[PDF] Structural Evolution of the Gold-rich Ashanti Belt SW Ghana

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Remerciements

Toulouse III, Paul Sabatier, et le Laboratoire des Mécanismes et Transferts en Géologie, deve de Recherche pour le Développement (I.R.D.) et le projet WAXI (West African eXploration i que la compagnie minière

à mes travaux.

es thèse et doctorale. 4 et Philippe Olivier, Sonia Rous doctorants. -er à 5

Abstract

6 7

Résumé de la

fournir des pistes pour de futures explorations. Ainsi, au cours de ces travaux de thèse, a été

la mise en évidence de pos O

F1 apparut à la mine de Wassa. La phase Éoéburnéenne se caractérise également par un

fa

et une concentration des minéralisations en or. Des plis F4, accommodant la déformation,

intrusions de granites et granodiorites appauvris en terres rares lourdes se mirent en place, 8 9

Sommaire

Introduction

Le craton Ouest Africain

Le

La suture Panafricaine

Le

Tarkwaien

granitoïdes

Les dykes de dolérite

Les sédiments Phanérozoïques

Les latérites

Le métamorphisme

Les miné

Les déformations antérieures au bassin

Le contexte de formation du bassin de Tarkwa

Chapitre I

Eburnean Orogeny

10

Birimian Series

Tarkwaian

Granitoids

Dolerite dykes

Phanerozoic series

Metamorphism

Mineralisation

Field data

Processing and interpretation of geophysical data

Petrophysics

Birimian Stratigraphy

Structural Evolution of the Ashanti Belt

Revised

Sefwi Group D1 structures under

Forward Modelling

Eoeburnean Phase (2187

Kumasi Group deposition (2154

Tarkwa Group deposition (2107

Eburnean Phase (2125

Implications for Au deposits

11

3Chapitre II

Ashanti Belt

The Wassa gold mine

Stratigraphy

Whole rock geochemistry

Structural observations

Mineralisations

Geophysical data

Petrophysical data

Interpretations

Wassa

Comparison with the Obuasi

Comparison with the Damang

Implications for mineralisation at the regional scale

Chapitre III

Geodynamic context

Sefwi metavolcanic group

Kumasi metasedimentary group

Tarkwa

Intrusive rocks

12 I

Metavolcanics and metasediments

Analytical methods

Metamorphism, hydrothermal alteration and weathering

Eoeburnean and Eburnean plutonism and volcanism

Metasediments

Methodology

Results

Earliest Paleoproterozoic magmatism

Eoeburnean phase

Eburnean phase

Chapitre IV

Stratigraphy

Mineralisations

Aeromagnetic data

Gravity data

Petrophysical data

Modelling packages

13

Low resolution model of the

High resolution model of the Ashanti Belt

Geometry of the Tarkwa Basin

G

Depth of the Tarkwa Basin

Possible lithostructural control on gold

Limits of the Ashanti Belt 3D modelling

Conclusions

Références

Listes des

Annexes

Annexe

Annexe

14 15

Introduction

16 17

Introduction

températures moyennes varient entre 25 et 30°C. Ces conditions climatiques favorisent

bois et la bauxite. De récentes exploitations de pétrole dans le golfe de Guinée, ains Paléoprotérozoïques du craton Ouest Africain, au sud

selon des méthodes artisanales (Hilson, 2002), toujours utilisées de nos jours par certains

au 15e construits

Hollandais à la fin du 16e e

e 18

gisements tels Tarkwa et Obuasi commencèrent alors à être exploités à grande échelle par les

au sud ne et ouest 19 (Bonhomme, 1962) O léoprotérozoïque (2.1 Ga) et

Le craton Ouest Africain

Panafricaine (Ennih et Liégeois, 200

O

Le bassin du Volta

Néoprotérozoïque à Paléozoïque

Cambrien (5

20

Panafricain. Sa fermeture aurait entrainé la formation de la chaîne des Dahomeyides et en

La suture Panafricaine

métamorphisme erogénèse Panafricaine lui donnent des âges aux

Les unités str

bassinrogénèse Éburnéenne, les déformations et le 21

Les lithologies du sud

22

Altération de la surface

23

1.3.1 Le Birimien

e études ont pourtant souligné les incohérences de cette stratigra par Sylvester de basaltes massifs recouvrant un socle de gabbros et de roches ultrabasiques. 24
tude géochimique, par Dampare et al (2008), des métabasaltes et métaandésites des métavolcanites (type II), de composition calco un contexte de subduction. La présence de rhyolite allant des basaltes aux rhyolites. iments volcanoclastiques, de basaltes

consistent en une alternance entre des niveaux de phyllites, de métasédiments volcanoclastiques

e des métasédiments du

Le Tarkwaien

25
fins niveaux de magnétite. Les conglomérats sont principale

Phyllites) puis par les quartzites du g

onnu

2003). La formation de sills de

Les granitoïde

rogénèse Éburnéenne. Ces intrusions se sont déroulées en deux phases au sud

granitoïdes en deux catégories selon leur mise en place dans la ceinture métavolcanique

respectivement artielle de pour Mauer (1990), ils proviennent de la fusion partielle du manteau. 26

Akyem et de

19 Ma (âge U/Pb sur zircon, Adadey et al., 2009) à 1973 ± 75 Ma (âge Pb/Pb sur roche totale,

Le et lithologies Éburnéennes. Ces dykes sont clairement visibles sur les

échelle régionale.

Les sédiments Phanérozoïques

des grès et marnes phanérozoïques (Fig. Carbonifère (416 Ma à 299 Ma, Crow, 1952, Mensah, 1973,

Les latérites

séparant le sol du saprolite et de la roche fraîche (Fig.

5 et 15 m environ selon les situations. Le premier nive,

27
correspond à la couche organique du sol (H

1,5 m. Le niveau suivant, B3, correspond à la zone tachetée (3 m). Enfin,

ssin de Kumasi. Pour ces auteurs, la seconde phase nouvelle or (Allibone et al., 2002a).

rogénèse Éburnéenne se termine par les déformations tardives observées dans la région de

Le métamorphisme

des 28

Les minéralisations en or

de Tarkwa ( cisaillement majeures ou le long du contact entre le socle Birimien et le bassin de Tarkwa. conte Bogoso et Prestea où Mumin et al. (1994) observent que la minéralisati al., 1991). 29

dépôts alluviaux (placers). Les particules d'or sont associées aux niveaux conglomératiques

1973).

étudiée au cours du 20e

points et ainsi contr sud Les déformations antérieures au bassin de Kumasi

Ébur

liée à la géométrie antérieure du socle Birimien, formée par le groupe de Sefwi.

Le contexte de formation du bassin de Tarkwa

En accord avec les études précédentes de Davis et al. (1994) et Hirdes et intrusion de granitoïdes à 2097 ± 2 Ma (U/Pb sur zircon, Oberthür et al., 1998) reste produite avant les déformations Éburnéennes majeures et, en 30

déformations Birimiennes et des minéralisations en or soient antérieures au bassin de Tarkwa.

déformation affecta le groupe de Kumasi avant la formation du groupe de Tarkwa. Ces deux considéré comme étant dérivé des dépôts hydrothermaux Birimiens tels que ceux

fluides dans les galets de quartz des unités conglomératiques, suggérant des conditions

z observées dans les gisements gisements. Ceci suggère un évènement de minéralisation plus ancien, non 31

(2005, 2008) sur le craton São Luís, au nord du Brésil, semblent pourtant mettre en évidence un

les interprétations. magmatisme pourraient avoir joué un rôle non majeures

géophysique aéroportée. Cette première étude mettra en évidence une phase de déformation

kilométrique au sud- sédiments Tarkwaiens et discuter que tous le granitoïdes, dans le but de mieux cerner les processus magmatiques ayant cours durant les phases 32
et permettront de disc

granitoïdes. Ainsi, il sera proposé que les intrusions Éoéburnéennes proviennent de la fusion

33

Chapitre I

34
35

Chapitre I

Revised Eburnean

36
2. 37
2. A) The West African Craton (modified after Milési et al., 2004, BRGM 38

Comparison between the tectonic evolution presented in this work with other recent studies in southwestern Ghana

39

Compilation of histograms presenting radiometric age data and the number of zircons / samples for the three main stratigraphi

40

2.Eburnean Orogeny

41
occurred before major Eburnean deformation and mineralisation. Leube et al. (1990) played ension

requiring earlier events to have controlled the regional structural architecture and the distribution

Birimian

42

Division of Tarkwaian sedimen

Tarkwaian

43
concordant zircons histogram (161 grains) and th

Granitoids

Dolerite dykes

44
data where they are characterised by strong magnetic susceptibility and

Phanerozoic series

Metamorphism

45
Synthesis of structural and fluid inclusion studies 46

2.Mineralisation

Birimian quartz veins and pebbles (Schmidt Mumm et al., 1997). 47
veins that are correlated with the last deformation phase of the Eburnean

Field data

48
The reduced to pole image of the total magnetic intensity draped over the shaded 49

Image of the gamma

50
Bouguer gravity map over the study area overlain with the regional fault 51
ALOS PALSAR radar image consisting of three colour bands: red = HH radar 52

2.Processing and interpretation of geophysical data

53
Bouguer anomaly map calculated using density values of 2.67 g/cm3

Petrophysics

54
55
Summary table of the lithologies, associated petrophysics properties and 56
Histograms showing the range of measured susceptibility for each rock type found

Ranges of density values mea

57
New stratigraphy for the southwest of Ghana based on new data from this study 58

Photographs showing syn

59
2.4

Structural

volcanoclastic sediments intruded by gabbros. To the west of the Benso gold mine, a 60

Stereo

61

Stereo

62

2.4.2.1

63

Interpre

64

Interpreted photographs showing the Ashanti

65
2.2.3 2.4 66
67
68

New lithological

69
2.

Detailed

70
Test of susceptibility impact of deep units on magnetic RTP image. These 71
lower (10 times or more) than the underlying Sefwi Group metavolcanics, with the exception of

Forward

72
paral 2 ly remnant irregular linear anomalies. 73
most of the study area and contains highly variable magnetic s 3 3 3 3 3 3.

Eoeburnean

I 74
75

Forward

76
Correlations between stratigraphic sequences, magmatism, deform 77

Kumasi Group deposition (2

78
consistent with significant vertical thrust movement during D3 shortening. Consequently, we

Tarkwa Group deposition (2107

79

Eburnean

80

2002a). By the end of the D4 (N

Implications for Au deposits

81
age of the Tarkwaian sediments (2107 Ma) and their deformation during D3 is inconsistent, with 82
(Fig.

Introduction

jectifs de cette première étude sera donc géotectonique régionale.

Géologie du sud

O granitoïdes TTGs (Tonalite, Trondhjemite, Granodiorite). La mise en place de dykes de dolérite e, au Protérozoïque et au Phanérozoïque, a 83

2.7.3 Données géophysiques

des structures.

Résultats

observations de terrain ont cartographie a également aidé à définir une n rvations de surface dans

Discussion

upe de Sefwi, au sud 84
cet évènement D1 pourraient être à la sour sion reliée à la comme la Faille d'Ashanti, sous forme de détachements, a pu contrôler la formation des bassins la formation du groupe de Tarkwa (2107 Tarkwaiennes. Le maximum métamorphique estimé autour de 5 kbar, 550°C (Schmidt se mirent en place pendant les cisaillements D4 (Allibone et al., 2002a). légèrement modifiée par les de 85

Chapitre II

86
87

Chapitre II

The tectonic context of the Eoeburnean Wassa gold mine 88
3.

Bogoso003); and

correlated with the late deformation events of the Eburneanquotesdbs_dbs43.pdfusesText_43

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