie/ 2017-tou30087-b.pdf