La découverte de calcaires dans le secteur de Fatima remonte à 1957 lorsque BOUJUT (un prospecteur privé), en recherchant les gîtes primaires de diamant (la kimberlite) dans deux sondages situés au Sud de l’église catholique de Fatima, rencontra des roches carbonatées sous une épaisseur de stérile : latérite, argile latéritique, argile à des profondeurs de 25 et 37 mètres. L’analyse des carottes a montré une teneur de 34 % en carbonate de calcium (CaO). Ce n’est que plus tard, entre 1968 et 1973, que des sondages systématiques furent entrepris dans le but de reconnaître l’extension de cet indice (PALUD, 1968 ; BRUNELLE, 1972 a et b). A différentes profondeurs (de 10 à 45 m), 8 sondages ont atteint la roche en place entre 27 et 42,5 m de profondeur, avec des cotes absolues qui varient de 340 à 355 m. Certains ont mis en relief un calcaire sublithographique gris se débitant selon les joints schisteux ; d’autres situés au Nord du secteur ont permis de relever une alternance fine (1 mm à quelques cm) de calcaire et d’une roche siliceuse noire (PALUD, 1968). Les pendages sont marqués par des bancs, lits et/ou joints schisteux et oscillent entre quelques degrés et plus de 45°. Le carottage a atteint 18 m dans la roche en place. La puissance des couches calcaires, estimée par PALUD, est de l’ordre de plusieurs dizaines de mètres.
La structure du secteur de Fatima proposée par cet auteur, de haut en bas, se compose des éléments suivants :
La Série de Fatima serait constituée de faciès lagunaires (ALVAREZ, 2000). D’une puissance supérieure à 300 m (POIDEVIN, 1985), elle est essentiellement représentée par des calcaires gris à niveaux pluricentimétriques dolomitiques et noirs (présence probable de matière organique). Les lits dolomitiques, parfois exfoliés, indiquent d’anciens lits d’évaporite épigénisée. L’existence des fentes de dessiccation obstruées par de la calcite limpide marque des périodes d’émersion temporaire ; de petits amas de barytine semblent en relation avec l’existence de microkarsts synsédimentaires.
Situés à près de 45 m de la surface topographique et allongés NNO-SSE, ces dépôts calcaires sont larges de 400 m et longs de 1 300 m (soit une superficie d’environ 50 ha). Ils sont coupés au nord par des niveaux siliceux, tandis qu’à l’Est et à l’Ouest, des sondages profonds de 45 m n’ont pas atteint la roche en place (Figure 25). Dans le sud enfin, l’extension de cette série au-delà du forage 14 n’a pu être reconnue à cause d’un recouvrement sablonneux qui pose des problèmes techniques.
La surface supérieure cuirassée (affleurant parfois ou sous-jacente) est en étroite corrélation avec la surface topographique : le sommet correspond au toit calcaire (PALUD, 1968). Le flanc occidental 10 de ce plateau est plus escarpé que le flanc oriental 11 , à pentes douces : la pente est supérieure à 30 % entre les sondages 1 et 2 (Figure 25), et de 3 % entre les sondages 7 et 8. Son équivalent latéral, la Série de Bobassa, présente quelques spécificités.
On y note une prédominance de sables argileux gris que nous avons reconnu en échantillonnant dans la Guitangola.
Le recouvrement sableux sur ce site est plus ou moins argileux jaune.