Petrology of banded iron formation-related country rocks at the northern limit of the Mbalam iron ore district, southeastern Cameroon

Abstract

Banded iron formation (BIF)-related country rocks at the northern limit of the Mbalam iron ore district constitute part of the Archean to Proterozoic greenstone belt of the Congo Craton (CC). In this study the petrology of BIFs and amphibolites from the lower part of the Njweng ridge is presented in a bid to decipher the source of the sediments and their inherent iron enrichment. The BIFs vary from oxide to silicate facies categories, composed mainly of magnetite bands alternating with quartz bands and their mineralogy is dominated by magnetite, hematite and quartz. The amphibolites contain quartz, magnetite, amphibole, biotite, garnet with a distinct schistocity. The Fe2O3 and SiO2 content of the BIFs reach highs of 54.55 wt% and 57.83 wt%, respectively. The average Fe2O3 content of 46.7 wt% coupled with SiO2 and Al2O3 as deleterious elements indicate a relatively low-grade iron ore. Gold content reaches a maximum of 1.1 ppb. Low Al2O3, TiO2 and High Field Strength Elements (HFSE) indicate BIF derivation from detritus-free chemical sediments. Their Fe/Ti, Fe/Al and Si/Al ratios are typical of marine BIF systems with hydrothermal overprint. On Post Archaean Australian Shale (PAAS)-normalized Rare Earth Elements-Yttrium (REE-Y) patterns the BIFs present a slightly negative Ce anomaly and positive Eu and Y anomalies; characteristics typical of modern seawater. The amphibolites are enriched in Light Rare Earth Elements (LREE) relative to Heavy Rare Earth Elements (HREE) and show peaks of Y, Nb, La Ta and their Au content attains a maximum of 1.7 ppm. Gold contents in the BIFs and amphibolites indicate the BIF-related country rocks as a potential primary source of the alluvial gold mined in the Mbalam district. 
 
 Les gisements de Fer rubanés (BIFs) localisés à la limite Nord du district ferrifere de Mbalam, sont partiellement représentatives des ceintures de roches vertes Archéennes à Protérozoïques dans le Craton du Congo (CC). Dans cette étude, la pétrologie des BIFs et amphibolites de la partie inferieure de la crête de Njweng est présentée afin de déceler la source des sédiments ainsi que leur enrichissement en Fer. Différentes catégories de BIFs variant des facies à oxydes aux silicates, sont composées principalement de bandes à magnétite avec alternances de bandes quartzeux. Leur minéralogie est dominée par la magnétite, l’hématite et le quartz. Les amphibolites contiennent du quartz, magnétite, l’amphibole, biotite, et grenat avec une schistosité distincte. La teneur en Fe2O3 et SiO2 des BIFs atteint un maximum en poids de 54,55 % et 57,83 % respectivement. La teneur moyenne en Fe2O3 de 46,7 % en poids, associée au SiO2 et Al2O3 comme éléments délétères, indique un minerai de fer à teneur relativement faible. Les teneurs en Or atteignent un maximum de 1,1 ppb. Les faibles teneurs en Al2O3, TiO2 et élément de champ électrostatique élevé (HFSE) indiquent que les BIFs dérivent d’un environnement sédimentaire chimique d’origine non détritique. Leur rapports Fe/Ti, Fe/Al et Si/Al sont typiques des systèmes BIFs marin avec une signature hydrothermale. Sur les modèles tarres rares-yttrium normalisés par schiste australien post- archéen (PAAS), les BIFs révèlent une légère anomalie négative de Ce couplée à une anomalie positive de Eu et Y, caractéristique d’un environnement marin récent. Les amphibolites sont enrichies en tarres rares légères par rapport aux tarres rares lourdes et montrent des pics de Y, Nb, La et Ta, Leurs teneurs en Au atteignent un maximum de 1,7 ppm. Les teneurs en Or dans les BIFs et les amphibolites indiquent que les formations de fer rubanées (BIFs) en place dans le district de Mbalam sont une source potentielle d’or.