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09/07/2014 - GNANZOU Allou

Etude des séries volcano-sédimentaires de la région de Dabakala (N-E de la
Côte d’Ivoire) : genèse et évolution magmatique. Contribution à la
connaissance de la minéralisation aurifère de Bobosso dans la série de la
Haute-Comoé

Thèse soutenue le mercredi 9 juillet 2014 à 14h à l’amphi Blandin, bât. 510, devant le jury composé de :

- Dr. Kaoumé AKA, UFR des Sciences de la Terre & des Ressources Minières,
Université Félix Houphouët Boigny, Abidjan, Côte d’Ivoire.

- Professeur Jocelyn BARBARAND, Laboratoire GEOPS « Géosciences Paris Sud »,
Université Paris Sud Orsay, France.

- Professeur Bernard BONIN, directeur de thèse, Laboratoire GEOPS « 
Géosciences Paris Sud », Université Paris Sud Orsay, France.

- Professeur Yacouba COULIBALY, co-directeur de thèse, Laboratoire LGSM,
Université Félix Houphouët Boigny, Abidjan, Côte d’Ivoire.

- Professeur Dominique GASQUET, rapporteur, Laboratoire EDYTEM, CNRS, UMR
5204, Université de Savoie, 73376 Le Bourget du Lac, France.

- Dr. Jean-Paul LIEGEOIS, rapporteur, Musée Royal de l’Afrique Centrale
(MRAC), B-3080 Tervuren, Belgique.

  • Directeurs : Bernard BONIN (IDES) & Yacouba COULIBALY (Université de Cocody)
  • Financement : salarié EQUIGOLD CO SA en Côte d’Ivoire et (éventuelle) BGF

Dans la région de Dabakala située au nord-est de la Côte d’Ivoire, la croûte
birimienne de l’Afrique de l’ouest comporte trois séries
volcano-sédimentaires toutes orientées NNE-SSW : celle de la Haute Comoé à
l’est, celles du Haut-N’Zi et de Fettêkro à l’ouest. Elles constituent
l’encaissant d’importants massifs granitiques datés à 2,1 Ga, l’ensemble
formant une ride granitique bordée par deux sillons volcano-sédimentaires.

Les données pétrographiques et géochimiques montrent que les volcanites
présentent des variations de composition continues de basalte à rhyolite.
Les métabasites, subalcalins à alcalins, ont une source intermédiaire entre
N-MORB et E-MORB. Les basaltes de la série de Fettêkro, avec des valeurs de
La/Yb comprises entre 1,43 et 1,83 et La entre 2,21 et 5,6 ppm, sont proches
des moyennes des basaltes de Nauru et des métabasites de ceintures. Leur
source est de type lherzolite à spinelle, avec peut-être une contamination
crustale, et leur environnement de mise en place serait intra-océanique avec
édification de plateaux océaniques. Les andésites montrent une affinité avec
les arcs insulaires continentaux matures, suggérant un modèle de subduction
avec délamination crustale. Les volcanites acides, également mises en place
dans un contexte d’arc volcanique, terminent la lignée calco-alcaline.

Les plutonites de la région de Dabakala, comprenant des massifs de
pegmatite, granite, granodiorite, diorite et gabbro, sont liées à des arcs
volcaniques syn-collision et caractérisent un magmatisme calco-alcalin de
marge active. Les métasédiments se reportent quant à eux dans le champ des
arcs insulaires continentaux.

Au plan structural, la région de Dabakala présente des directions de
fractures majeures orientées N-S à NNE-SSW senestres pour la plupart (les
plus anciennes), N90° à N100° dextres (les plus récentes), NW-SE à NNW-SSE
dextres ou senestres. Une structure significative, de direction N075° à
N080° est identifiée pour la première fois : la faille de Sarala (FSr). La
carte structurale du prospect aurifère de Bobosso indique globalement un
fort développement des linéaments NNE-SSW recoupés par des linéaments NW-SE.
Les premiers dessinent une mégastructure de premier ordre dénommée Zone
Tectonique de Bobosso (ZTB), abritant plusieurs structures secondaires avec
des lentilles minéralisées.

Concernant la minéralisation aurifère, le prospect de Bobosso dans la série
de la Haute-Comoé présente une déformation polyphasée avec une déformation
cassante à l’origine de la formation de plusieurs générations de veines de
quartz. La minéralisation aurifère présente un contrôle structural principal
par les filons de quartz liés à la mise en place d’intrusions dans les
basaltes et les andésites. Il existe deux types de minéralisations,
disséminée et filonienne. La distribution bimodale de l’or a été également
mise en évidence dans les gisements de la ceinture Ashanti au Ghana et dans
plusieurs gisements aurifères mondialement connus.

La minéralisation disséminée serait syngénétique d’après l’existence de
teneurs élevées dans les sections de sondages sans aucun filon de quartz. La
minéralisation filonienne est évidemment épigénétique. Les teneurs les plus
élevées ont été obtenues dans les zones de sondages montrant la présence de
lentilles, veines et filons de quartz, calcite ± tourmaline ± sulfures. La
paragenèse métallifère est essentiellement constituée de pyrite, mais
également de pyrrhotite, chalcopyrite et d’arsénopyrite, avec présence de
magnétite et d’hématite. L’or n’est jamais visible à l’œil nu, même dans les
sections de forage présentant les plus fortes teneurs.

Nous pouvons retenir deux principales phases de minéralisation dans le
prospect aurifère de Bobosso : 1) une première phase de type SEDEX survenue
lors d’ouverture de bassins d’arrière-arc et rencontrée surtout dans les
métasédiments ; 2) une deuxième phase de type hydrothermal liée à la mise en
place de granitoïdes dans les métasédiments et les volcanites lors de la
fermeture des bassins à la fin de l’orogenèse éburnéenne. La minéralisation
filonienne montre de plus fortes teneurs en Or.

Mots-clés : Pétrographie, géochimie, magmatisme, tectonique, minéralisation
aurifère, Dabakala, nord-est de la Côte d’Ivoire, Afrique de l’Ouest.

Abstract :

In Dabakala region located in the northeastern part of Côte d’Ivoire, the
birimian crust of West Africa displays three volcano-sedimentary series : the
Upper Comoé serie to the east, and the Upper N’Zi and Fettêkro series to the
west. These three volcano-sedimentary series are NNE-SSW oriented and
enclose an important granitic mass dated to 2.1 Ga ; thus constituting a
granitic ridge bordered by two volcano-sedimentary trenches.

Petrographic and geochemical data show that these pyroclastic rocks have
basalts, andesites, andesite basalts, dacites, rhyolites and rhyodacites
compositions. Metabasites are generally subalkaline to peralkaline and show
their source composition between those of N- MORB and E- MORB. Fettêkro
serie basalts, with La / Yb values between 1.43 to 1.83 and La values
between 2.21 to 5.6, are close to average of Nauru basalts and belts’ mafic.
Their magmatic source would be spinel lherzolite type, with probably
possible crustal contamination in an environment of implementing intra
- oceanic environment with building oceanic plateaus. Andesites show an
affinity to continental and mature island arcs basalts, corresponding to a
subduction model with crustal delamination. Acid volcanics are implemented
in a volcanic arcs context and follow a calc-alkaline suite.

The plutonic rocks of the Dabakala region are composed to pegmatite, alkali
and natural granite, granodiorite, diorite and gabbro. These rocks
correspond to syn-collisional volcanic arc plutonites, and are probably
related to a calc-alkaline magmatism of active margins.

Metasediments generally defer in the field of continental island arcs.

Structurally, the Dabakala region has major fractures directions oriented NS
to NNE-SSW sinistral for most (older), N90° to N100° dextral (latest), NW-SE
to NNW-SSE dextral or sinistral. A significant structure, oriented N075° to
N080° is identified for the first time : the Sarala fault (FSr). The
structural map of the Bobosso gold prospect generally indicates a strong
development of NNE-SSW lineaments cut by NW-SE lineaments. The first ones
draw a first order megastructure called Bobosso Tectonic Zone (ZTB),
containing multiple secondary structures or mineralized lenses.

Concerning gold mineralization, the Bobosso prospect (Upper-Comoé serie) has
a polyphase deformation with brittle deformation as manifested in several
ways. The latter is the cause of

the formation of several generations of quartz veins. Gold mineralization
presents mainly a structural control by quartz veins, related to the
development of intrusions in basalts and andesites.. Two types of
mineralization may be mentioned : disseminated and vein. This bimodal
distribution of gold has also been highlighted in the Ashanti belt deposits
in Ghana and several gold deposits known worldwide.

Disseminated mineralization is syngenetic and relies on the existence of
high grade in sections of surveys without quartz vein. The vein
mineralization is evidently epigenetic. The highest grades were obtained in
sections showing the presence of lenses, veins and quartz veins, tourmaline
± calcite ± sulfides. The metalliferous paragenesis consists essentially of
pyrite, but pyrrhotite, chalcopyrite and arsenopyrite with presence of
magnetite and hematite. Gold is not visible, even in the drill sections with
the highest grades.

We retain two main phases of mineralization in the Bobosso gold prospect : 1)
a first phase (SEDEX type) occurred while opening rear arc basins. It occurs
mainly in the metasediments and 2) a second phase (hydrothermal) related to
the implementation of various granitoids in the metasediments and volcanics
when closing pools at the end of the eburnean orogeny. Vein mineralization
shows higher grades of gold.

Keywords : petrography, geochemistry, magmatism, tectonics, gold
mineralization, Dabakala, northeastern Côte d’Ivoire, West Africa.