Compagnie Minière Montagne d’Or SAS - RCS Cayenne 339 146 284 00114 1 rue de l’Indigoterie - Immeuble Chopin - 97354 Rémire-Montjoly - Guyane Française T + 594 (0) 594 30 26 97 - [email protected] - www.montagnedor.fr
Montagne d’Or - AOTM État initial sur le milieu physique Section 1.1.1 Mars 2018
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Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017 1
1 ANALYSE DE L’ÉTAT INITIAL DE LA ZONE ET DES MILIEUX SUSCEPTIBLES D’ÊTRE AFFECTÉS PAR LE PROJET
1.1 Milieu Physique
1.1.1 Contexte géologique
Dans cet état initial, le contexte géologique est décrit sous l’angle de sa sensibilité environnementale :
lithologies et minéralogies des formations en place en vue de caractériser les risques géochimiques potentiels (drainage minier acide et lixiviation de métaux lourds et métalloïdes) associés aux minerais et stériles d’extraction et de production ;
contexte géologique et structural en vue de caractériser la sensibilité du projet vis-à-vis de la stabilité des terrains.
1.1.1.1 Cadre légal
1.1.1.1.1 Caractérisation et gestion des déchets issus de l’industrie extractive
La description du contexte géologique du site du projet permet d’identifier la nature précise des lithologies en présence, et donc des futurs déchets (stériles d’extraction et résidus de traitement minier) issus de l’exploitation du gisement de Montagne d’Or.
La définition, la caractérisation et les modalités de gestion de ces déchets sont régies par l’Arrêté du 19 avril 2010 relatifs à la gestion des déchets issus de l’industrie extractive. Cet arrêté ministériel transcrit en droit français la directive européenne n° 2006/21/CE du 15 mars 2006 concernant la gestion des déchets de l'industrie extractive. Il est également conforme aux recommandations du Document de référence sur les meilleures techniques disponibles - Gestion des résidus et stériles des activités minières produit par la Commission Européenne en janvier 2009.
Dans un premier temps, la caractérisation des stériles d’extraction et des résidus de traitement miniers doit être conforme aux exigences de l’Arrêté du 19 avril 2010.
L’Arrêté du 19 avril 2010 précise, dans son annexe I, les éléments nécessaires à la caractérisation des stériles d’extraction et de production :
les informations sur le contexte géologique du gisement concerné ;
une description des caractéristiques physiques et chimiques à court et à long terme des déchets stockés, avec une référence particulière à leur stabilité dans des conditions atmosphériques / météorologiques en surface, en tenant compte du type de minéral ou de minéraux extraits et de la nature de tout minéral de mort-terrain et/ou de gangue qui sera déplacé pendant les opérations d'extraction ;
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2 Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017
le comportement géotechnique des déchets ;
les caractéristiques et le comportement géochimiques des déchets.
L’article 3 de l’Arrêté du 19 avril 2010 décrit les cinq critères auxquels les stériles d’extraction et de production doivent répondre, à court terme comme à long terme, afin d’être considérés comme inertes :
1. les déchets ne sont susceptibles de subir aucune modification significative, notamment désintégration ou dissolution, de nature à produire des effets néfastes sur l'environnement ou la santé humaine ;
2. les déchets présentent une teneur maximale en soufre sous forme de sulfure de 0,1 %, ou les déchets présentent une teneur maximale en soufre sous forme de sulfure de 1 % et le ratio de neutralisation, défini comme le rapport du potentiel de neutralisation au potentiel de génération d'acide et déterminé au moyen d'un essai statique selon la norme pr EN 15875 AFNOR, 2011), est supérieur à 3 ;
3. les déchets ne présentent aucun risque d'autocombustion et ne sont pas inflammables ;
4. la teneur des déchets, y compris celle des particules fines isolées, en substances potentiellement dangereuses pour l'environnement ou la santé humaine, et particulièrement en certains composés de As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, V et Zn, est suffisamment faible pour que le risque soit négligeable pour la santé humaine et pour l'environnement, tant à court terme qu'à long terme. Sont considérées à cet égard comme suffisamment faibles, pour que le risque soit négligeable pour la santé humaine et pour l'environnement, les teneurs ne dépassant pas les seuils fixés pour les sites considérés comme non pollués, ou les niveaux de fond naturels pertinents ;
5. les déchets sont pratiquement exempts de produits, utilisés pour l'extraction ou pour le traitement, qui sont susceptibles de nuire à l'environnement ou à la santé humaine.
1.1.1.1.2 Références normatives du potentiel de drainage minier acide et lixiviation des métaux et métalloïdes
Dans le cadre du thème environnemental « Géologie », la caractérisation du potentiel de drainage minier acide et de lixiviation de métaux lourds et de métalloïdes fait intervenir plusieurs normes françaises et internationales. 448 échantillons ont été collectés, à partir des carottes de sondages d’exploration du gisement de Montagne d’Or, en vue de la caractérisation géochimique des futurs stériles d’extraction et des résidus miniers.
Les échantillons ont été prélevés par les géologues de CMO et les géochimistes du bureau d’études SRK en 2015. La masse moyenne de chaque échantillon était de 2,2 kg. Ces échantillons ont été envoyés au laboratoire Bureau Veritas Inspectorate Exploration & Mining Services Ltd. (IEMS) de Vancouver pour la mise en œuvre du programme d’analyse suivant :
1. Analyse multiélémentaire par spectrométrie à émission optique à plasma induit (ICP-OES) ou spectrométrie de masse à plasma induit (ICP-MS) ;
2. Caractérisation du potentiel de génération d’acidité et du potentiel de neutralisation des échantillons par tests statiques de comptabilisation des acides et des bases :
a. Analyse du soufre total et du soufre sous forme de sulfates pour en déduire par soustraction le soufre sous forme de sulfures, utilisé pour calculer le potentiel acidogène ou PA ;
b. Analyse du carbone organique et inorganique ;
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c. Détermination du potentiel de neutralisation (NP) selon deux méthodes :
i. Titrage acido-basique par ajout d’acide chlorhydrique, comme décrit dans la norme PR EN 15875 20111 ;
ii. Analyse du carbone inorganique total.
d. Test NAG (Net Acid Generation, Price, 20092) sur 140 échantillons, suivi d’une analyse multiélémentaire du lixiviat généré par 95 des 140 échantillons. Le test NAG utilise du peroxyde d’hydrogène pour une oxydation rapide des sulfures.
3. Test de lixiviation des métaux lourds et métalloïdes :
e. selon la norme européenne et française NF EN 12457-2 (AFNOR, 2002) ;
f. selon les normes internationales : EPA 1311 (TCLP = Toxicity Characteristic Leaching Procedure, USEPA,1994c) et EPA 1312 (SPLP = Synthetic Precipitation Leaching Procedure, USEPA, 1994b).
4. Analyse minéralogique semi-quantitative par diffraction des rayons X, microscopie optique en lumière réfléchie et microsonde électronique.
Ce programme de caractérisation a fait l’objet d’un rapport par le bureau d’étude SRK3, dont les principaux éléments sont repris dans le § 1.1.1.4.3 p 18 relatif à la caractérisation géochimique des lithologies du site de Montagne d’Or.
La comptabilisation des acides et des bases (« Acid-base Acounting » ou « ABA ») consiste à estimer puis comparer deux paramètres pour conclure sur le potentiel acidogène d’un échantillon :
Le potentiel de génération d’acide ou PA est exprimé en concentration d’équivalents carbonates (kg CaCO3/t) et est obtenu en multipliant la concentration en soufre sous forme de sulfures en % par un facteur de conversion de 31,25 ;
Le potentiel de neutralisation ou PN est exprimé en concentration d’équivalents carbonates (kg CaCO3/t) et correspond à la quantité d’acide consommée lors du protocole de titrage décrit dans la norme PR EN 15875 2011 (une suspension de stérile broyé dans de l’eau est agitée pendant 2 h, une quantité prédéterminée d’acide chlorhydrique est ajoutée et le pH de la suspension est mesuré après 22 h et, si nécessaire, ajusté entre 2 et 2,5 ; le test se termine après 24 h par titrage en retour par ajout d’une solution de soude jusqu’à pH 8,3).
Le rapport de potentiel de neutralisation (RPN) (potentiel de neutralisation des eaux de drainage acides) correspond au rapport (PN/PA) :
Une valeur de RPN inférieure à 1 signifie que le pouvoir de neutralisation est insuffisant pour neutraliser toute l'acidité potentiellement rejetée. L’échantillon est considéré comme acidogène ;
Un excès significatif de PN indique que le pouvoir de neutralisation est suffisant pour neutraliser toute l'acidité potentiellement rejetée. Une valeur de RPN supérieure à 3 permet ainsi de conclure qu’un échantillon est non-acidogène.
1 Comité Européen de Normalisation (CEN), (2011). European Standard EN 15875:2011 (E), Characterization of waste – Static test
for determination of acid potential and neutralization potential of sulfidic waste, September 2011. Management Centre, rue de Stassart 36, B-1050 Brussels, Belgium, 30 pp
2 Price, W.A., (2009). Prediction manual for drainage chemistry form sulphidic geologic materials, MEND Report 1.20.1, Natural Resources Canada - CANMET Mining and Mineral Sciences Laboratories, Smithers, British Columbia, 579 pp.
3 SRK (2017d) Presentation and Interpretation of Geochemical Test Data, Montagne d’Or Project, French Guiana, Project # 452500.010.0800, February 9, 2017, Denver, USA, 51 p.
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En théorie, une valeur de RPN supérieure à 1 devrait être suffisante pour éviter les eaux de drainage acides. Toutefois, les vitesses de réaction peuvent différer entre les minéraux acidogènes et les minéraux neutralisateurs. Une minéralogie et une structure cristalline différentes peuvent également conduire à une disponibilité différente. Par conséquent, la plage de valeurs de RPN comprises entre 1 et 3 sera interprétée comme incertaine.
Le tableau 1.1-1 synthétise les critères d’interprétation des données issues d’un test de comptabilisation des acides et des bases (ABA) selon l’Arrêté ministériel du 19 avril 2010 et les normes européennes4.
Tableau 1.1-1 Critères d’interprétation des données issues d’un test de comptabilisation des acides et des bases (ABA) selon l’Arrêté ministériel du 19 avril 2010 et les normes européennes
Soufre sous forme de sulfures (%)
<0,1% 0,1 à 1% >1%
Rapport de potentiel de neutralisation (RPN = PN/PA)
- <1 1 à 3 >3 -
Conclusion Non-
acidogène Acidogène
Pas de conclusion
possible test cinétique
Non-acidogène
Acidogène
Le test NAG (Net Acid Generation) consiste à soumettre un échantillon de stérile broyé à 75 µm à une oxydation rapide par du peroxyde d’hydrogène. Après un temps de réaction de 2 h au minimum, le pH du surnageant est mesuré et fournit le premier résultat du test (pH NAG). La quantité d’acide produite, exprimée en kg H2SO4/t de stérile, est ensuite évaluée par dosage du surnageant par ajout de soude jusqu’à atteindre un pH de 4,5.
Les critères d’interprétation de ce test sont les suivants :
Échantillon potentiellement acidogène : pH NAG < 4,5 et quantité d’acide produite > 1 kg H2SO4/t. Le potentiel acidogène est qualifié d’élevé si la quantité d’acide produite dépasse 10 kg H2SO4/t ;
Échantillon non-acidogène : pH NAG > 4,5 (et quantité d’acide produite = 0 kg H2SO4/t puisque le pH est déjà supérieur à 4,5).
1.1.1.1.3 Réglementation parasismique
Le thème environnemental « géologie » est concerné par la réglementation parasismique applicable aux bâtiments.
Les règles de construction parasismique, depuis le 22 octobre 2010, font référence à l’Eurocode 8, norme issue d’un consensus européen et relative au calcul des structures pour leur résistance aux séismes. Ces règles sont applicables aux permis de construire déposés après le 1er mai 2011.
Les exigences parasismiques sont définies en fonction de deux critères : la localisation géographique, d’une part, et la nature de l’ouvrage, d’autre part. Deux décrets du 22 octobre 2010 donnent les nouvelles dénominations des zones sismiques et des catégories de bâtiments, et le nouveau découpage géographique des cinq zones sismiques en France :
le décret n°2010-1255 du 22 octobre 2010 portant délimitation des zones de sismicité du territoire français, qui fixe le périmètre d’application de la réglementation parasismique aux bâtiments ;
4 Comité Européen de Normalization (CEN), (2012b). Technical Report CEN/TR 16376:2012 (E), Characterization of waste – Overall guidance document for characterization of waste from the extractive industries, October 2012. Management Centre, rue de Stassart 36, B-1050 Brussels, Belgium, 140 pp.
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le décret n°2010-1254 du 22 octobre 2010 relatif à la prévention du risque sismique, qui permet la classification des ouvrages et des bâtiments et de nommer et hiérarchiser les zones de sismicité du territoire.
En termes d’ouvrages, la réglementation française distingue deux catégories d’ouvrages : les ouvrages à « risque normal » et les ouvrages à « risque spécial » :
la première catégorie (dite à « risque normal ») correspond « aux bâtiments, équipements et installations pour lesquels les conséquences d’un séisme demeurent circonscrites à leurs occupants et à leur voisinage immédiat ». Elle correspond notamment au bâti dit courant (maisons individuelles, immeubles d’habitation collective, écoles, hôpitaux, bureaux, etc.) ;
la seconde catégorie (dite à « risque spécial ») correspond « aux bâtiments, équipements et installations pour lesquels les effets sur les personnes, les biens et l’environnement de dommages même mineurs résultant d’un séisme peuvent ne pas être circonscrits au voisinage immédiat desdits bâtiments, équipements et installations ». Elle correspond à des installations de type nucléaire, barrages, ponts, industries SEVESO, qui font l’objet d’une réglementation parasismique particulière.
En termes de zonage, le territoire national est divisé en cinq zones de sismicité croissante :
une zone de sismicité très faible (1) où il n’y a pas de prescription parasismique particulière pour les bâtiments à risque normal, mais prise en compte de l’aléa sismique dans les installations à risque spécial (installations classées) ;
quatre zones de sismicité faible (2), modérée (3), moyenne (4) et forte (5), où les règles de construction parasismique sont applicables pour les bâtiments. L’arrêté du 22 octobre 2010, modifié par l’arrêté du 19 juillet 2011, définit les règles parasismiques applicables aux bâtiments de la classe dite « à risque normal » situés en zone de sismicité faible à forte.
1.1.1.2 Géologie et métallogénie régionales de la Guyane
1.1.1.2.1 Le Bouclier Guyanais
La Guyane appartient à un vaste ensemble géologique d’âge Précambrien, appelé « Bouclier des Guyanes », d’une superficie totale de plus de 1,5 million de km², compris entre le fleuve Amazone au Brésil et le fleuve Orinoco au Vénézuela (Cf. Figure 1.1-1).
Le Bouclier des Guyanes est principalement constitué de roches du Protérozoïque inférieur (« paléoprotérozoïques ») formées au cours de l’orogenèse transamazonienne avec des processus magmatiques, tectoniques et métamorphiques datés entre 2,26 milliards d’années (Ga) et 1,95 Ga. Il est l’équivalent du Bouclier Birimien d’Afrique de l’Ouest avec lequel il était géographiquement lié avant l'ouverture de l’océan Atlantique.
En Guyane, d’après la plus récente synthèse géologique publiée par le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) en 2003, l’évolution transamazonienne débute par la formation d’une croûte océanique juvénile de 2,26 à 2,20 Ga. Les témoins de cet événement sont des gabbros du Complexe de l’Île de Cayenne, qui représentent les plus vieilles roches du sous-sol français.
De 2,18 à 2,13 Ga, un magmatisme de type tonalite-trondhjémite-granodiorite (TTG) se développe en association avec des assemblages volcano-sédimentaires (« ceintures de roches vertes »). Ces formations volcano-sédimentaires ainsi que les métasédiments de l’Armina et de l’Orapu sont regroupés sous le terme « Paramaca ». Cet événement de magmatisme d’arc insulaire résulte d’une zone de subduction plongeant vers le sud, induite par une convergence des blocs archéens africain et amazonien. Une phase tectonique D1 et un métamorphisme de basse pression découlent de cette convergence.
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Gisement aurifère majeur
Ceinture de roches vertes
Roches vertes
+GéoPlusEnvironnement
CM
O - C
omm
unes de Saint-Laurent-du-M
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Positionnement du gisem
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ouclier des Guyanes
et du Bouclier B
irimien d’A
frique de l ’Ouest
Source
: CO
LU
MB
US
, 2015
Figure 1-1.1
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Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017 7
Une première génération de TTG, datée de 2,18 à 2,16 Ga, affleure au nord et au sud de la Guyane de part et d’autre d’une seconde génération de TTG, datée de 2,15 à 2,13 Ga, référée comme le Complexe TTG Central de Guyane (CCG). Des bassins volcano-sédimentaires du Paramaca forment deux segments (ou « ceintures ») E-O de part et d’autre du CCG ; l'un au nord, à dominance sédimentaire, et l'autre au sud, à dominance volcanique. Les deux segments se rejoignent à l’extrémité occidentale du CCG et s’étendent au Suriname en formant une seule ceinture de roches vertes (Cf. Carte 1.1-1).
Un magmatisme granitique et, en moindre proportion, des intrusions basiques se mettent en place vers 2,11-2,08 Ga (« Granites Caraïbes ») et témoignent de la fermeture des bassins d’arc volcanique, avec une évolution du contexte de subduction initial vers un processus de coulissage sénestre des blocs continentaux convergents. Au nord de la Guyane, cette phase tectonique D2a est marquée par l’ouverture de bassins tardifs de type pull-apart détritique (« Ensemble Détritique Supérieur ») le long d'un ensemble d'accidents E-O alignés selon une structure dénommée « Sillon Nord Guyanais ».
Une phase tectonique D2b, déterminée de 2,08 à 2,06 Ga, correspond à des couloirs de décrochement dextres ONO-ESE, recoupant les bassins en pull-apart. Un métamorphisme basse pression à moyenne-pression est enregistré dans les bassins détritiques.
Des essaims de dykes de dolérite d’âge jurassique (145 à 200 millions d'années (Ma)), marquant les stades précurseurs de l’ouverture de l’Atlantique, recoupent toutes les lithologies paléoprotérozoïques. Des dykes de dolérite paléoprotérozoïques NNE-SSO (1,8 Ga) et néoprotérozoïques NO-SE (809 Ma) sont aussi reconnus.
Tous ces ensembles géologiques anciens ont subi une altération importante sous climat tropical et équatorial humide et ont presque partout donné naissance à une couverture latéritique et saprolitique allant de quelques mètres jusqu’à plus de cinquante mètres d’épaisseur.
Le gisement aurifère de Montagne d’Or est encaissé dans une séquence volcanique bimodale du Paramaca (felsique et mafique) délimitée par une zone de cisaillement majeure orientée est-ouest.
1.1.1.2.2 Métallogénie régionale
Les informations présentées dans cette section sont issues du rapport BRGM-R 38633 Inventaire Minier du département de la Guyane – décembre 1995.
La métallogénie du Bouclier des Guyanes reflète les principaux stades de son évolution géodynamique et présente une histoire très similaire à celle du Bouclier Birimien de l’Afrique de l’Ouest. La Guyane constitue le seul domaine français où sont représentées des ceintures de roches vertes, formations typiques de l’Archéen et du Paléoprotérozoïque, connues pour leur fort potentiel minier, notamment pour l’or.
Le début de l’évolution paléoprotérozoïque, développée en contexte océanique et d’arc volcanique, s’accompagne de dépôts manganésifères (Mattews Ridge, Guyana, Serra do Navio, Brésil), possiblement associés à des minéralisations sulfurées précoces (indices en Guyane et dans l’Amapá). Localement, des complexes basiques et ultrabasiques montrent des minéralisations de chromite (Bacuri, Brésil), ainsi que des indices de platinoïdes.
Le principal événement métallogénique, correspond à la mise en place des minéralisations aurifères lors de l’orogenèse transamazonienne survenue il y a environ 2,1 Ga. Ces minéralisations font du Bouclier des Guyanes et du Bouclier Birimien de l’Afrique de l’Ouest des provinces aurifères majeures de classe mondiale. Une grande variété de minéralisations aurifères syntectoniques se sont mises en place durant tous les incréments de la déformation de la phase tectonique D2. Pour la plupart, ces minéralisations sont de type orogénique, présentant une liaison avec les grandes structures cisaillantes marquant le coulissage sénestre des blocs continentaux. Il existe aussi des minéralisations aurifères portées par des faciès conglomératiques de l’ensemble détritique supérieur (Orapu en Guyane, Tarkwaien en Afrique de l’Ouest).
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1 - 5Undifferentiated sedimentary formations
- opening of pull-apart basin - low-to medium pressure }metamorphism and partial
melting of sediment
Basalt (dykes and sills)Tholeitic microgabbro198 - 189 Ma
Olivine-clinopyroxene-bearing microgabbro808 Ma
Microgabbro (dykes)1800 - 1900 Ma
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8
190
2
0
200
1800
2050
2100
2150
2200
Late meta-aluminous monzograniteand pegmatite : 2069 - 2060 Ma
Peraluminous leucogranite : 2084 Ma
Monzogranite : 2093 - 2089 Ma
Tonalite, granodiorite,monzonite, syenite : 2105 - 2090 Maa) Granodioritic diatexite; b) Tonalite, granodioritec) Granodiorite (monzonite) ; d) Porphyritic granodiorite (monzonite) ; e) Syenite
Trondhjemite, tonalite, granodiorite gneiss : 2140 - 2120 Ma
GraniteNb-Ta pegmatite : 2132 Ma
Granodiorite gneiss :2148 Ma
Tonalite, microdiorite gneiss : 2155 - 2165 Ma
Granodiorite gneiss : 2183 Ma
Wava Soula tonaliteand granodiorite : 2206 Ma
Basic - ultrabasic complex,cortlandite, wehrlite,pyroxenite gabbro-norite :2149 - 2144 Maa) Charno-enderbite,enderbite : 2135 Ma
Ile de Cayenne amphiboliteand metagabbro : 2208 Mab) Ile de Cayenne trondhjemitegneiss : 2216 Ma
Rhyolite
Banded Iron Formation (BIF)
Sandstone and quartzite levels a) conglomerate, b) pelite post-2115 Ma(age of youngest reworked zircon)
a) Amphibolite and metabasalt
b) Metapelite
c) Metagreywacke
d) Meta-andesite, dacite, rhyodacite, rhyolite : 2137 - 2156 Ma
e) Ultramafic amphibolite mainly komatiitic
Dachine diamond-bearing komatiite
f) Undifferentiated metavolcanic rocks
g) Undifferentiated metavolcanic, -volcano-sedimentary and -sedimentary rocks
D2a : sinistral transcurrent deformation associated with :
D1 : gravity driven deformation in greenstone belt and associated low-pressure thermal aureole
D2b : WNW - ESE dextral strike-slip corridorsand counterclockwise metamorphism
VOLCANIC, VOLCANO-SEDIMENTARYPLUTONISM
and SEDIMENTARY FORMATIONS
TECTONISM-
METAMORPHISM
Gabbronoriteand gabbro : 2098 - 2093 Ma
South-Atlantic first opening stages
Fault
Sinistral shear zone
Dextral shear zone
Foliation trend in intrusives1) with dip2) vertical
Foliation trend in greenstones1) with dip2) vertical
Age in Ma
Transamazonian event
Pull-apart basin
ou Ensemble Détritique Supérieur = formations n°19, 20, 21
Paramaca inférieur = formations 34 à 37
Schistes de l'Orapu = Méta-pélites 32 b) Bonidoro = Meta-grauwacke (33 c)) ðFormation d l’Armina ou Paramaca supérieur
Grès, quarzite, conglomérat, pélite de l’Orapu-Bonidoro Granitoïdes Galibi = formation n°10
Granitoïdes Caraïbe = formations n°12 et 14 à 18
Granitoïdes Guyanais = formations n°22, 23, 24
Correspondance entre les formations ci-dessus et la nomencalture de Choubert, 1974
RD GO UYN A NN AISOLLIS
Concession n°215 (C02/46)
Autres concessions COMPAGNIE MINIÈRE MONTAGNE D’OR sur le district de Paul Isnard
Zone d’étude des infrastructures minières
Zone d’étude des infrastructures linéaires
Agrandissement du district de Paul Isnard (concession n°215 en bleu et autres concession SOTRAPMAG en rouge)
District de Paul Isnard
Carte 1.1-1 Carte géologique de la Guyane (Delor et al., 2001). Les nombres non inclus dans des carrés se réfèrent aux formations géologiques listées à gauche
Zone d’étude des infrastructures
linéaires
Zone d’étude des infrastructures
minières
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Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017 9
Depuis la découverte des premières pépites d’or en 1854 dans le bassin de l’Approuague, la production d’or en Guyane est estimée à plus de 200 t, hormis la production clandestine. L’exploitation d’or s’est longtemps concentrée sur les placers alluviaux les plus riches et facilement accessibles. Les premières exploitations étaient artisanales. De 1875 à 1940, l’activité aurifère se structure pour atteindre un bon niveau de productivité grâce à la mécanisation progressive des techniques d’exploitation. Les progrès techniques et les fluctuations du cours de l’or ont permis de s’intéresser aux gîtes éluvionnaires, résultant de la fragmentation de roches restées sur place et de leur désagrégation par les agents atmosphériques. Enfin, l’avancement des connaissances géologiques de la région et le développement de techniques modernes de prospection permettent d’envisager, depuis la fin du siècle dernier, l’exploitation de gisements primaires, à ciel ouvert ou par galeries souterraines.
L’inventaire minier de la Guyane, réalisé entre 1975 et 1995 par le BRGM, et par la suite l’exploration par les sociétés minières, ont permis de mettre en évidence de nouveaux gisements d’or primaire. Ces gisements représentent l’essentiel du potentiel actuel en Guyane et, par comparaison avec les découvertes réalisées dans le reste du Bouclier des Guyanes et en Afrique de l’Ouest, il subsiste encore des ressources non découvertes.
Bien que l’or constitue l’essentiel des ressources minières, il existe des indices traduisant la présence d’autres substances, en particulier, les minéralisations de columbo-tantalite, essentiellement en placer, en liaison avec les granites tardifs dans le domaine nord-guyanais, possiblement associées à des zones de kaolin. En revanche, les indices de manganèse, de diamant et les bauxites trouvés notamment sur le massif Lucifer, représentent a priori des objectifs insuffisants d’un point de vue économique.
La Figure 1.1-2 replace le projet dans son contexte métallogénique régional.
1.1.1.2.3 Typologie des différents gîtes aurifères guyanais
On distingue 5 grands types de gîtes aurifères en Guyane, trois sont liés à des minéralisations primaires et deux à des minéralisations secondaires (Milési et al., 1995).
Minéralisations aurifères primaires
Le premier type correspond aux minéralisations liées aux strates (« stratabound ») (ante déformation D1), encaissées dans les formations volcano-sédimentaires du Paramaca inférieur. C’est le cas de la partie sud de la Guyane avec l’exemple du gîte de Dorlin dans lequel la minéralisation est de type « tourmalinite ». L’or est associé à des sulfures disséminés dans une zone d’altération hydrothermale sub-contemporaine de la mise en place de formations volcano-clastiques dacitiques.
Le deuxième type correspond à des minéralisations discordantes, dans lesquelles des disséminations sulfurées sont associées à des filons et stockwerks mis en place tardivement pendant la phase de déformation D1 et plus généralement pendant la phase de déformation D2. Ces gîtes sont encaissés dans les formations du Paramaca, mais aussi dans l’Ensemble Détritique Supérieur.
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10 Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017
Figure 1.1-2 Métallogénie de la Guyane (source : BRGM)
Les plus nombreux sont des indices filoniens à halos de sulfures liés à la tectonique D2. Ils peuvent se mettre en place tout au long de la phase de déformation D2.
Le troisième type est représenté par les minéralisations à or disséminé de l’Ensemble Détritique Supérieur du « Sillon nord-Guyanais ». On les retrouve surtout dans des conglomérats polygéniques à oxydes détritiques riches en galets hydrothermalisés et déformés, ainsi que dans des quartzites (cas de l’indice de Montagne Tortue).
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Dans le nord de la Guyane, la majorité des concentrations aurifères primaires jalonne le contact Paramaca inférieur / Ensemble Détritique Supérieur (Cf. Figure 1.1-2), ou bien le contact entre le Paramaca et les granites (mines de Devis-Babinsky, Loulouie, Adieu-Vat). Ces dernières minéralisations apparaissent associées à la phase de déformation D2, ce qui se marque par :
la localisation des gîtes à proximité d’accidents majeurs D2 orientés N140° à N160°E ou N70°E;
la géométrie des corps minéralisés (fentes de tension, filons de type veine de cisaillement et stockwerk) contrôlée par cette déformation D2.
Minéralisations aurifères secondaires
Les minéralisations secondaires se présentent en flat alluvionnaire et correspondent à des formations de type placer. On distingue deux grands types de gîtes en fonction de l’âge de formation des concentrations minérales :
Le premier type correspond aux paléoplacers encaissés dans des formations tertiaires à quaternaires (plateaux des Mines, Serpents et Cascades).
Le deuxième type, le plus représenté en Guyane correspond aux placers alluviaux récents. Certains de ces placers peuvent se trouver à proximité de la minéralisation primaire de laquelle ils originent (Espérance, Boulanger, Paul Isnard).
Les « ceintures de roches vertes », et les formations géologiques du Paramaca qui leurs sont associées, sont, depuis les premiers travaux du BRGM, très favorables à la découverte de gîtes aurifères. Paul Isnard, Saint-Pierre, Délices et Saint-Élie, par exemple, sont quelques-uns des grands gîtes aurifères connus au sud du « Sillon nord-Guyanais ».
La minéralisation aurifère de Montagne d’Or se trouve dans la ceinture de roches vertes du nord de la Guyane et présente les caractéristiques d’un gîte de sulfures massifs volcanogènes (« SMV ») encaissé dans une séquence volcanique bimodale.
1.1.1.3 Géologie et métallogénie du secteur de Paul Isnard
Selon la documentation existante (Brouwer, 1964; Choubert, 1964; Aymard et Plant, 1981; Manier, 1992; Bardoux et al., 1997; Milesi et al., 1995), le secteur de Paul Isnard, dans lequel s’insère le projet, se trouve dans la ceinture de roches vertes de la partie nord de la Guyane, à la frontière nord du massif granito-gneissique du Complexe TTG Central de Guyane. Les roches ont subi une altération considérable produisant une couverture saprolitique épaisse de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres. Des cuirasses latéritiques sont localement développées sur le massif Dékou-Dékou et forment le plateau culminant du massif Lucifer.
Les travaux de cartographie, de géophysique aérienne et de géochimie du sol du BRGM (Dubreuil, 1976 ; Boudet et al., 1977; BRGM, 1980; Plat, 1984; Pequignot et Plat, 1985; BRGM, 1995; Delor et al., 1997) et de GUYANOR Ressources (rapports internes 1994-2000) permettent de distinguer quatre ensembles géologiques dans le secteur de Paul Isnard (Cf. Carte 1.1-2), soit :
les amphibolites ;
les formations volcano-sédimentaires du Paramaca ;
les roches plutoniques ;
les sédiments de l’Ensemble Détritique Supérieur.
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COMPAGNIE MINIÈRE MONTAGNE D’OR
PER de Bernard et Cigaline
Zone d’étude des infrastructures minières
Zone d’étude des infrastructures linéaires
Carte 1.1-2 Géologie du secteur de Paul Isnard
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Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017 13
Les amphibolites correspondent à une vaste masse mafique d’origine indéterminée qui a été répertoriée sur la partie sommitale et le versant sud du massif Dékou-Dékou. Le métamorphisme régional y a atteint le faciès schiste vert à amphibolite. La présence d’affleurements de quartzite au cœur de cette unité tend à favoriser un épisode magmatique extrusif.
Les formations volcano-sédimentaires du Paramaca affleurent à trois endroits, soit sur le versant nord du massif Dékou-Dékou, dans la partie nord-ouest au contact avec l’Ensemble Détritique Supérieur et, dans l’est, selon une bande St-Pierre-Dégrad-Neuf-Délices (Paramaca indifférencié). Elles sont composées de pyroclastites et laves felsiques à mafiques, de schistes chloriteux, de quartzites et d’amphibolites métamorphisées au faciès schiste vert à amphibolite. Les tufs felsiques ont été reconnus sur les secteurs de la Montagne d’Or et de Dégrad-Neuf.
Les formations plutoniques occupent la majeure partie du secteur de Paul Isnard. On distingue principalement :
des gabbros avec localement des faciès ultrabasiques, principalement sur le massif Lucifer, et qui s’étendent vers le sud-est dans le secteur d’Eau Blanche. Plusieurs affleurements de gabbro ont été découverts dans les secteurs d’Emmanuel et d’Élysée dans la partie ouest;
des diorites affleurant essentiellement dans l’est du secteur Paul Isnard, aux environs du fleuve Arouani;
des granites occupant la moitié ouest de Paul Isnard (secteurs de Citron, d’Emmanuel, d’Élysée et de la crique Roche). Ils affleurent également à l'est de la Montagne d'Or et sur le secteur d'Eau Blanche. Leur apparence varie en couleur (faciès gris à rose) et en taille de grain (moyen à grossier). Dans le secteur d'Élysée, plusieurs affleurements présentent une affinité granodioritique;
des migmatites affleurant à l'extrême sud-est de Paul Isnard, probablement équivalentes de la Série de l'Île de Cayenne.
L'Ensemble Détritique Supérieur, composé de grès, de microconglomérats et de conglomérats, affleure selon un axe est/ouest sur toute la partie nord de Paul Isnard dans les secteurs d'Emmanuel, de Barthélémy et de St-Pierre. Une bande conglomératique continue constitue une unité morphologique remarquable dans la partie nord-est (massif Serpent).
Sur le plan structural, l'ensemble des formations décrites ci-dessus a été soumis à différents événements tectoniques, cassants et déformants, associés principalement à l'orogenèse transamazonienne. D’après la plus récente synthèse géologique (Delor et al., 2003), deux phases tectoniques majeures (D1 et D2) ont été documentées dans les formations métavolcaniques et métasédimentaires du Paramaca.
La déformation D2, observée dans les formations du Paramaca et de l’Ensemble Détritique Supérieur, est exprimée par une foliation verticale selon laquelle une linéation horizontale s’est développée. La déformation D2 a évolué en deux temps, soit :
une première phase principale (D2a), de décrochement majeur sénestre et synchrone au magmatisme granitique vers 2,10 Ga et à la formation de bassins en pull-apart;
une seconde phase (D2b), bien identifiée dans le nord-Guyanais, correspond à des failles orientées ouest-nord-ouest/est-sud-est à décrochement dextre, selon lesquelles des intrusions de monzogranite datées à 2,07-2,06 Ga se sont mises en place.
Dans le secteur de Paul Isnard, les formations volcano-sédimentaires du Paramaca et les unités de l’ensemble détritique supérieur présentent une schistosité nettement marquée, globalement orientée est/ouest avec un fort pendage vers le sud, associée à un métamorphisme variant du faciès schiste vert à amphibolite.
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14 Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017
Les images satellitaires et la géophysique aérienne ont permis de démarquer les accidents/linéaments d'extension régionale et locale. Le secteur de Paul Isnard comprend plusieurs groupes de linéaments dont la répartition en termes d’abondance révèle que les linéaments est/ouest (34 %) sont dominants, suivis des nord-est/sud-ouest (23 %), des nord-ouest/sud-est (23 %) et des nord/sud (20 %). Ces accidents revêtent une très grande importance dans la présence des minéralisations aurifères.
L’axe est/ouest est particulièrement bien marqué en magnétisme aéroporté. Deux accidents majeurs orientés est/ouest sont connus sur le terrain :
une zone de faille majeure, grossièrement est/ouest, qui coïncide avec le contact Paramaca – Sillon nord-Guyanais. Cette faille est liée à la phase de déformation D2, principalement caractérisée par des décrochements senestres;
un vaste cisaillement ductile-fragile long de 1 100 m, qui se trouve au sommet du massif Dékou-Dékou (Guyanor Ressources), au sud-est de la Montagne d’Or. Cet accident, baptisé « Falaise aux Chauve-Souris », est une faille normale-senestre N90°, recoupée par des décrochements dextres N120°, mettant en contact anormal les amphibolites du sud avec une unité métasédimentaire au sommet de la séquence volcano-sédimentaire de la Montagne d’Or. À 1 700 m à l’ouest de « Falaise aux Chauve-Souris », on trouve une seconde falaise, baptisée « Falaise Adeline », exposant une faille normale-senestre N90°, recoupée par des décrochements dextres N120° et N0°. Cet accident se situe à l'intérieur de l'unité d’amphibolites sud.
1.1.1.4 Contexte géologique et géochimique au droit du gisement aurifère de Montagne d’Or
Le secteur de Montagne d’Or, localisé sur le versant nord du massif Dékou Dékou et centré sur la Concession n°215 (C02/46), est constitué d’un empilement volcano-sédimentaire bimodal (felsique et mafique) déformé appartenant à la ceinture de roches vertes du Paramaca, datée du Mésorhyacien (2,18 Ga à 2,13 Ga). Cette séquence est recoupée par plusieurs faciès intrusifs de composition intermédiaire à felsique, et est métamorphisée dans le faciès schiste vert supérieur à amphibolite inférieur. L’ensemble, d’une épaisseur de 400 m environ, est orienté est-nord-est, et présente un pendage de 70° vers le sud.
Le tout est déformé par des plis très serrés, isoclinaux avec une foliation pouvant être intense. Ces plis se sont développés au cours de la déformation ductile intense associée à des phases de plissements et de chevauchements. Il est probable que le modèle de déformation ductile au sein du gisement se traduise par des plis en fourreau non cylindriques et localisés dans des zones de cisaillement mylonitiques. Le degré de métamorphisme des roches du gisement est celui du faciès « schistes-verts » moyen à supérieur.
Dans la partie est du gisement prédominent des roches volcaniques mafiques et des roches volcaniques felsiques en moindre proportion, tandis que, dans la partie ouest, ce sont les roches volcaniques felsiques qui prédominent. Les volcanites felsiques sont essentiellement représentées par des unités de tufs felsiques alors que les faciès mafiques sont représentés par des basaltes et des tufs mafiques parfois laminés. Ces volcanites sont recoupées par des intrusifs essentiellement de composition granodioritique présentant des textures porphyriques. Ces différents faciès sont décrits comme des granodiorites, des roches porphyriques quartzo-feldspathiques et des roches porphyritiques feldspathiques. Des filons de diabase ou dolérite, dont l’orientation préférentielle est de N65° à N70° avec un pendage de 80°SE, recoupent l’ensemble du gisement et présentent une relative continuité.
Les zones minéralisées ont été fortement déformées comme en témoigne la présence d'une foliation pénétrative (S1) qui est, par endroits, associée à une texture mylonitique. La déformation est pénétrative et, à en juger par les variations d’intensité de la foliation à l'échelle métrique, assez hétérogène. L'orientation de la foliation S1 est constante sur l’ensemble du gisement, avec une direction moyenne de N 87,4° et un pendage moyen de 68,7°S.
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Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017 15
Au sud, le gisement de la Montagne d’Or est surmonté structuralement par un assemblage volcano-sédimentaire fortement plissé et affecté par un métamorphisme de degré « amphibolite » inférieur. Ces roches sont montrées sur la Carte 1.1-3 comme des unités métasédimentaires et d’amphibolites. Les roches métasédimentaires comprennent des argilites graphiteuses ainsi que des siltstones et des grauwackes à grain fin. Les roches métavolcaniques mafiques interstratifiées comprennent des coulées massives mafiques et des tufs mafiques.
Au nord, le gisement de Montagne d’Or repose de manière structurale sur un assemblage volcano-sédimentaire mafique qui semble similaire au faciès retrouvé au sud décrit ci-dessus. La stratigraphie métavolcanique et métasédimentaire du Paramaca, décrite ci-dessus, est bordée au nord par des roches granitiques. Le contact entre les roches du Paramaca et les roches granitiques semble correspondre à des zones de cisaillement ductile.
L’ensemble des roches du socle de la région a été affecté par des phénomènes d’altération supergène (phases de latéritisation) au cours du Tertiaire. Il subsiste actuellement, sur les sommets des massifs, des restes de cuirasse latéritique et la roche mère est transformée, sur des épaisseurs d’environ 40 m, en saprolite (roche oxydée). Cette saprolite, plutôt meuble, est à l’origine de glissements de terrain parfois de grande ampleur (Cf. § 1.1.2.5).
La Carte 1.1-3 présente le contexte géologique de la Concession n°215 (C02/46) et le modèle stratigraphique du gisement de Montagne d’Or. La Figure 1.1-3 présente une coupe géologique nord/sud représentative de la stratigraphie de Montagne d’Or.
1.1.1.4.1 Lithologie du gisement
Plus de 80% de la minéralisation de Montagne d’Or sont encaissés dans les unités métavolcaniques felsiques, principalement dans l’unité décrite comme « tuf felsique ». On remarque que la plupart de la minéralisation observée à l’est du gisement est encaissée dans le tuf felsique interstratifié avec les volcanites mafiques. Toutefois, on peut retrouver de la minéralisation sulfurée aurifère au sein des volcanites mafiques.
Les roches constituant l'encaissant du gisement correspondent aux unités lithologiques suivantes, de la plus ancienne à la plus récente (Cf. Carte 1.1-3 et Figure 1.1-3) :
Métavolcanite mafique (basaltes et tufs mafiques parfois laminés) ;
Tuf felsique ;
Tuf felsique à lapillis ;
Granodiorite ;
Porphyres quartzo-feldspathiques ;
Porphyres à feldspaths ou porphyre felsique.
1.1.1.4.2 Minéralisation
Le gisement de Montagne d'Or consiste en une série de corps minéralisés tabulaires sub-parallèles d'orientation est-ouest et présentant un fort pendage vers le sud (72° S), parallèle à la foliation S1. La minéralisation aurifère définie par sondage s'étend sur plus de 2 500 m longitudinalement et jusqu'à une profondeur verticale d'au moins 300 m. Seule une petite partie de la minéralisation aurifère se trouve dans le profil d’oxydation. La minéralisation aurifère principale est associée à des sulfures semi-massifs et des veines de sulfures, bien conservés dans la roche saine.
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GéoPlusEnvironnement+
CMO - Communes de Saint-Laurent-du-Maroni et d'Apatou , Guyane Française (973)
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
Carte 1.1-3Carte géologique de la Concession 215 (C02/46) et modèle
stratigraphique du gisement de Montagne d’Or
Source : CMO, J. GUIRAUD, 2016
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GéoPlusEnvironnement+
CMO - Communes de Saint-Laurent-du-Maroni et d'Apatou , Guyane Française (973)
Figure 1.1-3Coupe géologique nord/sud du gisement aurifère de Montagne d'Or
(section de sondages 172 810 E)
Source : COLUMBUS, CMO
Fosse de l’estimation des ressources minérales = potentiel géologique :
121 t d’or83 millions de tonnes de minerai à une
teneur moyenne en or de 1,455 g/t
Fosse de l’estimation des réserves minières = projet d’exploitation de
l ’étude de faisabilité85 t d ’or
54 millions de tonnes de minerai à une teneur moyenne en or de 1,6 g/t
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18 Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017
À l'échelle macroscopique, deux types de minéralisation aurifère ont été identifiés :
Sulfures semi-massifs (SMS) avec minéralisation aurifère ;
Sulfures en veinules disséminées avec minéralisation aurifère.
Le terme « SMS » a été utilisé par les opérateurs précédents du projet pour justifier l'application du modèle métallogénique de type « VMS » (« Volcanogenic Massive Sulfide » ou Sulfures Massifs Volcanogéniques) qui caractérise le gisement de Montagne d’Or. Les SMS se distinguent par une forte proportion de sulfures (> 20 %) et s’observent sur des intervalles de quelques dizaines de centimètres à plus de 4 m d'épaisseur.
Les SMS comprennent également des dykes bréchiques enrichis en sulfures, avec des clastes arrondis et constitués de roches encaissantes mixtes, dans une matrice ductile à pyrite-chalcopyrite-pyrrhotite. De plus, on observe de la bornite et de rares amas d'arsénopyrite. La corrélation est évidente entre les veinules de sulfures, les zones bréchiques enrichies en sulfures et les teneurs en or. De fortes teneurs en or sont localement présentes, atteignant des dizaines de grammes par tonne sur un échantillon d'un mètre. La minéralisation en veinules se présente sous la forme de fines disséminations et de fractures remplies de sulfures (pyrite principalement, et chalcopyrite-pyrrhotite localement).
L'étude des carottes et des affleurements indique que les veinules de sulfures à or sont fortement plissées, cisaillées et transposées parallèlement à la foliation S1. Les teneurs en or pour ce type de minéralisation dépendent de la densité de veinules à sulfures et quartz, mais sont généralement faibles, de l'ordre de 0,5 à 3,0 g Au/t, sur des intervalles d'environ 1 m.
La minéralisation (or et sulfures) est encaissée dans les unités métavolcaniques felsiques et mafiques. Cependant, approximativement 80 % de la minéralisation aurifère du gisement se trouvent dans les unités felsiques et, notamment, dans l'unité de tuf felsique.
La minéralisation se présente sous forme de lentilles étirées à fortes teneurs en or, entourées de zones plus larges à teneurs plus faibles, mais encore anomales (0,25 à 0,40 g Au/t). Plusieurs zones minéralisées, montrant ces valeurs anomales, ont été mises en évidence et sont séparées par des roches mafiques et felsiques stériles.
La minéralisation en sulfures disséminés, principalement contenue dans l'unité de tuf felsique, est principalement anté-tectonique. Les cristaux de pyrite disséminés sont grossiers et localement étirés. Quelques unités mafiques contiennent une minéralisation du même type, mais avec une densité de veines de sulfures notablement plus faible.
Les travaux récents de Guiraud et al. (2014) sont basés sur les travaux antérieurs de Franklin (1999 et 2001), Vanderhaeghe (1998), Milési et al. (2003) et Delor et al. (2001). Ross (2014) placent le gisement dans un contexte métallogénique de type VMS.
De l'or visible a été observé dans les zones enrichies en chlorite ou à proximité de la minéralisation en sulfures (Guiraud et al., 2014). Cet intervalle d'un mètre a donné 80,75 g Au/t. En règle générale, l’augmentation de la teneur en or est associée à l'augmentation du pourcentage de sulfures (hormis la pyrrhotite). Des études microscopiques indiquent que l'or se présente sous la forme de grains très fins, contenus dans la matrice de la roche encaissante et à la jonction des cristaux de quartz. L'or est rarement observé en inclusions dans les minéraux sulfurés.
Les principales lithologies et l’aspect macroscopique de la minéralisation sont illustrés dans les photographies de la Figure 1.1-4.
1.1.1.4.3 Géochimie et potentiel acidogène
448 échantillons ont été collectés, à partir des carottes de sondages d’exploration du gisement de Montagne d’Or, de façon à être représentatifs des différentes lithologies de stérile et de leur répartition dans l’espace. Le programme d’échantillonnage s’est basé sur la délimitation de blocs de 3 m sur 3 m de stérile et de minerai, à partir du modèle géologique utilisé pour l’estimation des ressources.
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1) Métavolcanites mafiques, fortement plissées avec intercalation debandes centimétriques riche en feldspaths et bandes plus massives
(source : Guiraud, 2015)2) Faciès du tuf felsique avec le remplissage des ombres de pression de
grains de quartz par des sulfures 3) Faciès de tuf à lapillis avec nombreux clastes visibles étirés le long
de la schistosité (source : Guiraud, 2015)
4) Granodiorite riche en phénocristaux de quartz et plagioclases au seind'une mésostase quartzo-feldspathique grisâtre (source : Guiraud, 2015)
5) Intrusif felsique porphyrique avec phénocristaux de plagioclases,yeux de quartz bleuté et des flammèches noires (Black Flames, Flb)
(source : Guiraud, 2015)
6) Porphyre à feldspaths cisaillé riche en phénocristaux de plagioclasesmontrant une augmentation de la déformation de la gauche vers la droite
(source : Guiraud, 2015)
7) Diabase à texture massive recoupée par une veinule desulfures (source : Guiraud, 2015)
8) Intrusif intermédiaire dit horizonmarqueur. On observe l'étirement des
feldspaths (source : Guiraud, 2015)
9) Volcanite ou intrusifmafique où l'on observe
la forte teneur en sulfures (source : Guiraud, 2015)
CMO - Communes de Saint-Laurent-du-Maroni et d'Apatou , Guyane Française (973)
Figure 1.1-4Planche photographique des principales lithologies du gisement de Montagne d'Or
et GUIRAUD, 2015Sources : CMO
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20 Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017
Chaque intervalle d’échantillonnage a été ciblé pour représenter un bloc de stérile d’une lithologie spécifique afin de pourvoir comprendre les contributions géochimiques de chaque lithologie dans les futures verses à stériles. Le Tableau 1.1-2 montre que la distribution des échantillons entre les différentes lithologies représente bien les proportions de chaque lithologie rencontrée dans les sondages d’exploration.
Tableau 1.1-2 Comparaison de la répartition des différentes lithologies de stériles dans les carottes de sondages et dans les échantillons collectés pour la caractérisation géochimique
Lithologie
Linéaire cumulé de
carottes de sondages
(m)
Pourcentage du
linéaire total de
carottes sondages
Nombre
d’échantillons
collectés
Pourcentage du
nombre total
d’échantillons
collectés
Saprolite 5 218 16,1 75 16,6
Sap-rock 1 217 3,8 16 3,6
Tuf felsique 9 775 30,2 133 29,7
Porphyre felsique 569 1,8 12 2,7
Granodiorite 6 465 19,9 91 20,3
Tuf à lapillis 1 017 3,1 12 2,7
Porphyre quartzo-
feldspathique 1 026 3,2 11 2,5
Volcanite mafique 3 430 10,6 50 11,2
Metasediments 2,7 0,0 0 0,0
Amphibolite 2,7 0,0 0 0,0
Diabase ou dolérite 3 693 11,4 48 10,7
Total 32 417 100 448 100
Résultats des analyses multi-élémentaires
Les résultats des analyses multi-élémentaires réalisées sur les stériles sont présentés dans le Tableau 1.1-3 où ils sont comparés à l’abondance crustale moyenne (Reimann and Caritat, 1988). Ces données montrent qu’en plus de l’or (Au) et de l’argent (Ag), les teneurs en antimoine (Sb), arsenic (As), bismuth (Bi), sélénium (Se) et soufre (soufre total et soufre sous forme de sulfures) dépassent l’abondance crustale moyenne (Reimann and Caritat, 1988) d’un facteur supérieur à 10.
Les diagrammes en boîte à moustaches de ces paramètres classés par lithologie sont repris en Figure 1-5. L’or, l’arsenic, le bismuth et les sulfures présentent un niveau d’enrichissement supérieur dans les tufs felsiques et les tufs à lapillis.
L’analyse de la concentration en soufre sous forme de sulfures permet d’avoir une première approche du potentiel acidogène (Cf. § 1.1.1.1.2).
On peut ainsi estimer, selon ces analyses chimiques (Cf. Figure 1.1-5) que les tufs à lapillis sont très majoritairement acidogènes, les tufs felsiques et les porphyres quartzo-feldspathiques sont en partie acidogènes et que la saprolite et le sap-rock ne sont pas acidogènes.
Une analyse multiélémentaire a également été réalisée sur les lixiviats issus de 95 échantillons de stériles pour lesquels l’analyse du potentiel acidogène par la méthode NAG (Net Acid Generation test, Price, 2009) avait été menée. Les résultats montrent que, pour les échantillons présentant des teneurs en arsenic supérieures à 100 ppm (tufs felsiques essentiellement), la concentration en arsenic dans le lixiviat est supérieure à 0,01 mg/L. L’échantillon présentant la teneur la plus élevée en arsenic (2 855 ppm) a généré un lixiviat à 0,15 mg/L As. La relation entre la teneur en arsenic dans la roche et dans le lixiviat est globalement linéaire pour les tufs felsiques (Cf. Figure 1.1-6). En ce qui concerne le cuivre, on observe également une relation linéaire pour les lithologi6s de type tuf felsique, tuf à lapillis, volcanite mafique et granodiorite. L’échantillon présentant la teneur la plus élevée en cuivre (4 116 ppm) a généré un lixiviat à 38 mg/L Cu (Cf. Figure 1.1-6).
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Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017 21
Tableau 1.1-3 Résultats d’analyses multi-élémentaires des 448 échantillons de stériles comparés à l’abondance crustale moyenne
Paramètre Unité Limite de détection
Abondance crustale
moyenne Min Max Moyenne Médiane Ecart-type
Concentration moyenne des échantillons /
abondance crustale
Au g/t 0,003 0,001 9,72 0,26 0,06 0,76 86
Ag ppm 0,5 0,075 0,25 11,8 0,81 0,25 1,41 10,8
Al % 0,01 8,23 1,87 13,1 5,75 5,87 1,86 0,70
As ppm 5 1,7 2,5 2860 35 13 151 20,6
Ba ppm 5 425 34 3350 811 818 481 1,91
Be ppm 5 2,4 2,5 2,5 2,5 2,5 0 1,04
Bi ppm 0,5 0,06 0,25 200 4,3 0,85 14,8 72
Ca % 0,01 4,15 0,005 9,52 1,96 0,9 2,43 0,47
Cd ppm 0,5 0,10 0,25 14,4 0,42 0,25 1,12 4,18
Ce ppm 5 60 2,5 493 34,8 28,5 35,6 0,58
Co ppm 1 25 0,5 308 22,7 8 30,4 0,91
Cr ppm 1 126 20 423 88,6 77 45,1 0,70
Cu ppm 0,5 60 3,2 4120 212 91,5 371 3,53
Fe % 0,01 5,63 0,91 21 6,1 4,19 4,62 1,08
Hf ppm 0,5 3,0 0,25 24,4 2,07 1,9 1,28 0,69
Hg ppm 0,01 0,063 0,005 1,15 0,02 0,005 0,064 0,32
K % 0,01 2,09 0,03 5,04 1,88 1,92 1,05 0,90
La ppm 0,5 30 0,25 226 16,7 14,7 16,3 0,56
Li ppm 0,5 18 1,3 46,1 10,8 9,3 5,8 0,60
Mg % 0,01 2,33 0,02 7,41 1,09 0,49 1,23 0,47
Mn ppm 5 950 74 6640 1040 628 926 1,09
Mo ppm 0,5 1,1 0,25 49,7 1,66 0,8 3,64 1,51
Na % 0,01 2,36 0,05 4,28 1,64 1,65 1,14 0,70
Nb ppm 0,5 19 1,2 9,4 3,66 3,1 1,54 0,19
Ni ppm 0,5 84 1,2 336 28,6 10,8 41,1 0,34
P % 0,01 0,09 0,005 0,71 0,05 0,04 0,06 0,60
Pb ppm 0,5 14 0,25 197 8,25 5,85 12,4 0,59
Rb ppm 0,5 78 0,8 149 53,6 50,1 30,6 0,69
Sb ppm 0,5 0,2 0,25 36,8 2,82 2 3,6 14,1
Sc ppm 1 22 0,5 60 13,2 4 15,6 0,60
Se ppm 1 0,12 0,5 7 1,53 0,5 1,4 12,7
Sn ppm 0,5 2,3 0,25 3,6 0,85 0,8 0,55 0,37
Sr ppm 5 333 2,5 2020 177 144 180 0,53
Ta ppm 0,5 1,1 0,25 0,7 0,26 0,25 0,06 0,24
Th ppm 0,5 8,5 0,25 19,2 1,98 1,9 1,37 0,23
Ti % 0,001 0,54 0,047 1,85 0,42 0,19 0,45 0,79
Tl ppm 0,5 0,52 0,13 2,18 0,41 0,38 0,27 0,78
U ppm 0,5 1,7 0,25 7,4 0,81 0,7 0,68 0,48
V ppm 10 120 0,5 632 133 40 162 1,11
W ppm 0,5 1,0 0,25 175 4,29 1,9 12 4,29
Y ppm 0,5 24 0,7 174 13,3 4,4 19,5 0,55
Zn ppm 5 70 14 3300 127 62 277 1,81
Zr ppm 0,5 165 15,5 188 67,3 62,6 25,5 0,41
S (total) % 0,5 0,052 0,25 8,1 0,9 0,25 1,12 17,2
S (sulfures) % 0,02 0,052 0,001 8,22 0,88 0,38 1,21 16,9
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isoire
Potentiellement acidogène
Non acidogène
Test statique puis dynamique
si nécessaire
1 2 3 4 5 6 7 8 11
2.5
5.07.5
25.0
50.075.0
250.0
500.0750.0
2500.0
As
(pp
m)
1 2 3 4 5 6 7 8 11
0.25
0.500.75
2.50
5.007.50
25.00
50.0075.00
250.00
Bi(
ppm
)
Code lithologique1 : Saprolite2 : Saprock3 : Tuf felsique4 : Porphyre felsique5 : Granodiorite6 : Tuf à lapilli7 : Porphyre quartzo-feldspathique8 : Volcanite mafique11 : Diabase ou dolérite
MédianeValeur interquartileValeur non anomaliqueAnomalieValeur extrême
1 2 3 4 5 6 7 8 11Code lithologique
0.005
0.050
0.500
5.000
Souf
re s
ous
form
e de
sul
fure
s (%
)
Code lithologiqueCode lithologique
1%
0,1%
GéoPlusEnvironnement+
CMO - Communes de Saint-Laurent-du-Maroni et d'Apatou , Guyane Française (973) Projet minier Montagne d’Or
Figure 1.1-5Diagrammes en boîte à moustaches des résultats d'analyses en soufre sous forme de sulfures, arsenic et bismuth dans les stériles
Source : SRK, mars 2017
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Teneur en cuivre dans les échantillons de stériles (ppm)
Con
cent
ratio
n en
sou
fre d
ans
le li
xivi
at
géné
ré p
ar le
s te
sts
NA
G (m
g/L)
Con
cent
ratio
n en
ars
enic
dan
s le
lixi
viat
gé
néré
par
les
test
s N
AG
(mg/
L)
Con
cent
ratio
n en
ant
imoi
ne d
ans
le li
xivi
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géné
ré p
ar le
s te
sts
NA
G (m
g/L)
Con
cent
ratio
n en
cui
vre
dans
le li
xivi
at
géné
ré p
ar le
s te
sts
NA
G (m
g/L)
Teneur en antimoine dans les échantillons de stériles (ppm)
Teneur en arsenic dans les échantillons de stériles (ppm)Teneur en soufre dans les échantillons de stériles (ppm)
Saprolite
Saprock
Tuf felsique
Porphyre felsique
Granodiorite
Tuf à lapilliPorphyre quartzo-feldspathiqueVolcanite mafique
Diabase ou dolérite
Saprolite
Saprock
Tuf felsique
Porphyre felsique
Granodiorite
Tuf à lapilliPorphyre quartzo-feldspathiqueVolcanite mafique
Diabase ou dolérite
Saprolite
Saprock
Tuf felsique
Porphyre felsique
Granodiorite
Tuf à lapilliPorphyre quartzo-feldspathiqueVolcanite mafique
Diabase ou dolérite
Saprolite
Saprock
Tuf felsique
Porphyre felsique
Granodiorite
Tuf à lapilliPorphyre quartzo-feldspathiqueVolcanite mafique
Diabase ou dolérite
GéoPlusEnvironnement+
CM
O - C
omm
unes de Saint-Laurent-du-M
aroni et d'Apatou , G
uyane Française (973) P
rojet minier M
ontagne d’Or
Figure 1.1-6Illustration du potentiel de lixiviation des m
étaux et métalloïdes des
stériles
Source
: SR
K, m
ars 2
017
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24 Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017
Les résultats d’analyses multi-élémentaires mettent en évidence un potentiel de lixiviation des métaux et métalloïdes en provenance des stériles, notamment en cuivre et arsenic. Cette lixiviation est liée au phénomène de drainage minier acide.
Évaluation du potentiel acidogène par comptabilisation des acides et des bases
La comptabilisation des acides et des bases (« Acid-base Acounting » ou « ABA ») a été menée sur l’ensemble des 448 échantillons.
L’interprétation des résultats de comptabilisation des acides et des bases selon les critères fixés par les normes européennes et la réglementation française montrent que (Cf. Tableau 1.1-4) :
54,7% des stériles sont potentiellement acidogènes, 30,7% des stériles sont interprétés comme non-acidogènes ;
Aucune conclusion ne peut être avancée pour 14,6% des échantillons ;
Concernant l’influence de la lithologie, il ressort que :
o Les tufs felsiques, les tufs à lapillis, les porphyres quartzo-feldspathiques et la granodiorite sont des lithologies majoritairement acidogènes avec, respectivement, 100%, 92%, 73% et 60% d’échantillons potentiellement acidogènes ;
o 99% des échantillons de saprolite et 81% des échantillons de sap-rock ne sont pas acidogènes.
Tableau 1.1-4 Résultats de l’évaluation du potentiel acidogène des stériles par la méthode ABA (SRK, 2017)
Lithologie Nombre
d’échantillons
NPR<1
Stériles acidogènes (%)
NPR>3
Stériles non-acido-gènes (%)
1<NPR<3
Incertain, pas de conclusion possible
(%)
Saprolite 75 0 99 1
Saprock 16 19 81 0
Tuf felsique 133 92 3 5
Porphyre felsique 12 33 50 17
Granodiorite 91 60 16 23
Tuf à lapillis 12 100 0 0
Porphyre quartzo-feldspathique
11 73 0 27
Volcanite mafique 50 48 34 18
Diabase ou dolérite 48 35 17 48
Ensemble des échantillons 448 54,7 30,7 14,6
Évaluation du potentiel acidogène par le test NAG (« Net Acid Generation »)
L'évaluation du potentiel acidogène par le test NAG (« Net Acid Generation ») a été menée sur 103 échantillons. Le Tableau 1-5 synthétise les résultats des tests NAG effectués par SRK par type de lithologie.
Ces résultats se corrèlent bien avec les résultats des tests statiques selon la norme européenne PR EN 15875 2011. Le test NAG, facile et rapide à mettre en œuvre, pourra ainsi être utilisé pendant l’exploitation minière pour distinguer les stériles acidogènes et non-acidogènes en vue de leur stockage sélectif.
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Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017 25
Tableau 1.1-5 Résultats de l’évaluation du potentiel acidogène par le test NAG (SRK, 2017)
Lithologie Nombre
d’échantillons
pH NAG<4,5 et
kg H2SO4/t>10
Potentiel
acidogène
élevé (%)
pH NAG<4,5 et
1<kg
H2SO4/t<10
Potentiel
acidogène
inférieur (%)
Total stériles
potentiellement
acidogènes (%)
pH
NAG>4,5
Non
acidogène
Saprolite 15 0 20,0 20,0 80,0
Sap-rock 7 14,3 14,3 28,6 71,4
Tuf felsique 29 58,6 31,0 89,6 10,3
Porphyre felsique 5 20,0 20,0 40,0 60,0
Granodiorite 14 28,6 14,3 42,9 57,1
Tuf à lapillis 5 100 0 100 0
Porphyre
quartzo-
feldspathique
3 33,3 33,3 66,6 33,3
Volcanite mafique 13 38,5 7,7 46,2 53,8
Diabase ou
dolérite 12 8,4 8,3 16,7 83,3
Ensemble des
échantillons 103 34,0 18,4 52,4 47,6
Analyse minéralogique
Une première série d’analyses minéralogiques par diffraction des rayons X a été réalisée par le Groupe Bureau Veritas sur 15 échantillons de saprolite, trois de sap-rock, 15 de tuf felsique, deux de porphyre felsique, 10 de granodiorite, deux de tuf à lapillis, un de porphyre quartzo-feldspathique, six de volcanite mafique et six de diabase ou dolérite. Ces analyses montrent que les principaux minéraux sulfurés identifiés sont la pyrite (FeS2) et la pyrrhotite (FeS), avec deux échantillons de tufs felsiques titrant jusqu’à 12% de pyrite. Des concentrations en pyrite allant de 1 à 10% ont été relevées dans des échantillons de volcanite mafique. Aucun minéral sulfuré n’a été détecté dans la saprolite.
Une deuxième série d’analyses par diffraction des rayons X, microscopie optique en lumière réfléchie et microsonde électronique a été menée par SRK sur neuf échantillons composites représentatifs de chacune des lithologies de stériles. Suite à ces analyses, la pyrite est également apparue comme le principal minéral sulfuré, sous deux formes principales :
grains fins disséminés et orientés parallèlement à la foliation. Les grains de pyrite apparaissent légèrement plus gros que les minéraux de l’encaissant silicaté et le développement de ces grains de pyrite parallèlement à la foliation peut former des bandes ;
en inclusions dans les veines de quartz recoupant les échantillons.
Les autres sulfures occasionnellement observés dans les veines de quartz sont la pyrrhotite, l’acanthite (Ag2S), la chalcocite (Cu2S), la chalcopyrite (CuFeS2), la gersdoffite (NiAsS), la sphalérite (ZnS) et la galène (PbS). En général, ces minéraux sont présents dans de très faibles proportions (<0,1%).
Trois échantillons de porphyre quartzo-feldspathique, de volcanite mafique et de dolérite ont montré la présence d’arsénopyrite associée à la pyrite. De plus, l’analyse de pyrites à la microsonde montre que ces dernières peuvent renfermer des traces d’arsenic dans leur réseau cristallin.
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26 Projet Montagne d’OR, AOTM, Tome A – Septembre 2017
Le seul carbonate observé dans des proportions significatives est la calcite, qui a été identifiée dans deux échantillons de volcanite mafique et de dolérite où elle forme des veines, associée à des feldspaths potassiques et un peu de pyrite. Dans l’échantillon de volcanite mafique, la proportion de calcite est de 10% et elle est associée à un cortège à chlorite, épidote et pyrite, typique de l’altération hydrothermale (de type propylitique) d’un assemblage à pyroxène-plagioclase.
La prise en compte de la nature et de la texture des minéraux constitutifs des stériles, et notamment des minéraux sulfurés, permet de relativiser le caractère acidogène de certaines lithologies. Les échantillons de granodiorite, porphyre quartzo-feldspathique et volcanite mafique, montrent notamment des sulfures en grande partie ou complètement encapsulés dans du quartz ou des phases silicatées. Ces sulfures se trouvent ainsi protégés de l’oxydation et sont donc non réactifs.
Synthèse et conclusion
Les résultats d’analyses multi-élémentaires font ressortir des teneurs médianes en soufre sous forme de sulfures supérieures à 1% pour les stériles de type tufs à lapillis, tufs felsiques et porphyres quartzo-feldspathiques. Ces lithologies sont ainsi considérées comme potentiellement acidogènes, d’après l’Arrêté ministériel du 19 avril 2010, pour au moins 50% des échantillons analysés.
Ces analyses mettent également en évidence un potentiel de lixiviation des métaux et métalloïdes en provenance des stériles, notamment en cuivre et arsenic. Cette lixiviation est liée au phénomène de drainage minier acide.
L’interprétation des résultats de comptabilisation des acides et des bases selon les critères fixés par les normes européennes et la réglementation française montre que 54,7% des stériles sont potentiellement acidogènes. Les tufs felsiques et les tufs à lapillis, qui représentent 1/3 des 448 échantillons étudiés, sont les lithologies les plus acidogènes (respectivement 100% et 92% d’échantillons potentiellement acidogènes).
Les échantillons de granodiorite, porphyre quartzo-feldspathique et volcanite mafique, montrent des sulfures en grande partie ou complètement encapsulés dans du quartz ou dans des phases silicatées. Ces sulfures se trouvent ainsi protégés de l’oxydation et sont donc non réactifs, limitant ainsi le potentiel acidogène de ces lithologies.
Des essais cinétiques sont actuellement en cours afin de pouvoir trancher sur le caractère acidogène ou non des échantillons incertains, d’affiner avec plus de certitude le potentiel acidogène de certaines lithologies dans des conditions expérimentales plus proches de la réalité et prévoir l’efficacité des modalités de stockage des stériles acidogènes.
1.1.1.5 Contexte sismique
En Amérique du Sud, les zones sismiques se concentrent le long des limites de plaques tectoniques (Amérique, Caraïbes, Cocos, Nazca…), sur les bordures nord-ouest et ouest du continent (Shedlock et Tanner, 1999). La Guyane se trouve quant à elle sur un bouclier précambrien stable.
La Figure 1.1-7a présente une cartographie de l’accélération des mouvements du sol en Amérique du Sud sur les cinquante dernières années, d’après Shedlock et Tanner, 1999.
L’histoire sismique de la Guyane (Cf. Tableau 1.1-6 et Figure 1.1-7b) et son contexte géologique indiquent que le risque sismique est très faible, mais non négligeable. La plupart des épicentres des séismes historiques se localisent dans l’est de la Guyane (région de Cayenne et frontière guyano-brésilienne au niveau de Saint-Georges), mais l’épicentre du séisme le plus important (magnitude 7 à 7,5) se localise dans le centre de la Guyane.
La totalité de la Guyane française se trouve officiellement très faiblement exposée aux séismes. Elle est classée en zone 1 (décret n°2010-1255 du 22 octobre 2010), c'est à dire dans une zone de « sismicité très faible » où l'accélération est inférieure à 0,7 m/s2 (Cf. Figure 1-7c).
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Guyane française
a) Cartographie de l'accélération des mouvements du sol en Amériquedu sud sur les cinquante dernières années
(Shedlock et Tanner, 1999)
b) Localisation des épicentres des séismes enregistrés en Guyane(source : http://www.sisfrance.net/Antilles)
c) Extrait de la carte des zones de sismicité en France
Figure 1.1-7 Contexte sismique de la GuyaneVersion
prov
isoire
