contribution A l’étuDe litholoGique sédimentologique et géochimique des facies phosphates

Contribution A l’étuDe litholoGique sédimentologique et géochimique des facies phosphates

CADRE GEOGRAPHIQUE DU GISEMENT DE TAÏBA ET METHODOLOGIE D’ETUDE

Le gisement de phosphate de Taïba se trouve à environ 80 km au Nord-est de Dakar. Il est localisé aux confins du plateau de Thiès et du grand erg du Cayor entre 15°15’10’’ de latitude Nord et 16°45’17’’de longitude Ouest (figure 1) Ce site présente un modelé dunaire globalement orienté Sud-ouest (CISSE O., 1996) Cette morphologie dunaire devient plus accidentée à l’approche des dunes littorales, au contact desquelles, les dépressions inter dunaires (Niayes) sont inondées par les émergences de la nappe phréatiques quasi annuelle. Le climat de la région est de type sahélien comprenant une saison sèche allant d’octobre au mois de juin et une saison des pluies de juillet au mois de septembre. Cependant, le littoral exerce une influence sur ce climat dans le secteur Nord-ouest de la zone. La température varie entre 19°C en janvier et 35°C en août. Le couvert végétal est steppique avec une flore ligneuse constituée de quelques acacias, baobabs, cocotiers, agrumes et cultures maraîchères UCAD ICS Département de Géologie Industries Chimiques du Sénégal 7 Mémoire DEA Géosciences Oumar SENE Environnements Sédimentaires Figure 1 : Situation géographique du gisement de Taïba (Flicoteaux, 1982) I.1 Géologie régionale Le gisement de Taïba fait partie du bassin sédimentaire Sénégalo-mauritanien (Figure 2). Etroit dans sa partie septentrionale, il s’élargit dans sa moitié méridionale pour atteindre 560 Km entre Dakar et Bakel (PANNATIER, 1995). Le bassin est limité :  A l’Est, par le socle granitique précambrien de la dorsale de Reguibat et les sédiments métamorphisés et plissés d’âge Infracambrien à Paléozoïque de la chaîne des mauritanides ;  A l’Ouest, le bassin s’ouvre sur l’océan atlantique ;  Au Nord, par Nouadhibou ;  Au Sud, il se raccorde au bassin d’Aïun Tarfaya. Le bassin est constitué par des sédiments mésozoïques et cénozoïques transgressifs. A l’Est, il repose en discordance sur le socle de la dorsale de Réguibat et sur les sédiments de la chaîne des Mauritanides. A l’Ouest, il présente un remplissage sédimentaire qui atteint 7000 mètres d’épaisseur dans la région de Dakar. La quasi totalité de ces sédiments marins sont recouverts par le Mio-Pliocène détritique appelé « continental terminal » (PANNATIER, 1995) à l’exception : i. des dômes tectoniques tel celui de Ndiass entre Dakar et Thiès (à l’Ouest), ii. de la bordure orientale du bassin en Guinée Bissau, iii. le long de la vallée du fleuve Sénégal. Ces domaines sont constitués de sédiments du Crétacé supérieur et du Paléogène par qui sont recouverts par le quaternaire marin lacustre ou fluviatile et les ergs sableux anciens et actuels (FLICOTEAUX, 1982). La marge continentale atlantique allant du Maroc à l’Angola à été le siège d’importants dépôts phosphatés, datés crétacé supérieur et éocène excepté la couverture sableuse d’âge quaternaire. La carte de synthèse stratigraphique du bassin permet de distinguer :  Un premier ensemble constitué par les grès et argiles campaniens et maestrichtiens du dôme de Ndiass. Il constitue une zone charnière entre un domaine oriental relativement stable et un domaine occidental plus subsidiant du fait des jeux de failles (TESSIER, 1954).  Un deuxième ensemble composé de calcaires, marnes et des argiles paléocènes, éocènes et oligocènes (PANNATIER, 1995). UCAD ICS Département de Géologie Industries Chimiques du Sénégal 8 Mémoire DEA Géosciences Oumar SENE Environnements Sédimentaires  Un troisième ensemble constitué par les phosphates de chaux de l’éocène inférieur et moyen (BRANCART et FLICOTEAUX, 1971) ; des phosphates d’alumine au niveau de Lam Lam (FLICOTEAUX, 1982) et par des grès de l’oligocène à miocène (TESSIER, 1954). La tectonique du bassin est très calme. Les formations y ont, en général, un pendage vers l’Ouest. Ainsi, seule la partie la plus occidentale a été affectée par des phénomènes tectoniques auxquels s’est associée une activité volcanique localisée le long des failles d’orientation Nord-est Sud-ouest. UCAD ICS Département de Géologie Industries Chimiques du Sénégal 9 Mémoire DEA Géosciences Oumar SENE Environnements Sédimentaires Figure 2 : Emplacement du gisement de Taïba dans le bassin sénégalo-mauritanien (Flicoteaux, 1992) UCAD ICS Département de Géologie Industries Chimiques du Sénégal 10 Mémoire DEA Géosciences Oumar SENE Environnements Sédimentaires Figure 3 . Esquisse tectonique de la région de Dakar et Thiès (BRGM,1984) C’est au Miocène qu’a eu lieu le premier épisode volcanique. Il est basaltique et s’est manifesté par des épanchements de laves à Dakar et des intrusions à Thiès. Cet épisode porte le nom de « volcanisme du Cap Manuel » ou « volcanisme de Diack » (FLICOTEAUX, 1982)1992) Un second épisode volcanique est connu au Quaternaire localisé dans la ville de Dakar. C’est « le volcanisme des Mamelles » de composition doléritique et basaltique La fracture majeure du bassin présente une orientation Nord, 20° Est qui correspond à l’alignement des intrusions volcaniques du Miocène. Le gîte de Taïba est situé au Nord-Ouest du dôme de Ndiass sur lequel il s’appuie (Figure 4) UCAD ICS Département de Géologie Industries Chimiques du Sénégal 11 Mémoire DEA Géosciences Oumar SENE Environnements Sédimentaires Il est caractérisé par un fossé d’effondrement le long d’une « gouttière synclinale » dissymétrique d’axe sud-ouest nord-est. Celle-ci est limitée par des cassures ayant permis la mise en place d’intrusions basaltiques et d’épanchements phréatiques de tufs (Figure 4) La gouttière recoupe le gisement de Ndomor Diop et sépare la zone de Keur Mor Fall, au Nord, de celle de Tobène au Sud. Le gîte présente une structure en auréole. Le cœur carbonaté est entouré d’une bande phosphatée elle-même ceinturée par une zone argilo-sableuse (PANNATIER, 1995). Figure 4 : Synthèse cartographique des données géologiques de l’Ouest du Sénégal. La couverture sableuse a été ignorée. (Modifié par Pannatier, 1995) UCAD ICS Département de Géologie Industries Chimiques du Sénégal 12 Mémoire DEA Géosciences Oumar SENE Environnements Sédimentaires Figure 5 : Carte structurale du gîte de Taïba : cotes du toit de la formation phosphatée (Pannatier, 1995) I.2 Synthèse des travaux réalisés sur le gisement de Taïba Le gîte de Taïba, découvert en 1948 par le Bureau Minier de la France d’Outre Mer (BUMIFOM), occupe une vaste zone triangulaire de 25km de long sur 10km de large. Il est subdivisé en trois secteurs (figure 7) :  Ndomor Diop (4,8km2 ) exploité de 1960 à 1980 ;  Keur Mor Fall (6,3km2 ) exploité de 1960 à 2003 ;  Tobène qui est en cours d’exploitation depuis 2003 dans sa partie occidentale. Ainsi, ce site a fait l’objet de plusieurs travaux de recherches menés par le B.R.G.M. (Bureau de Recherche Géologique et Minière), des géologues universitaires. Ils ont proposé des synthèses aussi bien lithostratigraphiques, biostratigraphiques, géochimiques que paléoenvirronnementales. UCAD ICS Département de Géologie Industries Chimiques du Sénégal 13 Mémoire DEA Géosciences Oumar SENE Environnements Sédimentaires 

Synthèse lithostratigraphique

Les différents travaux effectués sur la série phosphatée de Taïba par SLANSKY (1962,1980), ATGER (1970), BRANCART (1971, 1977), BRANCART et FLICOTEAUX (1971), BOUJO (1972), FLICOTEAUX (1982), PANNATIER (1995), SAMB M. (1998), ont abouti à divers logs synthétiques. La synthèse litho stratigraphique ci dessous proposée par FLICOTEAUX en 1982 résumerait divers logs préexistants. Il distingue du bas vers le haut :  Les argiles feuilletées (A) ou « marnes de Lam-Lam » ;  Le groupe phosphaté qui est constitué par trois formations distinctes :  La formation de phosphate de chaux (B) épaisse de 7 m en moyenne et divisée en deux membres : le minerai « hétérogène » et le « minerai homogène ».  Le membre inférieur ou « minerai hétérogène » (B1 et B2) renfermant des silex plus serrés à la base pouvant passer à des tables siliceuses avec des intercalations argileuses ;  Le membre supérieur ou « minerai homogène » (B3 et B4) qui est un phosphate sableux pratiquement dépourvu de silex et d’argile.  La formation phosphatée contient des passées de sables quartzeux à la base du « minerai hétérogène » en association avec les argiles, d’une part, et au sommet du « minerai homogène », d’autre part.  Les argiles bariolées du toit (C), épaisses de 0 à 3m. Elles sont intercalées de grains phosphatés dispersés ou en feuillet, de silex à Daucines en plaquettes et de lits quartzeux. Elles constituent un bon repère cartographique à l’échelle régionale.  Le niveau « sillico-ferrallitique » épais de 0 à 5m (D1 et D2), il débute par des lits de phosphate de chaux ou d’alumine, centimétriques à décimétriques. Les lits de phosphates alternent avec des silex à Daucines, des interlits argileux millimétriques à centimétriques et des grès à liants et revêtements alumino-phosphatés et argileux.  Les grès gris (E) épais de 2 à 4m. Ils sont formés d’un matériau quartzeux moyen à grossier, bien classé, plutôt mal consolidé. Il contient des passées plus dures, cimentées par des phosphates d’alumine et des composés ferrugineux. Il peut passer à une cuirasse ferrugineuse.  Les sables dunaires (F) épais de 10 à 30 m. Ils montrent des stratifications entrecroisées à fort pendage.