Cours de Métallogénie

 

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FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES DE SETTAT

Département de Géologie Appliquée

Master Sciences et Techniqu Techniques es : Prospection et Valorisation des Ressources Minérales

COURS DE METALLOGENIE

Année Universitaire : 2014201!

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CHAPITRE I : GENÉRALITÉS I DÉFINITIONS Les minéraux sont à la base des civilisations : après l’âge de la pierre, l’humanité a toujours cherché à diversifier ses sources de matières premières (cuivre, fer, !" L’étude des g#tes minéraux est à la  base de la géologie" $près les alchimistes du mo%en âge, les premières études scientifi&ues sont celles des érudits de la renaissance en 'urope centrale, en particulier oerge )auer (*++-*...!, dit $gricola" Les travaux ont ensuite suivi les développements de la métallurgie, en particulier en 'urope centrale et dans l’ouest-américain" 'n apprenant à reconna#tre à utiliser les propriétés des divers minéraux et métaux, les hommes se créent peu à peu des besoins, il fallut des &uantités croissantes de produits minéraux / de cette manière se développa la recherche minière" 0ais on s’aper1ut vite &ue certains gisements étaient trop petits ou à teneur trop basse pour valoir la peine d’2tre exploités dans les conditions techni&ues, économi&ues et sociales du moment" $insi apparaissent les notions d’exploitabilité des g#tes"

1- La métallogéni :  est à la fois une science fondamentale et une science appli&uée" 'lle vise à décrire les g#tes minéraux, à comprendre leur mécanisme de formation et à fournir à l’explorateur  minier minier des guides de prospection prospection"" Le terme g#tologie g#tologie en désigne la partie descriptive" descriptive" L’étude L’étude des g#tes métallifères s’appuie sur un vocabulaire concis et rigoureux" c’est un minéral minéral ou une substan substance ce minéral minéralee suscep susceptib tible le d’2tre d’2tre exploi exploitée" tée" 3n !- Un min"ai : c’est distinguera les concentrations métallifères o4 l’on va détruire la structure des minéraux pour en extrai extraire re un élément élément,, par exempl exemplee la sphalé sphalérite rite pour pour le 5inc, 5inc, des concen concentrat tration ionss de minérau minéraux x industriels o4 l’on conserve la structure naturelle tout en l’aménageant comme c’est le cas pour  l’amiante"

#- Un gi$mnt  : est une concentration minérale anormale en éléments métalli&ues dans l’écorce terrestr terrestre, e, et &ui est exploi exploitab table le économ économi&u i&ueme ement" nt" La notion notion de giseme gisement nt repose repose sur une base base économi&ue, elle-m2me dépend de la nature du minerai, de sa teneur et tonnage, de sa localisation géographi&ue, des co6ts métallurgi&ues (le co6t et le mode de traitement etc"! et à la structure du marché tel &ue l’existence d’une concurrence plus ou moins vive" 7’un point de vue géologi&ue un gisement constitue un volume de roche" 8a position, sa forme, son contenu minéral et chimi&ue et chimi&ue sont en relation avec les traits géologi&ues locaux et

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CHAPITRE I : GENÉRALITÉS I DÉFINITIONS Les minéraux sont à la base des civilisations : après l’âge de la pierre, l’humanité a toujours cherché à diversifier ses sources de matières premières (cuivre, fer, !" L’étude des g#tes minéraux est à la  base de la géologie" $près les alchimistes du mo%en âge, les premières études scientifi&ues sont celles des érudits de la renaissance en 'urope centrale, en particulier oerge )auer (*++-*...!, dit $gricola" Les travaux ont ensuite suivi les développements de la métallurgie, en particulier en 'urope centrale et dans l’ouest-américain" 'n apprenant à reconna#tre à utiliser les propriétés des divers minéraux et métaux, les hommes se créent peu à peu des besoins, il fallut des &uantités croissantes de produits minéraux / de cette manière se développa la recherche minière" 0ais on s’aper1ut vite &ue certains gisements étaient trop petits ou à teneur trop basse pour valoir la peine d’2tre exploités dans les conditions techni&ues, économi&ues et sociales du moment" $insi apparaissent les notions d’exploitabilité des g#tes"

1- La métallogéni :  est à la fois une science fondamentale et une science appli&uée" 'lle vise à décrire les g#tes minéraux, à comprendre leur mécanisme de formation et à fournir à l’explorateur  minier minier des guides de prospection prospection"" Le terme g#tologie g#tologie en désigne la partie descriptive" descriptive" L’étude L’étude des g#tes métallifères s’appuie sur un vocabulaire concis et rigoureux" c’est un minéral minéral ou une substan substance ce minéral minéralee suscep susceptib tible le d’2tre d’2tre exploi exploitée" tée" 3n !- Un min"ai : c’est distinguera les concentrations métallifères o4 l’on va détruire la structure des minéraux pour en extrai extraire re un élément élément,, par exempl exemplee la sphalé sphalérite rite pour pour le 5inc, 5inc, des concen concentrat tration ionss de minérau minéraux x industriels o4 l’on conserve la structure naturelle tout en l’aménageant comme c’est le cas pour  l’amiante"

#- Un gi$mnt  : est une concentration minérale anormale en éléments métalli&ues dans l’écorce terrestr terrestre, e, et &ui est exploi exploitab table le économ économi&u i&ueme ement" nt" La notion notion de giseme gisement nt repose repose sur une base base économi&ue, elle-m2me dépend de la nature du minerai, de sa teneur et tonnage, de sa localisation géographi&ue, des co6ts métallurgi&ues (le co6t et le mode de traitement etc"! et à la structure du marché tel &ue l’existence d’une concurrence plus ou moins vive" 7’un point de vue géologi&ue un gisement constitue un volume de roche" 8a position, sa forme, son contenu minéral et chimi&ue et chimi&ue sont en relation avec les traits géologi&ues locaux et

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http://moncoursdegeologie.blogspot.com régionaux des terrains &ui l’entourent" La genèse du gisement doit 2tre

interprétée à la lumière de l’histoire géologi&ue du district &ui le contient, c’est 1 dire les faits relatifs à la sédimentation, au métamorphisme, à la granitisation, au volcanisme et à la tectoni&ue"

%- L &a't(" ) 'on'nt"ation : correspond au taux d’enrichissement en un élément chimi&ue, c’est à dire au rapport entre sa teneur mo%enne d’exploitation et son abondance dans la cro6te (clarcke).

*- L 'la"'+  : est la teneur mo%enne d’un élément dans l’écorce terrestre" 9l n’est pas le m2me  pour tous les métaux (tabl"*"*!" Les corps géologi&ues &ui méritent l’appellation de g#tes minéraux montrent des concentrations beaucoup plus importantes &ue le clare"

'lément

;eneur mo%enne dans la cro6te continentale "+? A".+ A"A**? A"A**? *@ ppm G,. ppm A"B ppm

=e ;i  Ci Fb 8n $u

;eneur minimale d’exploitation @A? B.? B? *A? *? *A gHt (*A ppm!

;aille ;aille des gisements géants (0;!

D ."E D *"@ D A"G. D A"AAAB+

;abl"*" : -#-1 Lalté"ation )$ "o'7$ Banal$

"

 

http://moncoursdegeologie.blogspot.com Le comportement des cations au cours de l’altération supergène, dépend

de leur potentiel ioni&ue (fig" !" -#-! Alté"ation ) min"ai$ 0"é=i$tant  (fig"*A! Lors&ue des minéraux sulfurés arrivent à l’affleurement par le jeu de l’érosion, ils s’altèrent par  ox%dation" Leur altération conduit à la formation en surface de  chapeau d’ox%dation M ou  gossan M renfermant des ox%des, des sulfates, des carbonates, et des métaux natifs" 8i les sulfures de =e (p%rite, p%rrhotite ! dominent dans la paragenèse sulfurée primaire, les ox%des et les h%drox%des de =e seront abondants et le chapeau d’ox%dation sera appelé chapeau de =e" 'xemples de réactions mises en jeu dans la 5one d’ox%dation : G =e8G P > 3G P G RG3 F%rite *G =e83+ P B 3G P @ RG3

G =e83+ P G RG83+ 8ulfate ferreux + =eG(83+!B P + =e(3R! B

8ulfate ferri&ue

R%drox%de ferri&ue

Far désh%dratation partielle, l’h%drox%de ferri&ue se transforme en goethite =e(3R! / la désh%dratation complète conduit à l’hématite (=e G3B!" 8ous la 5one d’ox%dation existe la 5one de cémentation ou  d’enrichissement M, &ui correspond au minerai primaire enrichi" L’infiltration de ces eaux météori&ues acides jus&u’au niveau de la nappe  phréati&ue est accompagnée du lessivage des métaux à partir de la 5one superficielle" OLCANOSÉDI9ENTAIRES II-1 Géné"alité$