Enquadramento da experiência de integração

Le massif de Mesloula recèle une vingtaine d’indices minéralisés en Pb-Zn-Cu-Ba, tous encaissés dans les roches carbonatées aptiennes. Il représente l’un des plus importants gisements de Pb-Zn en roches carbonatées de l’Algérie. Il en a été extrait 225.000 tonnes (Popov, 1968). La répartition spatiale de l’ensemble de ces indices montre une tendance NE-SW étroitement liée à celles des roches carbonatées aptiennes, des évaporites triasiques et des principaux accidents tectoniques affectant le massif (Fig. IV. 1). Ces différents indices n’ont pas la même importance économique. Les plus importants sont : le « gîte principal » minéralisé en Pb-Zn et Cu, le « complexe barytique » (Ba et Cu) et « Mzeita » (Pb-Zn et Cu). D’autres indices, moins importants, sont dispersés au sein du massif comme les indices du « petit mamelon » (Pb-Zn et Cu), de « Ben Aouied » (Pb-Zn), « Argoub-Er-Ressas » (Pb), du « Bardo » (Pb-Zn), « Assa » (Pb-Zn et Cu) et du « Selekh » (Pb-Zn).

L’étude de l’ensemble de ces indices dépasse le cadre du présent mémoire. Seuls les indices les plus importants ont fait l’objet de visite sur le terrain, d’un échantillonnage. Les indices qui ont été examinés sur terrain sont : le « gîte principal », l’indice dit du « petit mamelon », l’indice de « Mzeïta » et le « complexe barytique » (Fig. IV. 1). Les échantillons récoltés dans les minéralisations et dans leur encaissant carbonaté ont été partiellement traités au laboratoire de génie géologique de l’Université Mohamed Seddik Benyahia de Jijel. Malheureusement, pour des considérations techniques propres au laboratoire le traitement n’a pas été mené jusqu’à son terme. Ainsi, les échantillons prélevés le long d’une coupe dans l’aptien carbonaté du site de « Mzeita », destinés pour l’analyse pétrographique de l’encaissant des minéralisations, n’ont pu être examinés que pour leurs aspects macroscopiques. Les observations microscopiques n’ont pu être réalisées par manque de lames minces. Il en est de même pour les sections polies des échantillons récoltés pour l’étude pétrographique et minéralogique des minéralisations des différents indices visités. Par manque de produits abrasifs, les sections découpées n’ont pu faire l’objet d’un polissage adéquat indispensable pour la reconnaissance des minéraux métalliques, il s’en suit des observations microscopiques incomplètes inconvenablement illustrées. Pour pallier à ces aléas techniques, nous avons fait appel aux travaux de L. Sami (2011) pour compléter l’étude texturale et paragénétique des minéralisations des différents indices visités sur le terrain.

IV.2- Morphologie des corps minéralisés

Bien que les différents indices minéralisés montrent plusieurs types morphologiques, le « gisement » de Mesloula a été classé parmi les gisements de type « cassure » (Popov, 1968)

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Fig. IV. 1- Esquisse géologique du massif de Mesloula (Dubourdieu, 1959) et localisation des principaux indices minéralisés

Fig. IV. 2- Coupes dans le corps minéralisé du « gîte principal » du massif de Mesloula (Popov, 1968)

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Certes, de nombreuses minéralisations sont étroitement contrôlées par des fractures (Fig. IV.4) de direction N10 à 20 E et d’inclinaison 10 à 35 W, cependant il en existe d’autres morphologies telles que les amas, les lentilles, filons et veinules ainsi que sous forme de disséminations et de r emplissage de poches irrégulières. L’ensemble de ces formes présentent des dimensions variables.

Dans le « gîte principal », il s’agit d’une lentille dépassant les 300 m de longueur avec une largeur de 60 m et une hauteur de 120 m qui bute à l’Est sur le contact Trias-Aptien (Fig. IV. 2). Ce corps minéralisé a fait l’objet d’une intense exploitation pendant la période coloniale (Fig. IV. 3. A).

L’amas du minerai du « petit mamelon » ressemble beaucoup à celui du gite principale sauf que ses dimensions sont de moindre importance. En effet, il s’agit d’une lentille plus petite (90 x 30 x 70 m) dite "le petit mamelon" qui se place un peu vers le NE dans les mêmes conditions que celle du « gîte principal » (Popov, 1968).

La jonction entre la lentille du « gîte principal » et celle du « petit mamelon » est recouverte par des dépôts quaternaires. Sur la base de travaux géophysiques qui ont permis de mettre en évidence des corps résistants sous les dépôts quaternaires et qui seraient des calcaires aptiens éventuellement minéralisés, cette zone de jonction a été proposée pour une étude par sondage (ORGM, 2004).

Selon les travaux de l’ORGM (2004), le corps minéralisé du « massif barytique » est un filon rempli de barytine, calcite avec de petites quantités de cuivre gris et de bournonite. Intensément prospecté depuis 1980 par l’EREM puis ORGM, l’indice du « massif barytique » ou « complexe barytique» a fait l’objet d’une concession et le permis a été cédé à l’ENOF (SOMIBAR) qui a entamé des travaux d’évaluation et de mise en valeur qui se sont apparemment avérés insuffisants puisque ce site a été par la suite abandonné (in Sami, 2011).

Selon L. Sami (2011), la minéralisation de cet indice, essentiellement barytique, se localise dans des fractures et dans des brèches. Elle se présente également sous forme de poches irrégulières, de veinules et en disséminations dans les calcaires dolomitisés et silicifiés (Fig. IV. 3. B et F).

Au niveau de l’indice de « Mzeita », les minéralisations essentiellement cuprifères avec leurs produits d’altération (malachite et azurite) sont étroitement associées à un système de fractures conjuguées (N10E-10W et N110E-90) dans lequel seule la direction N10E semble contenir les minéralisations (Fig. IV. 3. C).

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A- Carrière du « gîte principal » B- Association barytine-cuivre gris (altéré en malachite) (indice du « complexe barytique »)

C- Cuivre gris partiellement altéré en malachite – azurite dans une fracture de direction N10E à l’entrée

d’une petite galerie de recherche (indice de M’Zeita)

D- Disséminations de galène avec une gangue calcitique dans un encaissant carbonaté (indice du

« petit mamelon »)

E- Encaissant carbonaté silicifié (quartz fumé bipyramidé) et minéralisé (tache de cuivre gris et quelques disséminations de galène) (indice du « petit

mamelon)

F- Disséminations de galène dans un encaissant carbonaté silicifié et dolomitisé (indice du

« complexe barytique »)

Fig. IV. 3- Aspects macroscopiques et à l’affleurement des minéralisations dans quelques indices du « gisement » de Mesloula.

2,5 cm

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IV.3- Pétrographie et minéralogie des minéralisations

Les roches minéralisées des différents indices du gisement de Mesloula montrent plusieurs types de textures et structures. La texture disséminée est la plus fréquente. Elle montre des mouchetures, le plus souvent de galène de taille millimétrique plus rarement centimétrique, disséminées dans l’encaissant carbonaté dolomitisié et silicifié (Fig. IV. 3. D, E et F). La texture bréchique est également présente particulièrement à proximité des zones de fracture et s’agit le plus souvent de brèches monogénique à éléments calcaires ; ces derniers montrent parfois des disséminations de galène de petite taille. La texture veinulée s’exprime par de petites veinules générées par la dissolution ou par la tectonique, elle a été observée particulièrement au niveau de l’indice de « Mzeita » où les veinules sont remplies de cuivre gris et ses produits d’altération. La texture rubanée, beaucoup plus rare, caractérise certaines zones de fractures où le colmatage des fractures est matérialisé par de la calcite spathique et de la barytine en gerbe à laquelle sont associés des sulfures (galène).

Sur le plan minéralogique, les associations minérales constituant les minéralisations des différents indices du gisement de Mesloula, sont apparemment représentées par une paragenèse relativement simple. Comme minéraux de gangue, on trouve essentiellement de la calcite, du quartz, de la dolomite et de la barytine et de la dickite récemment identifiée par L. Sami (2011). Comme minéraux métalliques, on trouve des sulfures notamment la galène, la sphalérite, la pyrite la chalcopyrite et des sulfosels particulièrement du cuivre gris. On trouve également les différents produits d’altérations dont les plus fréquents sont ceux de la galène (cérusite), du cuivre gris (malachite, azurite et covellite) et les oxydes et hydroxydes de fer.

IV. 3. 1- Les minéraux de gangue

a) La calcite

Aussi bien dans l’indice du « complexe barytique » que celui du « M’Zeita », la calcite apparait sous trois générations (Sami, 2011) :

i) une calcite 1 : diagénétique en inclusions dans le quartz (quartz 2)

ii) une calcite 2: remplissant les fractures et cimentant les lattes de barytine (barytine 2)

iii) une calcite 3 : tardive, elle remplit la porosité laissée par la cristallisation du quartz ayant remplacé la calcite 1. Cette calcite 3 a tendance à remplacer le quartz 2.

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b) La dolomite

En raison du processus de dolomitisation ayant affecté l’encaissant des minéralisations, la dolomite est abondante notamment au niveau des zones de fractures fortement bréchifiées. Plusieurs variétés de dolomite ont été distinguées (Diane et al, 1996) :

i) une dolomite finement cristallisée diagénétique qui caractérise surtout les zones de fractures où elle constitue le ciment des brèches

ii) une dolomite en mosaïque épigénétique issue de la recristallisation de la variété fine primaire. Au microscope, elle se présente en sections sub-automorphes jointives. Parfois elle cristallise dans les vides de dissolution de la roche primaire

iii) une dolomite rhomboédrique baroque contenant souvent des inclusions de calcites et dolomite primaires. Les rhomboèdres de 100 à 500 microns pouvant aller jusqu’à 1 mm, sont parfois zonés

c) Le quartz

Deux types de quartz ont été distingués (Sami, 2011) (Fig. IV. 4. A) :

i) un quartz 1 : de première génération (Q1) calcédonieux et microscopique en remplissage de cavités ou poches de dissolution plus ou moins rondes ayant tendance à être recoupé par le quartz 2 automorphe. Dans certains cas, il se présente en inclusions dans le quartz automorphe ii) un quartz 2 : de deuxième génération (Q2) sous forme de gros grains fumés automorphes à inclusions de carbonates. Ces quartz (Q2) ont pseudomorphosés les cristaux sparitiques de calcite 1. Ils sont par contre parfois corrodés par la barytine 2 et la calcite 2.

d) La barytine

La barytine est le minéral le plus répandu dans l’indice du « complexe barytique » où elle se présente en grandes masses dans les zones de fractures et de broyages ou en remplacement du calcaire dolomitisé et silicifié. Elle se développe aussi dans les géodes. L. Sami (2011) a distingué deux générations de barytine (Fig. IV. 4. B) :

i) une barytine 1 (Ba.1) : dans l’indice du « complexe barytique » elle se présente en gros grains ou en grandes lattes allongées et rayonnantes qui remplace le quartz II et la calcite I. Elle est souvent bréchifiée et cimentée par la calcite II tardive ou par de la barytine II. Dans l’indice de « Mzeita » elle se présente en petits grains remplissant les vides intergranulaires entre les grains de quartz 2.

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ii) une barytine 2 (BA.2) : dans l’indice du « complexe barytique » elle apparaît en petites baguettes allongées et rayonnantes issues de la recristallisation de la barytine.

Elle se développe à partir des fractures et remplace la calcaire bréchifié. Elle est recoupée par des fractures à remplissage de calcite III. Dans l’indice de « Mzeita » elle apparait en grains grossiers automorphes à subautomorphes en forme de gerbes rayonnantes. Elle se développe dans les calcaires en remplaçant la calcite 1 et le quartz 2. Elle peut aussi se développer dans les fractures à partir des épontes suivie de la calcite et aussi dans les fractures tardives qui ont affecté les grains de galène.

IV. 3. 2- Les minéraux métalliques

a) La galène

La galène est le sulfure principal des minéralisations de l’ensemble des indices du gisement de Mesloula. Macroscopiquement, elle se présente en cristaux automorphes à sub-automorphes, de taille millimétrique, disséminés dans les calcaires silicifiés et dolomitisés (Fig. IV. 4-E). Au microscope, elle est sous forme de plages ou de cubes entourés de halos de cérusite. Elle peut se trouver en association avec la barytine et le cuivre gris. Parfois elle renferme des inclusions de pyrite. Lorsqu'elle est en association avec la sphalérite, elle a tendance à la remplacer. Parfois, elle est traversée par des fractures remplies de barytine 2 (Fig. IV. 4-D) (Sami, 2011).

b) La sphalérite

La sphalérite est également un sulfure primaire de la phase principale de la minéralisation. Elle est relativement moins exprimée en surface. Elle a été décrite au niveau de l’indice de « Mzeita » (Diane et al, 1996 ; Sami, 2011). Selon E. Diane et al. (1996), elle se présente en sections automorphes fines dont la taille ne dépasse jamais les 100 microns. Elle est généralement inclue dans la calcite. Une sphalérite automorphe corrodée par un cristal de galène ce qui indique son antériorité par rapport à la galène. Cette antériorité a été d’ailleurs confirmée par les observations de L. Sami (2011) qui montrent que la limite irrégulière entre les plages de la galène et de la sphalérite indique un début de remplacement de cette dernière par la galène.

c) La pyrite

C’est le sulfure le moins représenté en surface. Elle n’a été observée qu’au microscope dans l’indice de « Mzeita » (Diane et al, 1996 ; Sami, 2011). Selon E. Diane et al. (1996), elle se présente sous forme de petites disséminations framboïdales d’origine diagénétique dans les calcaires dolomitiques. Elle est souvent altérée en goethite ce qui confère localement des teintes rougeâtres aux calcaires dolomitiques encaissants. Selon les observations, également au microscope, la pyrite se

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présente soit en petits cubes inclus dans la galène et la sphalérite ou sous forme de disséminations dans les carbonates.

d) La chalcopyrite

Elle est extrêmement rare en surface. Elle a été décrite par E. Diane et al. (1996) sous forme de petite plage sub-automorphe dans les calcaires.

e) Le cuivre gris

Le cuivre gris a été décrit par L. Sami (2011) aussi bien dans l’indice du « complexe barytique » où il se présente sous forme de grains automorphes ou sub-automorphes ou d'agrégats de taille variable, millimétrique à centimétrique disséminé dans les calcaires que dans celui de « Mzeita » où il se présente sous forme d'agrégats à grains hétérométriques ou sous forme de grains individuels disséminés dans le calcaire. Les grains sont souvent altérés en malachite et azurite. Le cuivre gris que nous avons observé dans les échantillons provenant de l’indice du « petit mamelon » se présente en plage et montre des altérations en covellite (Fig. IV. 4.F).

IV.3.3- Les minéraux d’altération

Dans l’ensemble des indices minéralisés du gisement de Mesloula, les minéralisations sont fortement oxydées en surface. Ce processus d’altération supergène a fait que ce sont ces minéraux secondaires qui sont, en surface, en quantité relativement plus importante.

a) La cérusite

C’est le minéral secondaire le plus abondant à Mesloula. Elle est le produit d’altération de la galène. Elle se présente sous forme d’une auréole d’altération autour des reliques de galène. Dans certains endroits où le processus d’oxydation est très prononcé, la cérusite est son tour corrodée par de la goethite. Elle est également souvent associée à d’autres carbonates primaires et à la barytine, généralement sous forme de ciment reliant les éléments des brèches (Diane et al, 1996).

b) La malachite, azurite et covellite

Ce sont les produits d’altération des minéraux cuprifères notamment du cuivre gris. c) La goethite

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A- Deux types de quartz : quartz 1 (Q1) microcristallins et quartz 2 en gros grains automorphes (indice du « complexe barytique »)

(observation en LPA, grossissement x10)

B- Fragment de barytine 1 (Ba.I) pris dans une matrice recristallisée de barytine 2 (Ba.II) (indice du

« complexe barytique ») (observations en LPA, grossissement x5)

C- Barytine 2 (Ba.II) remplaçant la galène (Ga) et la dolomite (D) (indice de « M’Zeita) (Observation en

LPA, grossissement x5)

D- Galène (Ga) remplaçant la sphalérite (Sp). Le tout est recoupé par des fractures remplies de barytine (Ba)

(indice de « M’Zeita) (Observation en LR, grossissement x10)

E- Plage de galène (Ga) dans un vide de dissolution de l’encaissant carbonaté dolomitisé (Do) (indice du

« gîte principal »)

F- Cuivre gris (Cu) altéré en covellite (Co) (indice du « petit mamelon »)

Fig. IV. 4- Aspects microscopiques des minéralisations du gisement de Mesloula (les photos A, B, C et D sont d’après L. Sami (2011)) (LPA : lumière polarisée analysée, LR : lumière réfléchie)

Do Ga Cu Co 150µ 250µ 250µ 250µ 150µ 250µ Cé

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IV. 4- Succession paragénétique

Pour les multiples raisons citées plus haut, nous n’avons pas pu analyser les relations mutuelles entre les différents minéraux constituant la paragenèse minérale des minéralisations de Mesloula. Nous avons donc repris les résultats des observations microscopiques effectuées par E. Diane et al (1996) et L. Sami (2011). Ces résultats ont permis à leurs auteurs de proposer les successions paragénétiques probables aussi bien pour les minéralisations de l’indice de « complexe barytique » que pour celles de l’indice de « Mzeita » (Fig. IV. 5, IV.6 et IV.7). A la lumière des successions paragénétiques probables synthétisées dans les figures IV.5, IV.6 et IV.7, il apparaît que les minéralisations se sont mises en place selon un processus composé de trois phases : une première phase sédimentaire diagénétique, une deuxième phase hydrothermale épigénétique et une troisième phase d’altération supergène.

La première phase sédimentaire diagénétique a vu principalement le développement des

carbonates de l’encaissant avec accessoirement la formation de grains de pyrite diagénétique ainsi que du quartz également diagénétique contenant souvent des inclusions de calcite témoignant de l’ambiance sédimentaire dans laquelle se sont formés ces quartz.

Ces derniers sont d’ailleurs connus aussi bien dans l’encaissant carbonatés que dans les minéralisations et à travers la majorité des massifs minéralisés de cette région frontalière algéro-tunisienne (Bouzenoune, 1993, Bouzenoune et al., 2006)

La deuxième phase hydrothermale épigénétique a vu la mise en place des principaux minéraux métalliques et les minéraux de gangue constituant ces minéralisations. Cette phase a été ponctuée par

plusieurs épisodes de fracturation. Le premier épisode de fracturation est caractérisé par une

silicification hydrothermale qui a généré le quartz 2 (Q.2). Les fluides hydrothermaux qui en sont à l’origine de cette silicification étaient enrichis en éléments chimiques ayant induits le dépôt de la galène. Un deuxième épisode de fracturation a permis le dépôt de la barytine 1 (Ba.1) à partir de fluides hydrothermaux enrichis cette fois-ci en barytine en non en galène. Un troisième épisode de fracturation, ayant induit des bréchifications et des recristallisations, a permis la circulation de fluides qui ont permis le dépôt de la calcite 2 (Ca.2), de la barytine 2 (Ba.2) et la précipitation du cuivre gris. Enfin, un quatrième épisode de fracturation a permis le dépôt de la calcite 3 (Ca.3).

La troisième phase d’altération supergène, tardive, probablement après la genèse des reliefs

résultant des différentes structures tectoniques, a exposé les différentes minéralisations aux conditions de surface. Cette exposition a provoqué l’oxydation des principaux minéraux primaires des minéralisations pour produire des minéraux secondaires d’altération. Ainsi, ont été générés la cérusite, l’azurite, malachite, covellite et oxydes de fer.

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Fig. IV. 5- Succession paragénétique probable dans les minéralisations de l’indice de « Mzeita » (d’après Diane et al, 1996).

Fig. IV. 6- Succession paragénétique probable dans les minéralisations de l’indice de « Mzeita » (d’après Sami, 2011).

Fig. IV. 7- Succession paragénétique probable dans les minéralisations de l’indice du « complexe barytique » (d’après Sami, 2011).

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IV.5- Conclusion

Le gisement polymétallique (Pb, Zn, Cu, Ba) de Mesloula est l’un des plus importants gisements de Pb-Zn en roches carbonatées d’Algérie. Il a fait l’objet, pendant la période coloniale, d’une exploitation intensive pour son minerai plombifère. Il reste toujours une cible privilégiée pour les programmes de prospection développés par l’ORGM.

Le gisement de Mesloula est constitué par une vingtaine d’indices dont les plus importants sont le « gîte principal », le « complexe barytique », « Mzeita », le « petit mamelon ». Dans tous les cas, les minéralisations sont encaissées dans des roches carbonatées aptiennes intensément silicifiées et dolomitisées. Comme pour la majorité des massifs minéralisés de la région, l’Aptien carbonaté du massif de Mesloula constitue l’unique horizon contrôlant les minéralisations, il est de ce fait un métallotecte lithostratigraphique.

Les minéralisations, présentant des formes variables, en lentilles, amas, filons, dans les cassures, sont essentiellement plombifères avec accessoirement du cuivre et du zinc. La paragenèse minérale est simple, elle est à calcite, quartz, barytine, galène, sphalérite, cuivre gris et leurs minéraux d’altération. La dolomitisation et la silicification sont les altérations hydrothermales les plus fréquentes. Elles se sont développées à la suite de circulations de fluides hydrothermaux ayant également induit la mise en place des minéralisations sulfurées selon un processus polyphasé ponctué par plusieurs épisodes de fracturation.

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V.1- Introduction

Depuis une décennie, on commence à cerner les conditions de mise en place des minéralisations directement ou indirectement liées aux extrusions des évaporites triasiques de la région frontalière algéro-tunisienne. Les données obtenues par des études, notamment universitaires ayant fait appel aux techniques les plus modernes comme la microthermométrie des inclusions fluides et la géochimie isotopique, ont permis d’approcher les conditions physico-chimiques (température, pression, salinités…) qui ont régné lors de la genèse de ces minéralisations (Paraire-Akrour, 1991 ; Bouzenoune, 1993 ; Bouzenoune et al, 1997 ; Bouzenoune et al, 1998, Diane et al, 1996 ; Salmi-Laouar, 2004, Salmi-Laouar et al, 2004, Salmi-Laouar et al, 2007 ; Sami, 2011 entre autres).

Ainsi, dans l’objectif d’approcher les caractères géochimiques des fluides ayant induit la genèse des minéralisations du massif de Mesloula, nous avons repris les données analytiques disponibles dans la bibliographie en essayant de les réinterpréter. Les données géochimiques analytiques utilisées concernent celles obtenues par l’étude des inclusions

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