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Geochemistry of the M'Passa Pb-Zn deposit (Niari syncline, People's Republic of the Congo). Arguments in favor of a hydrothermal origin

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Abstract

The Pb-Zn deposits of the M'Passa mine are located on faults running in a Combian (i.e., N50°E) direction. The interpretation preferred by most authors over the last decade is that synsedimentary ore concentrations have been redistributed in the vicinity of fault zones. This paper presents the results of a detailed study of the behavior of 11 metallic elements (V, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Mo, Ag, Cd, Sb, Pb) systematically measured along a well-exposed section (94 samples, in 28 of which As was also measured). Principal component analysis of the data shows a regular decrease in the total metal content with increasing distance from the fault zones; it also brings to light groupings of metallic elements into a group of mobile elements (Pb, Zn, Cd) and a group of less mobile elements (Ag, Cu, Mo, Fe, Co). The latter are concentrated in and near the fault zone. This distribution corroborates a normal thermal zoning of elements issued from the faults rather than a lateral leaching of a preexisting ore concentration down the fault zone. A gradient in Fe content in sphalerite observed over both ore trends could also indicate regularly decreasing thermal conditions during ore formation. In addition, exploratory measurements of sulfur isotopes clearly indicate an ore concentration process different from an euxinic process. Other synsedimentary metal concentrations related to organic matter evolution seem difficult to reconcile with the total residual organic carbon content, and characteristic ratios regarding organic carbon do not show at the present time any relation with organic matter evolution. Rather than assuming that all organic indicators were erased during the geological evolution of the M'Passa deposit, a model is preferred in which local hydrothermal deposition issued from the fault and diffused through specific dolomitic strata. Paleokarstic features may be regarded as passive ore reservoirs or could be the result of alteration associated with hydrothermal fluids.

Résumé

Les concentrations Pb-Zn exploitées à M'Passa sont localisées sur des failles de direction combienne (N50°E). L'interprétation préférée par la plupart des auteurs de la dernière décennie suppose une préconcentration synsédimentaire, redistribuée dans des zones faillées. Les résultats de l'étude détaillée du comportement de 11 éléments métalliques (V, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Mo, Ag, Cd, Sb, Pb), dosés systématiquement le long de coupes continues (94 échantillons, dont 28 d'entre eux dosés aussi en As) ne permettent pas de confirmer cette hypothèse. L'analyse en composantes principales des teneurs met en évidence une décroissance régulière de la teneur en métaux en s'éloignant des zones faillées. Elle permet aussi de mettre en évidence des groupes de métaux dont une famille d'éléments plus mobiles (Pb, Zn, Cd) et une autre famille d'éléments moins mobiles (Ag, Cu, Mo, Fe, Co). Ces derniers sont concentrés préférentiellement à l'intérieur ou à proximité des zones faillées. Cette distribution s'accorderait davantage avec un zonage thermique normal enraciné dans les failles plutôt qu'avec une redistribution per-descensum de concentrations préexistantes. La décroissance régulière de la teneur en Fe de la blende, fonction de la distance à la faille et indépendante du type de minerai, pourrait aussi avoir été accompagnée d'un gradient thermique au cours du dépot. Quelques mesures exploratoires de constitution isotopique du soufre permettent aussi d'écarter une origine euxinique des sulfures. D'autres possibilités de concentration associée à l'évolution de matières organiques paraisent aussi difficiles à concilier avec la teneur résiduelle en carbone organique. L'absence de relation entre rapports organiques caractéristiques et nature du minerai ne permet pas de conclure à une relation avec l'évolution de la matière organique. Donc, plutôt que considérer que tout marqueur organique aurait été effacé au cours de l'évolution géologique postérieure au dépot, on préfère dans l'état actuel des connaissances un modèle apparenté à une précipitation hydrothermale initiée dans les zones faillées et prolongée latéralement dans des nìveaux dolomitiques spécifiques. Les traits paléokarstiques de ces niveaux seraient alors à envisager, soit comme des réservoirs passifs, soit comme le résutat de l'altération d'épontes par des fluides hydrothermaux.

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  • Allègre, C.J., Duchaylard, G., Javoy, M., and Sarazin, G.: Composition isotopique du soufre et problèmes de la genèse des galènes. Contribution au débat syngenèse-épigenèse. Bull. Soc. Géol. France (7) IX:789–799 (1967)

    Google Scholar 

  • Amossé, J.: Principe d'une étude thermodynamique de la répartition zonale des minéraux dans les gisements métallifères. C.R. Acad. Sci. 275(D):637–639, Paris (1972)

    Google Scholar 

  • Amossé, J.: Détermination expérimentale de la pression et de la température de formation d'un filon quartzeux wolframifère. Approche théorique. Bull. Soc. Fr. Min. Cristall. 99:121–127 (1976)

    Google Scholar 

  • Amossé, J. and Audebaud, E.: Corrélations entre les minéralisations du Sud-péruvien et des teneurs en éléments traces des roches éruptives. Geol. Rundschau 67(1):253–270 (1978)

    Google Scholar 

  • Amossé, J.: Physico-chemical study of the hubnerite-ferberite (MnWO4-FeWO4) zonal distribution inwolframite (Mnx Fel-x WO4) deposits. Application to the Borralha Mine (Portugal) Phys. Chem. Minerals 3:331–341 (1978)

    Google Scholar 

  • Amossé, J.: A theoretical approach to oscillatory zoning affecting wolframite crystals Phys. Chem. Minerals 7:190–193 (1981)

    Google Scholar 

  • Baka, D.M.: Les minéralisations en Cu, Pb, Zn de M'Passa (Congo-Brazzaville). Exemple du rôle métallogénique des émersions. Thèse 3e cycle, 172 p. Nancy (1975)

  • Bakalowicz, M., Ford, D.C., and Palmer, A.N.: A thermal model for the origin of caves in the Black Hills, South Dakota. Bull. Geol. Soc. Amer. (à paraître) (1986)

  • Barton, P.B. Jr and Toulmin, P.: Phase relation involving Sphalerite in the Fe-Zn-S System. Economic Geology 61:815–849 (1966)

    Google Scholar 

  • Barton, P.B. Jr and Skinner, B.J.: Sulfide Mineral Stabilities. pp. 278–403 in Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits. 2nd ed., ed. H.L. Barnes, Wiley-Interscience (1979)

  • Bernard, A. and Foglierini, F.: Etude méthodologique sur la genèse des gisements startiformes de Pb-Zn en environement carbonaté. Economic Geology — Monograph 3:267–277 (1967)

    Google Scholar 

  • Bernard, A. and Leleu, M.: A propos de la concentration résiduelle de la blende et de la galène. C.R. Acad. Sci. 265(D):729–732, Paris (1967)

    Google Scholar 

  • Bernard, A.: Metallogenic processes of intra-karstic sedimentation. Proc. Intern. Sediment. Congr., pp. 43–57, G.C. Amstutz and A.J. Bernard, Heidelberg (1971)

    Google Scholar 

  • Bernard, A., Lagny, P., and Leleu, M.G.: A propos du rôle métallogénique du karst. Proc. 24th Intern. Geol. Congr., Section 4:411–422, Montreal (1972)

    Google Scholar 

  • Besson, M.: Etude thermo-chimique des sulfures de la formation ferrifère de Pierrefitte (Hautes-Pyrénées). Bull. Soc. Fr. Min. Cristall. 92(2):172–184 (1969)

    Google Scholar 

  • Bigotte, G.: Contribution à la géologie du bassin du Niari. Etude sédimentologique et métallogénique de la région minière. Thèse Doc. d'Etat, Direct. Mines Géol. AEF — Mémoire n. 9:186 p (1959)

  • Bigotte, G., Bonifas, M., and Millot, G.: Présence de talc dans les roches sédimentaires infracambriennes du bassin du Niari. Bull. Serv. Carte Géol. Alsace Lorraine 10(2):3–7, Strasbourg (1965)

    Google Scholar 

  • Buffet, G.: Variabilité des caractères spilitiques et magmatiques du volcanisme alcalin triasique du massif des Ecrins-Pelvoux (Alpes françaises). Sciences de la Terre, série Informatique géologique, Mémoire n. 19:254 p. (1984)

  • Cahen, L.: Géologie du Congo Belge. Vaillant-Carmanne, 576 p. Liège (1954)

  • Cahen, L. and Lepersonne, J.: Existence de trois orogenèses dans le Précambrien du Bas-Congo. C.R. Acad. Sci. 262(D):1181–1184, Paris (1966)

    Google Scholar 

  • Cahen, L.: La stratigraphie et la tectonique du supergroupe ouestcongolien dans les zones médiane et externe de l'orogenèse ouestcongolien (Pan-Africain) au bas-Zaïre et dans les régions voisines. Sci. Géol. 83, Mus. Royal Afr. Centr., Tervuren, Belgique Ann. série 8:150 p. (1978)

    Google Scholar 

  • Cahen, L.: Geochronological correlations of the Late Precambrian sequences on and around the stable zones of equatorial Africa. Precambrian Research 18:73–86 (1982)

    Google Scholar 

  • Cassou, A.M., Connan, J., and Porthault, B.: Relations between maturation of organic matter and geothermal effect, as exemplified in Canadian east coast offshore wells. Can. Soc. Petroleum Geologists Bull. 25(1):174–194 (1977)

    Google Scholar 

  • Connan, J. and Orgeval, J.J.: Un exemple d'application de la géochimie organique en métallogénie: la mine des Malines (France). Bull. Centr. Rech. Explor. Prod. Elf-Aquitaine. 1(1):59–105, Pau (1977)

    Google Scholar 

  • Cornacchia, M. and Dars, R.: Un trait structural majeur du continent africain. Les linéaments centrafricains du Cameroun au golfe d'Aden. Bull. Soc. Géol. France (7) XXV(1):101–109 (1983)

    Google Scholar 

  • Cornacchia, M. and Dars, R.: La tectonique cassante Pan-Africaine et phanérozoïque en Afrique centrale, pp. 211–216 in Géologie africaine — African geology., ed. J. Klerkx and J. Michot, Tervuren (1984)

  • Cosson, J.: Carte géologique de reconnaissance à l'échelle 1/5 000 000. Notice explicative sur les failles Pointe Noire et Brazzaville. Pub. Dir. Min. A.E.F., 56 p. (1955)

  • Dadet, P.: Essai de réinterprétation stratigraphique des formations précambriennes du Mayombe congolais. Bull. Bur. Rech. Géol. Min. (2):77–91, Orléans (1966)

    Google Scholar 

  • Dadet, P.: Notice explicative de la carte géologique de la République du Congo-Brazzaville au 1/5 000 000. Mémoire Bur. Rech. Géol. Min. 70: Orléans, 104 p. (1969)

  • Dagallier, G.: Concentrations plombo-barytiques en milieu subtidal et dissolutions précoces. L'exemple de Mibladen (Maroc). C.R. Acad. Sci. 256(D):3249–3252, Paris (1973)

    Google Scholar 

  • Dars, R., Allègre, C.J., and Michard, G.: Sur la formation des gisements stratiformes de plomb-zinc: un modèle de formation proposé d'après les études géochimiques. C.R. Acad. Sci. 273(D):1261–1264, Paris (1971)

    Google Scholar 

  • Davis, J.C.: Statistics and data analysis in geology. Wiley, 550 p. New York (1973)

    Google Scholar 

  • Delmas, M.R.: La formation et l'évolution des micrites et dolomicrites. Bull. Rech. Sté Nle. Pétrol. Aquitaine. 9:77–97, Pau (1975)

    Google Scholar 

  • Dianzenza N'Defi, H.: Les sédiments du Protérozoïque supérieur et leurs transformations au Nord-Ouest de la cuvette congolaise (Afrique centrale): apport des datations par les méthodes Rb-Sr et K-Ar. Thèse 3e cycle, 147 p. Strasbourg (1983)

  • Dublyanskiy, V.N.: Hydrothermal karst in Alpine folded belt of southern part of USSR. Kras i Speleogia (Poland). 3(12):18–36 (1980)

    Google Scholar 

  • Foglierini, F. and Bernard, A.: L'histoire géologique d'un gisement stratiforme plombo-zincifère: Les Malines. Econ. Geol. pp. 294–307 (1967)

  • Foglierini, F., Bernard, A., and Verraes, G.: Le gisement des Malines (Gard) Pb-Zn. proc. 26th Inter. Geol. Congress. Paris E5:1–56, Mémoire Bur. Rech. Géol. Min. 112 (1980)

  • Gransch, J.A. and Eisma, E.: Characterization of the insoluble organic matter of sediments by pyrolysis. pp. 407–426 in Advances in organic geochemistry, Pergamon, Oxford (1966)

    Google Scholar 

  • Hoefs, J.: Stable isotopic geochemistry. 2nd. ed. 205 p. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1980

    Google Scholar 

  • Howarth, R.J.: Mapping, in Statistics and Data Analysis in Geochemical Prospecting. (Vol. 2 of the Handbook of Exploration Geochemistry, edited by G.J.S. Govett), ed. R.J. Howarth, Elsevier 1983

  • Joreskog, K.G., Klovan, J.E. and Reyment, R.A.: Methods in geomathematics. 1 — Geological factor analysis, 196 p. Chicago, Elsevier 1976

    Google Scholar 

  • Kübler, B.: La Corrensite indicateur possible de milieu de sédimentation et du degré de transformation d'un sédiment. Bull. Rech. Sté Nle. Pétrol. Aquitaine. 7:543–556, Pau (1973)

    Google Scholar 

  • Kulp, J.L., Ault, W.U., and Feely, H.W.: Sulfur isotope abundances in sulfides minerals. Economic Geology 51(2):139–149 (1957)

    Google Scholar 

  • Lacerda, H. and Bernard, A.J.: Existence de minéralisations plombozincifères syngenetiques du substratum cambrien du district des Malines (Gard, France). Miner. Depos. 19(2):152–157 (1984)

    Google Scholar 

  • Lancelot, J., Sarazin, G., and Allègre, C.J.: Composition isotopique du plomb et du soufre des galènes liées aux formations sédimentaires. Interprétations géologiques et géophysiques. Contr. Mineral. and Petrol. 32:315–333 (1971)

    Google Scholar 

  • Le Tran, K.L.: Geochemical study of hydrogen sulfide sorbed in sediments. pp. 717–726 in Advances in Organic Geochemistry 1971. Oxford: Pergamon 1972

    Google Scholar 

  • Le Tran, K. and Van der Weide, B.M.: Détermination automatique du degré de carbonisation de la matière organique des roches. Bull. Rech. Sté Nle. Pétrol. Aquitaine. 9:223–243, Pau (1969)

    Google Scholar 

  • Lebart, L. and Fenelon, J.P., Stastistique et informatique appliquée., Dunod 3e éd. 572 p. Paris (1975)

  • Lepersonne, J.: Données nouvelles sur la stratigraphie des terrains anciens du Bas-Congo. Bull. Soc. Belg. Géol. Paléont. Hydr. LX(2):169–189 (1951)

    Google Scholar 

  • Lepersonne, J.: A propos des essais de corrélation entre terrains anciens du Bas-Congo et du Katanga. Bull. Soc. Belg. Géol. Paléont. Hydr. LX(2):190–200 (1951)

    Google Scholar 

  • Leymarie, P. and Durandau, A.: The integration of geochemical exploration data. pp. 33–37 in The role of data in scientific progress. Proc. 9th Intern. CODATA Conference, ed. P.S. Glaeser, Jerusalem: Elsevier 1985

    Google Scholar 

  • Lucas, J.: La transformation des minéraux argileux dans la sédimentation, étude sur les argiles du Trias. Bull. Serv. Carte Géol. Alsace Lorraine Mémoire 23:202 p. Strasbourg 1962

    Google Scholar 

  • McLimans, R.K.: Geologic fluid inclusions of stable isotope studies of the upper Mississipi Valley zinc-lead district, South-West Wisconsin. Ph. D. Thesis, The Pennsylvania State University (1977)

  • Michel, H. and Scolari, G.: Le gisement de Cu-Pb-Zn de M'Passa, Vallée du Niari, Rép. Congo. Proc. 21st Intern. Geol. Congr.-section XVI, Genetic Problems of Ores, pp. 112–125, Copenhagen (1960)

  • Miesch, A.T.: Q-mode factor analysis of compositional data. Computer and Geosciences. 1:147–159 (1976a)

    Google Scholar 

  • Miesch, A.T.: Interactive computer programs for petrologic modeling with extended Q-mode factor analysis. Computer and Geosciences. 2:439–492 (1976b)

    Google Scholar 

  • Miesch, A.T.: Computer methods for geochemical and petrologic mixing problems. 243–265 in Computer applications in the earth sciences, ed. Daniel F. Merriam, Plenum Publishing Corporation (1981)

  • Mouzita, D.: Contribution à l'étude géochimique des formations précambriennes du schisto-calcaire supérieur du bassin minier du Niari et de la mine de M'Passa (République Populaire du Congo). Implications métallogéniques. Thèse Doct. Ingenieur, 173 p. Université de Grenoble (1979)

  • Mouzita, D., Amossé, J., Buffet, G., and Giraud, P.: Environnement géochimique des minéralisations Pb-Zn (Cu) liées au schisto-calcaire supérieur du synclinal du Niari (République Populaire du Congo). Chronique de la recherche miniere 457:19–28 (1980)

    Google Scholar 

  • Nicolini, P.: Le synclinal de la Nianga (Zone de la boucle du Niari). Contribution à l'étude de la minéralisation stratiforme du Moyen Congo. Bull. Dir. Mines Géol. A.E.F. Mémoire 10 (1959)

  • Nicolini, P.: Synthèse sur les gisements de Pb-Zn en Afrique. Symp. Serv. Géol. Tunisie, pp. 465–471 (1968)

  • Ohmoto, H. and Rye, R.O.: Isotopes of sulfur and carbon. 509–567 in: Geochemistry of hydrothermal ore deposits, ed. Barnes, New York: Wiley 1979

    Google Scholar 

  • Picot, P., Scolari, G., and Troly, G.: Nouvelles données sur la paragenèse de la mine de M'Passa. Bull. Soc. Fr. Min. Crist. 86:355–358 (1963)

    Google Scholar 

  • Sawatzki, G.G.: Etude géologique et minéralogique des flyschs à grawackes volcaniques du synclinal de Thônes (Haute-Savoie, France). Grès de Taveyanne et du Val d'Illiez. Thèse Genève Sciences de la Terre no 1643. 368 p. (1975)

  • Schwarcz, H.P. and Burnie, S.W.: Influence of sedimentary environment on S isotope ratios in clastic rocks; a review. Mineral. Deposita 8(3):264–277 (1973)

    Google Scholar 

  • Scolari, G.: Etude géologique du bassin du Niari oriental (Rép. du Congo-Brazzaville) et de ses minéralisations Cu-Pb-Zn. Mémoire Bur. Rech. Géol. Min. 35:220 p. Orleans (1965)

  • Scolari, G. and Vincent, P.: Les minéralisations plombo-zincifères du bassin du Nari, République du Congo, in Gisements de Pb-Zn en Afrique, Symp. an. Mines Géol. Tunisie, no 23, pp. 327–355 (1968)

  • Scott, S.D. and Barnes, H.L.: Sphalerite geothermometry and geobarometry. Econ. Geol. 56:653–669 (1971)

    Google Scholar 

  • Sigvaldason, G.E.: Epidote and related minerals in two deep geothermal drill holes. Reykjavik and Hveragerdi, Iceland. U.S. Geol. Survey Profess. Paper 450 E:77–79 (1962)

  • Spooner, E.T.C. and Fyfe, W.S.: Sub-seafloor metamorphism, heat and mass transfer. Contr. Mineral. and Petrol. 42:287–304 (1973)

    Google Scholar 

  • Verraes, G.: Contribution à l'étude de la province métallogénique souscévenole; les gîtes Pb-Zn de Montardier, la Sanguinède et 1002, district des Malines (Gard, France), Thèse USTL-Cerga Montpellier, Mémoire du Centre d'étude et de rech. Géol. Hydrogéol. 17:268 p. (1979)

  • Verraes, G.: Etude monographique du district minier des Malines et de ses environs. (Province sous-cévenole, France). Thèse Doct. Etat Montpellier. 617 p. (1983)

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Authors and Affiliations

  1. UA CNRS 69 “Géologie Alpine, Pétrologie, Volcanologie”, Institut Dolomieu, rue Maurice Gignoux, 38031, Grenoble-cedex

    G. Buffet, J. Amosse, D. Mouzita & P. Giraud

Authors
  1. G. Buffet
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  2. J. Amosse
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  3. D. Mouzita
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  4. P. Giraud
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G. Buffet present address: INRIA, Avenue Emile Hugues, Sophia Antipolis, France-06565 Valbonne Cedex (reprints)

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Buffet, G., Amosse, J., Mouzita, D. et al. Geochemistry of the M'Passa Pb-Zn deposit (Niari syncline, People's Republic of the Congo). Arguments in favor of a hydrothermal origin. Mineral. Deposita 22, 64–77 (1987). https://doi.org/10.1007/BF00204247

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