thèse d'Alexis Ndongo

canyon Contexte sédimentologique et tectonique du bassin paléoprotérozoique de Franceville (Gabon) : structures de surpression fluide, bitumes et minéralisation uranium

Financement : Areva et gouvernement du Gabon

Directeurs de thèse : Michel Guiraud, laboratoire Biogéosciences ; Jean-Louis Feybesse, Areva NC Géoscience Groupe Technique  

Début de la thèse : novembre 2010

 

Introduction

La formation des gisements métallogéniques en général et uranifères en particulier, dans les bassins paléoprotérozoïques, dépend de la migration des fluides riches en divers éléments (U, Cu, Fe, etc.). L’objet de cette thèse a été de définir le contexte tectonique, sédimentologique et diagénétique associées aux gisements bitume-uranium du bassin de Franceville.

L’étude tectonique réalisée met en évidence des failles de transfert N180-170, héritées de la tectonique archéenne et des failles normales longitudinales N110-120. Ces deux familles de failles compartimentent le bassin de Franceville en plusieurs sous-bassins de subsidence variable. Les failles longitudinales N110-120° contrôlent la mise en place d’anticlinaux de mur et des synclinaux de toit synsédimentaires (i.e. discordances progressives). Les gisements d’uranium du bassin de Franceville, se localisent au niveau des anticlinaux de mur des failles normales.

série francevillienne L’étude sédimentologique du bassin caractérise la distribution spatiale des paléoenvironnements de dépôt. Quatre grands environnements de dépôts sont respectivement mis en évidence : fluviatile (formation FA inférieur), deltaïque (formation FA moyen), tidal (formation FA Supérieur) et marin profond (formation FB). La distribution des faciès sédimentaires à la transition FA-FB est responsable de la mise en place de barrières de perméabilité. Les barrières de perméabilité sont responsables de l’augmentation de la pression fluide, qui favorise la mise en place des structures de surpression fluide (dykes, stylolites, veines de quartz), au voisinage des anticlinaux de mur contrôlés par les failles normales. L’augmentation de la pression fluide favorise la migration des fluides uranifères et des hydrocarbures, des zones profondes du bassin vers les anticlinaux de mur. Les structures de fracturation hydraulique vont contrôler la mise en place des bitumes et des minéralisations d’uranium associées.

 

carte géologique Franceville L’histoire tectonique des bassins Francevilliens est liée à la mise en place au paléoprotérozoïque inférieur du domaine orogénique du ouest africain ou  West Central African Belt, (Bouchot et Feybesse, 1996 ; Feybesse et al., 1998 ; Pambo et al., 2006). Cette orogenèse qui a mis en jeux les cratons du Congo et de Sao Francisco, fut marquée par trois événements tectoniques E1, E2 et E3, identifiés par  Bouchot et Feybesse, (1996) et Feybesse et al., (1998). Ses trois événements tectoniques sont à l’origine des déformations fragiles (Failles) et ductiles (plis), qui affectent les dépôts de la série francevillienne aussi bien à l’échelle régionale que locale (Feybesse et al., 1998). Outre ces déformations d’origine tectonique, largement décrites dans le bassin de franceville en particulier, des structures synsédimentaires y ont été identifié (Pambo, 2006).

Plusieurs auteurs décrivent les formations francevillienes comme étant des dépôts fluvio-deltaiques à marins franc (Haubensack, 1981, Azzibrouck, 1986 ; Gauthier-Lafye et Weber, 1989, Pambo, 2006). Les sédiments des unités FA et FB, en particulier, se sont mis en place dans un environnement propice à l’accumulation de matière organique et à son évolution en hydrocarbures au cours de la diagenèse précoce. Ce milieu est assez perméable pour induire la circulation des fluides hyper-salins, enrichis en uranium et la migration des hydrocarbures de la roches mère (FB) vers la roche réservoir (FA), créant ainsi des conditions favorables à la minéralisation de l’uranium (Gauthier-Lafye et Weber, 1989 ; Mathieu, 1999 ; Pambo, 2004).

Dans le bassin de Franceville, les minéralisations d’uranium se repartissent en plusieurs gisements d’importances variables. Il s’agit entre autre des gisements de Bagombé et Mikouloungou.

 

affleurement stratigraphique Mots clés

Bassin de Franceville, Paléoprotérozoïque, failles de transfert, failles longitudinales, anticlinal de mur, barrières de perméabilité, structures de surpression fluides, fracturation hydraulique, bitume, uranium

 

Comité de suivi de thèse

Michel Mbina, université des sciences du Gabon

Michel Guiraud, laboratoire Biogéosciences

Roger Soliva, université de Montpellier 2

Emmanuelle Vennin, laboratoire Biogéosciences