Lithostratigraphy, geochemistry, geochronology and structural geology of the nkout iron deposit (south Cameroon)

Abstract

Les formations ferrifères rubanées de Nkout (BIF) sont situées dans la marge nord-ouest du craton du Congo (CC) et appartiennent au métamorphisme de faibles à moyens degré du complexe Ntem. Le fer de Nkout est respectivement subdivisé en trois zones de gisements : gisements Est, Centre et Ouest. Sur le plan pétrographique, l‟oxyde de fer de Nkout est composé de quatre types de faciès pétrographiques qui sont fortement déformés et métamorphisés sous des degrés de métamorphismes relativement faibles (schistes verts) à moyens (amphibolite). Ces roches gneissiques sont composées de quatre types, à savoir ceux qui ont été soumis, dans des milieux relatifs (amphibolite), à des teneurs métamorphiques élevées (granulitiques). Le log lithographique réalisé dans le secteur de Nkout comprend du haut vers le bas, une unité riche en fer et l‟autre essentiellement gneissique subdivise neuf unités lithographiques. L'unité supérieure (200 m de profondeur) constituée de minerais de types oxydes (hématite) et non oxyde (BIF frais). L'unité centrale d'environ 150 m d'épaisseur constituée de BIF frais avec une intercalation mineure de gneiss à biotite. Enfin l'unité inférieure marquée par des variations d‟épaisseurs et de profondeur allant de l‟Ouest à l‟Est, induisant des pliées du gisement de Nkout, ce qui confirme le fait que les dépôts de BIFs ont eu lieu à l‟échelle du bassin. Les roches ont subi une évolution tectonique polyphasique avec quatre phases de déformation. La phase de déformation (D1) marquée par un pli P1 et une schistosité minérale S1 avec une orientation E-W. Cette phase s'est déroulée dans des conditions de faciès métamorphiques de schistes verts à faible degré. La phase de déformation D2 est caractérisée par un événement métamorphique qui a affecté les structures E-W (D1) précédemment déformées, accompagnées du développement des plis P2, d'une schistosité S2 et d'un plan de cisaillement C2. Les plis P2 sont marquées par des plis orientés vers le nord. Les plans de cisaillement C2 montrent un mouvement dextre à sinistre. Cet événement tectonique est interprété comme une phase majeure de la déformation. La phase D3 est une phase tectonique de superposition avec pour orientation NW-SE. Elle s'accompagne du développement de la schistosité (S3), des plans de cisaillement (C3) et du pli (P3). Le P3 est le résultat du repli des plis P2. La géométrie résultante est un motif d'interférence de types 1 et 3. Enfin la phase (D4) est une phase de tectonique fragile. L‟évolution structurale est le principal facteur déterminant de la localisation et de la préservation du minerai à haute teneur. La région de Nkout comprend les granites, les granodiorites et les tonalites. Les granitoïdes sont hyperalumineux à métallumineux. Ils présentent une affinité caractéristique des roches ignées de type I qui ont évolué par cristallisation fractionnée du manteau avec contamination de la croûte terrestre. Les anomalies négatives de Nb, Zr, Ti, Sr et Yb dans tous les types de roches est interprétée comme la contribution de la croûte continentale à la genèse de la roche. Ils se caractérisent par un faible enrichissement en terres rares, des anomalies faiblement positives en Europium, un enrichissement en terres rares légères et un appauvrissement des terres rares lourdes. Les roches gneissiques de Nkout dérivent d'un protolithe igné mafique caractérisé par une composition gabbroïque à dioritique. Ils présentent un faible enrichissement en terres rares, une absence d‟anomalies en Europium, un enrichissement en terres rares légères et un appauvrissement en terres rares lourdes. Leurs fortes anomalies négatives en Ti, Yb, Ta et Zr indiquent que la croûte continentale et le manteau ont participé à la genèse. Les métasédiments des roches proviendraient des protolithes arénitiques de sable et de quartz dérivés de Fe, représentés par les BIFs à magnétite et les BIFs à grenat. Les BIFs à magnétite présentent des teneurs élevées en SiO2 et Fe2O3 et en Al2O3, TiO2, HFSE et REE similaires à celles de sédiments chimiques non détritiques. En revanche, les concentrations élevées dans les BIFs à grenat indiquent un apport en argile. Les BIF sont appauvris en CaO + MgO, suggérant une absence quasi absolue de calcite et de dolomite. La composition isotopes en Pb de la roche entière est d'environ 2ppm en moyenne, ce qui suggère une source de Pb hydrothermale. La datation Pb-Pb a donné un âge isochrone de 2679 Ma interprété comme un événement métamorphique Néoarchéen, attribué à la mise en place des granitoïdes de type potassique élevé dans le complexe du Ntem.