Apport des diagraphies instantanées à l’étude des indurations du recouvrement sableux du gisement de phosphate de Tobène (Taïba, Sénégal)

Résumé

Le gisement de phosphate de chaux de Taïba (Sénégal) se présente comme une couche minéralisée de 7 m de puissance en moyenne, surmontée par un recouvrement stérile épais de plus de 40 m. Ce dernier est constitué, dans les panneaux de Ndomor Diop et Keur Mor Fall exploités jusqu’ici, de terrains durs (sables consolidés, grés, etc.) sur lesquels repose une puissante couche sableuse meuble (environ 35 m). Par contre, dans le futur panneau d’exploitation de Tobène, les sondages de reconnaissance ont révélé la présence dans le recouvrement de fréquents niveaux indurés constitués essentiellement de faciès sablo-argileux plus ou moins consolidés. Devant l’inadaptation des méthodes traditionnelles de décapage du recouvrement par roue-pelle au contexte de Tobène, il est apparu nécessaire, pour les besoins de l’ingénierie du projet d’exploitation, de procéder à un repérage systèmatique et à l’évaluation des différentes formes d’induration.

Cette note présente les premiers résultats d’une étude de ces indurations par diagraphies instantanées entamée depuis 1993 dans le cadre d’un programme de 500 sondages de reconnaissance du gisement de Tobène. Cette étude fait suite à une première approche par méthodes géophysiques qui n’avait pas permis d’aboutir à des évaluations quantitatives de précision suffisante (Syllaet al., 1992).

L’interprétation des diagraphies instantanées et en particulier des variations des paramètres de forage tels que la vitesse d’avancement (VA), la pression sur l’outil (PO), la pression d’injection (PI), la vitesse et le couple de rotation (VR et CR), a permis de grouper les faciès recoupés dans le secteur étudié en quatre classes (C₀ à C₃) suivant la résistance qu’ils opposent à leur destruction par l’outil de foration, leur degré de compaction et leurs caractéristiques pétrographiques.

Les méthodes d’interprétation sont basées, d’une part, sur l’étude des courbes de variations des paramètres et la statistique (moyenne et écart-type) obtenue avec le logiciel intégréECEPF de la société LUTZ et, d’autre part, sur l’emploi de formules empiriques telles que le rapport K = VA/PO (Dupouy, 1992), la résistance au forage Sd (Somertonet al., 1969), etc.

Les faciès les plus indurés sont les grès ferrugineux et les latéritoïdes phosphatées qui constituent la classe C₃. La classe C₂ regroupe les faciès sableux et sablo-argileux difficiles à forer et indurés, tandis que la classe C₁ regroupe les sables et sables argileux légèrement indurés. Les faciès meubles sont groupés dans la classe C₀ avec C₀₁ la sous classe des sables grossiers à fins meubles et C₀₂ la sous classe des sables argileux meubles. Cette classification aboutit à l’établissement de diverses cartes d’induration: localisation, isobathes du toit et iso-épaisseurs des indurations.

Abstract

The Taïba lime phosphate ore deposit (Senegal) is a layer of 7 m average thickness, overlain by an unproductive caprock of more than 40 m. In Ndomor Diop and Keur Mor Fall deposits, this caprock is constituted by hard grounds (consolidated sands, sandstones, etc.), capped by a thick and loose sandy layer approximately 35 m thick.

On the other hand, in the Tobene deposit to be further exploited, the reconnaissance bore holes revealed the presence in the caprock of numerous indurated layers constituted of more or less consolidated sandy-clayey facies. The traditional methods of caprock stripping by a bucket whell is inefficient, in the Tobene deposit. Therefore, it appeared necessary for the mine engineering, to proceed to a systematic delimitation of the facies and to evaluate the different types of induration.

This paper presents the first results of a study of these indurations by instantaneous well logging. This study is a part of a whole project of 500 core drills, initiated since 1993 in the Tobene ore deposit. This study comes after a first approach using geophysical methods which did not allow accurate quantitative estimations (Syllaand al., 1992).

Interpretation of drill logs and particularly the variations of the drilling parameters such as the rate of penetration (VA), the weight on bit (PO), the injection pressure (PI), the angular velocity and the torque couple (VR and CR), helped to subdivide the encountered facies into four classes (C₀ to C₃) depending on their crushing resistance relative to the drilling instrument, their degree of compaction and their petrographic characteristics.

The interpretation methods are based on one hand upon the variation curves of the parameters and the statistical functions (mean value and standard deviation) obtained with ECEPF software of the Company LUTZ, and on the other hand upon the use of empirical formula such as K = VA/PO (Dupouy, 1992), the resistance to the drilling Sd (Somertonand al., 1969), etc.

The most indurated facies are the ferrugineous sandstones and the phosphatic lateritoids which represent class C₃. Class C₂ includes the indurated and difficult to drill sandy and sandy-shaly facies, while class C₁ is formed by the slightly indurated sands and shaly sands. The loose facies are gathered in class C₀ which is devided into C₀₁, representing the sub-class of coarse to fine loose sands and C₀₂ the sub-class of shaly loose sands.

This classification leads to the establishment of various induration maps: localisation maps, isobath maps of the hanging wall and isopach maps of the indurated layer.