Bii11. Soc. géol. France, 1977, (7), t. SIS, n o 2, p. 309-317.

Le gisement de manganèse de Mokta (Côte d’Ivoire). Transformations minéralogiques des minerais

par action météorique par GEORGES G I N N D I N * et LEN NA ADRIANA PERSEIL **

PLANCIIES V, VI et VI1 1 i t i :. Mn, l?volulioti supergbile.

illots elh. - Paragenitse, Mn, O, OH, Anlas niindralisd, Volraiio-sCdiineiitaire, Prolérozoïqiic inf., ConcrCtion, Incrustation, COtc d’Ivoire (Mokta).

Résiimd. - L’analyse mittdralogic~ue des principales formations mangandsifbres de Mokta s’est attachée tout d’abord au minerai des ienlilics, qui rcprdsente IC initierai primaire particllenient transformd. On n’observe ici aucune oxydation diracte des , niitibraux primaires. La prcrnibre Ctape tl’6volution du nianganbse est tnarqu6e essentielletnent par l’hydrolyse des grenats manga- ndsilbrcs et par leur remplacenient par la lithiophorite et la cryplomdlaiie.

Le mincrcti des cuirasses est un aspcct parliculiCrement représentatif du gisement : c’est le sitge privildgié des pliases stables de MnO, (cryptomdlane et tisutite). Imsque le initierai perd ses derniers rfsitlus argileux, l’on reste en présence de ces deux phases, dont on sait I’iiildrirt ititlustriel.

Abstract. - The inineralogical study of lhe principal nianganiferous formations of Mokta concerns first of all Ille ore of lhe lenses, which represent lhe partially transformed pritnary ore. We don’t observe liere any direct oxidation of the primary ores. Tlic first stage of manganese evolution is essentially marked by hydrolysis of the inanganous garnets and by their replacement by lilliiophorite and cryptoinelane.

The ore of cuirasses is a particularly representative aspect of lhe deposit : it is the favourite dwelling-place for the stable MnO, phasis (cryptomelane and nsutite). When the last argillous residues are eliminated, these two pliasis - well - known because of their great industrial interest-are only present.

A. - ASPECTS GÉNÉRAUX DU GISEMENT (fig. 1 et 2).

Estimé à deux millions de tonnes de minerai, le gisement de Mokta se situe parmi les petits gisements exploitables clans le monde. Localisé dans la zone forestière du Sud de la Côte d’Ivoire, il occupe la partie sommitale d’une chaîne de collines façonnée sous climat tropical humide. Le gisement, constitué de minerai oxydé et enrichi par action météorique, a été exploité entre 1960 et 1970.

1) Cadre géologique. Les concentrations mangané- sifères de Mokta sont situées dans les formations birrimiennes (Proterozoïque inférieur), affectées par l’orogenèse éburnéenne, qui débuta yoici 2 O00 mil- lions’ d’années environ [Roques, 194,8 ; Bonhomme, 1962 ; Rocci, 1965 ; Black, 19671. I

I -

Les formations birrimiennes plissées, essentiel- lement constituées de roches volcaniques e t sédi- mentaires épimétamorphiques concernent une série de sillons d’orientation NNE - SSW, au sein du socle ancien (Libérien). Elles sont localement granitisées en bordure des sillons ; des intrusions granitiques postérieures recoupent le tout. Les couches birri- miennes sont presque toujours très redressées.

Les horizons manganésifères sont enfermés dans les sillons birrimiens formations schisteuses (et quartzitiques) et toujours associés à des formations volcano-sédimentaires.

* O.R.S.T.O.M., 70, route d’Aulnay, 93 Bondy. ** Lab. de minéralogie du Muséum national d’histoire Note déposée le 6 avril 1976, présentée le 3 mai 1976, manus-

naturelle, 61, rue de Buffon, 75005 Paris,

crit définitif remis le 7 octobre 1976.

Bull. Soc. 0601. Fr., 1977. no 2.

10

. - ._. .

> 1 4 0 m

RIOO à 1 4 0 m

g r a n i t e s / s c h i s t e s / d o l e r i t e s e t t u f s u 60 à 100 m 0 < 6 0 m c o t

p r i n c i p a l e s c a r r i è r e s e x p l o i t é e s

FIG. 1. - Gisement des Molita. Situalion, relief, limites géologiques in:ijeures. Einplaccinent (les échanlillons décrits : f

F, : SS 38, 39. Entre FI et F, (non exploité) : SS 28. FI : SS2. ß centre : SS 32, 49. En amoiit ß ouest (non exploit6) : SS 25, 26. ß ouest : SS 180, 181, 182. C est : SS 42, 188. A : SS 178b, 178. H : SS 65, GG, 68. IC : SS 62, 63, 64, 74.

?:.I F;he:le . , a p p r o x i m a t i v e M i n e r a i de l e n t i l l e e x p l o i t a b l e / / / / I S c h i s t e s ( a l t é r é s ) ------Argile - - - t a c h e t é e a u t o c h t o n e - - -_ @ Minera i d e c u i r a s s e ‘O ....._.,. ..

:.i ....... . .,.,..:.., S o l remanié .. ...’ :. ( à q r a v i l l o n s ? e r r u g i n e u x ) O 50 l O O m Hi n e r a i de démantèlement

FIG. 2. - Gisement de Mokta. Coupe synlh6tique transversale. Emplacement des Cchantillons, cf. légende fig. 1.

GISEMENT DE MANGANBSE DE MOKTA (COTE D’IVOIRE) 311

Ces horizons manganésifères, qui peuvent etre suivis sur de grandes distances - souvent plus de 100 l m - sont jalonnés de nombreux indices. Chacun de ces indices comporte des bancs minéralisés bien individualises qui se présentent comme des lentilles allongées. Les coupes lithologiques que l’on peut établir n’ont qu’une valeur locale. Les lentilles appartiennent au meme horizon stra tigraphique inais la position de celui-ci au sein du complexe volcano- sédimentaire n’est pas encore bien définie.

Le minerai primaire provient d’un dép6t initial d’oxydes et de carbonates, partiellement transformes par metamorphisme en grenat spessartine et en braunite. Sa teneur en manganQse metal ne depasse pas 15 a 20 x. Grenat e t braunite sont, avec la hausmannite, les seuls minkraux primaires dont les traces subsislent dans les minerais exploites. La rhodochrosite se manifeste tou tcfois en sondage, dans les parties profondes de quelques lentilles.

2) Le minerai exploitable (a parlir de 40 h 4G T, de manganese selon la granulornbtric, aprQs dbbour- bage) est conslittie par la parlie suphicure osydbe et enrichie des lentilles (qui prbscntent generalement un pendage voisin de 700 NW) et par de gros amas de blocs coiffant les tetes de ces lentillcs et provenant

de leur démantèlement progressif au cours d’une longue période humide. I1 est constitué également, dans une proportion d’environ 15 yo [Chouteau, 19621 par des couches parallkles à la surface topo- graphique, recouvertes de plusieurs mètres de mate- riaux argileux stériles remanies et reposant en dis- cordance sur les schistes altéres. Ces couches sont localisdes en pkriphérie de la zone sommitale de la chaîne de collines, sur des pentes faibles (G à 90) qui correspondent aux anciens bas de pentes, avant la mise en relief du gisement au cours des périodes de disseclion du Quaternaire. gpaisses de 3 h 5 m, presentant des teneurs de 50 a GO % de mangankse, ces couches correspondent a des concentrations secondaires indurbes d’oxydes de manganese, h la base de sols ferrallitiques profonds. Ce sont des cuirasses.

L’histoire recente du gisement, avec la mise en place des dill’drcnts types de minerai exploitable a 6td trailbe par ailleurs [Grandin, 19731. Nous allons analyser la nnturc mineralogique des minerais oxy- des et leurs parageneses, afin de mcltre en evidence certains mecanismes d’cnricliissemen t. Une place importante sera r6servi.c i 1’6tude des cuirasses, etant donnb lcur valeur economique. En revanche, les minerais de dCmantClemen1 nc feront pas l’objet

! ! !

! I I ! I l ! I l I I ! SC. 65 ! 68 ! SS 66 ! E6 67 ! SS 42 ! SS 32 ! SS 73 ! SS 80 ! SS 74 ! SS 62 ! I I l I ! I ! l I l !

! 83.38 i 26,óO i ‘11,50 i 9,70 i 3,50 i 1,8C i 1,OO i 1,OO i 0,90 i O i ! mo2 !‘ 4,35 ! 45.76 ! 64,60 ! 72,86 ! 78,73 ! 34,60 ! 80,90 ! 78,73 ! 65,90 ! 87.56 ! i &ln0 i 0,13 i 6,20 i 7,17 i 5,28 i 5,ó6 i 2,49 i 7.07 i 8,lO i 6,67 i 7.46 i ! Fe203 ! 1,73 ! 4,66 ! 3,CO I 2,41 ! 2.16 ! 1.78 ! 0,50 ! 0,90 ! 3,88 ! 0,24 !

;‘Al2C3 i 5.52 i 7.08 I 4,67 i 3.54 1 2,óO i 2.95 i 3,42 i 3,60 i 9,50 i 0,38 i

I I b!IhTRXZ DE CUIRASSE PIIh“1 DZ LE>TJ!ILL.G I

I

SiaZ !

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I

0,70 !

0,30 i 0,15 !

0,32 i - !

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I I

- 0,lO ! 5,20

0,23 ! O,l4 ! 0,OG ! O,C7 i 0.07 i tracec i 0.21 ! 0,13 ! 0,39 !

C,42 0,44 : 1.46 ; , . I - ! - !

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- - I I 1

1 I I I

0,05 ! 0,lO ! I 4,4@ 5,5G i 5.00 - 1 - -

I I l

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0,06 ! 0,06 ! 0.12 1 traces I 0.11 i O , O ~ i 0,45 ! 0,39 ! 0,14 !

1,66 i 1.46 i @,43 i - ! 0,64 ! - !

! - l 0,as - - ! 0,20 ! - !

I

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1

I - @,26 f -

! 0,05 ! - ! 5.80 E,80 3,OO

I I ! I I

I ! I i TOTAL i 99,71 i s3,02 , 99.19 i 100,56 i 98,03 i 1c0,Oo t . 99,Sl i 100,3C i 99,27 99,35 i

I I I I I I I ! ! ! ! ! ! I l I ! I ! I I I I ! I I l I l l I I I I I I I I l l I I I I l I

I I

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TABL. I. - Composition chimique des minerais. -\nalyses ef’fectuCes au laboratoire de IninCralogie du 3Iusbum nationai d’histoire naturelle. Analyste : M m e Y. Nassard.

Bull. Soc. gCo1. I+., 1957, no 2. .

J 312 G . GRANDIN ET E. A. PERSEIL

d’une étude particulière car ils ne se distinguent des minerais des lentilles que par leur fracturation et par un lessivage diminuant la teneur de silice et augmentant relativement la teneur d’alumine.

B. - MINERAI STRATIFIB ET ENRICHISSEMENT PROGRESSIF EN OXYDE.

1) Faciis siliceux pauvre - transformations incom- plètes (SS 65, SS 25).

Un exemple caractéristique de minerai siliceux pauvre est l’échantillon SS 65, finement stratifié, gris ‘sombre avec des passées blanchâtres, poreuses, très friables. Les oxydes de manganèse se présentent en grains polygonaux de 20 à GO pm de dimension prin- cipale, correspondant à la transformation d’anciens grenats, ainsi qu’en nombreuses veinules, transverses ou non à la stratification. Les grenats (ou lambeaux de grenats) sains sont rares ; les grenats transformés en oxydes ne se répartissent pas selon des strates mais sous forme de gaines autour des veinules quise sont développees selon les lignes de moindre résis- tance de la roche (stratification, réseau de fractures). Ces gaines oxydées isolent de larges plages siliçeuses, piquetées de trous polygonaux qui correspondent à d’anciens grenals lessivés.

Des veinules sont constituées au centre de lithio- phorite , en pbriphérie de cryptomélane et nsutite 2 qui évoluent en ramsdellite. Ides grenals sont trans- formés en lithiophoritr. (1’1. V, A et 13). Plus que d’une véritable oxydation, il s’agit d’une néo- formation de lithiophorite, à parlir de résidus alu- mineux d’hydrolyse des grenats et de mangankse déjà en solution. La cryptomblane enrobe des grmats transformés en lithiophorite e t tend à envahir ces derniers, de la périphbrie .vers le centre, à partir de petites fissurzs. Une parlie du manganèse de la cryptomélane es1 imporlée par ces voies d’acciis à l’intérieur du grenat.

La composition du minerai primaire devait être assez variable. E n plus de la succession de fines strates plus riches en grmat ou plus riches en quartz, se différencient des passées à grenat plus mangané- sifbrz ou plus ferrugineux (SS 25). Dans les passées ferrugineuses, qui ont mieux résisté à l’hydrolyse, les grenats se présentent sous un facibs éclaté et corrodé. Entrz les plages saines, dans les fractures, on observe de fines mouchetures de goethite. Ces grenat ferrugineux altérés peuvent être enrobés par la cryptomélane.

Les paragenèses observées sont en définitive3 :

a) Grenat ,kaolinite

‘lithiophorite - cryptomélane Bull. Soc. ge‘ol. Fr., 1957, 110 2.

b) dans les veinules : cryptomélane - nsutite -- lithiophorite -

ramsdellite.

I1 s’agit de minerais oh les grenats ont subi une oxydation partielle, tandis qu’à par tir de manganèse en solution, dont une partie importée, des oxydes s’accumulaient, soit sous forme de veinules, soit, localement, en remplacement de la matrice siliceuse, enrobant les grenats de cryptomélane. Une période ultkrieure de lessivage a détruit ce qui restait de grenats non oxydés, en exportant le manganèse libéré du réseau Silicaté. Dans les plages correspon- dantes, seule subsiste la trame quartzeuse de la roche. Ces minerais de lentille restent fréquemment au- dessous de la teneur d’exploitation.

2) Faciès enrichi intermédiaire (SS 26, 66, 68) . Au fur et à mesure que le minerai devient plus

compact, on observe, à l’échelle microscopique, un enrichissement en cryptomélane entre les plages de grenats. Les grenats, fissurés, corrodés, en cours de transformation, ou les cavi tés d’anciens grenats, sont eux aussi en grande parlie remplacés par la cryptomélane ; la lithiophori te devient de plus en plus rare.

Dans les parlies compacles du minerai, des passées Icnticulaircs transformees en grouti te, avec des plages ri.siduelles de hausmannile et de braunite, sont très fr6quenteg. Aucune trace de carbonate n’a PLI ètre mise en évidcnce par l’examen en infrarouges mais il n’est pas exclu que des passées carbonatces aient été entikrclment oxydks en groutite. La groutite évoluc rapidement en nsutile. Ile nombreuses et fines veinules transverses sont constituées de ce dernier minéral et de ramsdellite. La trame dc la roche est remplacée par une trame d’oxydes durs à base de MnO,;.

Lorsque la transformation est encore plus avancée (SS 2, 28), il nc subsiste de la trame primitive qu’une partie du quartz. Nsutite et ramsdellite constituent l’association la plus courante ; la groutite est rare, en plages résiduelles au centre des concrétions. La braunite n’apparaît que très accessoirement. La kaolinite, associée à la goethite, est souvent présente entre les strates d’oxydes compacts. Des veinules de pyrolusite évoluant en ramsdellite recoupent la roche.

Les minerais de ce type sont des minerais de lentille de qualité moyenne ou bonne. S’ils ont pu subir une phase de lessivage détruisant une partie de leurs grenats primaires, des apports de manganèse ont très largement compensé les pertes. Ces minerais conservent toutefois une assez forte teneur de silice et parfois d’oxydes de fer.

3) Faciès riche compact (SS 42) . Les minéraux initiaux de la roche ont pratiquement

GISEMENT D E MANGANÈSE DE MOKTA (COTE D’IVOIRE) 313

disparu. La structure devient massive. Une succession . de bancs fins de cryptomélane associée à la nsutite constitue l’essentiel de la formation. L’oxydation en nsutitc --f ramsdellite est plus avancée le long des anciens plans de stratification. Bien que des carbo- nates aient été rencontres en profondeur, dans les sondages de la lentille d’où provient l’échantillon SS 42, l’examen en infrarouges n’en révèle pas de traces. En revanche, le quarlz est encore décelé, I tant en infrarouges qu’à l’examen au stéréoscan. La cryp tomélane délimite également des cavitts où peuvent subsister, comme dans un habit trop grand, des grains de quartz en cours de dissolution. NIanganile, hausmannite en plages maclées et brau- nile restent fréquents dans la masse de crypto- mdlane e l nsutite, mais en pelits ilòts résiduels.

Ces minerais représentent un faciPs achevé, le lerme de l’enrichissement in silir du minerai pri- maire. Ce sont les meilleurs minerais dc lenlille.

C. - MINERAI s r1uTmI: : SANS OXYDISS PIU- MAII tDS.

1) Faci i s schislcctx fr iahle (SS 83; leiilille F2) . Le minerai se débilc en plaqiieltcs minccs qui se

délachcnL facilemenl ; il es1 géndralcment friahle. Au microscope, on constale la présence de lenlillcs allongées selon la straliíication el formdcs d’un assemblage de plagcs géomélriqucs, dans une masse lìncment cristallisée constilude d’oxydcs de manga- nèse, de kaolinite ct d’un peu de gcethite. Les plages geomélriques ont souvenL une configuration de losanges déformés, bordés d’un liséré de fines aiguilles de groutile. L’intérieur du losange est constitué de ramsdellite évoluant vers un faciès largement cris- tallisé, de la périphérie vers le centre. De nombreuses veinules, parallèles à la stratification ou transverses, comportent la groutite en périphérie et la ramsdellite largement cristallisée vers le centre, comme les plages géométriques. Des résidus de hausmannite et de manganite apparaissent sporadiquement au voisinage des veinules.

Les examens en infrarouges ne révèlent ni la présence de carbonates ni celle des grenats. On peut penser que les transformations ont été plus brutales que dans le cas des minerais à enrichissement progressif. On peut aussi envisager l’hypothèse suivante : ce minerai, provenant de la limite externe de la lentille F,, serait un minerai secondaire d’imprégnation de schistes situés au contact de la lentille initiale. L’origine des structures serait alors

rechercher dans l’évolution de dépòts crypto- cristallins ou de gels.

2) Faciès vacuolaire (SS 39). Un minerai vacuolaire, rencontré au voisinage

minerai schisteux friable de la lentille F,, pré-

sente la meme associa tion minéralogique : groutite --f ramsdellite. Celle-ci concerne, d’une part la trame de la roche où subsistent des minéraux argi- leux et des grains de quartz pris dans un ciment de groutite, d’autre part, des concrétions à structure concentrique qui remplissent d’anciennes cavités. Lorsqu’elles sont vides, ces dernières présentent des contours grossièrement polygonaux et ont proba- blement pour origine le lessivage de grains de quartz et de petites poches d’argile. Des poches d’argile ferrugincuse subsistent d’ailleurs dans l’échantillon.

Là encore, il s’agit d’un minerai de lentille ayant subi une transformation très profonde, ou d’un mine- rai d’imprégnation de schistes altérés, formé en éponte de la lentille, au moment de son enrichis- sement par du manganèse lessivé des parties supé- rieures du gisemenl.

D. - MINEI~AI DE CUIRASSE. Le ddvcloppcmen t des cuirasses de manganese

es1 un des trails majeurs du gisement de Mokta. Ces formalions ont pris naissance à la base de sols ferralliliqucs, dans l’horizon d’argiles tachelées issu soil direclement de l’altdralion des schistes, soit dc l’évolulion pddologique de ma tériaux remaniés ou colluvionnés.

- Minerai ayant une microstructure caractéris- tique.

1) Faciès concrélionné ir résidus d’argile. Les con- crelions on1 une structure en fins feuillets et sont riches en cryptomélane et nsutile. Cette dernière évolue en ramsdellite à leur périphérie. La kaolinite, très fréquente entre les concrétions, se charge loca- lement en oxyde de fer jusqu’à devenir franchement rouge. Entre un premier type où la cryplomélane prédomine (SS 180, 181) et un second type où domine la nsutite (SS 178, ISS), on a des termes intermédiaires (SS 182).

La composition varie en ce qui concerne les miné- raux accessoires. I1 existe ainsi des échantillons riches en groutite, toujours en concrétions hérissées très caractéristiques (SS 188), d’autres riches en gœthite ou en kaolinite. Des restes végetaux épi- génisés par les oxydes de manganèse sont très fréquents, surtout dans SS 178.

2) Faciès concrélionné très riche. Finement concré- tionné (Pl. V C), ce type de minerai se distingue du précédent par l’absence de la kaolinite et des oxydes de fer éliminés par un lessivage plus actif (SS 62). Cryptomélane et nsutite sont étroitement associées, souvent a l’intérieur même des feuillets élémentaires des concrétions (Pl. VI, C et D). I1 arrive cependant

Bull. Soc. ge‘ol. Fr., 1977, no 2.

314 G. GRANDIN ET E. A. PERSEIL

Minerai s t r a t i f i é e t

enrichissement progress i f en oxydes

Minerai s t r a t i f i é

oxydes or imaires . sans

[I) - Faciès s i l i c e u x pauvre - t ransformation incomolète (sS65) - cjrenats4lithioohorite-+cryJtom6lane -kaolinite (5525) - menzts -lithiophorite-cryptomblane -Nsuta MnO; O type 1 ,65A_ramsdel l i te

\ a o e t h i t e ( 2 ) - Faciès enr ich i intermédiaire

(8826,66,68) l i t h i o p h o r i t e ) - grena ts (

‘cr yptomélane ) - g r o u t i t e ,Nsuta MnOZ t y p e 1,65 Å - hausmannite - brauni te - Nsuta Mn02 ty?e 1,65Å-rilmsdellite - pyrolusi te-ramsdel l i te

(

: . . . - . Ientre les bancs d’oxydes ) (

( )

Kaolini te .+ g o e t h i t e

)

(3) - Faciès r iche comnact (RS42) - brauni te - hausmannite

- manganite O - cryotomblane + hsuta Ish02 tme 1,65 B - Nsuta Mn02 type 1,65 A-ransde l l i t e o

(1) - Faciès Fchisteux f r i a b l e (RE 38)

- mangznite ) - grout i te--cramsdel l i te ( - hausmannite )

( . - * . . Idans l a ininéral isat ion )

( 55’3 9 ) ( - rjroutite- rcrnsdei l l te )

Kaol in i te + g o e t h i t e ( 2 ) - Faciè? vacuolaire

que le cmur d’une concretion nc‘ soit occupi. que par la cryptomélane tandis que (les couches concen- triques externes sont constitubes de nsutite. ]>e nombreuses veinules de grou Lite recoupenl les con- crétions. L’analyse chimique indique que les elements autres que le manganèse sont nkgligeables (Tabl. I).

3) Faciès ci fins feulrages. Le minerai présentant ce faciès est constitué de cryptonidlane à éclat noir- bleuté parcourue de fines veinules de nsutite. On remarque dans la masse de cryptomelane de nom- breux débris végétaux (Pl. VII).

Lorsque le minerai renferme un réseau de cavités à kaolinite et lithiophorite (SS 74) les concrétions de nsutite sont fréquentes dans la masse de crypto- mélane.

4) Faciès bréchique (SS 78 6 ) . Des débris arrondis de quartz, des gravillons ferrugineux et des résidus de minerai remanié sont pris dans un ciment man- ganésifère qui rappelle le facies en fins feutrages. La plupart des formes de RlnO, sont présentes : nsutite en concrétions englobant des baguettes de manganite en voie d’oxydation ; cryptomélane en fins feutrages avec de nombreux débris végétaux; pyrolusite partiellement transformée en nsutite. Bull. Soc. géol. Fr., 1977, no 2.

La li tliiopliorile en lines concretions tapisse certaines cavilés.

Dans ce type de minerai de cuirasse, le dCpOt du manganèse ne s’est pas fait dans un sol argileux fin, comme c’etait IC cas pour les trois facils pr@cC- dents, mais dans un sol à elements grossiers collu- vionnés. Parmi ces derniers, il faut souligner la presence de gravillons hérités d’une ancienne cuirasse ferrugineuse qui s’élcndait dans la rCgion du gisement avant que celui-ci ne s’individualise sous forme d’une chaîne de collines.

La présence de nombreux débris vi.gCtaux épi- génisés par les oxydes de manganèse confirme que les cuirasses sont des d6pôts secondaires, formés à proximité de la surface topographique, dans les horizons d’un sol.

- Minerai ayant une microstructure proche de celle des lentilles.

u) Des fragments de minerai remaniés dans la cuirasse de la carrière K (SS 63) possèdent une trame’ constituée de grenats dont une partie est remplacée par un constituant isotrope gris foncé qui évolue .

GISEMENT DE MANGANÈSE DE MOKTA (GOTE D’IVOIRE) 315

- - l i t h i o p h o r i t e

_ _ ~ 1 - &i&.-; concrét ionng

r é s i d u s d ’ a r a i l e

tres r i c h e

- Faciès bréchique (SS 78 b)

! (ss 63) b) (iaEdATS

(SS 6.4)

i ’

I _-

n) - crmtom6lm.e I O i nombreux d é b r i s vég6tzw. i b) - Bmta NiO, t.me I .65 .A (+ g o e t h i t e , g r o u t i t e , k a o l i n i t e j s a m s d e l l i t e ,

I I - cr.mtomélane + “ ta Fio2 t.me 1.65 Å + g r o u t i t e .

- cr.yptomé1m.e

- nombreux débr i s véggtanx - lusuta I.In02 type 1,65 Å (+ k a o l i n i t e + l i t h i o p h o r i t e

~- - manganite - p y r o l u s i t e .)cryptomélane-iVsuta FIO2 type 1,65 Å

- cryptom6lane - Mata h o 2 type 1,65 Å - I - ramsdel l i te - gel de f e r - g o e t h i t e - g r o u t i t e - r a m s d e l l i t e - l i t h i o p h o r i t e

- manganite - p y r o l u s i t e )-cryptomélane - h u - b . l’m02 type 1,65Å’- - r a m s d e k i t e

- l i t h i o p h o r i t e + g o e t h i t e - g r o u t i t e - r a m s d e l l i t e - l i t h i o p h o r i t e

TABL. III. - l?.volulion minéralogique clans I C minerai de cuirasse de Mokta.

en lithiophorite. De nombreuses veinules de nsutite et dc lithiophorite largement cristallisce traversent l’kchantillon. Les oxydes de fer et la kaolinile sont absents.

b) Du minerai dur en plaquettes est remanié dans la même cuirasse de la carrière K (SS 64). I1 comporte des grenats présentant l’aspect éclaté et corrodé particulier aux grenats ferrugineux. Ces grenats sont remplacés au centre par un constituant gris foncé qui évolue en gœthite. La cryptomélane s’infiltre par les fissures des grenats puis est remplacée par la nsutite et la ramsdellite. De nombreuses concrétions œillées avec groutite au centre et rams- dellite en périphérie, sont présentes. La lithiophorite n’est rencontrée qu’en veinules.

c) Un minerai dur, compact, avec de nombreuses e t fines concrétions est rencontré dans la carrière B centre (SS 32, SS 49). Des grenats persistent encore dans la trame du minerai, constituée de manganite- pyrolusite grenue ou largement cristallisée, en voie de remplacement par la cryptomélane. Localement

observe le remplacement de la pyrolusite direc- tement Par la ramsdellite. Les grenats sont remplacés

un Premier temps par la lithiophorite associée

à la gœthite, puis par la groutite e t la ramsdellite. La li thiophorite existe également dans des concré- tions en dehors des grenats et apparaît alors comme la phase la plus récente du minerai. La paragenhe peut être résumée de la manière suivante :

lithiophorite - groutite - ramsdellite Grenat

M a n g a n i f e Pyrolus i fe - cryptomélane - nsutite- ramsdellite Lithiophorile. .

Les échantillons décrits en a) et b) sont des débris de minerai de lentilles, transportés sur les versants et inclus dans les sols où se sont ensuite formées les cuirasses de manganèse. Pour les échantillons décrits en c), la découverte au microscope de grenats rési- duels était inattendue car ces échantillons n’appa- raissent pas SUT le terrain comme des débris remaniés mais bien comme partie intégrante de la cuirasse secondaire. I1 faut admettre dans ce cas, que le substratum du site où s’est formée la cuirasse compor- tait une lentille à grenats. C’est dans les produits d’altération de celle-ci que le manganèse s’est concen-

Bull.. Soc. gCol. Fr., 1977, no 2.

\gcethite

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tre. 11 est noter que les grenats résiduels sont en.. FFFpeut remplacer, en plus des minéraux primaires de partie ferrugineux. Mais si la gœthite apparaît, le1 ’’ manganèse. tous les matériaux stériles : argiles, fer est ensuite lessivé et au stade final, l’ancien grenat est remplacé par la ramsdellite.

E. - CONCLUSION. L’analyse minéralogique du minerai des lentilles

et des cuirasses manganésiferes de Mokta confirme l’origine météorique de l’enrichissement et souligne le rale majeur de l’épigénie et du lessivage.

Dans les lentilles, on n’observe pas d’oxydation directe des minéraux primaires. Lorsque les grenats sont riches en fer, on assiste à une fracturation, une sorte d’éclatement. La gœthite apparaît entre les débris dont l’hydrolyse est relativement lente. Les grenats manganésifères sont hydrolysés plus com- plètement. Le manganèse bivalent est mis en circu- lation et évolue progressivement au cours de son mouvement descendant à travers la lentille. Les grenats sont remplacés par la lithiophorite qui se forme par la réunion des éléments de cette phase migratrice avec des éléments de la phase résiduelle, notamment l’aluminium. La lithiophorite est alors ce que l’on peut appeler, avec Erhart, une (( concen- tration hétérostatique N. La cryptomélane n’occupe la partie centrale que si elle s’est infiltrée par des cassures ou caries.

La teneur importante en MnO, du minerai compact des lentilles pourrait être interprétée comme le résultat d’une oxydation rapide et complète d’une roche initialement riche en carbonates manganési- fères. Aucune microstructure confirman1 une telle hypothèse n’a toutefois été observée, Pourtant des microstructures typiques d’oxydation rapide et avancée de niveaux carbonates ont déjà été signalées même lorsque ne persiste plus la moindre trace de carbonate (gisement de Moanda).

La cryptomélane, oxyde dominant avec la nsutite et la ramsdellite dans les concentrations de Mokta,

oxydvs de‘ fer, quartz. On assiste à une véritable épigénie du quartz par la cryptomélane, par exemple en ce qui concerne le ciment siliceux des grenats. Les grenats ainsi englobés dans la cryptomélane sont protégés contre les actions météoriques ulté- rieures. Ainsi, les périodes d’hydrolyse et de lessivage complet des grenats qui interviennent dans la for- mation des minerais siliceux pauvres, ne donnent des plages poreuses vidées de la substance des gre- nats que là où ceux-ci avaient un ciment siliceux. L’épigénie par la cryptomélane de débris végétaux, en particulier de racines, identifie clairement les buirasses comme des formations secondaires, nées à proximité de la surface topographique.

La notion d’enrichissement supergène des minerais recouvre une histoire complexe où se succèdent, le cas échéant, des étapes aux résultats opposés : enrichissement absolu par importation de manganese, appauvrissement absolu par lessivage de minéraux manganésifères. Les stades ultimes correspondent le plus souvent à un enrichissement relatif par les- sivage combiné de mangankse et de produits stériles (silice, oxydes de fer, argiles). Dans le cas des cuirasses, les minerais peuvent perdre leurs derniers résidus argileux et l’on obtient des oxydes de manganbse pratiquement purs (SS 62).

Remerciements : Les auteurs tiennent à exprimer ici leur gratitude à .J. Bouladon, qui a bien voulu apporter le concours de son cxpérience à la rkdaclion de la version définitive de ce travail.

1. (Li, Al, Rl~i)~(&, , I3,O - Wddslcy, 1950. 2. Est dBsign6 ici sous le nom d e nsutite, le Nsuta Mn0,

3. Aucune tracc de rhodochrositc ou d’autres carbonates type 1,65 A. ,

n’a 8th obscrvbe dans le mincrai primaire.

Références

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lines I:uucllcs). (DCLerniiiiaLioii vbrifih ti I’aiclc tics rckultals :llls Ixyolls S.) .

I~LASCIIK VII. - Aspccl gCnCraI (les rlfibris vCgBLans Lrouv~s clans le miucrai h microslructure curact~risliquc des cuirasses.

Bull. Soc. géoi. Fr., 1977, no 2.

Note de G. GRANDIN e t E.A. PERSEIL Bull. Soc. géol. de France 7e série; T. XIX; Na 2; P1. V

Note de G. GRANDIN e t E.A. PERSEIL Bull. Soc. géol. de France 7e série; T. XIX; No 2 ; P1. VI

Bull. Soc. géol. de France Note de G. GRANDIN e t E.A. PERSEIL

7e série; T. XIX; No 2; PI. VI1

I

R E S U M E (11

L’analyse minéralogique des différents types de minerais oxydés -du gisement de manganèse de Mokta montre que :

- Le minerai des lentilles ne résulte pas d’une oxydation directe des minéraux primaires, mais d’une succession de transformations où interviennent l’hydrolyse, l e lessivage, l’épigénie.

- L’hydrolyse des grenats manganésifèrss avec leur remplacement par la lithiophorite puis la cryptomelane e s t le phénomène essentiel de la première étape d’évolution des minerais.

- Le lessivage, lorsqu’il porte sur les matériaux d’hydrolyse des grenats, correspond à une phase d’appauvrissement des minerais. Lorsqu”i1 porte sur i e s matériaux stériles, il correspond à un enrichissement relatif.

- L’épigénie par la cryptomélane est une.des voies majeures d’enrichis- sement absolu.

- Les cuirasses constituent le trait le plus original du gisement, et l e site privilégié d’accumulation des phases stables a et y de Mn02. Au cours de leur évolution elles subissent un enrichissement relatif par lessivage cis rtkidus argi- lsux QU siliceux qui peut mener a l’obtenkion d’oxydes de manganèse pratiquement purs.

- Le minerai de cuirasse comporte fréquemment des résidus.végétaux épigé- nisés par des uxydes d e manganèse, ce qui confirme sa formation dans un sol.

111 non publié à la suite d’un retard de transmission entre le Pérou et la France.