Complexe du Ntem : cas de Nkout par Djoum et d’Anyouzok par Akom II dans le sud Cameroun

Abstract

Itabirite and related soils in the humid tropical zone of southern Cameroon have proven economic and scientific interests. However, they have received very little attention. The itabirite and morphological, mineralogical and geochemical features of two related soil profiles were studied using macroscopic and microscopic observations, conventional X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF) spectrometry and Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS) analyses. The studied sites are respectively Nkout by Djoum and Anyouzok by Akom II in the Ntem Complex, southern Cameroon. The parent rock in both sites is itabirite, dominated by resistant primary minerals including quartz and magnetite with small amount of hematite. Other mineral phases present include amphiboles, pyroxenes, micas, pyrite and ilmenite. The parent rock in Nkout is a banded itabirite (BIF) composed of alternating bluish grey quartz-rich (chert) and dark olive grey to black magnetite/hematite fine to medium bands with granoblastic structure. The Anyouzok itabirite (GIF) displays an equant granular structure with medium to fine-grained minerals. The two weathering profiles exhibit well differentiated sequences with similar sets of horizons, respectively a lower weathering set, a median ferruginous set and a loose upper set. They also show similar mineralogical and geochemical features marked by the prevalence of hematite, goethite and quartz, and weak peaks of kaolinite and gibbsite due to the very low Al2O3 content. Weathering materials are dominated by Fe2O3t (58.90 to 90.76 wt %) and SiO2 (5.63 to 38.45 wt %) which show an opposite trend along the profile (R2 = 0.61 to 0.78) with upward increase of Fe2O3t. The REE behaviour and specifically the positive Ce anomaly (Ce/Ce* : 1.12 – 2.64) suggests a dominance of the oxidation during the weathering process. Oxidizing conditions led to the development of a high-grade hematite/goethite bearing iron ore (Fe: 50.4 – 63.7%), well represented in Nkout by a 30 m thick direct shipping ore (DSO: Fe ~ 57.4 wt %).

Les itabirites et les sols dérivant de leur altération sont très peu étudiés au Cameroun, bien qu’ils présentent un grand intérêt scientifique et économique. Deux profils de sols ainsi que les itabirites (roches-mères) ont été étudiés dans le Complexe du Ntem au Sud Cameroun, en utilisant les descriptions macroscopiques sur le terrain, les analyses minéralogiques par la diffraction des rayons X (DRX) et la microscopie optique, et les analyses géochimiques par la fluorescence des rayons X, la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS) et le titrage potentiométrique. Les sites d’étude sont respectivement Nkout (Djoum) et Anyouzok (Akom II). Les roches-mères sont constituées de quartz et de magnétite associée à de petites proportions d’hématite, d’amphiboles, de pyroxènes, de micas, d’ilménite et de pyrite. A Nkout, la roche-mère (BIF) présente un rubanement caractéristique marqué par une alternance de lits clairs et sombres, millimétriques à centimétriques. A Anyouzok, le rubanement est fruste et la roche (GIF) présente une texture granoblastique. Les profils développés sont bien différenciés en un ensemble d’altération, un ensemble ferrugineux et un ensemble meuble supérieur. Le profil d’altération de Nkout (~ 50 m) se caractérise par une épaisse isaltérite friable (~ 30 m) et la préservation de la structure de la roche-mère jusqu’aux éléments figurés ferrugineux de la cuirasse conglomératique et de l’horizon glébulaire. Le profil d’Anyouzok se distingue par une épaisseur relativement faible (~ 19 m) et l’absence de l’isaltérite friable. Sur le plan minéralogique, les deux profils sont marqués par la prédominance de l’hématite, la goethite et le quartz, et les très faibles pics de kaolinite et de gibbsite, attribuable à la très faible teneur en Al2O3. Deux éléments majeurs, Fe2O3t (58,90 à 90,76 %) et SiO2 (5,63 à 38,45 %), dominent la composition chimique des matériaux et présentent une évolution opposée de bas en haut (R2 : 0,61 et 0,78). La géochimie des terres rares et particulièrement la constance de l’anomalie en Ce positive dans les matériaux d’altération (Ce/Ce* : 1,12 – 2,64), montrent que l’oxydation est le principal processus géochimique dans les deux profils. Elle génère un minerai de haute teneur (Fe : 50,4 – 63,7%), bien représenté dans le profil TCN par un minerai à enfourchement direct ou "direct shipping ore" (DSO : Fe ~ 57,4%) d’environ 30 m d’épaisseur. Une étude plus approfondie de la minéralogie des différents horizons permettrait de déterminer la filiation entre les différentes phases du fer