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.