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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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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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  • Fault Zone
  • Congo
  • Mobile Element
  • Sulfur Isotope
  • Total Metal Content