Modelling structural of groundwater behaviour in the crystalline aquifer of Pan-African granitoids at Bonis open pit quarry (East-Cameroon)

This paper aims to build the hydrogeological model in the crystalline aquifer rock mass made up of granitoids, governed by Sanaga’s fault network printed out during the Pan-African age at the Bonis’ concrete open pit quarry. Different geological successions as well as structural defects have been investigated. Moreover, electrical tomography by geophysical survey has permitted to access the piezometric level of groundwater together with the hydrogeological facilities built on site. Finaly physicochemical analysis of 6 groundwater samples were performed in order to assess pollution. The main geological formations are granite, gneiss, amphibolite, migmatite and breccias mylonite. Foliations (10°/ N310), joints (J1 (80°/N058), J2 (20°/N324), J3 (16°/N136), J4 (58°/N248)) and lithological contacts (30°/N075 and 10°/N176) characterize structural discontinuities found on these hard-rocks. The geophysical model shows strong electrical resistivities (>3000 &!.m) which indicate fresh but highly fractured crystalline formations with significant yield (2.61 m3h-1) and hydraulic conductivity (7.2×10-6 mh-1). The piezometric levels observed in 30 boreholes surrounding the open pit area, range from 696- 664 m above sea level. The availability of underground water is influenced by meteor water inputs and surface flows that feed the crystalline aquifer through the network of structural discontinuities. The high content of nitrate (150 mgl-1) and ammonium (10.5 mgl-1) is linked to the dissolution of emulsions and nitrate fuel used for blasting the rock mass of Bonis’ quarry, which making the water of questionable quality in relation to WHO recommendations. Cet article vise à construire le modèle hydrogéologique de l’aquifère cristallin dans le massif rocheux composées de granitoïdes, régi par le réseau de failles de la Sanaga imprimé pendant l’âge panafricain au niveau de la carrière à ciel ouvert de Bonis. Différentes successions géologiques ainsi que des défauts structuraux ont été étudiés. De plus, la tomographie électrique par levées géophysiques a permis d’accéder au niveau piézométrique des eaux souterraines ainsi qu’aux aménagements hydrogéologiques réalisés sur le site. Enfin, l’analyse physico-chimique de 6 échantillons d’eau souterraine a été réalisée afin d’évaluer la pollution. Les principales formations géologiques mises en évidence sont le granite, le gneiss, l’amphibolite, la migmatite et les brèches mylonitiques. Des foliations (10°/N310), des joints (J1 (80°/N058), J2 (20°/N324), J3 (16°/N136), J4 (58°/N248)) et des contacts lithologiques (30°/N075 et 10°/N176) caractérisent les discontinuités structurales présentes sur ces roches dures. Le modèle géophysique montre de fortes résistivités électriques (>3000 ©.m) qui indiquent des formations cristallines fraîches mais très fracturées avec un rendement (2,61 m3h-1) et une conductivité hydraulique (7,2×10-6 mh-1) significatifs. Les niveaux piézométriques ont été réalisés dans 30 forages identifiés dans l’environnement immédiat de la carrière à ciel ouvert de Bonis entre 696 et 664 m au-dessus du niveau de la mer. La disponibilité des eaux souterraines est influencée par les apports d’eau météorique et les écoulements de surface qui alimentent l’aquifère cristallin à travers le réseau de discontinuités structurelles. La forte teneur en nitrates (150 mgl-1) et en ammonium (10,5 mgl-1) est liée à la dissolution des émulsions et au nitrate de carburant utilisé pour le dynamitage du massif rocheux de la carrière de Bonis, ce qui rend l’eau de qualité douteuse par rapport aux recommandations de l’OMS.