Influence de la deformation plastique sur les caracteristiques mecaniques des materiaux geologiques : Cas des gneiss migmatitiques de la commune de Djidja au centre du Benin (Golfe de guinee, Afrique de l’ouest)

La zone interne de la chaîne panafricaine des Dahoméyides renferme des gneiss migmatitiques et des granites qui sont exploités pour les bâtiments et travaux publics. Ces deux roches de genèse différente, ont fait l’objet d’études pétrographique, structurale et géotechnique dans le but de déterminer l’influence de la déformationplastique sur les caractéristiques mécaniques des roches. Les granites étudiés n’ont pas subi une déformation plastique. Ils ont une structure équante à faiblement orientée, une texture grenue à grains fins et ils sont formés de quartz, feldspaths et micas. Par contre, les gneiss migmatitiques sont déformés de manière plastique ; ce qui s’est traduit par la structure foliée et la texture granolépidoblastique. Ils contiennent du quartz, des feldspaths, des micas et des grenats et renferment des  leucosomes quartzo-feldspathiques. L’étude des propriétés mécaniques de ces deux roches révèle que la résistance à la  sésagrégation est plus faible pour les gneiss migmatitiques 6% que pour les granites 5- 8%. Les essais de Los Angeles indiquent des valeurs plus élevées pour les gneiss migmatitiques 23-27%, 23-25.2% et 23-24% que pour les granites 21-23%, 20-22% et 19.5-20.5% respectivement pour les classes granulaires 4/6, 6/10 et 10/14. Les résultats des tests de Micro-Deval montrent des valeurs plus élevées pour les gneiss migmatitiques 8.4% que pour les granites 6.2%. La résistance en compression uniaxiale est plus élevée 226.5 MPa pour les granites que les gneiss migmatitiques 147.6 MPa. Ces résultats traduisent l’effet de la déformation plastique, marquée par le développement d’une architecture structurale foliée, sur les caractéristiques mécaniques des matériaux géologiques. Mots-clés : mécanique, gneiss migmatitique, granite, déformation plastique.   English Title: Effects of the plastic deformation on the mechanical characteristics of geological  materials: Case of migmatitic gneisses of Djidja town in centre-Benin (Guinee gulf, West Africa) The inner zone of Dahomeyides fold belt contains migmatitic gneisses and granites that are used for the bulding and public works. These two rocks of different genesis, have been studied petrographically, structurally and geotechnically in order to determine the effects of plastic deformation on the mechanical characteristics of rocks. The studied granites have not been deformed plastically. They have equante to weakly oriented structure, fine grained texture and made of quartz, feldspar and micas.  The migmatitic gneisses are deformed plastically that inducing foliated structure and granolepidoblastic texture. They formed by quartz, feldspar, micas and garnet and contain quartz-feldspar leucosomes. The mechanical properties study of these two rocks reveal that the resistance to the desagregation is low for the migmatitic gneisses 6% than in the granite 5-8%. The Los Angeles tests indicate high values for the migmatitic gneisses 23-27%, 23-25.2%, 23- 24% than in the granite 21-23%, 20-22%,  19.5-20.5% respectively for the 4/6, 6/10 and 10/14 granular classes. The results of Micro-Deval tests show high values for the migmatitic gneisses 8.4% than in the granites 6.2%. The resistance to the uniaxial compression is high for the granites 226.5 MPa than in the migmatitic gneisses 147.6 MPa. These results are in agreement with the effect of plastic deformation, marked by the development of foliated structural architecture on the mechanical characteristics of geological materials. Keywords: mechanical, migmatitic gneiss, granite, plastic deformation. &nbsp

Caractéristiques pétrologiques et indices de minéralisation associés au massif de Fita (Centre- Bénin, Afrique de l’Ouest).

Le massif de Fita, situé au centre-Bénin est une intrusion de granitoïdes à laquelle sont associés des microgranites. Cette intrusion est formée de granites à biotite et de syénites qui renferment des enclaves mafiques microgrenues et des septa de migmatites, de volcanites mafiques et de méta-sédiments. Les microgranites sont formés de phénocristaux de feldspaths alcalins dans une matrice finement grenue de quartz, de feldspaths alcalins et de biotite. Ces microgranites renferment des septas d’orthogneiss de Dassa et sont recoupés par des filons de roches mafiques et de rhyolite d’épaisseur décimétrique à métrique. Les études géochimiques indiquent que les granites et syénites sont ferreux, métalumineux et dérivent d’un magma alcalin. Les teneurs de ce magma en LILE (éléments lithophiles) et HFSE (éléments à fort potentiel ionique) incluant les terres rares (REE) sont compatibles avec des granitoïdes qui proviennent d’un mélange de magmas d’origine crustale et mantellique enrichie, générés en contexte intraplaque. Les analyses chimiques semi-quantitatives des granitoïdes et microgranites du massif de Fita effectuées au spectromètre à fluorescence rayons X (XRF) portatif, ont révélé la présence d’indices de minéralisation de chrome (Cr), vanadium (V), zinc (Zn), manganèse (Mn), bismuth (Bi), niobium (Nb), plomb (Pb) et antimoine (Sb).Mots clés : Pétrographie, géochimie, indices de minéralisation, massif de Fita, Centre- Bénin.English AbstractThe Fita massif located in Center Benin is granitoid intrusion to which microgranites rocks are associated. This intrusion consists of biotite-granites and syenites which contain mafic microgranular enclaves and septa of migmatites, mafic volcanic and metasediments. The microgranites are composed of alkaline feldspars present in a finegrained matrix of quartz, feldspars and biotite. These microgranites contain septa of Dassa orthogneiss and are crosscut by dykes of mafic rocks and rhyolite of decimetric to metric size. The geochemical studies indicate that the granites and syenites are ferrous, metaluminous and derived from alkaline magma. The magma contents in LILE (Large Ions Lithophiles Elements) and HFSE (High Field Strength Elements) including REE (Rare Earth Elements) are compatible to the granitoids source from mixing origin (crustal and enriched mantle), generated in within-plate tectonic context. The chemical analyses of the granitoids and microgranites of Fita massif performed on the X-ray fluorescence (XRF) handled spectrometer revealed the presence of chromium (Cr), vanadium (V), zinc (Zn), manganese (Mn.), bismuth (Bi), niobium (Nb), plumb (Pb) and of antimony (Sb) mineralization index.Keywords: Petrography, geochemistry, mineralization index, Fita massif, Center Benin

Influence des caracteristiques petro-structurales sur les proprietes mecaniques des quartzites de l’atacora au Benin (Golfe de Guinee, Afrique de l’Ouest)

Deux variétés de quartzites de l’unité litho-tectonique de l’Atacora dans la chaîne panafricaine des Dahoméyides au Nord-Ouest du Bénin ont fait l’objet d’études pétrostructurales et mécaniques en vue de la détermination de l’influence de la minéralogie et de la déformation des roches sur leurs propriétés géotechniques. Les quartzites étudiés proviennent de Pouya et Bérécingou dans la commune de Natitingou. Les quartzites sont à quartz + orthose. Ils contiennent en plus environ 10 % de muscovite à Pouya tandis qu’ils en en sont presque dépourvus à Bérécingou. De plus les quartzites de Bérécingou et Pouya présentent un bon débitage, un réseau de fracturations et une composition pétrographique permettant l’obtention de plaquettes de 1 à 15 cm d’épaisseur. Les essais géotechniques révèlent que les coefficients de Micro Deval MDE obtenus au niveau des sites de Bérécingou et Pouya sont respectivement de 6,4% et 8,3% suggérant que les quartzites de ces deux sites résistent excellemment à l’usure par frottement. Les coefficients de Los Angeles LA sont de 12,96% et 23,6% respectivement pour les quartzites de Bérécingou et Pouya ; ceci indique une excellente résistance à la fragmentation par chocs et à l’usure par frottements réciproques pour les quartzites de Bérécingou et une résistance satisfaisante à la fragmentation par chocs et à l’usure par frottements réciproques des quartzites de Pouya. Cette variation de propriétés mécaniques entre ces deux types de quartzite est attribuée à l’influence de la tectonique locale et de la minéralogie.Mots clés : Bénin, Atacora, minéralogie, structure, mécanique, quartzites. Influence of petro-structural characteristics on mechanical properties of quartzits from Atacora in Benin (Guinea Gulf, West Africa)ABSTRACTThe petrographic, structural and mechanical characteristic of two types of quartzite from the Atacora structural unit of Dahomeyides pan-African belt were study in order to determine the influence of mineralogy and tectonic on their geotechnical properties. The studied quartzites are sampled at Bérécingou and Pouya in the Natitingou municipality. Both quartzites contain quartz and orthose. Additionally, the quartzites from Pouya contain 10% of muscovite whereas those from Bérécingou are nearly mica free. Moreover the quartzites of Pouya and Bérécingou have a good breakdown, fracturation network and petrographic feature allowing the production wafer quartzites having 1 to 15 cm thickness. The geotechnical test reveal that the Micro Deval coefficients (MDE) obtained at Bérécingou and Pouya are respectively of 6.4% and 8.3% suggesting that the quartzites of these sites excellently resist to frictional wear. The Los Angeles (LA) coefficients are of 12.96% and 23.6% respectively for quartzite from Bérécingou and Pouya. This indicates an excellent resistance to fragmentation by shock and reciprocal frictional wear for the quartzite from Bérécingou and satisfactory resistance to fragmentation by shock and reciprocal frictional wear for the quartzite from Pouya. The change in mechanical properties of these two types of quartzite is attributed to the effect local tectonic and mineralogical composition.Keywords: Benin, Atacora, mineralogy, structure, mechanical, quartzits

Geochronology and geochemistry of igneous rocks of the Dassa region, Central-Benin: evidence of an Ediacaran emplacement of alkali-calcic and alkaline plutonic and volcanic magmas

International audienceThe Dassa region is part of the Pan-African Trans-Saharan Belt, located between the West African craton and the Sahara metacraton. This region, with widespread granitoids and volcanites, is cut by the Kandi Shear Zone (KSZ) that could be connected to the 4°50' shear zone northwards in the Hoggar mountains and to the "Transbrasiliano lineamento" Northeast Brazil. The LA-ICP-MS U-Pb isotopes of zircon, whole-rock geochemistry and Sr-Nd isotope were analysed to constrain the emplacement ages and chronology of granitoids and volcanic rocks in the Dassa region in relation to the KSZ dynamics and the geochemical signatures and genesis of the magmas. Five intrusions (Dassa, Tré, Gobada, Tchetti and Fita) with the igneous rocks of the volcano-sedimentary basin of Idaho-Mahou have been investigated. Radiometric ages (U-Pb) obtained on zircons from the intrusions and the alkaline rhyolites from the Idaho-Mahou volcano-sedimentary basin indicate the Ediacaran timing emplacement in the Pan-African Dahomeyide orogen. The Dassa intrusion is dated at 633 ± 19 Ma while the Tchetti, Gobada and Tré intrusions yield 607 ± 11 Ma, 603 ± 10 Ma and 595 ± 12 Ma, respectively. The alkaline Fita granite and rhyolite of the Idaho-Mahou volcano-sedimentary basin provide U-Pb on zircon ages of 594 ± 32 Ma and 583 ± 9 Ma, respectively. Geochemical investigations reveal that the granitoids are ferroan and metaluminous; alkali-calcic (Dassa and Tré) and alkali-calcic to alkalic (Gobada, Tchetti and Fita). The mafic to intermediate volcanites and trachyte of Idaho-Mahou volcano-sedimentary basin are alkali-calcic whereas the rhyolite displays an alkalic signature. Sm-Nd isotopic analyses reveal that the ε Nd values at c. 600 Ma in the Fita granite and alkalic rhyolite of Idaho-Mahou basin are the highest (− 6.94 and − 6.07). In the other intrusions, the ε Nd values at c. 600 Ma are lower, ranging between − 9.66 and − 9.28 (Tchetti and Godada granites) and − 8.84 and − 8.56 (Dassa and Tré granites). The Tré monzonite shows an intermediate value around − 7.70. The calculated TDM model ages are very close and range between 1.80 and 2.05 Ga. All this suggests hybridization processes between an Archean to Paleoproterozoic continental crust source and a juvenile mantle (600 Ma) source for the parent magmas. But the significantly high ε Nd values of Fita granite and the alkaline rhyolite are in agreement with higher mantle contribution and a distinct more enriched mantle source for the parent magmas of alkaline rocks compared to the alkali-calcic felsic ones for which the mantle contribution is from the depleted mantle. According to these data, the Ediacaran magmatic events in the Dassa region can be divided into two main episodes with respect to the main transcurrent shearing event that started at about c. 610 Ma: a pre-transcurrent shear alkali-calcic plutonic magmatism c. 635-610 Ma and the transcurrent shear magmatism c. 610-580 Ma with contemporaneous alkali-calcic and alkaline plutonic and volcanic magmatism. The integration of existing U-Pb on zircon dating in the Benin basement indicates that in the Dahomeyide orogen, the reactivation of the Kandi shear zone toward the end of Ediacaran timing at around c. 550-540 Ma allowed emplacement of the third suite of magmatism as intrusions and volcanoes